淺談變電站電氣一次設(shè)計(jì)及其策略

王曉婷

摘要：變電站的設(shè)計(jì)是電網(wǎng)建設(shè)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，電氣一次設(shè)計(jì)的質(zhì)量決定著變電站運(yùn)行性能和服務(wù)性能。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的生活水平有了很大的提升，對(duì)于電力的需求也越來越高。因此，為了提升變電站的運(yùn)行性能及服務(wù)性能，以滿足日益增長的電力需求，需不斷提高變電站電氣一次設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：變電站，電氣一次設(shè)計(jì)，服務(wù)性能

一、電氣一次設(shè)計(jì)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

如果沒有充分考慮環(huán)境因素，變電站的電氣一次設(shè)計(jì)就會(huì)出現(xiàn)遇到一些不合理的問題，例如變電站所處區(qū)域是否會(huì)受到周遭環(huán)境的影響，這些環(huán)境因素可能會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備帶來損耗，造成后期的維護(hù)不便，例如空氣干燥，空氣濕潤等等，都會(huì)對(duì)電氣設(shè)備帶來安全隱患，環(huán)境中包含著許多會(huì)對(duì)變電設(shè)備造成安全隱患的要素，考慮到電氣設(shè)備的特殊性，往往一個(gè)部位發(fā)生故障，其所帶來的影響是聯(lián)動(dòng)的，因?yàn)檫@些電氣設(shè)備的接口所連接的線路，往往會(huì)交叉分布在一起，如果一個(gè)線路在供電過程中突發(fā)短路，出現(xiàn)高溫?zé)龤У那闆r，很有可能在設(shè)備內(nèi)部造成電壓負(fù)載的情況，給其他的設(shè)備帶來同樣的破壞，線路短路問題，不僅僅可能是因?yàn)楣╇妷毫Υ?，或是本身絕緣性能的不足，環(huán)境所帶來的外界因素的影響也很重要，例如變電站所處的位置屬于多發(fā)雷區(qū)，雷擊往往能造成整個(gè)電氣系統(tǒng)的直接癱瘓，這些都是在變電站建設(shè)工程中，需要站在長遠(yuǎn)角度去考慮的問題。

環(huán)境因素涉及到變電站電氣一次設(shè)計(jì)中的電氣平面布置的方案，根據(jù)不同的場(chǎng)地設(shè)置，需要靈活應(yīng)用不同的解決方案，環(huán)境因素是整體變電站一次設(shè)計(jì)的第一考慮問題，因?yàn)椴煌姆桨笡Q定了不同的消防措施，以及電器容室與二次設(shè)備室根據(jù)垂直或者水平方向方志，牽扯到了與其相關(guān)的其他設(shè)備之間的安裝位置，電氣設(shè)備與自動(dòng)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)很有可能因?yàn)榭紤]不當(dāng)而受到干擾。

目前應(yīng)用在變電站的相關(guān)設(shè)備在技術(shù)層面還存在著一定的滯后性，不能有效適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，相關(guān)部門對(duì)變電站用電設(shè)備沒有給予足夠的重視，致使用電設(shè)備無法及時(shí)得到更新和維護(hù)，對(duì)電力生產(chǎn)的正常運(yùn)行造成了一定的影響。

在變電站的現(xiàn)實(shí)規(guī)劃中，首先，需根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)靈活可靠的電氣主接線，在一定程度上提高變電站的供電性能。其次，需充分考慮環(huán)境因素對(duì)電氣設(shè)備的影響，選擇合適的電氣設(shè)備。如在變壓器選擇中，應(yīng)根據(jù)電力負(fù)荷需求，遵守國家及行業(yè)的相關(guān)規(guī)程規(guī)范，選擇滿足需求，性能良好的優(yōu)質(zhì)變壓器，以保障供電的可靠性。

二、變電站電氣一次設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1防雷設(shè)計(jì)

防雷設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)變電站的安全運(yùn)行是非常必要的。因此，根據(jù)當(dāng)?shù)刈冸娬镜牡乩憝h(huán)境和氣候條件，進(jìn)行科學(xué)的防雷接地設(shè)計(jì)，能夠有效地防止變電站雷擊造成的設(shè)備損壞和保障人員安全。

雷擊類型可分為感應(yīng)雷與直擊雷，兩者對(duì)于變電站帶來的損壞不同，直擊雷可以采取避雷針，避雷線以及接地線來進(jìn)行防護(hù)，將直擊雷形成時(shí)的高電壓，通過主地網(wǎng)進(jìn)行分散，以此來降低電壓對(duì)設(shè)備造成的破壞程度，主地網(wǎng)有兩種設(shè)計(jì)方式，一種為水平接地體，另一種為垂直接地體，提升電壓傳導(dǎo)過程中線路之間的電阻性能，接地電阻在水平接地體上可以選擇紫銅棒，垂直接地體可以選擇角鋼，通過合理地安排位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以讓電壓更好的泄流。

而感應(yīng)雷對(duì)變電設(shè)備的損耗方式不一樣，直擊雷重點(diǎn)在于對(duì)設(shè)備直接進(jìn)行損壞，破壞方式比較直接，而感應(yīng)雷則是本身帶有強(qiáng)力的高電壓，重點(diǎn)針對(duì)線路之間以及設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行破壞，為此可以在設(shè)備之間的間隙處安裝避雷器，當(dāng)感應(yīng)雷形成高電壓的時(shí)候，避雷器可以降低電壓的幅值，提升變電設(shè)備的沖擊耐壓值，從而起到保障設(shè)備正常運(yùn)行的作用。

三、變電站電氣一次設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

3.1變電設(shè)備的選型

1.在變壓器選型過程中應(yīng)考慮到設(shè)備的實(shí)際用電需求和供電參數(shù)，結(jié)合變電站地理位置的實(shí)際情況進(jìn)行分析，合理選擇變壓器的安裝位置以及與其他適用設(shè)備的配置，防止不同電氣設(shè)備之間造成影響，嚴(yán)格遵守電力系統(tǒng)的使用規(guī)章制度，認(rèn)真測(cè)試設(shè)備的絕緣性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，根據(jù)輸電容量數(shù)據(jù)進(jìn)行變壓器的安裝規(guī)劃，將供電線路納入分析范圍，仔細(xì)分析后再進(jìn)行變壓器的型號(hào)選擇。

2.互感器的選型也很重要，其作用原理與變壓器相同，可以將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，方便繼電器保護(hù)裝置的使用，同時(shí)在設(shè)備運(yùn)行過程中，如

果出現(xiàn)故障，還能馬上起到保護(hù)作用，互感器重點(diǎn)的應(yīng)用方向在于設(shè)備之間的隔離，以避免互相影響，關(guān)于電流互感器的選型，要根據(jù)目前變電設(shè)備的使用功率來衡量標(biāo)準(zhǔn)，例如互感器的額定電壓存在著等級(jí)之分，其一次線圈定電流與二次線圈定電流之間存在著差異性，可以根據(jù)這點(diǎn)設(shè)計(jì)電流變流比，電流互感器的選型要著重考慮到變電站所處的環(huán)境影響。

3.線路的選型也十分關(guān)鍵，電力電纜用于輸送電能，其絕緣材料的應(yīng)用效果如何，直接決定了其可承受電能的功率大小如何，電纜的絕緣性能不同，所應(yīng)用的材料也不同，例如油浸紙絕緣電力電纜與橡膠絕緣電力電纜，后者的絕緣性能明顯優(yōu)于前者。

線芯是電纜中的導(dǎo)電部分，也是輸送電力的關(guān)鍵部分，絕緣材質(zhì)可以將不同向的線芯在電氣中分離開來，以起到保護(hù)線芯受到外界干擾的作用，在關(guān)于電力電纜的選型上，首先應(yīng)當(dāng)考慮不同途徑應(yīng)用的電力電纜，應(yīng)當(dāng)根據(jù)敷設(shè)條件進(jìn)行相關(guān)配置，例如低電壓的變電設(shè)備負(fù)荷流量大，首先應(yīng)當(dāng)預(yù)防高溫情況的出現(xiàn)，就應(yīng)該根據(jù)這條標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行電力電纜的截面大小的選擇。

3.2優(yōu)化主接線

根據(jù)電力輸送的大小不同，電氣主接線的布線情況要設(shè)計(jì)出足夠靈活的方案，以保障線路輸電過程中可以適應(yīng)不同的運(yùn)行狀態(tài)，在一次電氣設(shè)計(jì)中，主接線的設(shè)計(jì)常常會(huì)在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間發(fā)生矛盾，對(duì)此需要考慮到經(jīng)濟(jì)效益以及主接線帶來的能源損耗，目前變電站的主接線主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：電源，母線，饋線。

目前大多變電站主接線，在電源的分配上，母線起到了聚集以及分配各路電能的作用，這樣的設(shè)計(jì)讓設(shè)備之間的接線線路更加清晰，而且有利于以主接線為基礎(chǔ)去為擴(kuò)展布線面積，但過幅的使用母線擔(dān)任中間環(huán)節(jié)，主接線以外的線路增加以后，所需要的變電設(shè)備也會(huì)隨之增加，發(fā)生故障的可能性也會(huì)大大提高，為此可以采取無匯流母線的主接線設(shè)計(jì)，無匯流母線的設(shè)計(jì)適用于擴(kuò)建需求小的變電站，其優(yōu)點(diǎn)在于主接線所使用的電氣開關(guān)不需要太多，饋線之間的回路少，對(duì)于主接線的管理而言十分方便。

3.3優(yōu)化防雷設(shè)計(jì)

為了預(yù)防直擊雷，在一次電氣設(shè)計(jì)過程中，要在變電站外部首先布置防雷裝置，在變電站高處設(shè)置防雷帶以及避雷針，防雷帶的材料選擇考研采用帶有鍍鋅涂層的扁鋼，一般為常使用信號(hào)就可以，防雷帶與避雷針的設(shè)計(jì)考慮不同，防雷帶較為整體，設(shè)計(jì)也更加復(fù)雜，技術(shù)核心在于防雷帶要與主接地網(wǎng)線之間的連接是否做好。

對(duì)于雷電造成的高電壓做好系統(tǒng)保護(hù)，感應(yīng)雷的破壞主要是針對(duì)設(shè)備內(nèi)部以及線路之間，為了避免雷電波的侵入，可以在一次電氣設(shè)計(jì)過程中，在母線的位置設(shè)置避雷裝置，例如在母線主變端引出線的部位安裝避雷裝置，可以保障雷電波侵入時(shí)候母線不受到電壓干擾，一般的電氣一次設(shè)計(jì)中主要采用的線路接地方式為水平接地體，并且裝置接地極保障出線安全運(yùn)行，對(duì)于線路之間的保護(hù)，還可以在主接地線的部位設(shè)計(jì)一條角鋼作為垂向地極，讓角鋼起到電氣設(shè)備下引線的作用，為此可以將接地線敷設(shè)的位置選擇在變電站的外部，并且將起到下引線作用的角鋼進(jìn)行埋地處理，這樣當(dāng)感應(yīng)雷的雷電波侵入設(shè)備內(nèi)部時(shí)，角鋼會(huì)將電壓引入變電站外部地下，從而起到防雷作用。

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