（榆林电力设计院 陕西省榆林市 719000）
摘要：电气一次主接地网的设计形式对变电站的建设投资资金、运行稳定性、配电装置的布置、运行的灵活性、继电保护装置以及变电站系统的形式等均具有重大影响。本文对变电站电气一次主接地网的设计原则、设计思路以及设计过程中的重点注意事项展开探讨，以期提高变电站电气一次主接地网的设计质量。
关键词：变电站；一次主接地；设计方法
高质量的变电站电气一次主接地网的设计能减少变电站运行过程中的故障发生次数，提高经济效益，对于保障变电站得以长期稳定的运行至关重要，因此需提高电气一次主接地网的设计重视度，设计过程中进行综合考虑，在优秀的设计理念指导下采用合理的设计方法，从而保证电气一次主接地网的设计质量，促使变电站得以稳定运行。以下将对变电站的电气一次主接地网的设计作简单探讨。
一、电气一次主接地网设计原则
1 可靠性
电能是人们生产、生活中运用的主要能源，变电站的供电稳定性对于人们的生产、生活具有极为重要的影响，因此变电站一次主接地网设计基本要求是必须保证变电站电气一次主接地网的可靠性。要求设计方案具有较高灵活性以便于从日常检修、事故发生时得以尽快退出设备以切除故障，从而尽可能减小影响范围、缩短停电时间，同时保证检修人员的人身安全；要求考虑到所有设备均停机的概率以避免全停对人们造成的影响；对系统侧的要求是应满足N-1的原则，即系统元件中任一独立元件由于故障而被切除后不会导致其余线路超载跳闸而导致停电，不出现电压崩溃以及系统不稳现象。
2 灵活性
电气一次主接地网设计时，一项重要的要求是应保证灵活性，灵活性则包括调度、检修、事故处理以及扩建。调度方面的灵活性要求是指保证变压器、无功补偿装置等得以灵活、迅速地切除、更换或投入到系统中以保障系统得以稳定且持续运行，从而提升电力系统的经济型、可靠性以及安全性；检修的灵活性是指要求接线简单以免由于接线过于复杂而导致操作难度大而导致事故的发生，同时也有利于发生事故时维修人员得以迅速处理；扩建的灵活性则是指出于后期扩建的目的，电力系统还应还应满足分期建设的需求，保证系统具有良好的扩展性以便于后期变电站的扩建。
3 经济性
保障了技术上的要求外，还应保证经济的合理性以尽量减少变电站设计的投资与使用成本。变电站电气一次主接地网设计应遵循经济性的原则以减少建造、运行过程中的投资，从而提高经济效益。在保障系统运行质量前提下，选取高效益设备以减少设备的使用数量、以小截面电缆代替大截面电缆、限制短路电流等方式节约成本。
二、电气主接线的设计重点环节
1 实地勘测
实地勘测是合理设计的前提，实地勘测的主要工作内容是进行地质、地形、实际占地面积的勘测以及土壤电阻率的确定，其中以土壤电阻率最为重要。设计接地网的过程中，常见受到以地质因素为代表的环境因素的影响而加大设计难度。通常而言，出于延长变电站使用时间的考虑，电力企业会稳定接地电阻的方式以延长变电站的寿命，因此对电阻率的分配较为重视，而土壤则是电阻率的影响因素，土壤的存在导致勘测设计的精度受到影响，因此需要尽可能减少土壤的电阻率以便于进行设计。土壤的水分、密度、温度以及土壤类型等因素都会对土壤的电阻率造成影响，而这些因素与项目所在地的地质结构、季节变化以及气候条件等均存在密切的关系，因此现场勘测时需要进行全面的勘察。为了保证土壤的电阻率达标，可通过更换土壤、加大埋入深度、化学处理、处理冻土以及外引接地等方式进行处理，更换土壤是采用砂质粘土、黑土等低电阻率的土壤代替高电阻率土壤的方法，更换时应注意更换接地体周围0.5m、上方1/3的长度的土壤；当土壤干旱、结冰而导致电阻率升高时，采用加大埋入深度的方式以降低土壤电阻率；化学处理是指采用化学降低电阻剂掺入土壤以降低电阻率的方式，还可在土壤中加入炉渣；冬季土壤结冰导致电阻率变化时，将接地体埋入建筑物的底部，或者冻土里加入泥炭；当以上方式均无效时，可采用特制金属线引导的方式分流电阻率[1]。
就土壤电阻率的确定，推荐采用四电极测深法，具有操作简单、需要仪表设备少且足以满足工程的计算要求的优势。具体操作方法见图1。
需注意的是，土壤电阻率应在天气晴朗以及干燥季节进行，因此土壤电阻率取得是数据中zui最大值，因此需要进行季节性的修正，有公式如下：
.png)
表1 土壤性质决定的季节修正系数表
.png)
图2 单母线接线方式
.png)
图3 双母线接线
2 电气接线方式的选择
变电站一次主接地网的设计过程中，电气接线方式的选择至关重要，因此需对电器接线形式进行重点分析。电气的接线形式又可分为无母线与有母线的设计方式，具体应结合实际情况进行选择。
2.1 无母线
无母线的设计方式的特点时断路器的数量较少，多小于等于进出线的回路数量，因此具有结构简单从而减少投资的特点。常见的无母线接线方式有多角形接线、桥形接线、单元接线等。
2.2 有母线
有母线的接线方式又分为单母线、单母线肺段以及双母线的接线方式。单母线的接线方式是主线与备用这两种电源进线方式，备用接线的存在使得这种方式具有较高的安全性，电源发生故障时可连接备用接线以及时恢复供电（图2）。当电源在1个以上，引出线的数量较多时，出于提高供电的可靠性的考虑，可采用单母线分段的方式，可通过采用断路器进行母线分段，单母线分段接线法通过从不同段母线引出两路线进行供电的方式，能保证供电的可靠性；两端母线分裂运行的方式使得维修与故障的影响范围得以控制。双母线的设计方式为采用两组母线，且母线间采用母联连接、每回线路均由两组隔离开关、一台断路器连接母线进行连接（图3），因此具有供电可靠、调度灵活性强、扩展性好、易于维修的优势，其缺陷则在于操作较为复杂、初始投资大、倒闸时需加设闭锁装置等。
结束语
电气一次主接地网的设计与变电站得以稳定运行关系密切，因此设计过程中，设计人员需严格遵守设计要求与设计原则，结合现场实际选取恰当的电气设备以及接线方式，确保便电闸的电气一次主接地网的运行效率、安全性以及稳定性得到保证。本文简单介绍变电站一次主接地网的设计思路，具有一定借鉴价值。
参考文献：
[1]刘凯.试析变电站电气一次主接地网的设计[J].中国新技术新产品，2017（21）：71-72.
[2]武松.变电站电气一次设备安装施工及质量控制初探[J].科技信息，2012，10：386.
论文作者:张航航
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/12
标签：母线论文; 变电站论文; 电阻率论文; 土壤论文; 接线论文; 方式论文; 电气论文; 《电力设备》2018年第23期论文;