220kV变电站电气一次设计应注意的问题

陈秦超

摘要：随着经济的发展，电力越来越应用于人们生活和工作中。而变电站在电力传输系统中具有非常重要的作用，因为它在整个传输系统中起到变换电压，并进行再次分配及控制的作用，保障人们生活用电的需求。由于变电站在电力传输网的重要作用，它的功能对电网的可靠性有着决定性的影响，直接关乎着整个电网运行的稳定。根据变电站设计的不同，可将变电站分为一次和二次之分，一次设计中主要是主接线设计、电气设备的选择、接地以及防雷等设计。为了发挥其可靠性的作用，必须认真对待变电站的一次设计，这对于变电站的建设发展来说特别重要。为确保220kV变电站电气一次设计能够顺利开展，进行精准及科学的运行，对220kV变电站电气一次设计的有关问题进行深入探析及研究，以供人们参考。

关键词：220kV；变电站；一次设计

中图分类号：TU87 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0213-01

引言

人们对电力的需要越来越多，为了保证人们的生活需求，变电站就显得尤为重要。在运行过程中，通过变换电压、进行电压分配和对电压的控制，根据功率进行变换，这样才能满足人们的用电需求，使人们的生活变得更加美好。在变电站的设计中，一定要考虑它的安全性和可靠性，这直接影响着电网的可靠运行，如果想要让电力系统安全顺利运行，一定要确保变电站不出现问题。变电站的设计分为电气一次和电气二次两种，而设计主接线、选择电器设备、接地和防雷等设计都属于电气一次设计。笔者就一次设计中出现的问题进行探析，提出解决对策。

1 变电站的重要性

变电站主要功能是通过转变电压，以及对转变完电压的传输和对电流流向的控制达到传输电流的目的。它沟通电压和电网，使不同等级电压的电流稳定有序的传输。由此可见，变电站的主要功能就是增加或减少电压。根据用电单位的不同用电需求，变电站负责将发电厂生产的固定压力电流通过加压或降压的方式进行处理，加压方便长距离运输，同时保护传输线路；降低压方便人们使用，同时保证人们用电安全。由于不同地网之间的构造不同，变电站的设计也不相同，主要有110kV、220kV和500kV等不同规格，不同规格的变电站对电压的调节也会不同。当今，220kV变电站的分布最广，因为我国家庭用电的规格几乎都是220V，所以必须要用220kV变电站进行变压。因此，对220kV变电站的设计工作必须重点关注它的实用性、安全性和绿色环保性能，确保它的传输安全和居民用电安全和减少对能源的使用和浪费，对整个国民经济都有着重要的作用。

2 220kV变电站电气一次设计的原则

首先最重要的就是主接线的设计，主接线的设计方案应该安全可靠，每一个模块之间衔接紧密，实现无缝对接。其次，设计标准应该总体上达到统一，避免在进行建设的时候出现互相矛盾之处，前后标准不统一会带来很大的安全隐患。再次，在设计的原则上应该体现供电企业的经济效益，将其经济交易放在最重要的位置来进行考虑和统筹，这样才能够进行可持续发展。最后，我国地域广大，不同的地区面临着不同的自然环境，所以在设计方案的确定上应该加以区别，在设计的方案以及规模上充分考虑当时当地的需要。除此之外，在变电站的设计上应该和周边环境相互协调和适应。

3 220kV变电站电气一次设计的问题

3.1 主接线设计问题

在目前变电站的设计上，为了首先保证整个供电网的安全可靠，在主接线的选择上一般选择安全性能最好的较复杂主接线。但这种选择有两个后果，一个是由于设计复杂，施工复杂，后期的维护成本比较高。一个是由于核心部件的体积增加了，造成变电站的体积也相应增加，造成占地成本增加。现在我们主要对目前市面流行的两种主接线方式，双母接线和单母分段接线，进行对比分析，发现其各自有哪些优缺点。从可靠性上分析，双母接线的优点是它有两组相互隔离的母线控制开关，在维修保养中可以轮流对单个母线控制开关进行关闭，而不影响整体线路使用，在对一个母线隔离控制开关进行维修后能够迅速恢复供电。其缺点是在进行线路检修时需要对整个线路进行断电，因为在操作母线隔离控制开关时容易导致失误。而单母分段连接的优点是采用分母分段连接，可以将供电线路分成N段进行处理，其中的一段上母线发生故障，由分段隔离器自动隔离故障段，其他分母段不会受到影响。从灵活性上分析，双母接线可以做到将电源和回路符合灵活地分配不同的母线段；而单母分段连接线能够满足不同运营方式的运用，更加的灵活。从经济性上分析：双母接线需要投入更多的设备，所需资金比较大；而单母分段需要投入的设备较少，所需资金比较少。

3.2 电气设备选择的问题

变压器、电流互感器、隔离开关、断路器等都属于变电站的电气设备，短路电流计算等相关问题会在出现在设备的选择过程中。我们需要验算不一样的短路电流，使其稳定性增加、提高经济性、操作更加灵活，以促进电力系统的长远发展。电气设备在电流计算不正确的情况下会出现短路、设备烧毁等问题，不利于电力系统的整体安全运营。要想增加机器设备的使用寿命，在选择电器设备的过程中，一定要对系统考虑周全，这有利于促进系统的可靠性。

4 220kV变电站电气一次设计的解决对策

4.1 设计变电站电气的主接线

电气的主接线关系着变电站的运行，其主要作用是保障变电站运行的安全可靠，最大程度满足各种电网之间的相互转换。在电气主接线平面设计中，安排模块是最重要的，这样才能确保电力系统的安全有效运行。怎样优化模块的主接线方案，减少操作的运行压力，这是电气主接线设计过程中需要考虑的问题，仅满足可靠、安全、灵活的特点是不够的，最终目的是要尽可能带动电气系统的发展。

4.2 选择电气设备

在220kV变电站电气一次设计中，应优先选择占地面积小的电器设备。为实现电气设备的高效平稳运行，应采用相对比较成熟的高阻抗产品，其优点是在后期维护时，成本费用较低，但缺点是在前期建设中需要投入较多资金。计算机程序能够科学有效降低计算次数，进行高级合理的配置，在一次设计中实现模块化运行，以防变电站出现超负荷现象。

4.3 关于防雷设计和照明设计

在变电站防雷击防护上，在现在较为普遍的220kV变电站的电气一次设计上，主要是通过安装避雷针的方式进行防雷击预防的，同时变电站的附属设施也要进行防雷擊设计，保证变电站的整体免遭雷击，保证它整体运行安全平稳。目前阶段在防雷击上我们主要采用ATP-EMTM技术对过量电压进行计算，因为过量的电压主要来自于自然界的闪电侵入设备管线内，通过计算得出主要的数值，就能够根据这个数据来选用合适的避雷设备了，从而达到合理避雷的目的。

5 结语

总之，在220kV变电站电气一次设计的过程中，需要注意的事项很多。要遵守设计原则，及时发现问题并解决，找到更有效的办法提升质量。220kV变电站电气在一次设计中有了明显的提高，这有利于设备的安全稳定运行，有利于提升电力单位的经济效益和社会效益，促进我国电力系统的全面发展，提升人们的生活水平。

参考文献

[1]刘凯.220kV变电站电气一次部分设计技术探析[J].中国新技术新产品，2017（23）：72-73.

[2]裔传厚.220kV综合自动化变电站电气二次设计的应用探讨[J].中国新通信，2017，19（23）：120.