【摘要】伴随着我国经济的快速发展，对电力能源的需求量日益增加。为了可以更好的满足人们工作、生活中电力能源需求，变电站的建设发展力度不断加强，并且对变电站电气一次设计的要求也越加严格。基于此，本文就如何优化和改进变电站一次主接线设计展开深入的探究，以此来实现降低变电站能耗变电站；一次主接线；设计， 提高变电站运行安全性能的目的。
【关键词】变电站；一次主接线；设计分析
一次主接线设计是确保变电站安全、正常运转的基础，因此，在变电站建设过程中，必须要重视对变电站电气一次主接线设计工作，从多方面进行综合性分析，科学合理的进行主变压器、继电保护装置等的选择，只有这样才能有效保障变电站运行的安全与稳定，进一步提高变电站电能质量，确保连续供电。
一、变电站一次主线设计要求分析
（一）安全、可靠性
在进行变电站一次主接线设计过程中，首先需要重视的问题就是保障电气一次主接线设计的可靠性，确保变电站供电的安全与稳定。这就要求在进行电气一次主接线设计时，需要侧重对以下三个方面进行考虑，其一，在电路检修过程中，断路器是否会影响到电能的供给。其二，准确的计算出变电站全部停止运行的概率，加以防范。其三， 发生线路故障或维护时，对重要用户用电需求保障、停电的时间以及停电线路的数量等问题进行充分的考虑。
（二）可扩展性
伴随着我国科学技术的不断发展与创新，电力系统也随之不断的进行着改革与创新，因此，在进行变电站一次主接线设计过程中，需要充分的考虑其设计的可扩展性，为后期持续化发展与改造预留空间，以此来为后期变电站一次主接线设计的进一步优化与后期分期过渡接线施工提供良好的改造条件，实现变电站的可持续性发展。
（三）灵活性
在进行变电站一次主接线设计过程中，还需要侧重遵循“调度灵活、检修灵活、事故处理灵活”的原则。一旦出现变电站电气设备故障问题，应满足电网调度要求，能快速灵活地投入、更换或切除无功补偿装置、变压器等，从而有效的保障电力系统运行的安全、可靠。在进行事故处理过程中，能够灵活、安全的进行开关设备、变压器等检修、更换工作，有效缩短停电时间，及时恢复供电正常。
（四）经济性
在进行电气一次主接线的设计过程中，在充分考虑变电站连续、可靠、安全的供电的同时，还需要遵循经济性原则，必须对各方面的费用上进行充分的考虑，最大化的降低变电站电气设备的运行费用和投资费用，降低成本。节约成本主要是通过，选择质优价廉、高效益的电气设备；避免使用截面较大的电缆；充分考虑设备布置所需的土地面积，选择占地最小、效果最佳的接线方案等多方位入手，达到节约成本，提高变电站运行的经济效益的目的。
二、变电站一次主接线设计内容
（一）主接线设计
变电站负荷、建设规模与占地面积以及在整个电网中发挥的作用于地位是进行变电站一次主接线设计所要重点考虑的问题。针对变电站中的三级负荷，通过结合变电站一次主接线的实际要求，进行一个供电电源的设置；针对于变电站一、二级负荷，需要对变电站供电电源可能发生的故障进行充分考虑分析后，进行两个独立供电电源的设置，从而确保某个电源运行出现问题，可以实现另一个供电电源的正常运行，保障供电的持续性与安全性。此外，还需要对变电站变压器容量大小进行充分的考虑与分析，如果变电站系统中包含多台变压器，在变电站运行过程中，一旦出现某台变压器出现故障问题，其余几台变压器必须要保证正常运行的同时，可以满足变电器的运行负荷要求，有效的保障变压站一、二级负荷的稳定性。
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（二）主接线选择
对接线的形式，需要结合变电站实际的规划设计要求以及相关设计理论知识技术要求，进行进一步的优化。例如：在配电设备出线的数量>2时，可以选用桥形接线形式；如果配电设备出线数>4时，可以进行分段单母线接线形式，同时，还需要将双母线和单母分段配电装置设计变压器路旁。此外，还需要充分从多方面因素进行考虑后，科学、合理的进行变电站主接线的选择，特别注意的是对中间变电站和终端变电站的设计过程中，要分两路进行设计靠近变电站负荷中心区域的终端变电站接线进线，并结合变电站主接线设计的实际需求，合理设置两台变压器。在高压侧主接线设计方法中，主要包含了单母线接线、变压器组接线、内桥接线，必须要结合变电站主接线设计需求、容量大小等实际状况，科学合理的进行接线形式的选择。
（三）主变压器设置
主变压器的合理设置也是变电站一次主接线设计的重要设计工作。首先，是结合实际的设计要求对合理的设定主变压器的相数，通常情况下，小于330k V的变电站一般采用三相主变压器，然后在进行绕组数的合理设置，一般分为普通式三绕组式、双绕组、分裂式低压绕组等。依据变压器设计的实际需求，进行合理的选择与设置。再就是，对绕组接线组别进行分析，变电站绕组接线 最为常用的是“YN”形式，变压站调压形式分为无激磁调压与有载调压两种，结合变电站调压的实际需求，进行合理的选择。合理的进行冷却方式的选择，依照变压站结构特点、外部环境状况以及主变压器容量大小，对主变压器的设置进行进一步的优化。
（四）选择合适断路器
在变电站系统设备中，断路器属于较为关键的设备之一，变电站断路器应用合理、得当，可以极大的提高变电站的安全性能。在进行断路器的选用时，必须要从多方面因素进行综合性的考虑：1.为确保断路器分段时间的有效性，需要选取具有良好灵活性和短路能力的断路器；2.断路器在变电站合闸运行中可以作为一个良性导体，以此来保障短路电流与负荷电流可以在长时间内通过，起到保持热稳定性与动稳定性的作用。3.断路器的绝缘性能可以在变电站系统线路出现跳闸是起到良好的绝缘作用。4.安装的断路器需要选择体积小、质量好、结构简单、方面检修断路器。结合变电站外部环境以及实际的设计需求，进行科学的选取断路器，例如，断路器要是需要设置在变电站户外环境中，需要选取户外应用型断路器；如果变电站的接线形式采用的是单母分段接线形式，则尽量应用额定电压超过110k V断路器。
（五）接地设计
接地设计时保障变电站运行安全性的重要工作，是预防相关工作人员发生触电事故的重要保障。接地线与接地体是变电站一次设备接地设计中主要包含的内容。其中，接地线一般采用圆钢或者扁钢接地线。接地体通常分为人工与自然两种形式，一般自然接地体是变电站最常用的形式。接地体通常沿着变电站周围线路进行敷设，高压配电室与低压配电室需要敷设不同的接地体，然后将两个配电室的接地体通过扁钢连接为一个整体。其中，接地电阻值必须要符合高压变压器保护接地和低压电气设备保护接地电阻计算值。
（六）无功补偿
在变电站系统中，自然无功负荷是远大于无功电源的，如果只是仅仅依靠无功电源来提供无功功率的话，是无法满足变电站对无功功率的需求，造成发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失。无功补偿可以改善电压质量，提高功率因数，因此，在进行电站一次主接线设计过程中，一定要做好无功补偿工作。变电站通过采用电压控制和无功补偿的方式，可以降低对供配电设备损坏、电压损耗及功率损失，变电站线损等，有效的提高变电站电压质量与安全稳定性。在进行无功补偿设计时，需要依据变电站的实际需求进行变电站无功电源配电方式和内用容量的合理设置，确保变电站运行过程中出现电气回路线路跳闸或电机失磁等电力故障后，变电站系统还可以正常供电，输出稳定的电压。
参考文献:
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[3]闵万雄.变电站改造工程中的电气一次设计研究［J］.企业技术开发,2016, 35(4):65-66.
论文作者:王政洁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/19
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