探討變電站設(shè)計(jì)中存在的關(guān)鍵問題

王瑛喆

摘 要：如今我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，各式各樣的智能家電、智能建筑被開發(fā)出來，人們的用電需求量增加，變電站的設(shè)計(jì)也要及時(shí)優(yōu)化。本文將結(jié)合變電站設(shè)計(jì)的意義，根據(jù)變電站現(xiàn)存問題，提出做好選址工作、提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、主接線設(shè)計(jì)、防雷保護(hù)等設(shè)計(jì)策略，為促進(jìn)電力行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供參考意見。

關(guān)鍵詞：變電站;變電站設(shè)計(jì);電力企業(yè)

引言：

提高變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化變電站運(yùn)行效率，能夠?yàn)殡娏ζ髽I(yè)實(shí)現(xiàn)安全有效的輸變電工作。當(dāng)下，人們對(duì)電能的需求量每日劇增，用電形式也在改變。變電站作為國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，應(yīng)盡快優(yōu)化現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，全面提高自身輸配電質(zhì)量，做好防雷防災(zāi)工作，為用戶提供更全面的電力服務(wù)。

一、變電站工程設(shè)計(jì)的重要性

電能作為一種基礎(chǔ)社會(huì)資源，是人類生活生產(chǎn)中不可缺少的一部分。根據(jù)我國(guó)“十三五”會(huì)議指示，在全面建設(shè)小康社會(huì)的今天，國(guó)家電網(wǎng)的建設(shè)改造工作也在持續(xù)推進(jìn)。2020年11月，“十四五”指示精神中提到：未來電力行業(yè)發(fā)展側(cè)重人工智能，變電站建設(shè)也要向著智能化方向邁進(jìn)。在如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平快速提高的大環(huán)境下，群眾對(duì)電力的需求導(dǎo)致變電站工程項(xiàng)目和土建工程的數(shù)量大量增加。面對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求不斷增長(zhǎng)，變電站結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要更加安全可靠才能滿足要求，一旦發(fā)生停電事故將會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)生活帶來不同程度的影響。如何實(shí)現(xiàn)故障位置的準(zhǔn)確定位及維修，仍然是目前需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。因此，工作人員需要對(duì)當(dāng)前變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)分析，找到變電站運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)故障的問題，并采取科學(xué)合理的方法規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)，提高變電站運(yùn)行的質(zhì)量和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)電力單位的可持續(xù)發(fā)展。

二、提高變電站設(shè)計(jì)可靠性的策略

（一）做好變電站選址工作

如今城市化建設(shè)不斷深入，市內(nèi)建筑數(shù)量不斷增加，土地資源越發(fā)緊張。合理選擇變電站建設(shè)位置，對(duì)提升輸變電效率有重要影響。變電站的位置不僅要能符合電力運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)不能對(duì)周圍居民正常生活造成負(fù)面影響。因?yàn)樽冸娬緝?nèi)會(huì)安裝很多電力設(shè)備，設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)電流，電路連接也比較復(fù)雜精密，一旦受到外界因素影響，會(huì)引發(fā)安全問題。因此，工作人員事先應(yīng)做好實(shí)地勘測(cè)工作，分析周邊地質(zhì)環(huán)境，了解當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃，避免造成土地浪費(fèi)問題，變電站設(shè)備進(jìn)出線要滿足電力工程建設(shè)要求。例如：在選擇變電站位置時(shí)，要選擇位置高于污染源的地帶。并分析地區(qū)的地勢(shì)地貌、溫度濕度、氣候情況、土壤條件等，避開惡劣地區(qū)環(huán)境，包括：洪水、地震、雷電等自然災(zāi)害頻發(fā)位置。同時(shí)還要考慮到節(jié)能減排、交通運(yùn)輸、可持續(xù)發(fā)展性等問題。確保變電站土地建設(shè)工作的順利開展。以免因選址失誤，而造成山體滑坡事故，滑坡出現(xiàn)的滾石對(duì)給站內(nèi)電力設(shè)備和各種儀器造成損害，使電力企業(yè)蒙受較大的經(jīng)濟(jì)損失。如果變電站需要建設(shè)在特殊地帶，例如：易發(fā)生山洪事故的地區(qū)，變電站就要在海拔較高處選址。因特殊原因必須要在低海拔位置進(jìn)行建設(shè)，就要對(duì)應(yīng)做好防洪?？购榇胧档蜕胶榘l(fā)生的可能性[1]。

（二）加強(qiáng)站內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

目前，我國(guó)很多地區(qū)的變電站都存在結(jié)構(gòu)布局不合理的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備的種類越來越多，各類精密儀器的使用愈發(fā)頻繁。如果不對(duì)變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理規(guī)劃，很容易導(dǎo)致設(shè)備相互干擾。例如：防護(hù)網(wǎng)和通風(fēng)口安裝不適配，就會(huì)影響變電設(shè)備正常運(yùn)作，增加電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)。想要加強(qiáng)變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，首先就要做好基礎(chǔ)地基設(shè)計(jì)施工，采用科學(xué)合理的防護(hù)技術(shù)，提高地基地安全性。例如：在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)地基存在松動(dòng)問題，就需要采取墊層技術(shù)對(duì)地基進(jìn)行加固處理。建設(shè)溝槽時(shí)，也要合理對(duì)管道進(jìn)行布局調(diào)整。良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是維系變電站長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)作的基礎(chǔ)。在前期設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員要充分了解變電站的使用特點(diǎn)、儀器設(shè)備、接線情況。然后科學(xué)調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，確保線路儀器之間不會(huì)相互干擾。例如：設(shè)計(jì)變電站主控室時(shí)，要結(jié)合電纜長(zhǎng)度來挑選適宜的基建位置，降低噪音污染的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)主控室穩(wěn)定、高效的運(yùn)作[2]。

（三）混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

混凝土施工也是變電站土建設(shè)計(jì)的重要組成部分，一不小心就會(huì)出現(xiàn)開裂問題。導(dǎo)致混凝土開裂的原因主要有以下幾點(diǎn)：施工材料質(zhì)量不佳，水泥、骨料的性能不適配。因?yàn)樗嗍鞘┕さ幕A(chǔ)材料，所以施工人員在選擇水泥型號(hào)時(shí)，要結(jié)合變電站土建要求和設(shè)計(jì)方案。合理設(shè)計(jì)配料比例，為變電站土建施工提供保障。而且，混凝土工程質(zhì)量很容易受到外界環(huán)境因素的影響，一旦施工環(huán)境溫差過大，混凝土表面也會(huì)出現(xiàn)開裂問題。對(duì)此，技術(shù)人員除了要做好材料品質(zhì)控制工作，還要提高自身的實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，不斷精進(jìn)自己的技術(shù)，用過硬的專業(yè)技能來提高混凝土工程建設(shè)的安全性。

（四）電氣工程主接線設(shè)計(jì)

電氣工程的接線設(shè)計(jì)對(duì)變電站最終運(yùn)行效率會(huì)造成直接影響，合理的接線設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)電氣資源轉(zhuǎn)化。在對(duì)主接線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況以及配電結(jié)構(gòu)，結(jié)合變電站長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，制定出性能最好的方案。變電站內(nèi)的接線系統(tǒng)，主要是為了滿足功率傳送以及電能運(yùn)行的要求。電源的進(jìn)線和出線是整個(gè)電氣主接線的基礎(chǔ)。主接線設(shè)計(jì)方案中，要對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行標(biāo)注，例如：主變壓器的性能、容量、臺(tái)數(shù)。包括其他配電設(shè)備的接線方式。確保其能夠滿足主接線的要求。接線方案的設(shè)計(jì)要結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏\(yùn)營(yíng)情況繪制，輸電材料盡量在同一生產(chǎn)商處采購(gòu)。前期做好輸電線路線損分析，確保輸電線路質(zhì)量滿足建設(shè)需要。所有電氣設(shè)備在投入使用之前都要經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)據(jù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果滿足要求后，才能進(jìn)行后續(xù)操作。

（五）變電站防雷保護(hù)方案

無(wú)論是日常生活還是企業(yè)生產(chǎn)，電能都是不能缺少的重要資源，保障輸變電的穩(wěn)定性，是提高區(qū)域用電質(zhì)量的必然選擇。雷電作為一種自然災(zāi)害，會(huì)對(duì)變電站的正常運(yùn)行造成負(fù)面影響。從變電站實(shí)際運(yùn)行情況來看，一旦變電設(shè)備遭受雷擊，線路防護(hù)層受損，線路局部電壓驟然增加，電路荷載超過電壓限制標(biāo)準(zhǔn)，電氣設(shè)備的使用壽命會(huì)大大縮短。因此，對(duì)變電站采取必要的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，是降低雷擊風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)設(shè)備正常運(yùn)行的必然選擇。因?yàn)槔纂娡ǔ２粫?huì)直擊設(shè)備，而是順著電源進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)而引起通信儀器電路的過電壓。對(duì)此，可以在串行通信口處作用電位差，從而實(shí)現(xiàn)低壓電源的防雷處理。目前，變電站常用對(duì)防雷設(shè)計(jì)就是在容易出現(xiàn)雷擊的位置鋪設(shè)防雷層或電力導(dǎo)線。針對(duì)直擊雷問題，可采取硬件設(shè)備，例如：防雷針、避雷網(wǎng)、防雷器等等。另外，還可以設(shè)計(jì)防雷接地裝置，這樣能有效降低雷擊對(duì)電氣設(shè)備的直接傷害，裝置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)保持接地范圍大于20M，電纜間距大于2M，在雷擊概率較大的位置設(shè)置SPD系統(tǒng)，分流處理電流。除此之外，科學(xué)技術(shù)的不斷更新，也給變電站防雷工作帶來了新的可能性，例如：能夠自動(dòng)檢測(cè)微歐表的具體框架、電纜屏蔽層以及機(jī)柜，其能夠根據(jù)檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)啟用備用變電系統(tǒng)，從而對(duì)雷電所致?lián)p失情況有效控制[3]。

結(jié)論：綜上所述，當(dāng)前我國(guó)城市化建設(shè)不斷深入，居民的用電量增加，用電形式也變得更加多元化。這也給變電站的荷載提出了更多要求。當(dāng)前變電站的設(shè)計(jì)不僅要提升供電效率，同時(shí)還要考慮城市用地面積緊張及電磁輻射污染等問題。變電站作為我國(guó)電力生產(chǎn)的重要組成部分，應(yīng)積極采取新技術(shù)來優(yōu)化站內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡明會(huì)，王彩麗，梁建濤，等.新一代智慧變電站冗余測(cè)控裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀表，2021，36（05）：6-10+31.

[2]馬全福，閆敬東，康亞麗，等.基于VR技術(shù)的智能變電站混合巡檢培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù)，2021（04）：64-68+74.

[3]婁德章，王浩，王功臣，等.基于相關(guān)系數(shù)的變電站直流綜合告警信號(hào)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電工技術(shù)，2021（08）：124-126.