变电站电气工程设计的问题分析

2020-03-05冯程青

工程建设与设计 2020年19期

冯程青

（安徽省珍宝岛房地产有限公司，合肥 230000）

1 引言

人均耗电量日益增加的过程中，广大人民群众对我国电网运行质量水平提出了更高的要求，变电站作为国家电网的重要组成部分。电网的安全是智能电网的重要组成部分，是直接连接广大电力用户的社会公共服务平台。加快建设结构合理、技术先进、灵活可靠、经济高效、节能环保的现代智能电网，进一步提高我国电网的建设质量和水平，为了全面建成现代化电网，提高可持续的电力保障，意义十分重大【1】。因此，电气设计人员要本着：“技术标准体系化、设计方案模块化、设备选型规范化、施工工艺标准化、工程造价合理化、运行检修精益化”的工作思路。电气工程设计作为变电站内容的重要组成部分，对高素养水平、创新型人才提出了更高的要求，积极探索电气工程设计现存的系列发展性问题，提出相应的问题应对策略，强化提升电气工程设计质量，出精品工程图纸，推动电气工程行业的发展。

2 变电站一次设计的相关原则

电力事业运行发展的整个过程中，变电站一次设计作为变电站电气设计内容的重要组成部分，对变电站的安全稳定健康运行有着关键性的影响和作用。结合实际生活可知，变电站一次设计的相关原则为：（1）以地区实际需求为出发点，明确变电站变电量要求，并以相关数据结果为重要参考基础，组织进行相应的优化工作，制定满足地区变电量要求的变电站一次设计；（2）主接线方式的科学合理性是变电站一次设计的重要原则，相关人员组织进行主接线方式选择工作的过程中，不仅需要确保接线方式的可靠性，而且还需确保该种接线方式能够更好地满足变电站日常作业稳定健康良好发展需要，具备较好的灵活性；（3）变电站总体建设面积应当得到科学合理有效的管控，在满足变电站运行发展需要的基础上，应当尽可能缩小变电站总体建设面积，一定程度上对土地资源进行充分有效利用；（4）在性能效用一致的基础上，应当尽可能选择小型设备；（5）保障提升电力系统整体的自动化水平是变电站一次设计的基础性发展目标，尽可能降低设备信息误码率、强化提升电力设备的可靠性与稳定性也是变电站一次设计时应当考虑的内容。

3 变电站一次设计期间存在的问题

结合现实情况可知，基于多方因素的影响与作用，变电站一次设计期间不可避免地会出现多样化问题，具体内容包括以下3 方面。

3.1 主接线设计的相关问题

变电站一次设计工作开展实施的整个过程中，主接线设计工作的存在占据极其重要的地位。通常情形下，为满足整个电网安全可靠运行发展需要，相关人员通常会选择较为复杂的主接线方式，复杂化主接线方式能够满足电网整体运行发展需要，同时也会带来相应的问题，其中，电网整体维护成本较高的现象尤为显著，给变电站的正常有效运行带来经济方面较大的压力，一定程度上不利于变电站的顺利运行。结合实际可知，国内市场经济水平持续不断上升发展的过程中，变电站运行期间使用电气设备数量随之不断增加，在一定程度上加剧了维护成本的显著性和严峻性。

3.2 电气设备选择的问题

为满足变电站电气设计发展需要，设计人员需要考虑到电气设备种类的多样性，主要包括短路器、隔离开关、电流互感器、变压器等。变电站一次设计工作实施的整个过程中，除考虑电网运行需要的电气设备之外，做好相应的电气设备选择也显得极为关键。受到人员专业化水平、事前准备充分程度等多方面的影响，在电气设备选择方面也容易出现相关问题。一方面，设计人员事前未考虑到多方影响因素的情形下，容易出现电气设备性能与短路电流相互冲突现象，降低了变电站一次设计整体的科学合理性；另一方面，设计人员未有效实施短路电流检验工作，会增加电流计算结果的误差率，影响电气设备整体运行的安全稳定性，降低了电气设备的科学合理性。

3.3 变电站防雷设计问题

环境越发复杂多变，各类极端天气出现频次持续增加，为确保变电站始终处于安全可靠的运行状态，降低各类极端天气对变电站运行质量与安全带来的不利影响，设计工作开展实施的整个过程中，设计人员应当注意相应的防雷设计工作，存在的防雷设计问题包括：（1）设计人员未做好事前各类准备工作，对防雷设计的知悉了解程度不足，变电站整体防雷设计的专业化程度无法得到有效保障；（2）设计人员本身缺乏良好的防雷设计意识，组织进行变电站一次设计工作时，未从防雷角度出发进行相应的设计，变电站一次设计的整体防雷效果有待进一步强化。例如，接地设备选择工作开展实施期间，设计人员未对接地设备的抗腐蚀性提出较高要求，一定程度上降低了接地设备的防雷效果，不利于变电站的安全有效运行【2】。

4 变电站一次设计相关问题的应对策略

为满足变电站运行发展需要，针对解决变电站一次设计存在的相关问题，提出相应的应对策略，具有极其重要的现实价值。结合现实情形可知，变电站一次设计相关问题的应对策略包括以下4 方面。

4.1 做好变电站电气主接线设计工作

为切实做好相应的电气主接线设计工作，设计人员应当在事前做好各类要素的调研工作，综合考量变电站运行期间各种影响因素，并根据调研结果进行相应的电气主接线设计工作。通常情形下，设计人员需要结合电气设备特点、出现数量、回路数等相关要素内容，进行相应的设计工作。进行电气主接线设计工作时，设计人员应当做好供电荷载的控制工作，在满足电网安全稳定运行发展需要的基础上，尽可能节约电能。当前阶段，单母线与双母线相互结合的接线方式，能够更好地满足变电站运行发展需要，同时，设计人员还需要做好开关实际安装位置的合理化设计工作。断路器安装设计同样是设计的重点内容，不仅需要结合电网运行发展需要，部署断路器安装位置及安装方式，还需要基于后期的检修工作实施需要，通过短路器周边检修要点的设置，降低后续检修作业工作实施难度【3】。

4.2 做好电气设备选择工作

电气设备是整个变电站的核心内容，对电网正常安全有效运行有较大的影响与作用，设计人员应当切实做好电气设备选择工作，为解决当前阶段存在的电气设备选择问题，需做好以下作业：（1）参考电气设备选择原则，实施相应的电气设备选择工作，如节约土地资源，设计人员应当基于能够满足电网运行发展需要的基础之上，选择占地面积最小的电气设备；（2）基于强化提升电网运行安全稳定性的基础，进行电气设备选择工作，设计人员一般需要选择高阻抗设备，该类电气设备产品本身已经呈现较为成熟的发展态势，同时又具有较好的强化电网运行稳定性应用优势；（3）选择总体安装较为方便快捷的短路器，短路器是电气设备的重要组成，设计人员进行设备选择时，不仅需要考虑电气设备自身的性能效用情况，而且还需要考虑今后安装的方便快捷性，尽可能选择自然接地的方式完成相应的接地设计工作。

4.3 做好变电站接地设计工作

切实做好变电站接地设计工作，解决变电站电气设计存在的问题，强化提升变电站电气设计的科学合理性等。具体的设计工作要点为：（1）以变电所为中心，做好相应的布置工作，促使变电站接地设计工作井然有序、有条不紊地开展实施；（2）确保电气设备均有一个点与接地体处于连接状态，涉及的相关电气设备主要包括高低压配电室、变压器等；（3）做好设计期间接地电阻的计算工作，一般情形下，接地电阻值应当满足高压小接地系统的保护需要；（4）依据实践经验结果可知，尽可能选择自然接地的方式完成相应的接地设计工作。

4.4 做好变电站防雷与照明设计工作

变电站通常处于空旷位置，雷电等极端天气往往会产生较大的不利影响及作用，做好变电站一次设计中的防雷设计工作，具有极其重要的现实价值。具体的设计要点内容为：（1）设计人员进行变电站一次设计时，应当事前收集整理变电站防雷设计的专业知识，强化提升设计人员自身的防雷设计专业化水平；（2）进行屋顶防雷保护工作时，应当尽可能选择镀锌扁钢的接地方式，同时与主接地网建立有效连接，强化屋顶防雷保护的价值效用；（3）基于ATP-EMIP 对雷电侵入波的最大过电压进行相应的计算，并以相应的计算结果组织进行相应的水平防雷网络部署工作，通过避雷器等设备的科学合理部署，强化提升防雷设计的电气设备保护；（4）做好相应的照明设计工作，照明设计不光需要满足日常照明需要，还需要满足事故条件照明需求。