摘要：文章講述了變電站改造過(guò)程中的電氣設(shè)計(jì)管理的內(nèi)容，并在文中依據(jù)具體的案例來(lái)分析研究變電站改造工程中電氣一次設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)思想以及設(shè)計(jì)方案，主要從主接線設(shè)計(jì)、變電站接地問(wèn)題等方面分析電氣一次設(shè)計(jì)的主要思想。

關(guān)鍵詞：變電站；改造工程；電氣一次設(shè)計(jì)；主接線設(shè)計(jì)；變電站接地 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM63 文章編號(hào)：1009-2374（2016）29-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.012

如今經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度與之前相比有了很大的提高，因此對(duì)于電能的使用要求也越來(lái)越高。電力管理工作的重心將轉(zhuǎn)移到對(duì)變電站的改造升級(jí)中來(lái)，主要的原因在于變電站在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中擁有不可替代的位置，而且作用非常大。為了保證變電站的平穩(wěn)運(yùn)行，就不可以忽視對(duì)于電氣一次設(shè)計(jì)問(wèn)題的研究工作，因?yàn)榻?jīng)過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在我國(guó)很多地區(qū)都開(kāi)展了對(duì)于變電站的改造升級(jí)工作，而且在這項(xiàng)工作中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是電氣一次設(shè)計(jì)，若是此環(huán)節(jié)做不好就會(huì)嚴(yán)重地影響之后變電站的運(yùn)行狀況。

1 變電站改造工程的相關(guān)問(wèn)題

改造變電站并不是一件簡(jiǎn)單的工作，需要各個(gè)方面的支持，無(wú)論是對(duì)變電站的改造技術(shù)還是參與工作的人員等都有很嚴(yán)格的要求，但是在我國(guó)對(duì)變電站進(jìn)行改造的過(guò)程中還有很多的問(wèn)題并沒(méi)有得到及時(shí)的解決，許多問(wèn)題阻礙了變電站的改造，這些問(wèn)題不利于改造變電站工程的進(jìn)展，所以為了順利改造變電站就需要及時(shí)地解決所存在的問(wèn)題。

1.1 安全問(wèn)題

變電站的改造工程浩大，而且其中有很多帶電的環(huán)節(jié)，在進(jìn)行操作的時(shí)候經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些安全事故。所以為了避免安全事故的發(fā)生，就應(yīng)該要求施工的人員具備較高的安全意識(shí)，安全問(wèn)題是非常重要的，若是安全意識(shí)不夠的話，就會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生影響，在施工的時(shí)候要格外注意安全，施工人員除了保證自身的安全外，還要格外注意施工的安全，保護(hù)好施工用到的一些設(shè)備等。

1.2 防范問(wèn)題

要想在施工的時(shí)候防止危險(xiǎn)事故的發(fā)生就需要做好施工之前的防范措施，很多危險(xiǎn)事故發(fā)生都是由于在事前沒(méi)有做好充分的防范措施。現(xiàn)在存在的問(wèn)題在于在進(jìn)行改造變電站的過(guò)程中沒(méi)有對(duì)施工的現(xiàn)場(chǎng)做好控制，所以導(dǎo)致施工的時(shí)候出現(xiàn)很多的問(wèn)題，主要有施工操作人員復(fù)雜、使用的施工設(shè)備達(dá)不到要求等。

1.3 設(shè)備問(wèn)題

在施工的時(shí)候設(shè)備的操作不當(dāng)會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，很多的施工設(shè)備都沒(méi)有達(dá)到施工的要求，設(shè)備老化程度較高，再加上施工人員未能正確地操作設(shè)備，比如說(shuō)無(wú)法正確地控制機(jī)構(gòu)箱門、端子箱等，這些都對(duì)工程有影響，在進(jìn)行施工的時(shí)候不要忽視小配件的作用，因?yàn)榧幢闶呛苄〉囊粋€(gè)元件，若是操作不當(dāng)也會(huì)對(duì)變電站的改造工程造成嚴(yán)重的危害。

1.4 物資問(wèn)題

很多電力企業(yè)都追求低成本改造，所以就存在著很多問(wèn)題，比如購(gòu)買質(zhì)量不符合要求的物資等，有些驗(yàn)電器根本就不符合安全標(biāo)準(zhǔn)，在施工的時(shí)候若是使用這些不符合安全規(guī)定的設(shè)備就會(huì)對(duì)施工人員造成安全威脅；更嚴(yán)重的是企業(yè)為了節(jié)約成本而減少對(duì)于電力物資投入的資金，造成物資缺乏，很多施工人員沒(méi)有絕緣手套或者是安全帽等，在施工時(shí)由于缺乏安全保護(hù)，會(huì)造成人員傷亡，對(duì)工程也產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

1.5 培訓(xùn)問(wèn)題

企業(yè)將新型設(shè)備投入到電力改造工程中之后卻未能及時(shí)對(duì)工作人員進(jìn)行技術(shù)性的培訓(xùn)，致使很多的施工操作人員都沒(méi)有很好地掌握新型設(shè)備的正確操作方法，對(duì)于一些設(shè)備的具體操作方法以及原理技術(shù)都不是很了解，在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，工作人員沒(méi)有合適的處理措施，這些問(wèn)題對(duì)變電站的改造工程都會(huì)產(chǎn)生影響。

2 主接線設(shè)計(jì)

有一項(xiàng)66kV變電站在改造工程設(shè)計(jì)方面質(zhì)量非常好，主要原因在于此項(xiàng)工程是以電氣一次設(shè)計(jì)為核心，工程重點(diǎn)放在了對(duì)于電氣一次設(shè)計(jì)上，這項(xiàng)工程為變電站的施工質(zhì)量提供了保證。

通常來(lái)說(shuō)，在對(duì)變電站進(jìn)行改造工程中的一次設(shè)計(jì)中應(yīng)該滿足以下三個(gè)要求：首先，達(dá)到變電站的平穩(wěn)運(yùn)行；其次，確保變電站靈活地適用于不同的電力運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)；最后，應(yīng)該在做好上述兩點(diǎn)的基礎(chǔ)之上盡可能地降低施工的成本。這三項(xiàng)要求主要體現(xiàn)的是主接線設(shè)計(jì)的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。

在對(duì)變電站進(jìn)行主接線設(shè)計(jì)的時(shí)候，66kV側(cè)出現(xiàn)的回路頻次為2回，而且使用的變壓器的臺(tái)數(shù)也為2，變電站的電源雙T于66kV回路。所以在考慮分析國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程的設(shè)計(jì)方案之后，還要結(jié)合工程初期投資的狀況，最后經(jīng)過(guò)比較分析得出，此項(xiàng)目適合采用線路—變壓器組接線為主接線方式。

3 變電站接地問(wèn)題分析

3.1 66kV變電站接地電阻

變電站接地裝置的電阻設(shè)置并不是隨便進(jìn)行的，其接地裝置有嚴(yán)格規(guī)定，要按照《交流電氣的接地》中的相關(guān)規(guī)定來(lái)進(jìn)行設(shè)置，但是如果進(jìn)行接地的電阻并不符合這個(gè)關(guān)系的時(shí)候就需要增加接地電阻，不過(guò)電阻還需要控制在5Ω之內(nèi)。在《繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》中有規(guī)定，即為了保證場(chǎng)地的安全，靜態(tài)型繼電保護(hù)裝置接地電阻也要控制在5Ω之內(nèi)。

3.2 66kV變電站接地電流問(wèn)題

在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要重視電阻與電流之間的關(guān)系，從而為變電站正常地運(yùn)行提供保證。在此變電站的設(shè)計(jì)之中，主要是分析了變電站之后5～10年的發(fā)展情況，需要按照分析的結(jié)構(gòu)進(jìn)行與之相對(duì)的控制：

3.2.1 當(dāng)對(duì)接地線穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，需要選擇最大接地電流數(shù)據(jù)，還要合理地控制接地線的參數(shù)，目的就是為變電站的穩(wěn)定運(yùn)行提供保證。

3.2.2 現(xiàn)在大于110kV的變電站一般會(huì)使用有效接地以及非有效接地的電流的計(jì)算方法，所以此變電站在進(jìn)行接地線設(shè)計(jì)的時(shí)候，都需要依據(jù)有效接地系統(tǒng)的最大短路電流值來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。

3.3 布置接地裝置

此變電站建立在松沙石地區(qū)，所以應(yīng)該使用普通的接地裝置，并沒(méi)有其他特別的要求。主接地網(wǎng)是水平的接地方式，一般來(lái)說(shuō)是用5×50鍍鋅鋼管進(jìn)行設(shè)置。接地裝置的埋藏深度在0.8m左右，除了這個(gè)深度的要求之外，還需要做好防水防腐蝕性的處理。

3.4 變電站接地設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題

變電站接地設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題主要有以下方面：

3.4.1 人工接地體的控制，人工及接地體可以有效地避免由于施工材料使用不當(dāng)導(dǎo)致的漏電問(wèn)題，因?yàn)樽冸娬颈旧砭哂胁煌瑢こ５沫h(huán)境，所以對(duì)于接地的設(shè)計(jì)就應(yīng)該合理地控制施工的材料，由此看來(lái)人工接地體的控制是非常重要的。

3.4.2 分流措施，在變電站接地的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該保證接地裝置和避雷針之間能形成良好的接地分流系統(tǒng)，這是為了控制出現(xiàn)的零序阻抗。

3.4.3 隔離措施，在接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中做好隔離措施是非常重要的，因?yàn)槿羰堑叵碌碾娋W(wǎng)發(fā)生位移之后就會(huì)形成一連串的觸電的反應(yīng)，會(huì)損害設(shè)備，所以為了避免觸電的發(fā)生就要隔離金屬連接管道等，從而保證施工的安全，也防止設(shè)備受到損害。

4 變電站防雷保護(hù)設(shè)計(jì)

4.1 保護(hù)措施設(shè)計(jì)

在變電站內(nèi)部有兩個(gè)30m高的獨(dú)立避雷針，目的是保護(hù)變電站不受雷電的侵害，主要是直擊雷與感應(yīng)雷。

4.2 避雷針保護(hù)范圍的確定

由上文可知此工程采取的是兩根規(guī)格相同的避雷針來(lái)降低雷擊損失，所以應(yīng)該仔細(xì)地研究分析兩根針的外側(cè)的設(shè)計(jì)方法，這主要是為了準(zhǔn)確地確定避雷針的保護(hù)范圍。

如果由保護(hù)范圍界線上的最低點(diǎn)O確定兩根避雷針中間的保護(hù)范圍，那么最低點(diǎn)O的關(guān)系式就是：ho=h-D/7P。式中：ho代表兩根避雷針之間的最低保護(hù)高度，而避雷針的實(shí)際高度用h來(lái)表示；D指的是兩根避雷針之間的實(shí)際距離；避雷針的高度影響系數(shù)就是p。

4.3 避雷裝置的選擇

對(duì)避雷裝置的選擇應(yīng)該要嚴(yán)格要求，可以從以下方面對(duì)避雷裝置進(jìn)行選擇控制：

4.3.1 為了獲知避雷針的使用條件，需要對(duì)變電站的風(fēng)速、溫度等進(jìn)行仔細(xì)的研究。

4.3.2 準(zhǔn)確地確定避雷針的持續(xù)運(yùn)行電壓（通常是額定電壓的80%）。

4.3.3 估算避雷器的雷電放電電流幅值，然后根據(jù)估算的值數(shù)選擇避雷器標(biāo)稱放電電流。通常來(lái)說(shuō)，5kA的額定參數(shù)對(duì)應(yīng)的是66～220kV系統(tǒng)，但是這又不是絕對(duì)的，如果雷電發(fā)生的頻率較大，可以選擇10kA的參數(shù)。

5 變電站改造工程中需要注意的風(fēng)險(xiǎn)防范

為了保證變電站的安全運(yùn)行就需要做好對(duì)于施工中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)的防范措施，將風(fēng)險(xiǎn)防范措施做好之后才可以避免施工中的安全事故的發(fā)生。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，如今對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的控制主要有觸電、誤跳閘、誤合閘、設(shè)備燒毀4個(gè)方面。具體防范方法如下：

5.1 觸電

施工人員在施工的過(guò)程中，若是意外觸電會(huì)對(duì)自身造成危害，人體的組織器官等都會(huì)受到電力的侵害，所以施工人員應(yīng)該要注意避免觸電，可以在施工的時(shí)候戴絕緣手套，而且施工的一些用具以及材料等也要使用絕緣性的或者是企業(yè)建立一些絕緣的保護(hù)屏障等，保護(hù)施工人員不受電力的侵害。

5.2 誤跳閘

在施工的過(guò)程中出現(xiàn)的接地、短路、漏電、負(fù)荷過(guò)大等現(xiàn)象都會(huì)引發(fā)誤跳閘，若是出現(xiàn)誤跳閘事故就會(huì)對(duì)電器控制系統(tǒng)造成很嚴(yán)重的危害，阻礙系統(tǒng)的順利進(jìn)行，所以需要處理好誤跳閘事故，可以選用有智能保護(hù)功能的斷路器，從而保證施工的安全。

5.3 燒毀設(shè)備

在對(duì)變電器進(jìn)行改造的時(shí)候會(huì)發(fā)生短路的現(xiàn)象，短路現(xiàn)象會(huì)造成流經(jīng)線路的電流非常大，所以就會(huì)對(duì)使用的設(shè)備造成損害，很有可能就會(huì)燒壞設(shè)備。針對(duì)這樣的問(wèn)題，需要對(duì)施工中用到的各種設(shè)備等進(jìn)行嚴(yán)格的絕緣檢測(cè)，若是在改造的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有任何的非正常情況就需要及時(shí)地分析解決問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

本文主要講述的是變電站改造過(guò)程中的電氣設(shè)計(jì)管理的內(nèi)容，主要圍繞接地設(shè)計(jì)、主接線設(shè)計(jì)等展開(kāi)研究。綜上所述，變電站改造工程中的電氣一次設(shè)計(jì)綜合性很強(qiáng)，需要做好施工的質(zhì)量控制與安全控制，對(duì)施工人員也有很高的要求，應(yīng)該按照變電站的升級(jí)等及時(shí)控制問(wèn)題，從而提高電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：謝巧芳（1988-），女，福建尤溪人，國(guó)網(wǎng)福建尤溪縣供電有限公司助理工程師，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：蔣建華）