变电站电气一次设计探讨
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变电站电气一次设计探讨
摘要：最近几年以来，伴随着我国社会主义市场经济的快速进步，能源问题变为了我国经济发展当中非常重要问题以及关键的难题。伴随着对能源需要的大幅度增加，我国对主要电力资源的需求越来越紧迫，为了将需求满足，将产能提高，要重视电力系统技术设备的发展创新。电力供应无法离开电力系统的重要节点变电站，要保证变电站的电压和功率转换。为了保证日常工作能够稳定运转，需要在变电站电气设计当中，对设计原则进行分析，同时经过对变电站电气一次设计的分析，提出具体的参考借鉴。
关键词：变电站；电气；一次设计
变电站的电气一次设计流程中，重点分为几个部分。比如变压器、断路器和发电机，都是电气设备当中重点设计的内容。因此，目前工作当中，想要将电气进行更加良好的设计工作，保证电气设计符合国家标准，就需要对每一个安装环节的细节进行严格控制，对设备连接进行检查，尤其是关注检验二次回路是否精准的问题。最后的目标就是为了保证电力系统可以正常运转。希望可以经过文中的重点研究引起电力设计人员的关注，将变电站的电力设计工作当成关键人物来抓，实现变电站事故出现率有效降低。
1变电站电气一次设计的基本要求
电力系统当中变电站具备非常关键的作用，一般来讲，重点包含汇集电能、变换电压、控制电能流向等功能。变电站电气一次设备设计的同时，重点内容呢包括输电线路、变压器、断路器等设备，最为关键的就是变压器。变电站使用当中存在转换高低电压的作用，将严重影响电网运行的可靠和安全，设计变电站电气一次设备的过程中，要切实将设计的基本原则和需求满足，符合制定区域的电网规划和设计方法，对主线接线方式进行确定，不但需要分析可靠性，要应该分析灵活性，优化总体结构和设备性能，由此降低占地使用面积。电气设备要确保质量、安全经济、性能良好、检修率小。系统结构要保证存在非常低的通信误码率以及比较高的自动化水平，能够灵活、安全、可靠的维护。
2变电站电气一次设计的基本原则
2.1变电站电气一次设计主要是需要按照所在地方电力需要进行设计，将变电量需求满足，同时进行优化设计。
2.2变电站的主接线主要是利用可靠标准的接线方法，保证变电站日常工作安全稳定，在这个基础之上适当的将主接线路的灵活性调整。
2.3变电站建设面积在设计当中不宜过大，尽可能保证运行需要的基础上，降低占地面积，节约土地资源，对应的电气设备要利用性能良好的小型设备。
3变电站电气一次设计
3.1电气平面布置
综合场地因素，勘察设计所在的地形基本情况，将设计规划方案拟定，进行变电站电气一次设计工作。要给出总体设计的平面布置计划。比如：户外布置主变形式以及户内布置，同时参考增加主变设计当中的通风以及消防措施，同时在二次设备有关设计当中，电容器无法设计放置在垂直空间当中，避免电容器给计算机设备带来的干扰，将系统运行的可靠性提高。
3.2做好设备的选择工作
一般来讲，在变压器的确定上，我们应该结合变电站的实际情况。如若变电站是供给二类、三类负荷，那么安装1台变压器即可；如若变电站是供给一类负荷，那么就必须安装2台相同容量的主变压器。在高压断路器的选择上我们应该始终遵循，工作可靠、动作快速、结构简单、成本合理这几项原则。这是因为高压断路器在电力系统运行过程中，能够及时切断短路故障电流，起到控制电路、保护电路的重要作用。所以，必须确保断路器的灭弧性能、热稳定性和动稳定性。同时，要确保动作快速，也只有动作快速才能够缩短电力网的故障时间，进而降低故障对电气设备的所造成的损耗伤害，最好还要具备有自动重合闸功能，这是因为输电线路很多故障都是临时性的，所以不需要长时间被切断。而在互感器的选择上则必须要确保其不仅能够符合一次回路的额定电压、电流、最大负荷电流的动热稳定性以外，还必须要复合二次回路之中的测量仪表、保护装置、自动装置的精确度要求。此外，在电压互感器具体类型的选择上，二次接线方式的选择上，则应根据具体用途和二次负荷的性质来具体判断。
3.3主接线设计
在进行变电站电气一次主接地网设计前，相关设计人员要根据国家相关规定对建设变电站工程的特点进行可行性研究，确保工程每个环节的设计符合相关规章程序与规范要求。此外设计人员还要对变电站的基础数据资料进行了解和掌握，对变电站工程所在地的地质条件、周边环境以及交通和地震烈度等基础数据资料进行勘测并了解掌握，同时加强与工程建设各方及用户的沟通与交流，确保设计的科学性、可行性和安全性。任何一项工作的开展都离不开事前精心的准备，因此在对变电站电气工程进行施工前必须做好相关的设计工作，以确保工程的施工质量。
3.3.1双电源形式选择
双母线的调度灵活性强、供电可靠，在检修故障时也比较简单，但是双母线的缺点在于配电装置的操作十分复杂，需要使用的电气设备也比较多，相对来说投入的成本偏高。
3.3.2单母线形式选择
单母线在变电站主接线设计中的应用比较常见。这种接线形式的操作方便，几乎没有太大的技术难度，在操作过程中通常不会出错，且投资少、易于扩建。但缺点是灵活性和可靠性欠佳。
3.3.3内桥连接形式选择
桥形接线主要包括2类，即外桥接线和内桥接线。对于外桥接线来说，其所需设备较少，变压器的调整操作也比较简单易行，但缺点是投入或切除线路的操作比较复杂。一旦断路器出现故障，往往需要强制停运变压器。这就很容易影响到供电的正常运行。对于内桥接线来说，其优点在于所需的高压断路器数量不多，线路的切换简单方便，但是缺点是变压器的切换比较麻烦。如果遇到断路器故障的情况，很可能花费很长时间维修，而且在维修的时间内必须暂停运行整个线路。
3.4防雷设计
雷电条件下可能会给变电站电气一次主接地网的安全使用带来潜在威胁，需要采取科学的防雷设计方法予以保护。具体表现在：①选用经济性良好、故障率低的防雷装置，置于主接地网设计中指定的位置；②确保中性点设置的最佳位置，提高防雷装置安装质量；③结合行业技术规范及主接地网设计的具体要求，优化防雷设计方案，保持主接地网实际工作中良好的防雷设计水平。在这些不同防雷举措的支持下，有利于提升变电站电力一次主接地网防雷设计水水平，促使主接地网长期使用能够有效的应对雷雨天气条件下所带来的各种影响，确保电力生产效益的持续增加。因此，需要在主接地网设计中明确防雷设计要点，增强其设计合理性，确保主接地网的使用安全性，
总之，变电站设计当中电气一次设计是非常重要的内容，主要设计内容包含电气主接线设计和变压器、断路器和隔离开关的电气一次设备的设计。变电站电气一次设备正常运转对总体变电站正常运行具备非常直接的影响。所以需要对变电站电气一次设计进行重视，降低变电站出现事故的几率。
参考文献：
[1]罗乐.电气一次设备过电压保护措施探讨[J].通讯世界，2017，12：173-174.
[2]陈芳.变电站电气一次主接地网的设计与分析[J].低碳世界，2017，18：98-99.
[3]宴棣.变电站改扩建中的变电一次设计分析[J].低碳世界，2017，02：86-87.
作者简介：
李寅生（1986.3），男，天津人，哈尔滨理工大学电气工程及其自动化，学士，工程师，单位：天津辰力工程设计有限公司，研究方向：电气工程，电力系统。
