變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)

嚴(yán)鵬建 季承

摘 要：變電站的安全性和可靠性往往都是受一次設(shè)計(jì)的影響甚至是決定的。所以本文從電氣一次設(shè)計(jì)出發(fā)，主要研究了變電站中的應(yīng)用情況和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并且根據(jù)設(shè)計(jì)提出了一些自己的建議和看法，希望能夠給同行帶來(lái)借鑒，并進(jìn)行相關(guān)的分析和討論。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣;一次設(shè)計(jì)

引言

在對(duì)變電站進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)的時(shí)候一般要考慮到很多方面，這要結(jié)合具體實(shí)際的需要，但一般都會(huì)把經(jīng)濟(jì)性、靈活性和可靠性納入考慮。在進(jìn)行一次設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般都有著降低投資、節(jié)約開支的目的，以求讓所在單位獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。

一、關(guān)于變電站進(jìn)行電氣一次設(shè)計(jì)方面的原則

正常來(lái)說(shuō)，由于其自身存在的特殊性，變電站在電氣設(shè)計(jì)上都應(yīng)該首先注意安全可靠性，這樣才能夠確立其可持續(xù)發(fā)展的原則。然后結(jié)合實(shí)際的具體需要進(jìn)行分析，才能夠選擇最為科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。變電站具其自身特點(diǎn)，所以在原則的確定上應(yīng)該體現(xiàn)一定程度的特殊性。首先最重要的就是主接線的設(shè)計(jì)，主接線的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該安全可靠，每一個(gè)模塊之間銜接緊密，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。其次，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該總體上達(dá)到統(tǒng)一，避免在進(jìn)行建設(shè)的時(shí)候出現(xiàn)互相矛盾之處，前后標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一會(huì)帶來(lái)很大的安全隱患。再次，在設(shè)計(jì)的原則上應(yīng)該體現(xiàn)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，將其經(jīng)濟(jì)交易放在最重要的位置來(lái)進(jìn)行考慮和統(tǒng)籌，這樣才能夠進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展。最后，我國(guó)地域廣大，不同的地區(qū)面臨著不同的自然環(huán)境，所以在設(shè)計(jì)方案的確定上應(yīng)該加以區(qū)別，在設(shè)計(jì)的方案以及規(guī)模上充分考慮當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐男枰３酥?，在變電站的設(shè)計(jì)上應(yīng)該和周邊環(huán)境相互協(xié)調(diào)和適應(yīng)。

二、變電站電氣一次設(shè)計(jì)的全面預(yù)備工作

（一）確保變電站電氣一次設(shè)備設(shè)計(jì)的可行性

確保變電站電氣一次設(shè)備設(shè)計(jì)的可行性的首要前提是全面遵循我國(guó)變電站的標(biāo)準(zhǔn)及要求和其他相關(guān)規(guī)定。其次，要做好全面的自然以及社會(huì)方面的考察與勘測(cè)，主要針對(duì)變電站所選的建設(shè)位置及其周圍的地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性、交通的通達(dá)度以及擁堵狀況、環(huán)境質(zhì)量等幾個(gè)主要方面，并把各項(xiàng)數(shù)據(jù)作為研究確保變電站電氣一次設(shè)備設(shè)計(jì)可行性的參考條件。除此之外，參與確保變電站電氣一次設(shè)備設(shè)計(jì)的所有工作人員還應(yīng)該致力于設(shè)計(jì)可行性方案的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案展開全面、細(xì)致的分析和研究，推動(dòng)變電站電氣一次設(shè)備的設(shè)計(jì)工作在高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的要求下穩(wěn)步推進(jìn)。最后，在對(duì)變電站電氣一次設(shè)備的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和確定時(shí)，要兼顧變電站運(yùn)行的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，從而適當(dāng)調(diào)整設(shè)備、人員等的投入力度。

（二）謹(jǐn)慎選擇變電站電氣一次設(shè)備

電力系統(tǒng)的一次主接線、短路電流以及負(fù)荷等是變電站在選擇電氣一次設(shè)備時(shí)首先要考慮的因素。其次，變電站在選擇電氣一次設(shè)備時(shí)要從具體的施工建設(shè)環(huán)境考慮，綜合比較電氣一次設(shè)備的應(yīng)用要求與變電站的實(shí)際需要，最終選擇與變電站供給需要相差不大的電氣一次設(shè)備形式。同時(shí)，電氣一次設(shè)備的選擇不僅能夠保證各類設(shè)備在變電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下保持基本的平穩(wěn)和安全，還要保證各類電氣設(shè)備不會(huì)因?yàn)樽冸娬具\(yùn)行中的突發(fā)故障而損傷動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定等性能。最后，變電站電氣設(shè)備的選擇離不開計(jì)算，而計(jì)算的數(shù)據(jù)與電氣一次設(shè)備安裝位置的三相短路變化有關(guān)，進(jìn)而影響變電站開關(guān)電氣斷流能力的檢驗(yàn)結(jié)果。

三、針對(duì)電氣一次設(shè)備的一些有效策略

（一）變電站電氣的主接線

變電站電氣一次設(shè)計(jì)的過(guò)程中最為重要的一部分即電氣主接線的設(shè)計(jì)，這主要是因?yàn)殡姎庵鹘泳€不僅與電力系統(tǒng)的各個(gè)配電裝置、繼電保護(hù)工作、自動(dòng)控制裝置與擬定電氣設(shè)備的選擇等有密切的關(guān)系，也與電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)有極大的聯(lián)系。變電站電氣主接線在設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮變電站承擔(dān)責(zé)任的大小、使用年限以及終端的建設(shè)規(guī)模、電力負(fù)荷、電力系統(tǒng)承載的備用電力等方面的內(nèi)容，其設(shè)計(jì)的基本要求為安全和可靠。這都是為了保證變電站電氣因?yàn)橹鹘泳€良好的設(shè)計(jì)而能夠靈活的應(yīng)對(duì)變電站運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各類突發(fā)狀況。除了安全性和可靠性是必須要遵循的原則，經(jīng)濟(jì)實(shí)用也是一項(xiàng)主要的設(shè)計(jì)原則。

變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)方法主要有以下常見的幾種：?jiǎn)文妇€接線法、單母線分段接線法、雙母線接線法、雙母線分段接線法等，不同的接線方法具有不同的特點(diǎn)，需要根據(jù)變電站不同的建設(shè)進(jìn)度、投資成本、使用性能等實(shí)際情形擇優(yōu)選擇。

（二）變電站電氣一次設(shè)備的正確選擇

（1）選擇變電器的注意事項(xiàng)

主變壓器的設(shè)計(jì)也是變電站電氣一次設(shè)計(jì)的主要工作，即設(shè)計(jì)人員要重點(diǎn)關(guān)注變電器的設(shè)計(jì)，拿110KV的變電站舉例，在選擇變電器時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面：

<1>主變壓器工作運(yùn)行的外部環(huán)境、主變壓器的性能結(jié)構(gòu)、承載工作負(fù)荷的大小等決定具有冷卻功能設(shè)備的選擇方向。

<2>有載調(diào)壓或無(wú)磁激調(diào)壓的能力也是變電器選擇時(shí)必須要考慮的其中一個(gè)方面。

<3>電力系統(tǒng)力列舉出的電力設(shè)備的相數(shù)、繞組數(shù)、繞組的接線組別等也都是選擇變電器時(shí)必須要參考的依據(jù)。

（2）正確選擇斷路器

選擇正確的斷路器往往會(huì)在一定程度上保證變電站運(yùn)行的安全性，因此在變電站電氣一次設(shè)備的設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須要選擇正確的斷路器，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

<1>壽命、性能的正常發(fā)揮以及安裝的操作難度、檢修的復(fù)雜程度等是選擇斷路器時(shí)首先要考慮的內(nèi)容。

<2>斷路器的導(dǎo)電性在電力系統(tǒng)中具有不容忽視的意義，尤其是在電力系統(tǒng)在運(yùn)行合閘的過(guò)程中，可以為負(fù)荷電流和短路電流的正常通過(guò)發(fā)揮一定的引流作用。

（三）電氣的接地設(shè)計(jì)

在變電站電氣的一次設(shè)計(jì)過(guò)程中，施工人員的觸電事故是最為嚴(yán)重也最為常見的一類，這通常與變電站電氣的接地設(shè)計(jì)有關(guān)。良好的電氣接地設(shè)計(jì)不僅是為施工人員的人身安全提供保障，也是有效保護(hù)機(jī)械設(shè)備、減少火災(zāi)等其他突發(fā)事件的重要方法。

一般情況下，接地體和接地線是組成變電站一次設(shè)備接地裝置的主要構(gòu)件。自然類的接地體是最為常用的一類接地體，多為角鋼構(gòu)造，直接將其埋入地中即可。接地線一般為角鋼或圓鋼。變電所的周圍被接地體環(huán)繞，變電所內(nèi)的高壓配電室以及低壓配電室再分別設(shè)置兩處用以和接地體的相連通，高、低壓配電室通過(guò)扁鋼與變壓器室連接成一個(gè)共同體。除此之外，接地電阻必須小于高壓小接地系統(tǒng)的保護(hù)接地以及低壓電氣設(shè)備保護(hù)接地與工作接地電阻的最小值。

（四）關(guān)于防雷設(shè)計(jì)和照明設(shè)計(jì)

在變電站的電氣一次設(shè)計(jì)的工作中，變電站一般都要通過(guò)安設(shè)避雷針的方式來(lái)避免遭受直擊雷的打擊。變電站的附屬設(shè)備也要進(jìn)行接地保護(hù)，才能夠保證變電站的安全，從直擊雷事故中得到幸免。當(dāng)前我們使用ATP-EMTM這種技術(shù)針對(duì)過(guò)量電壓進(jìn)行計(jì)算，過(guò)量電壓來(lái)自于雷電侵入設(shè)備管線內(nèi)，對(duì)這部分電壓進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)研究，就可以選用合理的避雷器設(shè)備了，達(dá)到防止電氣設(shè)備被破壞的效果。另外為了讓變電站的維護(hù)變得更為有效和便捷，照明設(shè)計(jì)也不好應(yīng)該忽視。應(yīng)急通道內(nèi)應(yīng)該建設(shè)事故照明系統(tǒng)，這樣在出現(xiàn)事故的時(shí)候，相關(guān)的維修工作人員就可以在電力故障的時(shí)候進(jìn)行工作，盡早排除故障。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變電站一次電氣部分的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工程，在整個(gè)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。因此，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要確保設(shè)計(jì)的科學(xué)性，從而保證供電的安全性。由此可見，只有做好電氣設(shè)備連接方式、一次部分的設(shè)計(jì)等各項(xiàng)內(nèi)容，才能使變電站的經(jīng)濟(jì)效益最大化，提升系統(tǒng)用電的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭大志.變電站電氣一次設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及改善對(duì)策分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（24）：35-36.

[2]李嵩，陳德鋒.220kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)技術(shù)探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（24）：74-75.