变电站电气工程设计的问题分析

杨健

摘要：变电站在电力行业的发展中承担着重要的作用，但是在具体的应用中，常常受到各方面内外部因素的影响，导致其正常使用受到影响，降低了变电站的可靠运行，影响了其功能发挥。基于此，在变电站的设计上，需要充分考虑各方面的要素，使得在输配电过程中，变电站可以充分进行电压的调节与分配，满足人们生产生活各方面的用电需求。

关键词：变电站;电气工程设计;要点

1变电站电气一次设计要点

1.1主接线的设计

主接线设计是变电站电气一次设计中的核心内容。主接线设计影响着电气设备选择、设备平面布置，是设计人员电气设备配置设计中的重要导向。同时，主接线设计质量，影响着变电站运行的安全性、稳定性和灵活性，以及电气辅助设备数量和变电站成本投入。由此可见，在电气一次设计中，主接线设计对变电站整体运行有着深远影响。在电力系统中，变电站电压等级不同，电气设备配置不同，都会影响主接线的形式、设计方案内容。在实际电力工程中，设计人员应根据变电站基本性质、电压等级、设备配置规模等内容，对电气设备主接线设计方案进行完善。在主接线设计中，接线形式主要有双电源、桥形、单母线等。其中双电源接线形式，主要是用T形接线方式，将电气设备进行连接。比如高压线路应接入变压器，低压线路则用母线分段形式连接线路，不需要连接太多电气设备，而是要保持主接线路清晰性、灵活性。单母线电源进线时可分为两路，一路是主线、一路是备用线路。在电气一次设计中，高压接线则会以单母线形式，维持变电站平稳运行，但是由于接线设备较为复杂，需要投入较高成本。桥形接线形式，不需要对电气设备、断路器进行专门的保护，但是这种接线形式属于多回路接线，所以线路灵活性不高、设备运行较为复杂。总而言之，由于主接线设计对变电站电气一次设计质量非常重要，为保障设计方案的可操作性、安全性，需要根据变电站实际情况，选择不同形式的主接线路。

1.2主变压器的合理选择

（1）设计人员需要对于电力系统运行中电力使用的负荷变化情况等进行主变压器的合理选择，选择需要考虑其性能、经济性等要求，从而提升电气工程的整体运行效果，保障其可以在变电站运行中发挥其应有的作用。（2）主变压器选择需要与变电所运行具有一致性，进而使得主变压器与变电站运行具有适应性，能够在变电站运行中保持其实用性，另外，电气设计人员还需要充分考虑其容量等指标，进而提升主变压器与系统运行的紧密联系，使得其可以在后期的运行中发挥其潜在的价值。（3）电气设计人员需要充分考虑变电站的实际需求，进而进行主变压器规格、型号、数量等的确定，使得主变压器的选择与应用能够满足变电站运行的实际需求，保证其功能发挥。

1.3高压配电装置的设计

高压配电装置设计是变电站设计中的重要内容，其在设计中，需要充分考虑变电站的负荷性质、环境条件、运行维护需求等，尽量从技术性与环保性、经济性的角度进行高压配电装置的合理选择，选用资源节约、占地面积小的布置方案。在变电站设计中，高压配电一般采用的是GIS配电装置，在这种设计形式下，变电站设计会对城市的中心城区等产生极为不利的影响，运行中会产生一定的噪音污染等，影响了周围居民正常的生产生活。在这种情况下，高压配电一般在户内布置，否则，如果其环境状态较好，也可采用户外布置的方式。如果在户外布置中采用AIS布置方案，一般多采用户外软母线半高型布置或者普通中型布置的方式，而不采用高型布置的方案，因为高型布置的方式具有材料消耗多、投资大的特点，不具有经济性与环保性的特点。

1.4接地设计

变电站的电气一次设备接地配置主要包括接地线、接地体等两大内容。接地体可分为人工、自然两种类型，其中自然接地体最为常用，接地体主要材料为角钢，在把角钢底部削尖时，可以直接插入地中。接地线则是用圆钢、扁钢铺设至变电所周围，尤其是高压、低压配电室，进而将配电室和接地体连接起来。在电气一次设计中，还应计算电阻值，电阻值的准确性影响着整个电气接地的设计质量。所以相关人员在计算具体数值时，还需重视电气设备、电压、接地保护工作对电阻值的影响程度。这样才能保障电气接地设计的有效性，维护变电站运行安全。

1.5一次设计的平面布置问题

电气一次设计平面布置问题，可以体现在电气设备、设备选址方面。电气平面布置，需要考虑变电站区域内部城乡地区规划，以及土地利用情况。同时，电气设备平面布置，应在节约用地的前提下，对出线通道进行优化设计。一般情况下，电气设备布置都会在人口密度较低的区域，如果变电站位于城区的话，则选用半户、全户内布置。此外，为保障变电站、设备运行的灵活性、安全性，以及维护功能故障的便捷性，需要根据电压等级，综合分析设备安全距离。

2变电站的电气二次系统设计

2.1安全防误设计

电力现在已经成了人们生活和生产过程中应用最为广泛的能源，同时电力的生产也已经成了我国重要的能源经济支柱，在这种情况下，需要做好安全防误工作，保证电力系统的平稳运行。为了避免设备的故障，就需要安装防误装置，这是二次设计当中的重要环节。安全防误装置的设计当中，首先需要保证结构设计不得过于复杂，以免给后续维护工作的开展带来困难;所应用的设备需要符合专业操作需要，不得对隔离刀闸等结构的工作构成影响。结合实际应用情况来看，防误装置主要包括了以下几个方面：避免开关设备的误分、误合;避免在带电的情况下与地线相连接;避免与带电间隔相连;避免在带有负荷的情况下进行刀闸的操作;避免与接地线开关相连。所以为了满足于上述要求，达到降低误操作的目的，则需要安装闭锁设备。

2.2二次接地与抗干扰

关于二次系统的接地方式，主要可分为以下3种：①工作接地，主要是为维护系统正常运行而设置的。如在110kV或以上电力系统中采用中性点接地的运行方式，以降低电力设备的绝缘水平;②防雷接地，主要是为了防止雷电带来的危害，而安装避雷针等防雷设备，并配以相应的接地装置，当雷电发生时必将雷电流引入地下;③安全接地，主要是为了保证人们的生命安全。对二次系统形成干扰的因素包括雷电干扰、电磁耦合干扰、误操作干扰、射频干扰。为减少干扰危害，在设计时需采取相应的抗干扰措施，从2个方面进行分析：①隔离。通过对保护装置与外界连接的线路进行隔离来防止干扰，如输入输出开关量、电源线等，经过隔离变压器或光电隔离进入装置内部。前者主要通过专用变压器将一次、二次侧的交流回路隔离，后者则是利用光电耦合器将外部的开关量信号及开关量输出与内部电气回路隔离;②屏蔽。是指利用具有良好导电性的全封闭金属壳体对电磁干扰进行隔离，或削弱其作用。

4结语

变电站电气设计是电力系统运行中的重要環节，但是由于电气设备、供电需求、线路设计的复杂性，变电站电气设计任务非常艰巨。因此，为保障电气设计质量，相关人员应全面、系统的分析变电站实际情况，进而提高变电站电气设计方案的有效性，促进电力企业持续性发展，为我国经济建设做贡献。

参考文献

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[2]涂淑云.变电站电气一次主接地网施工技术要点思路构建[J].居业，2019（02）：105-106.

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