变电站电气一次部分设计

李晓欢

（辽宁省轻工设计院有限公司，辽宁 沈阳 110031）

随着我国科学技术的飞速发展，国民经济大水平提高的同时，社会对于电网的可靠性供电依赖也变得越来越高，因此变电站的规模和供电质量也在不断扩展。这就需要变电站中的相应电气设备装置等，在质量和性能方面有很大的提高要求。

一、关于变电站进行电气一次设计方面的原则

由于变电站的适用范围非常广，在所有规格变电站中的特殊地位，故在进行变电站的设计时还要进行一定的特殊性设计。一是主接线的设计，这也是最主要的设计，要求安全可靠是第一位的，要求每一个模块的连接必须平顺紧密，安全可靠。二是要求整体变电站设计总体统一，使整体设计标准统一，避免出现前后矛盾，减少维护成本。三是充分考虑供电单位的经济效益，只有保证供电企业的合理经济效益，才能使整个供电网实现可持续发展。四是在变电站的选址和建设时应该充分考虑当地环境的承载能力，因地制宜进行建设施工，避免对环境造成不可逆后果。

二、变电站电气一次设计的问题

（一）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

（二）电气设备选择的问题

一般来说，变电站中的电气设备主要包括变压器，断路器，电流互感器、隔离开关等设备，在电气选择上，主要需要考虑就是短路电流计算等问题。为了增强变电站电气设备的整体性能，减少电气设备的损坏，应该对线路不同点的短路电流进行计算。如果计算不正确，就容易烧毁线路上的电气设备，影响线路传输的安全和稳定，同时会造成电气设备使用寿命缩减，系统可靠性受到影响。

（三）防雷设计问题

我国夏季，由于极端对流天气的增加，造成雷电频次增加，为了避免变电站遭受雷电袭击，对变电站的避雷点设计显得格外重要。在变电站的设计施工时必须要按照变电站避雷等级严格进行施工，对需要采取的避雷电设计要严格按规定进行安装，同时在后期的使用维护上，也要对避雷电设施进行定期维修保养，充分做好防雷击各项工作，保障供电的安全平稳运行。

三、电气一次设备设计技术

（一）变电站电气主接线的设计

主接线在变电站的整体设计中占有非常重要的地位，它的存在主要作用是保证变电站运营的安全可靠，保证变电站在不同电网之间的有效转换，从而实现变电站的平稳运行。在电气主接线的设计上，应该做到对电气主接线和电气总平面进行合理的设计和布置，同时合理对模块主接线进行优化，减少后期设备的维修保养压力，既保证变电站的平稳运营，又有效减少维修消耗。

（二）关于接地设计

从变电站的设计上，变电站必须拥有独立的接地网络。在接地的设计上，现在普遍比较流行的有自然接地方式和深井接地方式，它们的目的都是为了使接地的电阻降低到设计要求的安全范围内，从而保证变电站整体运行安全稳定。除了上述两种将阻方式之外，通常还可以使用降阻剂或增加埋藏深度，换掉埋藏点土质，增加接地面积等多种方式来达到降低电阻的目的。在设计环节，要充分考虑到变电站所在的区位特点和地质结构，经过严格勘查论证后，选择最安全最经济的方式进行降阻处理。

（三）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击设计，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。同时变电站的正常运行，合理的照明设施必不可少，在进行设计时，在主要的安全通道和电气设备场所要进行应急照明系统设计，合理的应急照明设计能够保证在出现事故时，相关的维修保障人员能够省去准备照明的时间，尽快将找出故障点进行维修。

四、结束语

变电站的电气一次设计是一个具有综合框架结构的系统工程，在设计过程中要求具有一定的整体设计思路，运用创新思维，积极引用新的设备以及技术方法，这样可以使得设计方案得到进一步的优化改善。此外出于安全稳定、高效可靠、经济可行等方面考虑，力争变电站的配置得到最佳，这样在满足社会经济需求的同时，也可以给社会和电网本身带来便利。