变电站电气一次设计现状及改善措施

变电站电气一次设计现状及改善措施

尹鹏

曲靖皓丰工贸有限公司，云南 曲靖 655000

摘要：在科技的支持下，如今国内经济获得快速稳定发展。人民群众在这样的背景下，生活质量得到改变。尤其是供电质量和用电方面的需求，变得十分重要。变电站要想提高自身服务质量，需要表现出电气一次设计高度重视。所以有必要深入研究变电站的电气一次设计现状，提出应对办法和策略。本文将深入探究变电站的一次设计，阐述与分析电气一次设计思路，为我国的电气系统发展提供全面支持。

关键词：变电站；电气一次设计；现状；改善方法

前言：国内电能供应体系在近些年发生了翻天覆地的变化，改革中取得了非常好的成绩。在各行各业表现出极高用电需求以后，电气设计得到高度关注。只有合理性设计，才能发挥变电站作用，为我国的电力企业发展提供相应支持。

一、变电站电气一次设计要求

首先变电站的内部线路在连接过程中，需要用稳定性最强的专业方法，确保变电站能够正常运转。

其次变电站的电力系统在进行一次设计时，需要充分考虑所在地区电能需求和情况，以此为基础不断完善电力系统、电力设计。

此外变电站结构设计环节，变电站占地面积必须与负荷规范、标准相匹配。做好有限资源的充分利用，达到效益最大化目标，节省电能资源，让所有的机械设备都能最大化自己的作用。

最后变电站电气设计本身非常看重电力系统自动化发展，应保障其负荷系统自动化需要，使用行之有效的办法提升机械稳定性与安全性，让电能系统可以稳定运行。降低问题出现概率，保障电力企业获得稳定发展和收益[1]。

二、现阶段国内变电站的电气一次设计情况

众所周知相对而言我国工业体系的起步比较晚，改革开放后国内工业体系才开始拥有起色。如今电力企业发展渐渐趋于稳定，得到了稳定成熟系统。不过在电气一次设计的时候，尤其好似变电站电气一次设计的规划仍有许多不合理问题需要处理。例如没有充分考虑变电站所在未知的地形条件，部分电力设备在地形因素影响下，和地区建筑物产生比较大的矛盾。部分电力设备被安装在十分恶劣的地区环境，空气干燥与稀薄。以上种种都会对电器设备使用寿命、运行寿命造成干扰与影响，无法保障维护效果。另外主线和设计线路没有合理的联系，导致一些线路直接连接，大量线路交错在一起，对后期的电力线路检修、维护造成了比较大的干扰与麻烦。在科技时代背景下，国内工业体系得到了显著发展与进步[2]。不过很多设备整体落后，并不能适应新时期背景下的工业自动化管理、生产要求。有关部门没有表现出对变电站电器设备高度重视，没有投入足够多的资金支持。许多设备非常陈旧，没有及时更新，影响了企业发展。

三、电气设备选择问题

（一）设备选择问题

在变电站中有非常多的电器设备，不同设备的性能参数不同，所以需要合理选择，才能发挥变电站最大作用。变电站电器设备选择的时候，必须予以短路电流的计算最高重视度，不同电流的计算和验算需要使用不同的方法，为的就是提高设备操作稳定性与灵活度，达到最佳性价比要求，这直接关系到电力企业今后的可持续发展。如果没有准确计算电流，使用设备的时候就会有短路故障问题的出现，引起设备火灾、设备被毁，影响设备使用寿命，不利于电力系统安全运行。故需要充分考虑影响，提高设备使用率，创造最大的社会效益、经济收益[3]。

（二）连接不合理

设计变电站的时候，原则为安全性、稳定性、可靠性。电力系统有着非常复杂的线路构成，造价十分昂贵，成本支出非常高[4]。但是电力系统对于城市发展而言意义重大，不可忽视。所以电力设计的时候，需要将城市发展当做是重点要素，保障空间的合理使用、系统的可靠安全，防止后期有各种问题发生。不过从当前的表现来看，系统维护方面技术并不成熟，许多复杂线路都有暴露出维护难度非常大的问题，该问题直接影响了变电站电气系统的发展，不利于电气一次性有效设计。

（三）防雷设计不合理

为保障电力系统能够安全、稳定运行，防雷设计十分重要。恶劣天气条件下经常有各种雷击事故，特别是一些偏远山区，电力维护和交通系统维护难度非常大。正因如此，必须做好变电站内部防雷准备工作。有了这样的铺垫，才能减少雷击事故引发的危险和影响，减少损失，保障设备安全、人身安全。绝不能忽视接地设备，必须做好接地设备防腐性能检测工作。有备无患，按照地区气候因素、变电站地势情况科学设计防雷系统。

（四）变压器选择

在变电站的电力系统中，最核心的部分就是变压器。以人作为对比，变压器就是电力系统心脏，作用十分突出。如果变压器运行不稳定或是运行故障，大概率导致整个系统陷入故障问题。所以城市用电与发电的规划选择，变压器选择十分重要。合理、科学选择变压器可以节约能源，提高变电站利用率。设计变电站的时候，需要充分考虑地区用电情况、用电需求。合理选择与设计变电器参数，明确变压器使用要求。

四、变电站电气一次设计思路

（一）优选电气设备

在变电器的电气一次设计中，最重要的部分就是做好变压器的合理选择。选型方面应当参考供电参数和用电需求，在这两个点考虑。应充分合理的分析变电站地理位置情况，对变压器放置位置展开冷却设备、性能、构造、容量、环境多角度配置。要按照无励磁调压、有载调压等情况确定变压器的型号。必须严格根据电力系统规定与标准选择电器设备性能。例如绕组数、相数。此外绝缘水平的检测同样十分重要，只有在各种数据标准达到规定以后才能应用到生产之中。

（二）主接线优化

在变电站电气一次设计中，主线连接设计是非常重要的工作，许多分支设计都要匹配电气主线路情况，关系到变电站能否稳定供电。目前常用的三种接线方法为：

第一种两电源结构设计。该设计结构运用的是T字线路，能够和其他变电的电路进行两两连接。一边完成和主体电气设备的连接，另一边和变压器进行连接。使用母线分线方法能够摆脱各种各样的高压设备，故障点因此得到了控制，确保了线路呈现出多边形特点。该设计模式优势在于可靠性很高，并且投资少、占地面积小。

第二种多样化母线。所谓的母线就是多个设备用并联分支方法连接的公用通路。这里所说的多样化母线就是说使用电源进线两个途径连接线路，其中一个是主要线路，再设置一个备用线路。平时用主母线连接。大多数时候高压线都能让两条母线点稳定供应，保障质量。由于设备需要使用备用线路，所以这种设置模式不适合复杂环境与普通供电场所，有着比较大的投入，常用在有着较大电能需求的变电站网络。

第三种内桥式。内桥式是十分简单的模式，有着简单的构造，其两边线路可以完美和电能网络连接到一起，不需要设置各种断路器保护。不过该模式问题和缺点也十分明显。这种模式有着比较多的回路，操作也不够灵活。

（三）接地设计

设计变电站电气的时候，运行人员安全问题深受关注，是设计人员一直在致力于改善和处理的问题。近些年有很多电机事故新闻，这些事故新闻对于企业和社会来说是非常大的损失。假设能够设计好消防应急和电器地面，就能实现对电力系统设备的有效保护，让电力工作人员拥有安全环境、安全保障。接地装置最重要的构成就是接地线与接地体，常见的是各种自然接地体，通常为钢结构体，只需要直接埋入地下就行。一般而言接地线是圆钢或者角钢，环绕变电站周围的一些接地体。在不同的两个位置设置低压配电室和接地体进行连接。

（四）照明防雷

照明系统在变电站中是很重要的部分。设计照明系统的时候，不能只考虑平时的需求，同时还要做好备用电力照明系统用于应急需求，以便在发生突发事故、意外事故的时候能够依靠应急照明系统解决隐患、消除问题。设计照明系统的过程中，设计人员需要考虑的点包括开关站、机房、内外厂房情况，明确照明系统需要和类型。照明系统包括事故与工作一共两种类型。照明时间标准应当参考工作面照度，在疏散通道、安全出口、楼梯间设置应急照明，以免因为突发故障失去工作环境、撤离环境。选择灯具的时候光通量、使用期限、减光系数都是必须考虑的条件。变电站运行的时候必须做好浪费处理工作，特别是国内部分南方地区全年阴雨连绵。变电站的电气一次设计需要加强防雷避震措施管理工作。设计环节屋顶部分使用镀锌扁钢连接模式，有效对接主接地网，达成接地保护目标。水平防雷系统雷电入侵直接导致变电站设备出现非常大的电压，此时使用ATP-EMTP计算最大电压。结合数据合理配置避雷器，能够防止站内设备遭到雷电攻击与损坏。

（五）电气平面布置

在展开变电站电气一次设计过程中，必须充分考虑场地因素可能引起的各种影响，提前做好规划设计。使用户外设计模式，确保接线部分和设备部分选择合理性、科学性。特殊情况使用户内设备，当然此时必须做好消防与通风设计工作。并且该过程中电容器室和二次设备不可以垂直设置，以免干扰监控系统，不利于供电稳定性，造成一些负担。

五、今后变电站电气一次设计发展展望

时代在发展、科技在进步，电力技术今后需要考虑社会需求。今后人们除了在生活层面对社会资源有极高要求，对精神需求需要自然也不会少。在各种社交平台以及网络快速发展的今天，原本在电力设计中存在的问题开始暴露。变电站的电力布置基础为电气的一次设计，合理与否关系到变电站能否稳定运行。今后电力产业的发展，需要予以电气一次设计足够的关注，创造科学电力体系，其具有重要意义。

结语：对于变电站的电气一次设计工作来说，必须做好前期准备工作，只有这样才能保障点完工程稳定性，意义重大。电气一次设计合理与否、科学与否直接关系到电网系统的安全性、经济性、实用性和适用性。如果可以满足以上要求，那么变电站本身供电能力和质量将可以得到显著提高。设计人员、作业人员需要充分了解不同电气设计思路，做好合理规划。不断累积经验、学习各种先进的知识与技术，用最科学的方法设计与分析，做好防护工作，建立科学评估系统，降低各种风险事故。

参考文献：

[1]曾小园.智能化变电站电气二次设计的要点分析[J].通信电源技术,2020,37(03):70-71.

[2]陈赛男.变电站一次系统电气主接线设计方案分析[J].科技创新与应用,2020(03):96-97.

[3]王宇之.220kV变电站电气一次主接线设计研究[J].南方农机,2019,50(24):142.

[4]陈肖珂.智能变电站的电气二次设计策略[J].通信电源技术,2019,36(12):135-136.