變電站電氣一次設(shè)計面臨的問題及改善對策

孫欽蘭

摘要：近年來社會用電需求的不斷增大，電力工程建設(shè)數(shù)量也逐漸增多。電力市場在不斷創(chuàng)新中日漸完善，變電所是配電、集電和電壓控制的關(guān)鍵，在電廠和用戶之間起著中介作用。對變電站電氣的一次設(shè)計的正確性，影響了電力系統(tǒng)的運行速度與安全性。一次設(shè)計在很大程度上取決于變電站的運行情況，一般變電站電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性都很高。本文就變電站電氣一次設(shè)計面臨的問題及改善對策展開探討。

關(guān)鍵詞：電氣一次設(shè)計;變電站;問題分析;對策

引言

現(xiàn)階段我國已經(jīng)進(jìn)入到了高速發(fā)展階段，對于電力供應(yīng)的要求也是越來越高，電力供應(yīng)的穩(wěn)定性能夠進(jìn)一步促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通過對電網(wǎng)的完善能夠進(jìn)一步滿足電力的內(nèi)需，在這個過程中，高壓變電站的數(shù)量也是越來越多。不過在變電站實際的應(yīng)用過程中，還是有非常多的安全隱患，應(yīng)當(dāng)對這部分的安全隱患進(jìn)行針對性的研究與分析。對于一次性設(shè)計進(jìn)行完善與創(chuàng)新，對于現(xiàn)今的技術(shù)要進(jìn)行積極地應(yīng)用，才能夠進(jìn)一步保證我國電力供應(yīng)的穩(wěn)定。

1變電站電氣一次設(shè)計中常見問題分析

1.1電氣設(shè)備的選用問題

為減少電氣設(shè)備對土地的占用，設(shè)計人員在變電站電氣一次設(shè)計中，應(yīng)選用占地面積較小的電氣設(shè)備。同時電氣設(shè)備參數(shù)應(yīng)符合變電站安全運行要求，根據(jù)所選接線形式，還需結(jié)合電流水平、變電站位置、電壓、站址外部環(huán)境等內(nèi)容，合理選擇電氣設(shè)備參數(shù)、設(shè)備類型。在此基礎(chǔ)上，主變壓器應(yīng)選用“三相一體式”，優(yōu)先選擇自冷型電氣設(shè)備，對于220kV的變電站，應(yīng)選擇自耦變壓器。針對35kV的變電站，需要優(yōu)先選擇設(shè)備運行經(jīng)驗較為豐富的配套設(shè)備，并且設(shè)備規(guī)格不宜過大。在110kV變電站電氣一次設(shè)計中，在選用電氣設(shè)備時，需要考慮設(shè)備運輸、后期維護(hù)、地區(qū)經(jīng)濟(jì)要求、設(shè)備占地等影響因素。一般情況下，110kV及以上變電站，都會選擇常規(guī)設(shè)備，以及氣體絕緣全封閉配套組合設(shè)備。在電氣設(shè)備問題中，電氣一次設(shè)計還應(yīng)分對母線進(jìn)行設(shè)計。針對母線設(shè)計問題，設(shè)計人員可結(jié)合系統(tǒng)功率、載流量完善設(shè)計方案。而對于回路導(dǎo)體來說，需要按照電流速度、外部環(huán)境條件、溫濕度來對設(shè)計進(jìn)行修正，同時測試設(shè)備線路、導(dǎo)體、母線穩(wěn)定性。

1.2不合理的主接線設(shè)計

在變電站設(shè)計時，一定要保障安全性和合理性。在電力系統(tǒng)中有較為復(fù)雜的接線形式，越復(fù)雜的接線形式對應(yīng)的變電站的電氣設(shè)備就會越多，投資相對也越大。而在城市變電站設(shè)計時，應(yīng)要結(jié)合城市的發(fā)展，對城市空間進(jìn)行合理利用，從而保障其能夠安全穩(wěn)定運行。對于電力系統(tǒng)的維護(hù)方面，由于相關(guān)技術(shù)的落后和不完善，導(dǎo)致在一些較為復(fù)雜的接線中，難以做到全面維護(hù)，這在一定程度上會影響變電站電氣一次設(shè)計的發(fā)展。

1.3防雷方案的設(shè)計

避雷針是現(xiàn)階段變電站保護(hù)設(shè)施中最為常見的一種，起作用主要是避免變電站設(shè)備遭受雷擊的破壞，以此來保證變電站設(shè)備在雷雨天氣下的正常運行。針對此種情況，進(jìn)行科學(xué)、合理的變電站避雷針安裝就顯得極為重要，需要對其進(jìn)行針對性的設(shè)計與應(yīng)用。

2保障變電站電氣一次設(shè)計質(zhì)量的有效措施

2.1選擇合適的電氣設(shè)備

在實際變電站電氣一次設(shè)計過程中，電力企業(yè)要選擇符合實際情況的變電站布置方案和相關(guān)電氣設(shè)備，即根據(jù)不同地區(qū)對用電的需求和相關(guān)電能質(zhì)量參數(shù)，選擇合適的變壓器。在變壓器選擇過程中，要根據(jù)所處的環(huán)境和自身結(jié)構(gòu)等因素，選擇合適的冷卻設(shè)備;在變壓器參數(shù)選擇時，需要注意有載或者無激磁調(diào)壓等因素?？傊?，需要遵循電力系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對電氣設(shè)備進(jìn)行合理的選擇，從而保障變壓器設(shè)備為最佳。另外，變壓器的短路阻抗也要充分考慮，并且測試相關(guān)的絕緣水平，當(dāng)設(shè)備的絕緣水平達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，才可以投入使用。在對變電站的導(dǎo)體和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行選擇時，還要校驗電氣設(shè)備的動熱穩(wěn)定，其中，包含斷路器的選擇，是否能夠有效發(fā)揮斷路器的安全關(guān)合功能，這直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。因此，電力企業(yè)要提高對斷路器選擇的重視度，具體而言：（1）選擇使用壽命較長的斷路器。（2）選擇安裝操作簡單的斷路器零件。（3）選擇與環(huán)境相適應(yīng)的斷路器，如低溫高寒地區(qū)設(shè)備，從而充分發(fā)揮斷路器的作用。

2.2完善主線設(shè)計

變電站中，主線設(shè)計主要指的是一次電氣的主接線，其在設(shè)計過程為關(guān)鍵內(nèi)容。接線設(shè)計可直接影響到電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)不同的配電裝置，同時還能對自動控制、機(jī)電保護(hù)以及設(shè)備選擇等造成影響，主線設(shè)計的合理性關(guān)系著系統(tǒng)整體的運行。在具體設(shè)計過程中，相關(guān)人員需要明確變電站建設(shè)規(guī)模，運行時產(chǎn)生的電力負(fù)荷以及系統(tǒng)實際備用容量等，結(jié)合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)綜合進(jìn)行。在主線設(shè)計過程需要遵循靈活性原則，保證電氣設(shè)備主接線的設(shè)計滿足電力系統(tǒng)實際運行要求，能在短時間內(nèi)快速轉(zhuǎn)換。此外，還應(yīng)遵循可靠性以及經(jīng)濟(jì)性等原則，保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全性的前提下，節(jié)約造價。在主線設(shè)計過程常使用4種方案，分別為單母接線、單母分段、雙母接線、雙母分段。設(shè)計人員需要結(jié)合現(xiàn)實需求，合理選擇接線方式，結(jié)合各種方案應(yīng)用優(yōu)勢和適用范圍，同時結(jié)合變電站施工情況綜合選擇。主接線設(shè)計時，需要確保檢修斷路器環(huán)節(jié)不對系統(tǒng)和實際負(fù)荷產(chǎn)生影響，同時減少變電站停運事故產(chǎn)生的概率。即當(dāng)變電站中斷路器和母線等處于檢修的環(huán)境下，主接線中一級負(fù)荷、二級負(fù)荷可滿足實際供電需求，減少停電時段停運的線路數(shù)量。接線靈活性主要體現(xiàn)在設(shè)計和電力調(diào)度的靈活性上，保證變壓器和線路之間投切靈活，系統(tǒng)中的負(fù)荷高效調(diào)配，發(fā)生電力事故導(dǎo)致系統(tǒng)停運時檢修便捷。此外，在主線的設(shè)計過程還應(yīng)確保檢修斷路器設(shè)備時，電網(wǎng)能穩(wěn)定供電。

2.3防雷和接地設(shè)計要點

在變電站電氣一次設(shè)計過程中，應(yīng)合理考慮防雷設(shè)計，可以采用獨立避雷針或架構(gòu)避雷針等防雷設(shè)施。同時，在防雷設(shè)計中加入高壓設(shè)備的接地保護(hù)，這樣可以有效對變電站電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)，使得二次設(shè)備避免來自雷電的電磁干擾，通常情況下電阻值應(yīng)控制在0.5歐內(nèi)。在保障設(shè)備正常運行的前提下，還應(yīng)進(jìn)行合理的接地設(shè)計，這樣不僅可以保障變電站工作人員的生命安全，還可以有效避免安全事故的發(fā)生和相關(guān)設(shè)備的損壞。

3變電站電氣一次設(shè)計原則

為了滿足目前的變電站對當(dāng)下和今后的需求，需要綜合考慮實際情況。減少占地面積，還應(yīng)注意選用性能好、體積小的設(shè)備。在變電站一次設(shè)計過程中，還應(yīng)考慮高合適的設(shè)備，進(jìn)行裝配。選擇列表以確保設(shè)備的低維護(hù)率。電力負(fù)荷按電流需求設(shè)計。在變電站工作用電時，應(yīng)運用到機(jī)械自動化的技術(shù)。首選的電氣設(shè)備和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是低誤碼率和高自動化。原則還有是要充分地觀察分析，電氣布置應(yīng)事先充分觀察，結(jié)合現(xiàn)場情況，分析影響電氣布置的各種因素，再制定相應(yīng)的電站電氣初步設(shè)計方案。應(yīng)按照總體設(shè)計的布局圖進(jìn)行設(shè)計。在變電站的初步設(shè)計中，應(yīng)考慮一些可能出現(xiàn)的狀況和難題，規(guī)劃合理可靠的方案，為今后電氣設(shè)備的選型和接線提供重要的依據(jù)。我們也應(yīng)該滿足未來發(fā)展的需要。操作的可靠性是選擇主接線和保證變電站安全的主要標(biāo)準(zhǔn)。在操作中還必須考慮靈活性的基本原則。

結(jié)語

根據(jù)上文的論述，變電站電氣一次設(shè)計的質(zhì)量將會在很大程度上影響變電站運行的穩(wěn)定性，針對此種情況，變電站的電氣一次設(shè)計需要根據(jù)社會需求來進(jìn)行改變，對于電氣一次設(shè)計應(yīng)當(dāng)盡可能保證科學(xué)性以及安全性，并且積極地進(jìn)行新技術(shù)的應(yīng)用，提升供電的穩(wěn)定性以及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，作為一名設(shè)計員工，應(yīng)當(dāng)深刻的認(rèn)識到電氣一次設(shè)計的重要性。

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