浅谈变电站电气一次设计及其策略

王晓婷

摘要：变电站的设计是电网建设中最重要的一个环节，电气一次设计的质量决定着变电站运行性能和服务性能。随着社会经济的发展，人们的生活水平有了很大的提升，对于电力的需求也越来越高。因此，为了提升变电站的运行性能及服务性能，以满足日益增长的电力需求，需不断提高变电站电气一次设计的质量。

关键词：变电站，电气一次设计，服务性能

一、电气一次设计应用现状分析

如果没有充分考虑环境因素，变电站的电气一次设计就会出现遇到一些不合理的问题，例如变电站所处区域是否会受到周遭环境的影响，这些环境因素可能会对机械设备带来损耗，造成后期的维护不便，例如空气干燥，空气湿润等等，都会对电气设备带来安全隐患，环境中包含着许多会对变电设备造成安全隐患的要素，考虑到电气设备的特殊性，往往一个部位发生故障，其所带来的影响是联動的，因为这些电气设备的接口所连接的线路，往往会交叉分布在一起，如果一个线路在供电过程中突发短路，出现高温烧毁的情况，很有可能在设备内部造成电压负载的情况，给其他的设备带来同样的破坏，线路短路问题，不仅仅可能是因为供电压力大，或是本身绝缘性能的不足，环境所带来的外界因素的影响也很重要，例如变电站所处的位置属于多发雷区，雷击往往能造成整个电气系统的直接瘫痪，这些都是在变电站建设工程中，需要站在长远角度去考虑的问题。

环境因素涉及到变电站电气一次设计中的电气平面布置的方案，根据不同的场地设置，需要灵活应用不同的解决方案，环境因素是整体变电站一次设计的第一考虑问题，因为不同的方案决定了不同的消防措施，以及电器容室与二次设备室根据垂直或者水平方向方志，牵扯到了与其相关的其他设备之间的安装位置，电气设备与自动化计算机系统很有可能因为考虑不当而受到干扰。

目前应用在变电站的相关设备在技术层面还存在着一定的滞后性，不能有效适应工业自动化的发展，相关部门对变电站用电设备没有给予足够的重视，致使用电设备无法及时得到更新和维护，对电力生产的正常运行造成了一定的影响。

在变电站的现实规划中，首先，需根据实际情况，设计灵活可靠的电气主接线，在一定程度上提高变电站的供电性能。其次，需充分考虑环境因素对电气设备的影响，选择合适的电气设备。如在变压器选择中，应根据电力负荷需求，遵守国家及行业的相关规程规范，选择满足需求，性能良好的优质变压器，以保障供电的可靠性。

二、变电站电气一次设计中存在的问题

2.1防雷设计

防雷设计对于整个变电站的安全运行是非常必要的。因此，根据当地变电站的地理环境和气候条件，进行科学的防雷接地设计，能够有效地防止变电站雷击造成的设备损坏和保障人员安全。

雷击类型可分为感应雷与直击雷，两者对于变电站带来的损坏不同，直击雷可以采取避雷针，避雷线以及接地线来进行防护，将直击雷形成时的高电压，通过主地网进行分散，以此来降低电压对设备造成的破坏程度，主地网有两种设计方式，一种为水平接地体，另一种为垂直接地体，提升电压传导过程中线路之间的电阻性能，接地电阻在水平接地体上可以选择紫铜棒，垂直接地体可以选择角钢，通过合理地安排位置进行设计，可以让电压更好的泄流。

而感应雷对变电设备的损耗方式不一样，直击雷重点在于对设备直接进行损坏，破坏方式比较直接，而感应雷则是本身带有强力的高电压，重点针对线路之间以及设备内部进行破坏，为此可以在设备之间的间隙处安装避雷器，当感应雷形成高电压的时候，避雷器可以降低电压的幅值，提升变电设备的冲击耐压值，从而起到保障设备正常运行的作用。

三、变电站电气一次设计优化措施

3.1变电设备的选型

1.在变压器选型过程中应考虑到设备的实际用电需求和供电参数，结合变电站地理位置的实际情况进行分析，合理选择变压器的安装位置以及与其他适用设备的配置，防止不同电气设备之间造成影响，严格遵守电力系统的使用规章制度，认真测试设备的绝缘性能是否符合标准要求，根据输电容量数据进行变压器的安装规划，将供电线路纳入分析范围，仔细分析后再进行变压器的型号选择。

2.互感器的选型也很重要，其作用原理与变压器相同，可以将高电压转换为低电压，方便继电器保护装置的使用，同时在设备运行过程中，如

果出现故障，还能马上起到保护作用，互感器重点的应用方向在于设备之间的隔离，以避免互相影响，关于电流互感器的选型，要根据目前变电设备的使用功率来衡量标准，例如互感器的额定电压存在着等级之分，其一次线圈定电流与二次线圈定电流之间存在着差异性，可以根据这点设计电流变流比，电流互感器的选型要着重考虑到变电站所处的环境影响。

3.线路的选型也十分关键，电力电缆用于输送电能，其绝缘材料的应用效果如何，直接决定了其可承受电能的功率大小如何，电缆的绝缘性能不同，所应用的材料也不同，例如油浸纸绝缘电力电缆与橡胶绝缘电力电缆，后者的绝缘性能明显优于前者。

线芯是电缆中的导电部分，也是输送电力的关键部分，绝缘材质可以将不同向的线芯在电气中分离开来，以起到保护线芯受到外界干扰的作用，在关于电力电缆的选型上，首先应当考虑不同途径应用的电力电缆，应当根据敷设条件进行相关配置，例如低电压的变电设备负荷流量大，首先应当预防高温情况的出现，就应该根据这条标准来进行电力电缆的截面大小的选择。

3.2优化主接线

根据电力输送的大小不同，电气主接线的布线情况要设计出足够灵活的方案，以保障线路输电过程中可以适应不同的运行状态，在一次电气设计中，主接线的设计常常会在可靠性与经济性之间发生矛盾，对此需要考虑到经济效益以及主接线带来的能源损耗，目前变电站的主接线主要包括三个环节：电源，母线，馈线。

目前大多变电站主接线，在电源的分配上，母线起到了聚集以及分配各路电能的作用，这样的设计让设备之间的接线线路更加清晰，而且有利于以主接线为基础去为扩展布线面积，但过幅的使用母线担任中间环节，主接线以外的线路增加以后，所需要的变电设备也会随之增加，发生故障的可能性也会大大提高，为此可以采取无汇流母线的主接线设计，无汇流母线的设计适用于扩建需求小的变电站，其优点在于主接线所使用的电气开关不需要太多，馈线之间的回路少，对于主接线的管理而言十分方便。

3.3优化防雷设计

为了预防直击雷，在一次电气设计过程中，要在变电站外部首先布置防雷装置，在变电站高处设置防雷带以及避雷针，防雷带的材料选择考研采用带有镀锌涂层的扁钢，一般为常使用信号就可以，防雷带与避雷针的设计考虑不同，防雷带较为整体，设计也更加复杂，技术核心在于防雷带要与主接地网线之间的连接是否做好。

对于雷电造成的高电压做好系统保护，感应雷的破坏主要是针对设备内部以及线路之间，为了避免雷电波的侵入，可以在一次电气设计过程中，在母线的位置设置避雷装置，例如在母线主变端引出线的部位安装避雷装置，可以保障雷电波侵入时候母线不受到电压干扰，一般的电气一次设计中主要采用的线路接地方式为水平接地体，并且装置接地极保障出线安全运行，对于线路之间的保护，还可以在主接地线的部位设计一条角钢作为垂向地极，让角钢起到电气设备下引线的作用，为此可以将接地线敷设的位置选择在变电站的外部，并且将起到下引线作用的角钢进行埋地处理，这样当感应雷的雷电波侵入设备内部时，角钢会将电压引入变电站外部地下，从而起到防雷作用。

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