變電站電氣工程設(shè)計(jì)的問題分析

楊健

摘要：變電站在電力行業(yè)的發(fā)展中承擔(dān)著重要的作用，但是在具體的應(yīng)用中，常常受到各方面內(nèi)外部因素的影響，導(dǎo)致其正常使用受到影響，降低了變電站的可靠運(yùn)行，影響了其功能發(fā)揮?；诖耍谧冸娬镜脑O(shè)計(jì)上，需要充分考慮各方面的要素，使得在輸配電過程中，變電站可以充分進(jìn)行電壓的調(diào)節(jié)與分配，滿足人們生產(chǎn)生活各方面的用電需求。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣工程設(shè)計(jì);要點(diǎn)

1變電站電氣一次設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1主接線的設(shè)計(jì)

主接線設(shè)計(jì)是變電站電氣一次設(shè)計(jì)中的核心內(nèi)容。主接線設(shè)計(jì)影響著電氣設(shè)備選擇、設(shè)備平面布置，是設(shè)計(jì)人員電氣設(shè)備配置設(shè)計(jì)中的重要導(dǎo)向。同時(shí)，主接線設(shè)計(jì)質(zhì)量，影響著變電站運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和靈活性，以及電氣輔助設(shè)備數(shù)量和變電站成本投入。由此可見，在電氣一次設(shè)計(jì)中，主接線設(shè)計(jì)對(duì)變電站整體運(yùn)行有著深遠(yuǎn)影響。在電力系統(tǒng)中，變電站電壓等級(jí)不同，電氣設(shè)備配置不同，都會(huì)影響主接線的形式、設(shè)計(jì)方案內(nèi)容。在實(shí)際電力工程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)變電站基本性質(zhì)、電壓等級(jí)、設(shè)備配置規(guī)模等內(nèi)容，對(duì)電氣設(shè)備主接線設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善。在主接線設(shè)計(jì)中，接線形式主要有雙電源、橋形、單母線等。其中雙電源接線形式，主要是用T形接線方式，將電氣設(shè)備進(jìn)行連接。比如高壓線路應(yīng)接入變壓器，低壓線路則用母線分段形式連接線路，不需要連接太多電氣設(shè)備，而是要保持主接線路清晰性、靈活性。單母線電源進(jìn)線時(shí)可分為兩路，一路是主線、一路是備用線路。在電氣一次設(shè)計(jì)中，高壓接線則會(huì)以單母線形式，維持變電站平穩(wěn)運(yùn)行，但是由于接線設(shè)備較為復(fù)雜，需要投入較高成本。橋形接線形式，不需要對(duì)電氣設(shè)備、斷路器進(jìn)行專門的保護(hù)，但是這種接線形式屬于多回路接線，所以線路靈活性不高、設(shè)備運(yùn)行較為復(fù)雜。總而言之，由于主接線設(shè)計(jì)對(duì)變電站電氣一次設(shè)計(jì)質(zhì)量非常重要，為保障設(shè)計(jì)方案的可操作性、安全性，需要根據(jù)變電站實(shí)際情況，選擇不同形式的主接線路。

1.2主變壓器的合理選擇

（1）設(shè)計(jì)人員需要對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行中電力使用的負(fù)荷變化情況等進(jìn)行主變壓器的合理選擇，選擇需要考慮其性能、經(jīng)濟(jì)性等要求，從而提升電氣工程的整體運(yùn)行效果，保障其可以在變電站運(yùn)行中發(fā)揮其應(yīng)有的作用。（2）主變壓器選擇需要與變電所運(yùn)行具有一致性，進(jìn)而使得主變壓器與變電站運(yùn)行具有適應(yīng)性，能夠在變電站運(yùn)行中保持其實(shí)用性，另外，電氣設(shè)計(jì)人員還需要充分考慮其容量等指標(biāo)，進(jìn)而提升主變壓器與系統(tǒng)運(yùn)行的緊密聯(lián)系，使得其可以在后期的運(yùn)行中發(fā)揮其潛在的價(jià)值。（3）電氣設(shè)計(jì)人員需要充分考慮變電站的實(shí)際需求，進(jìn)而進(jìn)行主變壓器規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量等的確定，使得主變壓器的選擇與應(yīng)用能夠滿足變電站運(yùn)行的實(shí)際需求，保證其功能發(fā)揮。

1.3高壓配電裝置的設(shè)計(jì)

高壓配電裝置設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，其在設(shè)計(jì)中，需要充分考慮變電站的負(fù)荷性質(zhì)、環(huán)境條件、運(yùn)行維護(hù)需求等，盡量從技術(shù)性與環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性的角度進(jìn)行高壓配電裝置的合理選擇，選用資源節(jié)約、占地面積小的布置方案。在變電站設(shè)計(jì)中，高壓配電一般采用的是GIS配電裝置，在這種設(shè)計(jì)形式下，變電站設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)城市的中心城區(qū)等產(chǎn)生極為不利的影響，運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定的噪音污染等，影響了周圍居民正常的生產(chǎn)生活。在這種情況下，高壓配電一般在戶內(nèi)布置，否則，如果其環(huán)境狀態(tài)較好，也可采用戶外布置的方式。如果在戶外布置中采用AIS布置方案，一般多采用戶外軟母線半高型布置或者普通中型布置的方式，而不采用高型布置的方案，因?yàn)楦咝筒贾玫姆绞骄哂胁牧舷亩唷⑼顿Y大的特點(diǎn)，不具有經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的特點(diǎn)。

1.4接地設(shè)計(jì)

變電站的電氣一次設(shè)備接地配置主要包括接地線、接地體等兩大內(nèi)容。接地體可分為人工、自然兩種類型，其中自然接地體最為常用，接地體主要材料為角鋼，在把角鋼底部削尖時(shí)，可以直接插入地中。接地線則是用圓鋼、扁鋼鋪設(shè)至變電所周圍，尤其是高壓、低壓配電室，進(jìn)而將配電室和接地體連接起來。在電氣一次設(shè)計(jì)中，還應(yīng)計(jì)算電阻值，電阻值的準(zhǔn)確性影響著整個(gè)電氣接地的設(shè)計(jì)質(zhì)量。所以相關(guān)人員在計(jì)算具體數(shù)值時(shí)，還需重視電氣設(shè)備、電壓、接地保護(hù)工作對(duì)電阻值的影響程度。這樣才能保障電氣接地設(shè)計(jì)的有效性，維護(hù)變電站運(yùn)行安全。

1.5一次設(shè)計(jì)的平面布置問題

電氣一次設(shè)計(jì)平面布置問題，可以體現(xiàn)在電氣設(shè)備、設(shè)備選址方面。電氣平面布置，需要考慮變電站區(qū)域內(nèi)部城鄉(xiāng)地區(qū)規(guī)劃，以及土地利用情況。同時(shí)，電氣設(shè)備平面布置，應(yīng)在節(jié)約用地的前提下，對(duì)出線通道進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。一般情況下，電氣設(shè)備布置都會(huì)在人口密度較低的區(qū)域，如果變電站位于城區(qū)的話，則選用半戶、全戶內(nèi)布置。此外，為保障變電站、設(shè)備運(yùn)行的靈活性、安全性，以及維護(hù)功能故障的便捷性，需要根據(jù)電壓等級(jí)，綜合分析設(shè)備安全距離。

2變電站的電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1安全防誤設(shè)計(jì)

電力現(xiàn)在已經(jīng)成了人們生活和生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為廣泛的能源，同時(shí)電力的生產(chǎn)也已經(jīng)成了我國重要的能源經(jīng)濟(jì)支柱，在這種情況下，需要做好安全防誤工作，保證電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。為了避免設(shè)備的故障，就需要安裝防誤裝置，這是二次設(shè)計(jì)當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)。安全防誤裝置的設(shè)計(jì)當(dāng)中，首先需要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不得過于復(fù)雜，以免給后續(xù)維護(hù)工作的開展帶來困難;所應(yīng)用的設(shè)備需要符合專業(yè)操作需要，不得對(duì)隔離刀閘等結(jié)構(gòu)的工作構(gòu)成影響。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況來看，防誤裝置主要包括了以下幾個(gè)方面：避免開關(guān)設(shè)備的誤分、誤合;避免在帶電的情況下與地線相連接;避免與帶電間隔相連;避免在帶有負(fù)荷的情況下進(jìn)行刀閘的操作;避免與接地線開關(guān)相連。所以為了滿足于上述要求，達(dá)到降低誤操作的目的，則需要安裝閉鎖設(shè)備。

2.2二次接地與抗干擾

關(guān)于二次系統(tǒng)的接地方式，主要可分為以下3種：①工作接地，主要是為維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行而設(shè)置的。如在110kV或以上電力系統(tǒng)中采用中性點(diǎn)接地的運(yùn)行方式，以降低電力設(shè)備的絕緣水平;②防雷接地，主要是為了防止雷電帶來的危害，而安裝避雷針等防雷設(shè)備，并配以相應(yīng)的接地裝置，當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)必將雷電流引入地下;③安全接地，主要是為了保證人們的生命安全。對(duì)二次系統(tǒng)形成干擾的因素包括雷電干擾、電磁耦合干擾、誤操作干擾、射頻干擾。為減少干擾危害，在設(shè)計(jì)時(shí)需采取相應(yīng)的抗干擾措施，從2個(gè)方面進(jìn)行分析：①隔離。通過對(duì)保護(hù)裝置與外界連接的線路進(jìn)行隔離來防止干擾，如輸入輸出開關(guān)量、電源線等，經(jīng)過隔離變壓器或光電隔離進(jìn)入裝置內(nèi)部。前者主要通過專用變壓器將一次、二次側(cè)的交流回路隔離，后者則是利用光電耦合器將外部的開關(guān)量信號(hào)及開關(guān)量輸出與內(nèi)部電氣回路隔離;②屏蔽。是指利用具有良好導(dǎo)電性的全封閉金屬殼體對(duì)電磁干擾進(jìn)行隔離，或削弱其作用。

4結(jié)語

變電站電氣設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的重要環(huán)節(jié)，但是由于電氣設(shè)備、供電需求、線路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，變電站電氣設(shè)計(jì)任務(wù)非常艱巨。因此，為保障電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量，相關(guān)人員應(yīng)全面、系統(tǒng)的分析變電站實(shí)際情況，進(jìn)而提高變電站電氣設(shè)計(jì)方案的有效性，促進(jìn)電力企業(yè)持續(xù)性發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)做貢獻(xiàn)。

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