变电站电气一次设计现状及改善措施

文/李渊博

1 我国变电站电气一次设计的现状

我国的工业发展起步比较晚，从改革开放以后才逐渐有了起色，目前电力企业的发展已经相对稳定，有着成熟的系统。但是就目前的电气一次设计问题上，尤其是变电站的电气一次设计规划，还是存在很多不合理的地方。比如对地形地势考虑不够周全，导致电力设备受到地形地势的影响，以及与当地的建筑物产生矛盾，或者有些电力设备需要安装在空气十分干燥的地方，这些都会影响到电气设备的运行和使用寿命，维护起来困难不便。其次，设计的线路与主线之间联系不够合理，导致线路出现了直接连接的情况，所以时常出现线与线缠绕的现象，这些都对后期维修检查工作带来了负担和难度。随着科技时代的到来，我国的工业技术水平都取得了突飞猛进的发展，但是相关的设备却十分的落后，无法适应工业自动化的生产和管理水平，而相关部门对变电站的电气设备重视不够，资金支持不到位，导致厂内很多设备过于老旧，更新换代不及时，从而影响了企业生产的正常运转。

2 电气设备选择的相关问题

2.1 电气设备选择的问题

变电站由非常多的电气设备组成，那么在选择这些设备的时候，要特别重视短路电流计算等相关问题，对不同的电流需要进行不一样的验算。目的在于增加设备的操作灵活性，使用稳定性，以及经济性能等，关系到电力企业长远发展的关键点。如果电流计算不准确，那么设备使用过程中很容易出现短路故障，造成设备损毁或者火灾等危险。对机器设备的使用寿命有着极大的威胁，对整个电力系统的安全运行十分不利。所以一定要全方面的考虑相关影响因素，增加设备的使用效率，给企业带来长远的经济效益和社会效益。

2.2 设计主接线不科学

变电站设计的原则就是秉着可靠性，稳定性，安全性为本的原则。整个电力系统的线路组成复杂，造价昂贵，有着很高的成本支出，这对城市的发展有着积极作用，所以在进行设计工作的时候，把城市发展作为首要因素，以可靠安全为基础，合理的利用空间，以免后期出现问题。但是系统维护方面的技术还不够成熟，导致很多复杂的线路维护起来难度很大，影响了变电站电气一次的发展。

2.3 防雷设计有弊端

防雷设计对变电站电力系统的安全运行，十分必要，在恶劣的天气下，时常会有雷击事故出现，尤其是偏远的山区，交通和电力维护都存在着很大的难度，所以变电站内部一定要做好充分的防雷措施，只有这样，才能尽可能的避免因为雷击出现损坏电网的事件，保证系统的正常运行，减少损失，确保人身和设备的安全。接地设备也不能忽视，要及时进行防腐性能的检测，做好有备无患。根据各地区的变电站的地势，气候环境等因素，结合实际情况，进行科学的防雷设计。

2.4 变压器的选择问题

变电站整个电力系统的核心部位就是变压器，它是电力系统的心脏，起着至关重要的作用。一旦发生故障或者出现运行不稳定等问题，意味着整个供电系统都会发生故障。所以在选择和规划城市用电和发电时，一定要注意变压器的选择。变压器选择的科学合理，不仅能够节约能耗，还能提高变电站的利用率。在进行变电站电气一次设计进行时，就要先参考当地城市的用电特点以及持续性的用电有何变化。然后在对变压器的参数进行设计和选择，最终确定变压器的选择。

3 变电站电气一次设计

3.1 电气设备的优选

变电站电气一次设计最重要的环节就是选择合适的变压器。变压器的选型必须符合实际的用电需求和供电参数。可以从这2个方面来考虑，首先对变电站的地理位置进行分析，然后对放置变压器的位置，进行环境，容量，构造，性能，以及冷却设备等多方面进行配置。其次，根据有载调压、无励磁调压等方式来选择变压器型号。最后，严格按照电力系统的标准和规定来进行电气设备的各项性能及选择，比如相数、绕组数等。另外还要对绝缘水平进行检测，达到标准以后才能投入使用。

3.2 主接线优化设计

变电站电气一次设计最关键的内容就是对主体线路的连接设计，很多其他分支的设计工作都会涉及到电气主体线路，而且决定着变电站供电是否稳定运行。我们主要选取了两种使用频率较高的接线方法来简单阐述一下。

（1）两个电源结构的设计。这种结构的设计一般采用T字线路形式，并且可以与其他变电电路两两连接，一边连接主体电气设备，另一边与变压器连接，另外借助母线分线的方法摆脱过多数量的高压设备，减少了故障点，保持线路整体多变性的特点。采用这种设计理念，具有占地面积小，投资省，可靠性高的特点。

（2）设置多样化的母线。母线是指多个设备以并列分支的形式接在其上的一条共用的通路。多样化的母线主要是说线路连接形式为电源进线2个途径。设置一个为主要线路，再设置一个作为备选线路。借助母线连接，高压线可以确保这两个部分的母线电能供应质量符合标准。因为设备结构备用电源线路的利用，设备投入大，设备安装繁琐，不适合普通的供电场所，多用于电能需求非常大的网络中。

（3）内桥式连接模式，这是一种相对简单的连接模式，构造比较简单，两边的线路都能与电能网络相连，也不需要设置很多断路器进行保护，但是也存在一定的缺点，因为回路较多，操作灵活性不够。

3.3 接地设计

在变电站电气设计过程中，运行人员的安全问题一直是设计研究人员不断关注和改善的环节。近年来，出现了很多起电击事故，这对社会，对企业来说都是很大的损失。如果将电气地面和消防应急等设计做好，不仅能够有效的保护电力系统中的设备，还能为电力工作者提供一份好的安全保障。接地装置的主要组成部分，包括接地体和接地线，最常见的就是自然类的接地体，大都是钢结构体，直接埋进地下即可。接地线则为角钢或圆钢，将变电站的周边环绕接地体，变电所周围被接地体环绕，内部的高压，低压配电室则设置不同的两处，与接地体连接。

3.4 防雷、照明设计

在变电站正常运行时，对雷电方面的处理十分必要。尤其是南方很多地区，全年阴雨气候较多，所以在进行变电站电气一次设计时一定要做好防雷避震的措施。具体设计的时候，屋顶部分可以采用镀锌扁钢的接地方式，同时还要和主接地网进行连接，可以更好的实现接地保护。水平防雷的系统中，雷电侵入波往往会对变电站内的设备产生电压，通常可以采用ATP-EMTP对最大过电压进行计算，根据数据对避雷器等设备进行合理的配置，来减少站内的设备遭到破坏。另外，照明也是变电站内很重要部分，对于照明的设计，不仅要满足日常的需求，还要做好突发事故情况下有充分的照明条件。

3.5 电气平面布置

变电站的电气一次设计总体布置，与场地的因素有着很大的关系，所以要充分规划合理的设计方案，采用户外的设计形势进行，这是选择设备和接线部分的关键。对于一些特殊情况，可以采用户内设备，但是一定要做好通风和消防等措施。而且不能将二次设备与电容器室进行垂直设置，造成监控系统的干扰。给供电运行带来负担。

4 未来的展望

电力技术未来的发展，离不开电力市场的推动作用，人们不仅在生活需求上，在精神生活上现在更是不可或缺的，随着网络和各种社交平台的兴起，电力设计存在的问题也都显现了出来。变电站电力布置的基础就是电气一次设计，设计是否合理是整个是变电站稳定运行的关键，所以在未来的电力产业发展中，一定要充分重视电气一次设计工作，构建科学的电力系统。

5 结语

变电站电气一次设计，是整个电网工程的基石，意义可想而知。但它与自身设计的实用性、适用性、经济性和安全性密切相关。当变电站的电气设计满足实用性、适用性、经济性、安全性等要求时，变电站的供电质量将会大大提高。所以作为设计工作人员和施工人员，不仅要认识到电气一次设计工作的重要性，还要不断的学习技能，吸取经验，研究先进的设计理念。并且对未来可能出现的事故和隐患作

出准确的分析，提前做好防护措施。同时建立科学的风险评估机制，将隐患出现的可能性降到最低，这对我国的电力工作具有十分重要的意义。