【摘要】近年來，隨著我國(guó)社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源問題逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要問題和關(guān)鍵難題，隨著對(duì)能源需求的大幅增加，我國(guó)的主要電力資源的消耗需求越來越急迫，為了順應(yīng)需求，提高產(chǎn)能，就需要重視電力系統(tǒng)技術(shù)設(shè)備的發(fā)展和革新。電力供應(yīng)離不開電力系統(tǒng)重要節(jié)點(diǎn)變電站，保證變電站在電壓轉(zhuǎn)變以及功率轉(zhuǎn)換。日常工作中的穩(wěn)定運(yùn)行，需要在對(duì)變電站電氣設(shè)計(jì)中針對(duì)設(shè)計(jì)原則與重難點(diǎn)問題提出對(duì)策措施。

【關(guān)鍵詞】變電站;電氣設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)原則;研究分析

我國(guó)電力技術(shù)隨著市場(chǎng)的改革發(fā)展，逐步邁向成熟，但是隨著社會(huì)需求發(fā)展，對(duì)電氣一次設(shè)計(jì)對(duì)供電企業(yè)變電站工作的穩(wěn)定性的要求上升到新的高度。，例如在變電站電氣設(shè)備工作中產(chǎn)生的較常見的過熱問題，對(duì)變電站電氣工作效率會(huì)產(chǎn)生巨大影響，如何改善優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高變電站工作穩(wěn)定性，需要結(jié)合各方面因素，因地制宜來研究分析對(duì)策。然而對(duì)于變電站電氣一次設(shè)計(jì)主要包括變壓器、電流互感、發(fā)電機(jī)、GIS以及隔離開關(guān)等相關(guān)內(nèi)容。

1.變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本要求

目前而言，我國(guó)電力市場(chǎng)的改革與發(fā)展異常迅猛，主要基于社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展道路上，我國(guó)作為電力能源大國(guó)，對(duì)電力的需求也是越來越大，無形之中對(duì)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)建設(shè)提出個(gè)更高要求，隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)展升級(jí)，電力設(shè)備的更新?lián)Q代，電力技術(shù)水平不斷提高，無疑將如何提高變電站工作效率，改善設(shè)計(jì)水平的問題推舉成為當(dāng)前社會(huì)研究的熱門話題。

設(shè)計(jì)需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，來應(yīng)對(duì)發(fā)展越來越快的電力需求的增長(zhǎng)形式，充分考慮發(fā)展趨勢(shì)對(duì)現(xiàn)狀的影響，具有前瞻性，只有保證變電站電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，才能保障一定的經(jīng)濟(jì)效益，正確協(xié)調(diào)二者的利害關(guān)系，正確處理各個(gè)時(shí)期所產(chǎn)生的問題矛盾，綜合考慮各個(gè)問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，在電力供應(yīng)需求與電力系統(tǒng)建設(shè)作出適當(dāng)?shù)娜∩帷?/p>

變電站電氣一次設(shè)計(jì)的基本原則：

變電站電氣一次設(shè)計(jì)，在滿足基本要求的基礎(chǔ)上，充分利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行功能完善，按照以下幾個(gè)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

首先，在變電站電力系統(tǒng)電氣一次設(shè)計(jì)需要在所劃區(qū)域的電力需求的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足后半時(shí)期的變電量需求，并以此優(yōu)化設(shè)計(jì);

其次，變電站的主接線采用可靠標(biāo)準(zhǔn)的接線方式以保證變電站日常工作的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)調(diào)整主接線路的靈活性;

再者，變電站建設(shè)面積在設(shè)計(jì)中不宜過大，盡量在能保證運(yùn)行多需的基礎(chǔ)上減少占地所需，節(jié)約土地資源，相應(yīng)的電氣設(shè)備也應(yīng)該采用性能良好的小型設(shè)備;

最后，變電站電氣設(shè)計(jì)，主要在于電力系統(tǒng)的自動(dòng)化的高需求性，滿足電力系統(tǒng)所依賴的自動(dòng)化程度，同時(shí)提高設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性，其中數(shù)據(jù)信息誤碼率的控制在相對(duì)低的水平，要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中對(duì)設(shè)備可靠性進(jìn)行優(yōu)化，減少檢修率，提高經(jīng)濟(jì)效益;

2.變電站電氣一次設(shè)計(jì)

2.1 電氣平面布置

充分結(jié)合場(chǎng)地因素，勘察設(shè)計(jì)所在地的基本情況，擬定設(shè)計(jì)規(guī)劃進(jìn)行變電站電氣一次設(shè)計(jì)，首先給出總體設(shè)計(jì)的平面布置方案，例如：戶外布置主變的形式與戶內(nèi)布置，要參考增加主變?cè)O(shè)計(jì)中的通風(fēng)設(shè)計(jì)與消防措施，同時(shí)在與二次設(shè)備相關(guān)設(shè)計(jì)中，電容器不能設(shè)計(jì)放置在其垂直空間上，防止電容器對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備的干擾，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2.2 電氣設(shè)備選擇

在變電站建筑平面設(shè)計(jì)完成之后，根據(jù)所在劃分功能區(qū)域的需求，參考負(fù)荷、電流等方面的參數(shù)，通過主接線形式，根據(jù)參考工作狀況選擇電氣設(shè)備的額定值，并進(jìn)行校驗(yàn)核算，各項(xiàng)參數(shù)包括熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性等等。同時(shí)參考上述設(shè)計(jì)原則中設(shè)備所占體積應(yīng)滿足使用要求、環(huán)境要求、安全位置等綜合性參考，根據(jù)已確定的變電站所需的供電需求與運(yùn)行方式，確定變電站電力系統(tǒng)所需要的變壓器數(shù)量及相關(guān)技術(shù)要求。

2.3 主接線設(shè)計(jì)

變電站電力系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容就是電氣主接線的設(shè)計(jì)，其中控制、自動(dòng)化系統(tǒng)、繼電保護(hù)、配電裝飾都是在電氣主接線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上決定的，而且直接影響著變電站的日常工作運(yùn)行。在充分考慮經(jīng)濟(jì)性，靈活性，穩(wěn)定性三個(gè)方面，主要常用的接線形式包括：

首先，雙電源形式選擇。該種形式采用的是T型接線，同時(shí)也可與其他變電電路相聯(lián)接，高壓測(cè)線線路接變壓器，另一側(cè)低壓線路則采用母線分段的形式，無需接入大量高壓設(shè)備，線路保持清晰靈活的特性。由于高壓設(shè)備連接較少，占地面積相對(duì)較小，但是在高壓線故障時(shí)主變壓器將會(huì)通用，但是當(dāng)其中一個(gè)電源失效時(shí)通過繼電保護(hù)自動(dòng)切換，此時(shí)需要參照是否遵循功率轉(zhuǎn)移要求來使用該設(shè)計(jì);

其次，單母線形式選擇。此種接線形式電源進(jìn)線兩路，一路為主線，另一路備用，高壓接線利用單母線鏈接保證供電工作的穩(wěn)定可靠進(jìn)行，當(dāng)電源故障時(shí)可以通過備用低壓接線兩段母線的鏈接來回復(fù)電力系統(tǒng)供電，由于備用電源接線的使用，設(shè)備相對(duì)復(fù)雜、成本較高，主要應(yīng)用于供電需求大，功率轉(zhuǎn)移較高的城市供電電網(wǎng)中;

最后，關(guān)于內(nèi)橋連接形式方面。此種形式兩路接線均接入電網(wǎng)，其中高壓線內(nèi)橋連接接入，與低壓線構(gòu)造四回路的供電網(wǎng)絡(luò)，其中不需要太多斷路器進(jìn)行保護(hù)，但是由于多回路的特性使得靈活性相對(duì)較低，運(yùn)行相對(duì)復(fù)雜，當(dāng)故障變壓器出現(xiàn)是失少兩個(gè)斷路器工作，切斷故障線路。主要應(yīng)用在操作頻繁的高壓電路中。

以上三種形式均有優(yōu)劣，在實(shí)際變電站電氣一次設(shè)計(jì)中，依照區(qū)域所需變電站功能情況來選擇滿足接線方式來進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

3.變電站電氣一次設(shè)計(jì)的相關(guān)問題與分析

3.1 變電站電氣一次設(shè)備過熱

設(shè)備過熱是變電站電力系統(tǒng)較為普遍的問題，高溫工作環(huán)境下，無論線路還是系統(tǒng)設(shè)備的故障率均會(huì)提高，不及時(shí)的檢修發(fā)現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致故障進(jìn)一步擴(kuò)大，甚至威脅供電系統(tǒng)的安全。變電站電氣一次設(shè)備在工作過程中通常會(huì)因?yàn)樗x金屬材料的不合理產(chǎn)生過熱，一般可供選擇的金屬導(dǎo)體有很多，電阻阻值與熔點(diǎn)使得在過熱產(chǎn)生的高溫使得電阻率發(fā)生變化，線路出現(xiàn)故障，一般在設(shè)備維護(hù)中會(huì)針對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，如刀閘，在持續(xù)使用過程中需要不斷添加新的導(dǎo)線涂膜，在使用過程中刀閘會(huì)放出強(qiáng)電流腐蝕材料，導(dǎo)致接觸點(diǎn)電阻增加，定期維護(hù)清理能有效緩解。

3.2 防雷、接地保護(hù)

雷暴天氣對(duì)電力系統(tǒng)電網(wǎng)的威脅是致命的，雷電直擊直接導(dǎo)致電路超負(fù)載，燒毀設(shè)備與線路，出了使用防雷設(shè)備的進(jìn)行斷電保護(hù)之外，在設(shè)計(jì)需求中還應(yīng)接入防雷設(shè)計(jì)。

屋頂避雷保護(hù)通常使用40×4、60×8的鍍鋅扁鋼接地體，同時(shí)連接主接地網(wǎng)。接地保護(hù)。利用高壓設(shè)備的接地保護(hù)同樣應(yīng)用到防雷設(shè)計(jì)中，水平接地網(wǎng)路使用6×6接地線路，垂直線路使用50×50×2500的深埋垂直接地極，變電站防雷接地網(wǎng)路電阻小于0.5Ω;

高壓變電工作工作人員的人身安全一直受到人們的重視，為了保證設(shè)備的正常工作，同時(shí)防止高壓電給人們生命造成威脅，通常對(duì)設(shè)備進(jìn)行接地設(shè)計(jì)，除了防止高壓觸電還能有效防止機(jī)械作用對(duì)設(shè)備的損壞。在接地設(shè)計(jì)中，通常采用扁鋼或圓鋼構(gòu)成的接地線與角鋼材質(zhì)的接地體組成接地裝置，接地體直接打入地面接地，接地線則通過自然接地鋪設(shè)，其中高壓與低壓配電室連接到同一個(gè)接地體，外接地線與各設(shè)備相連并與底座角貼相連。

4.結(jié)語

電力市場(chǎng)推動(dòng)電力技術(shù)發(fā)展，使得電力產(chǎn)業(yè)成為人們生活中不可或缺的熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，隨著關(guān)注度的增加，電力設(shè)計(jì)所存在的問題逐漸暴露出來，電氣一次設(shè)計(jì)作為變電站電力設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是變電站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素，在首要原則下，針對(duì)接線、接地、照明、自控等進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建。

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