變電站電氣一次設計討論

樊博

昆明供電設計院有限責任公司 云南省 650011

摘要：本文主要分析了變電站電氣一次設計的一些主要方法和特點，針對設計過程中的重點問題進行了探討和分析，希望可以為今后的變電站電氣設計提供參考。

關鍵詞：變電站；電氣；一次設計

一、前言

隨著我國變電站電氣設計工作的不斷進步，設計的各種方法也在不斷更新，為了能夠提升設計的水平，必須要更加深入的分析設計的對策和方法，以及設計的管理要點。

二、變電站電氣一次設計的基本要求

隨著我國電力市場改革的深入和經濟社會發展的轉型升級，我國對電力的需求越來越大，這就給電網的設計與建設帶來了巨大的壓力。當前，電網的規模不斷升級，電力設備現代化水平不斷提高，這就使得變電站的設計與建設成為電力系統發展的重要內容之一。

現階段我國的電力需求空前增長，在這樣的形勢下，變電站的建設必須要有長遠的眼光，要走在系統升級的前面，也就是說變電站的建設要具有一定的超前性。這就要求變電站的設計必須從全局出發，正確處理好安全運行與經濟效益之間的矛盾，正確處理前期建設與后期運行之間的矛盾，正確處理與后期升級之間的矛盾。因此，在設計變電站過程中，要選擇最優的設計方案，保證變電站的建設既滿足當前的電力供應需要，又不給今后電力系統的升級造成麻煩。

三、變電站電氣一次設計的各項準備工作

為更好的滿足變電站工程設計標準的要求，從而在施工前期，必須做好充足的準備工作，嚴格按照國家相關規范，再根據輸變電工程設計特點，依據電氣設計深度要求進行設計。也就是說，必須對基礎資料予以準確的掌控，如：變電站位置、位置處的地震烈度、地質與環境情況等。所以，在變電站前期施工階段，必須明確指出變電站的設計任務，按照國家發展的方針政策，對近期與遠期規模予以全面考慮，再進行科學、合理的規劃?？尚行匝芯渴腔窘ㄔO程序中為項目核準提供技術依據的一個重要階段。為滿足輸變電工程核準要求，在工程前期工作中，一定要根據國家有關規定，結合輸變電工程特點，編制出符合規程、規范要求，滿足可達到深度要求的設計成品。變電站可行性研究必須貫徹國家的技術政策和產業政策，執行各專業的有關設計規程和規定，推進資源節約型、環境友好型電網建設，推廣應用通用設計、通用設備，促進標準化建設。

同時，變電站的電氣一次設計所要遵循的相關原則：

在我國電網建設過程中，變電站的優化構建是關鍵步驟之一，所以在實施變電站的電氣一次設計時，應該遵循下列原則：

1、所進行的相關設計應該充分滿足相應區域中已經規劃好的電力負荷總量以及中長期預測所需的充足變電容量的具體要求。

2、所應用的主接線方式力求滿足可靠性以及靈活性的相關要求。

3、在進行設計時，要力求在占用較小范圍的土地面積的基礎上選用性能較為優良且體積較小的電氣設備，并要求整個設計合理緊湊，達到節約資源的實際目的。

4、變電站應該采用技術性能較強以及可靠性較高、噪音量較低以及檢修率較少的主電氣設備。

5、力求所進行的設計能夠充分滿足高效運行以及高自動化、低通信誤碼的相關要求。

四、變電站電氣一次設計研究

1、電氣主接線設計

主接線方式的設計不僅直接關乎系統運行的可靠性和靈活性，也影響繼電保護、控制方式、自動裝置等。變電站電氣主接線的設計可以說是電氣設計的關鍵。故在設計主接線方式時應依次考慮其可靠性、靈活性和經濟性，即使其能夠良好的適應系統不同的運行狀態，分別滿足變壓器在調度、擴建、檢修情況下的不同需求，盡量不用或減少斷路器接線、簡化二次回路和繼電保護、節約占地面積等。

設計時，應當根據實際需要確定接線方式，根據實際施工情況、需要綜合考慮實用性、安全性以及經濟性，選擇最佳的一次接線方式。變電站最常用的主接線方案有四種，即單母線接線方式、雙母線接線方式、單母線分段接線方式以及雙母線分段接線方式，各個接線方案都有自己的適用范圍和優缺點。單母線接線一般只適用于一臺發電機或一臺主變壓器的以下三種情況：110-220kV配電裝置的出線回路數不超過2回；35—63kV配電裝置的回路數不超過3回；6-110kV配電裝置的出線回路數不超過6回。單母線分段接線方式適用于線路較長（故障多），而主變年負荷利用小時數高（不經常切換）且無功率穿越的場合。單母線分段接線方式適用于110-220kV配電裝置出線回路數為3-4回時；35-63kV配電裝置出線回路數為4-8回時；6-10kV配電裝置出線回路數為6及以上時。雙母線分段接線方式適用于主變年負荷利用小時數低（經常切換），而線路較短（故障少）或有功率穿越的場合。

2、電氣防雷保護設計

為了避免雷電過電壓與直擊雷造成的傷害，變電站電氣一次設計必須進行電氣防雷保護設計。防雷保護設計主要有兩種，即雷電過電壓保護和直擊雷保護。為避免線路侵入雷電波造成電壓過高，進行雷電過電壓保護。具體是指，在10kV母線與110kV進線上分別安裝特定的避雷器；因為變電站配電裝置主要是全戶內布置的，屋頂避雷帶應使用熱鍍鋅扁鋼，同時應當將其牽引到下部分與主接地網安全連接，所以，變電站采用屋頂避雷帶避免直擊雷的侵害，即直擊雷保護。

3、電氣接地保護設計

電氣接地設計指的是，將電氣設備的某部分與大地進行良好的連接。因為，在實際的變電站設計建造過程中，電氣接地設計既可以有效防止觸電，又可以避免電氣一次設備的機械性損害，同時還可以有效避免火災、爆炸的發生。這樣，在確保變電站電氣一次設備的正常運行的情況下，又避免了施工人員因觸電而發生安全事故。

電氣接地設計中的正常接地裝置主要是由自然接地體、人工接地體兩種接地體和接地線組成。其中，自然接地體最為常用。將接地體端部削尖，就可以直接打入地中。根據低壓電氣設備保護接地與高壓接地系統的保護接地確定接地電阻的計算值。然后，環繞變電所敷設接地體。變壓器只有一點與接地體連接，而變電所的低壓、高壓配電室都各有兩處與接地體連接，變壓器室與變電所內高壓、低壓配電室與均在室內用扁鋼連接成一整體。另外，接電體多采用角鋼；而接地線一般都采用扁鋼或圓鋼。接地保護設計應當將接地極深埋，并盡可能布置在配電站之外的空地中；接地保護主要以水平接地體為主，以垂直接地極作為輔，主接地網的接地電阻應當小于0.5Ω，選擇鍍鋅扁鋼，尺寸為6mm×6mm，垂直接地極則應當選擇鍍鋅角鋼，尺寸為50mm×50mm×2500mm。另外，還要注意在經常出入的大門處設置一些均壓帶，這些均壓帶與主接地網連接。最后，設備引下線最好選擇鍍鋅扁鋼，尺寸為60mm×8mm。

4、日常照明系統

照明系統是變電站正常工作的重要輔助系統，設計時應根據各個部門進行事故照明系統和工作照明系統的區分與設置。在設計工作照明系統時，應按照相關標準進行；在重要的場合與疏散通道、安全出口、樓梯間等都應設計有應急照明設備，主要是在正常照明因故障而中斷時，為工作人員提供照明，進行疏散或者故障處理。中控室必須利用塑料的絕緣導線來進行暗敷，其與的地方可以采用明敷來完成布線。變電站的外部照明線路應選擇鍍鋅鋼管來進行敷設。

五、結束語

總而言之，必須要深入的分析一次設計的方法和具體的要點，從變電站電氣設計的需求出發，明確設計需要采取何種設計對策，從而保證設計的效果更加突出。

參考文獻：

[1]孫陽.220kV雍園變電站電氣一次初步設計分析[J].中國科技縱橫，2013（6）.

[2]邱豐隆，李華.淺談某220kV變電站的一次設計[J].北京電力高等?？茖W校學報（自然科學版），2015（1）.

[3]張劍鋒.試論220kV變電站設計研究與應用[J].城市建設理論研究（電子版），2015（10）.