变电一次设计在变电站改扩建中的应用研究

张鼎林

摘  要：随着经济全球化时代的到来，社会迅速发展，我国已从高速发展转向高质量发展，社会的需电量也在大幅度提升，用电高峰的记录不断被刷新，我国的部分变电站已经无法满足地区的日益增长的用电需求，并且部分变电站依然使用陈旧的设备，导致电力供应不畅，严重影响了供电的稳定性。长此下去，继续使用陈旧的设备，电网结构得不到优化，将会影响国家电网的发展，进而影响国家经济发展。

关键词：变电一次设计;变电站;改扩建;防雷;接地装置

前言：

随着科学技术的发展，我国经济突飞猛进，用电需求量增加，变电站的陈旧设备已经不能满足经济发展的需求，需要淘汰原始的设备对变电站进行改进，建立负荷增长慢的变电站，在变电站的实际改建过程中，要逐渐优化一次变电的研究内容，例如主要变电的选取，电流短路时数值计算以及电路的接线设计等。应加大对变电一次设计进行深度的研究和分析，将变电一次设计在变电站改扩建中的意义充分的展现出来。

一、变电站改扩建的一次设计原则

变电站改扩建工作不仅仅包括电力专业知识，还包含多种类型的专业知识，在进行一次设计时，其设计工作比较复杂，在变电的同时需要考虑安全问题、成本问题以及应用问题。并要求设计人员必须按照设计原则进行，应该尽量间隔调试，减少线路交叉现象的发生，将安全隐患降至最低，确保变电的安全[1]。

（一）确定新增电路的具体位置

变电站在进行改扩建时，改造前和改造后的线路需要重新布置设计，对原有和新增的线路进行重新规划。在变电站改扩建期间，在设计新增出现间隔位置时，设计人员需要综合考虑线路的具体位置和延伸路径，对设计方案进行反复检验，如果出现回路架空的现象，设计人员需要按照设计原则安排线路，以避免线路发生交叉。

（二）掌握变电站的运行情况

设计人员以及专业人员在变电站扩建前期，要提前做好调研，做好预算，对变电站的运行情况、使用时间、供电功率、供电负荷以及电路的基本排布进行充分了解，可避免后期因为用电过度导致的电路问题，从而满足生活的实际需求。应从变电站所处的实际情况出发，对整体设计进行把握，当在设计过程中遇到问题时，可根据先前调研掌握的情况为依据进行解决，从而确保设计工作顺利进行。

（三）做好总结

在变电站改扩建前，做好准备工作，根据一次变电的设计原则，对变电站中所有设备进行一次集中和优化设计，保证设备的正常运行。并对线路的布置和对接间隔图进行绘制，在根据变电站的实际情况对图纸进行改进及对线路进行调整，保证在安全、可靠的前提下，节约成本。对变电过程中的相关参数进行分析，保证改擴建工作在预期的范围内进行，在改扩建结束后，需要时常关注变电站的情况，做好总结并随时进行改进。

二、电气设备选择以及细致化检验

（一）精准选择新增电气设备

在选择新增电气设备时，首先要对电气设备的额定数值进行确定，使设备在正常条件下运行;其次是对新增电气设备的动稳定性和热稳定性进行检验，在检验时必须处在短路情况下;再次是利用三相短路电流的条件对新增电气设备进行详细检验;最后对电气设备的位置进行详细规划。在布置过程中，一般需要两台以上电气设备，从而维持供电的稳定性、可靠性，并对供电条件和负荷性能进行全面考虑[2]。

（二）细致化检验电气设备

在进行原来母线检验和原有设备检验时，要将新增电气设备的电流与额定电流比较，若母线不能承载目前的电流，则需要更换。对于电气设备和新增电气设备的电流进行比较时，额定的开断电流要大，还要保持设备的稳定性。如果和预期计划相悖，则需要更换设备。如果母联电气设备的电流值比所载的电流小时，则需要更换母线，只有额定电流比实际电流大时，才可视为合格。

三、变电一次设计在变电站改扩建中的应用

（一）防雷方案的设计

避雷针是世界上所有变电站电气设备保护最好，最简单，最有效的保护系统，同时避雷针也在生活中很多方面得到应用，例如高楼等。避雷方案的设计主要是对变电站的入侵雷采取进线的方式，将雷引入到地面，从而降低或避免雷对变电站的攻击，还有就是采取避雷保护措施，保证变电站的供电系统能够安全运行，保证各家各户以及工厂能够维持正常秩序。所以，在变电站的上方安装避雷针是一种避雷的有效措施，一方面保证电气设备正常运行，另一方面减少了设备损坏的概率。

（二）主线方案的设计

变电站运行的程度以及使用时间的长短，往往和设备的质量有直接关系，电气设备的质量决定着主线的可靠性，电气设备的质量合格才能保证供电的平稳。因此，在进行主线设计时，设计人员应选择质量可靠的电气设备，从而提升主线设计方案的可靠性、安全性、科学性、合理性。除此之外，设计人员还需考虑方案的灵活度，综合考虑方案的可行度，在保证安全、可靠的同时，还要把成本降至最低，从而提高方案的经济效益。

（三）补偿装置的设计

设计人员需要对无功补偿装置进行设计，无功补偿装置可以保护供电设备的电压处于正常范围内，保证供电系统不会因失压导致电气设备发生短路，从而进一步保障电气设备的安全。无功补偿一般包括串联电容、并联电容器等相关装置，补偿装置并不是无用的部分，它可在一定程度上保证设备的安全，尤其在突发状况下，可减少设备的损坏所带来的损失。所以设计人员在进行变电站改扩建时，应做好变电一次设计工作，掌握补偿装置的原理和补偿装置操作方法[3]。

（四）接地装置中引下线的设计

在电力系统中，对接地装置引下线的要求往往只是截面，要求引下线的截面高于热稳定性允许的截面，应考虑引下线的使用寿命和腐蚀对引下线的影响。根据相关资料，电力中的雷电电压、短路事故和操作过电压都会通干扰进入二次系统，在二次回路中产生极高的干扰压力，从而导致绝缘层被击穿。所以，设计人员在实际的设计中要对基础设备进行分类，从而决定加入引下线的方式，如果设备是独立基础的，一般是电气设备双接地;如果是三相合用基础的，一般是每个基础双接地，使用这种方式可在一定程度上保证设备安全。

（五）接地材料的选择

不同的变电站容量，对接地材料也有不同的要求，在我国，变电站和其他地区普遍用到的接地材料为碳钢，如果接地材料发生腐蚀，就会变得脆弱，起层发生断裂。近几年，我国部分地区开始使用铜质材料作为接地材料，因为铜质材料在性能上要比碳钢材料好，并且不容易腐蚀，但是唯一的不足就是价格比较昂贵，一般为碳钢价格的几倍。所以设计人员在接地材料选择时要因地制宜，综合考虑，从而降低一次变电的变电厂改扩建时的成本开销[4]。

（六）照明系统的设计

在变电站的改扩建过程中，必须要在机房、厂房、配电室、机关站安装照明设备，如果遇到紧急问题，工人可以以最快的速度疏散，并且快速处理突发情况，如果问题出现在晚上，照明系统可以为工人的施工和电力系统的修复提供方便，从而减少事故带来的经济损失，保障变电系统的安全运行，在保证照明的条件下，优化电力系统的资源配置，保证供电的正常化、安全化。

结论：变电一次设计在变电站改扩建中起着至关重要的作用，设计人员要根据实际情况出发，对设计进行不断优化，完善电力系统，才能保证设计方案的合理性、安全性、科学性，从而使电力事业的效益达到最大化。

参考文献

[1]  何智成.变电一次设计在变电站改扩建中的应用[J].农村电气化，2019（10）：78-79.

[2]  薛鹏.变电站改扩建中的变电一次设计研究[J].科学技术创新，2018（27）：35-36.

[3]  詹帆，钟惬.变电站改扩建中的变电一次设计分析[J].低碳世界，2017（35）：104-105.

[4]  黄枞榕.变电站改扩建中的变电一次设计分析[J].通讯世界，2017（18）：167-168.