變電站電氣一次設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及改善對策

◎蔣騰

變電站電氣一次設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及改善對策

◎蔣騰

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對電力的需求量不斷地增加，這對于電力企業(yè)來說是一種較大的壓力。電力設(shè)備的建設(shè)需要符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)的需求，滿足工業(yè)以及人們生活的需求。電網(wǎng)的設(shè)備需要不斷地完善來達(dá)到發(fā)展的目標(biāo)。變電站是電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)對電力的控制以及配送，需要重點(diǎn)發(fā)展。文章中分析了在變電站一次設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀以及原則，并且根據(jù)變電站設(shè)計(jì)的原則來改善當(dāng)前變電站一次設(shè)計(jì)的問題，從而為當(dāng)前變電站一次設(shè)計(jì)提供意見和策略。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家對電力的需求不斷地增加，對電力企業(yè)的設(shè)備要求不斷地提高，增加了電力企業(yè)的工作壓力。變電站是電力企業(yè)中非常重要的環(huán)節(jié)，負(fù)責(zé)電力企業(yè)的控制以及電力配送，是電力企業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容。變電站能夠保證電力公司正常運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)高壓、低壓的電力轉(zhuǎn)換，其電氣的一次性設(shè)計(jì)影響著變電站的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)需要根據(jù)不同地區(qū)的特點(diǎn)來完成工作的要求。

在對變電站進(jìn)行電氣一次性設(shè)計(jì)時(shí)需要從全局出發(fā)，本著安全性以及經(jīng)濟(jì)型的原則來進(jìn)行建設(shè)，解決電力生產(chǎn)以及電力運(yùn)輸之間的矛盾。因此，變電站電氣一次性設(shè)計(jì)需要進(jìn)行合理地規(guī)劃，選擇合適的方案，保證變電站的建設(shè)可以滿足國家發(fā)展的需求。變電站一次性設(shè)計(jì)時(shí)必須采取先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)方案，根據(jù)先進(jìn)的設(shè)備、材料和結(jié)構(gòu)來對變電站一次性設(shè)計(jì)進(jìn)行改變。

變電站電氣一次設(shè)計(jì)的原則

變電站電氣一次設(shè)計(jì)必須遵循的原則是滿足當(dāng)?shù)氐碾娏π枨?，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要對當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展?fàn)顩r、電力使用狀況進(jìn)行調(diào)研分析，從而能根據(jù)實(shí)際電力需求來進(jìn)行規(guī)劃，按照未來發(fā)展的趨勢對電力的需求進(jìn)行預(yù)測分析，從而能夠更加準(zhǔn)確合理的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)時(shí)需要保證充足的變電容量，根據(jù)相關(guān)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。變電站電氣一次設(shè)計(jì)的主線必須是高質(zhì)量的，滿足可靠性和安全性的要求，同時(shí)主線需要靈活安裝，從而可以與其他的線路進(jìn)行兼容。在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該盡可能地減少變電站占用的土地面積的大小，減少土地面積的浪費(fèi)。因此，變電站需要選擇質(zhì)量較高、性能較好、占地面積小的設(shè)備，不斷地對機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減低設(shè)備的噪音污染。同時(shí)，隨著我國科技水平不斷地提高，眾多電氣設(shè)備的自動(dòng)化程度也不斷地提高。相關(guān)變電站在進(jìn)行一次設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮設(shè)備的自動(dòng)化要求，盡可能地選擇最為先進(jìn)的設(shè)備，滿足自動(dòng)化工作的需求，并且減少機(jī)器設(shè)備中的錯(cuò)誤率，保證后期管理的便捷性。

我國變電站電氣一次設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀以及問題

我國電力企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)有較長的時(shí)間，發(fā)展相對成熟。但是，目前我國變電站電氣一次設(shè)計(jì)中仍然存在較大的問題。我國多數(shù)的電氣一次設(shè)計(jì)規(guī)劃不合理，常常與市內(nèi)建筑產(chǎn)生沖突，或者在郊外建設(shè)時(shí)不考慮當(dāng)?shù)氐牡貏?，忽視了地勢對電力設(shè)備的影響，同時(shí)一些設(shè)備建在空氣十分濕潤的地區(qū)，這十分不利于電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，對設(shè)備的維護(hù)提出了較大的困難。另外，我國的電氣一次設(shè)計(jì)中沒有考慮到主線與其他線路之間的聯(lián)系，忽視了線路與線路直接接線的問題，從而使得主線在與其他線路進(jìn)行連接時(shí)常常會(huì)產(chǎn)生纏繞的問題，不利于后期的維護(hù)檢查。同時(shí)，由于我國的科學(xué)技術(shù)在逐步發(fā)展的過程中，我國設(shè)備逐漸地落后，不適宜當(dāng)前自動(dòng)化的管理水平，但是我國的眾多變電站電氣設(shè)備都出于正常使用當(dāng)中，由于資金缺乏或者其他原因，設(shè)備使用得不到更新，從而影響了我國設(shè)備的正常使用。

優(yōu)化變電站一次設(shè)計(jì)的策略

提升電氣一次設(shè)計(jì)的平面布置。變電站一次設(shè)計(jì)在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)需要充分地考慮環(huán)境因素，將場地以及變電站的位置進(jìn)行合理地規(guī)劃設(shè)置，從而減少其他因素對變電站位置的影響。這是進(jìn)行設(shè)備安裝以及線路連接的基礎(chǔ)，也是開展其他工作的基本要求。另外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要合理地規(guī)劃平面設(shè)計(jì)，采取主變在戶外的安裝方式，從而能夠方便其他線路的安裝和連接。

合理地選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備是開展工作的基礎(chǔ)，設(shè)備的規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)必須根據(jù)變電站的整體要求來進(jìn)行，從而能夠保證電氣設(shè)備與整體可以共同運(yùn)行。電氣設(shè)備的參考標(biāo)準(zhǔn)是電流計(jì)算、負(fù)荷計(jì)算以及主線連接等，從而可以保證電氣設(shè)備符合實(shí)際工作的要求。在選擇電氣設(shè)備時(shí)需要考慮實(shí)際工作場所的狀況，對耐熱性、耐腐蝕性以及防火等特性進(jìn)行充分地考慮，從而幫助電氣設(shè)備能夠在不同的環(huán)境當(dāng)中穩(wěn)定的工作。最后，在選擇電氣設(shè)備時(shí)需要綜合評價(jià)電氣設(shè)備的特征以及變電站實(shí)際供電需求和運(yùn)行方式等因素來選擇合適的電氣設(shè)備。

主接線的設(shè)計(jì)。在實(shí)際電氣操作過程中，電氣主接線的設(shè)計(jì)是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其對于整體線路正常運(yùn)轉(zhuǎn)起著至關(guān)重要的決定性作用，對于整體的線路安全保障也是很重要的。以技術(shù)角度進(jìn)行分析，電氣主接線的設(shè)計(jì)會(huì)對變電所的運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，對于其中傳導(dǎo)電流、控制電壓等環(huán)節(jié)影響最大；除此之外還會(huì)對其他輔助系統(tǒng)，比如控制系統(tǒng)、自動(dòng)化裝置、設(shè)備選型、配電裝置、繼電保護(hù)裝置等運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，必須引起足夠的重視，在滿足技術(shù)要求同時(shí)，提升整體的靈活性和穩(wěn)定性，保障線路的安全性。

以110千伏的主接線設(shè)計(jì)為例，其方式主要包括以下幾類。首先是變壓器組的線路設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)際的工作情況來看，一般為雙電源形式T型接線，或者將T型接線與另外的其他變電網(wǎng)站進(jìn)行聯(lián)合接入。該類方式的優(yōu)點(diǎn)在于整體安裝較為簡單，且可以在電源失效的情況自動(dòng)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而避免因?yàn)閿嚯姸a(chǎn)生不利影響。其缺點(diǎn)是電源失效時(shí)，就必須對其中的一臺(tái)主變壓器進(jìn)行停用，所以只可以在實(shí)際的受電功能沒有功率轉(zhuǎn)換要求的變電中使用。

單母線形式則是一類主要的形式，它的主要操作模式是結(jié)合兩路接線來具體展開實(shí)際的業(yè)務(wù)。一個(gè)是主要的線路，而另一個(gè)則為備用的線路。在高壓連接處主要采用了單母方式連接，低壓側(cè)則采用了單母線分兩段連接方式。多類方式的配合使用可以保證供電的穩(wěn)定性和靈活性，在電源失效時(shí)及時(shí)回復(fù)。缺點(diǎn)在于成本較大、且需要大量的面積來安裝和工作。該類方式主要用于承擔(dān)受電與功率轉(zhuǎn)移城市電網(wǎng)工作。

另外，變電站的進(jìn)線方式主要是通過兩路電網(wǎng)來接入，高壓方面的主線是采取內(nèi)橋連接的方式，低壓方面的主要是通過單母線連接旁母線的方式。這種連接的方式的主要優(yōu)勢主要是四個(gè)回路只需要三個(gè)斷路器，需要的斷路器的數(shù)量相對較少，方便線路的投切使用。但是，這種線路的共同的劣勢在于線路的靈活性較差，線路不太可靠，一次運(yùn)行和二次運(yùn)行進(jìn)行切換時(shí)較為復(fù)雜，并且在一臺(tái)變電器發(fā)生故障時(shí)，其他的變電器也會(huì)容易產(chǎn)生問題，相鄰的兩臺(tái)斷路器必須要斷開才能夠進(jìn)行檢修工作，增加了檢修的難度。因此，這種連接方式能夠在高壓的狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行，但是其靈活度卻不能夠滿足變電站的需求。

綜上所述，不管是何種連接方式，都存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在進(jìn)行選擇時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行分析，從而滿足當(dāng)?shù)氐男枨蟆?/p>

其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先，變電站電氣一次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)需要接地，從而保證系統(tǒng)的安全可靠性。通常情況下，電氣設(shè)備的接地裝置主要包括接地系統(tǒng)和接地線路構(gòu)成，都是鋼材料。角鋼是垂直接地的材料，在使用的過程中通常需要將角鋼削尖插入到地面當(dāng)中，從而與地面進(jìn)行連接。高壓和低壓配電室需要設(shè)置不同的接地點(diǎn)，使得電氣設(shè)備與接地體相連接。變電站電氣一次設(shè)計(jì)需要充分地考慮接地系統(tǒng)和接地裝備，從而能夠保證電氣設(shè)備可以安全地運(yùn)行，防止在電氣設(shè)備工作中產(chǎn)生火災(zāi)、觸電等問題。

其次，變電站電氣一次設(shè)計(jì)中需要使用正常的照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)是電氣一次設(shè)計(jì)中必須具備的環(huán)節(jié)，可以輔助各個(gè)部門進(jìn)行檢查工作。照明系統(tǒng)必須與工作照明系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)分，其主要目的是在重要的場所進(jìn)行照明，包括安全出口、樓梯口、疏散通道等地方，主要是為了應(yīng)急照明而設(shè)置的，防止在工作中產(chǎn)生故障而出現(xiàn)疏散困難等問題。另外，在控制室內(nèi)必須使用絕緣的導(dǎo)線來安裝照明設(shè)備，防止與其他的線路接觸發(fā)生危險(xiǎn)。

變電站的電氣一次設(shè)計(jì)是開展其他工作的基礎(chǔ)，具有不可替代的作用，只有變電站的一次設(shè)計(jì)完善之后才能夠保證其他工作的正常運(yùn)行。其設(shè)計(jì)合理與否將直接影響他其他的工作。因此，變電站電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)該保持穩(wěn)定與合理，從實(shí)際需求出發(fā)，按照變電站建設(shè)區(qū)域的特點(diǎn)以及要求，開展實(shí)際工作。另外，在變電站的接線、照明、控制等系統(tǒng)中應(yīng)該按照系統(tǒng)的要求來開展工作，從而保證變電站整體的穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)我國的工作效率以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（作者單位：大唐華銀株洲發(fā)電有限公司）