變電站電氣一次設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及改善措施

文/李淵博

1 我國變電站電氣一次設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

我國的工業(yè)發(fā)展起步比較晚，從改革開放以后才逐漸有了起色，目前電力企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)相對穩(wěn)定，有著成熟的系統(tǒng)。但是就目前的電氣一次設(shè)計(jì)問題上，尤其是變電站的電氣一次設(shè)計(jì)規(guī)劃，還是存在很多不合理的地方。比如對地形地勢考慮不夠周全，導(dǎo)致電力設(shè)備受到地形地勢的影響，以及與當(dāng)?shù)氐慕ㄖ锂a(chǎn)生矛盾，或者有些電力設(shè)備需要安裝在空氣十分干燥的地方，這些都會影響到電氣設(shè)備的運(yùn)行和使用壽命，維護(hù)起來困難不便。其次，設(shè)計(jì)的線路與主線之間聯(lián)系不夠合理，導(dǎo)致線路出現(xiàn)了直接連接的情況，所以時常出現(xiàn)線與線纏繞的現(xiàn)象，這些都對后期維修檢查工作帶來了負(fù)擔(dān)和難度。隨著科技時代的到來，我國的工業(yè)技術(shù)水平都取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是相關(guān)的設(shè)備卻十分的落后，無法適應(yīng)工業(yè)自動化的生產(chǎn)和管理水平，而相關(guān)部門對變電站的電氣設(shè)備重視不夠，資金支持不到位，導(dǎo)致廠內(nèi)很多設(shè)備過于老舊，更新?lián)Q代不及時，從而影響了企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 電氣設(shè)備選擇的相關(guān)問題

2.1 電氣設(shè)備選擇的問題

變電站由非常多的電氣設(shè)備組成，那么在選擇這些設(shè)備的時候，要特別重視短路電流計(jì)算等相關(guān)問題，對不同的電流需要進(jìn)行不一樣的驗(yàn)算。目的在于增加設(shè)備的操作靈活性，使用穩(wěn)定性，以及經(jīng)濟(jì)性能等，關(guān)系到電力企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)。如果電流計(jì)算不準(zhǔn)確，那么設(shè)備使用過程中很容易出現(xiàn)短路故障，造成設(shè)備損毀或者火災(zāi)等危險。對機(jī)器設(shè)備的使用壽命有著極大的威脅，對整個電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行十分不利。所以一定要全方面的考慮相關(guān)影響因素，增加設(shè)備的使用效率，給企業(yè)帶來長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.2 設(shè)計(jì)主接線不科學(xué)

變電站設(shè)計(jì)的原則就是秉著可靠性，穩(wěn)定性，安全性為本的原則。整個電力系統(tǒng)的線路組成復(fù)雜，造價昂貴，有著很高的成本支出，這對城市的發(fā)展有著積極作用，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的時候，把城市發(fā)展作為首要因素，以可靠安全為基礎(chǔ)，合理的利用空間，以免后期出現(xiàn)問題。但是系統(tǒng)維護(hù)方面的技術(shù)還不夠成熟，導(dǎo)致很多復(fù)雜的線路維護(hù)起來難度很大，影響了變電站電氣一次的發(fā)展。

2.3 防雷設(shè)計(jì)有弊端

防雷設(shè)計(jì)對變電站電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，十分必要，在惡劣的天氣下，時常會有雷擊事故出現(xiàn)，尤其是偏遠(yuǎn)的山區(qū)，交通和電力維護(hù)都存在著很大的難度，所以變電站內(nèi)部一定要做好充分的防雷措施，只有這樣，才能盡可能的避免因?yàn)槔讚舫霈F(xiàn)損壞電網(wǎng)的事件，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少損失，確保人身和設(shè)備的安全。接地設(shè)備也不能忽視，要及時進(jìn)行防腐性能的檢測，做好有備無患。根據(jù)各地區(qū)的變電站的地勢，氣候環(huán)境等因素，結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)的防雷設(shè)計(jì)。

2.4 變壓器的選擇問題

變電站整個電力系統(tǒng)的核心部位就是變壓器，它是電力系統(tǒng)的心臟，起著至關(guān)重要的作用。一旦發(fā)生故障或者出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定等問題，意味著整個供電系統(tǒng)都會發(fā)生故障。所以在選擇和規(guī)劃城市用電和發(fā)電時，一定要注意變壓器的選擇。變壓器選擇的科學(xué)合理，不僅能夠節(jié)約能耗，還能提高變電站的利用率。在進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)計(jì)進(jìn)行時，就要先參考當(dāng)?shù)爻鞘械挠秒娞攸c(diǎn)以及持續(xù)性的用電有何變化。然后在對變壓器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，最終確定變壓器的選擇。

3 變電站電氣一次設(shè)計(jì)

3.1 電氣設(shè)備的優(yōu)選

變電站電氣一次設(shè)計(jì)最重要的環(huán)節(jié)就是選擇合適的變壓器。變壓器的選型必須符合實(shí)際的用電需求和供電參數(shù)。可以從這2個方面來考慮，首先對變電站的地理位置進(jìn)行分析，然后對放置變壓器的位置，進(jìn)行環(huán)境，容量，構(gòu)造，性能，以及冷卻設(shè)備等多方面進(jìn)行配置。其次，根據(jù)有載調(diào)壓、無勵磁調(diào)壓等方式來選擇變壓器型號。最后，嚴(yán)格按照電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定來進(jìn)行電氣設(shè)備的各項(xiàng)性能及選擇，比如相數(shù)、繞組數(shù)等。另外還要對絕緣水平進(jìn)行檢測，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以后才能投入使用。

3.2 主接線優(yōu)化設(shè)計(jì)

變電站電氣一次設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的內(nèi)容就是對主體線路的連接設(shè)計(jì)，很多其他分支的設(shè)計(jì)工作都會涉及到電氣主體線路，而且決定著變電站供電是否穩(wěn)定運(yùn)行。我們主要選取了兩種使用頻率較高的接線方法來簡單闡述一下。

（1）兩個電源結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般采用T字線路形式，并且可以與其他變電電路兩兩連接，一邊連接主體電氣設(shè)備，另一邊與變壓器連接，另外借助母線分線的方法擺脫過多數(shù)量的高壓設(shè)備，減少了故障點(diǎn)，保持線路整體多變性的特點(diǎn)。采用這種設(shè)計(jì)理念，具有占地面積小，投資省，可靠性高的特點(diǎn)。

（2）設(shè)置多樣化的母線。母線是指多個設(shè)備以并列分支的形式接在其上的一條共用的通路。多樣化的母線主要是說線路連接形式為電源進(jìn)線2個途徑。設(shè)置一個為主要線路，再設(shè)置一個作為備選線路。借助母線連接，高壓線可以確保這兩個部分的母線電能供應(yīng)質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)樵O(shè)備結(jié)構(gòu)備用電源線路的利用，設(shè)備投入大，設(shè)備安裝繁瑣，不適合普通的供電場所，多用于電能需求非常大的網(wǎng)絡(luò)中。

（3）內(nèi)橋式連接模式，這是一種相對簡單的連接模式，構(gòu)造比較簡單，兩邊的線路都能與電能網(wǎng)絡(luò)相連，也不需要設(shè)置很多斷路器進(jìn)行保護(hù)，但是也存在一定的缺點(diǎn)，因?yàn)榛芈份^多，操作靈活性不夠。

3.3 接地設(shè)計(jì)

在變電站電氣設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)行人員的安全問題一直是設(shè)計(jì)研究人員不斷關(guān)注和改善的環(huán)節(jié)。近年來，出現(xiàn)了很多起電擊事故，這對社會，對企業(yè)來說都是很大的損失。如果將電氣地面和消防應(yīng)急等設(shè)計(jì)做好，不僅能夠有效的保護(hù)電力系統(tǒng)中的設(shè)備，還能為電力工作者提供一份好的安全保障。接地裝置的主要組成部分，包括接地體和接地線，最常見的就是自然類的接地體，大都是鋼結(jié)構(gòu)體，直接埋進(jìn)地下即可。接地線則為角鋼或圓鋼，將變電站的周邊環(huán)繞接地體，變電所周圍被接地體環(huán)繞，內(nèi)部的高壓，低壓配電室則設(shè)置不同的兩處，與接地體連接。

3.4 防雷、照明設(shè)計(jì)

在變電站正常運(yùn)行時，對雷電方面的處理十分必要。尤其是南方很多地區(qū)，全年陰雨氣候較多，所以在進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)計(jì)時一定要做好防雷避震的措施。具體設(shè)計(jì)的時候，屋頂部分可以采用鍍鋅扁鋼的接地方式，同時還要和主接地網(wǎng)進(jìn)行連接，可以更好的實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。水平防雷的系統(tǒng)中，雷電侵入波往往會對變電站內(nèi)的設(shè)備產(chǎn)生電壓，通?？梢圆捎肁TP-EMTP對最大過電壓進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)數(shù)據(jù)對避雷器等設(shè)備進(jìn)行合理的配置，來減少站內(nèi)的設(shè)備遭到破壞。另外，照明也是變電站內(nèi)很重要部分，對于照明的設(shè)計(jì)，不僅要滿足日常的需求，還要做好突發(fā)事故情況下有充分的照明條件。

3.5 電氣平面布置

變電站的電氣一次設(shè)計(jì)總體布置，與場地的因素有著很大的關(guān)系，所以要充分規(guī)劃合理的設(shè)計(jì)方案，采用戶外的設(shè)計(jì)形勢進(jìn)行，這是選擇設(shè)備和接線部分的關(guān)鍵。對于一些特殊情況，可以采用戶內(nèi)設(shè)備，但是一定要做好通風(fēng)和消防等措施。而且不能將二次設(shè)備與電容器室進(jìn)行垂直設(shè)置，造成監(jiān)控系統(tǒng)的干擾。給供電運(yùn)行帶來負(fù)擔(dān)。

4 未來的展望

電力技術(shù)未來的發(fā)展，離不開電力市場的推動作用，人們不僅在生活需求上，在精神生活上現(xiàn)在更是不可或缺的，隨著網(wǎng)絡(luò)和各種社交平臺的興起，電力設(shè)計(jì)存在的問題也都顯現(xiàn)了出來。變電站電力布置的基礎(chǔ)就是電氣一次設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)是否合理是整個是變電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，所以在未來的電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，一定要充分重視電氣一次設(shè)計(jì)工作，構(gòu)建科學(xué)的電力系統(tǒng)。

5 結(jié)語

變電站電氣一次設(shè)計(jì)，是整個電網(wǎng)工程的基石，意義可想而知。但它與自身設(shè)計(jì)的實(shí)用性、適用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性密切相關(guān)。當(dāng)變電站的電氣設(shè)計(jì)滿足實(shí)用性、適用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等要求時，變電站的供電質(zhì)量將會大大提高。所以作為設(shè)計(jì)工作人員和施工人員，不僅要認(rèn)識到電氣一次設(shè)計(jì)工作的重要性，還要不斷的學(xué)習(xí)技能，吸取經(jīng)驗(yàn)，研究先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。并且對未來可能出現(xiàn)的事故和隱患作

出準(zhǔn)確的分析，提前做好防護(hù)措施。同時建立科學(xué)的風(fēng)險評估機(jī)制，將隱患出現(xiàn)的可能性降到最低，這對我國的電力工作具有十分重要的意義。