摘要：变电站作为电力系统中的重要组成部分，是电力系统中变换电压电流和接受、分配电能的重要场所。一次系统是变电站中的主要组成部分，要对其进行不断的优化，才能促进电力系统的平稳运行。
关键词：变电站；电气；一次设计
变电站是电力系统中很重要的一个枢纽部分。变电站可以把电压进行变换，变成更加有利于用户使用的电能，让人们的日常生产和生活用电都得到了保障。电网如果想要运行得安全可靠，就要在变电设计环节重视起来，变电站出现故障方面的问题就会带来电力系统运行的不稳定。根据内容来看，变电站的一次设计包括有接线和防雷方面的设计以及选择电气设备等方面。
1变电站电气一次设计原则
正常来说，由于其自身存在的特殊性，变电站在电气设计上都应该首先注意安全可靠性，这样才能够确立其可持续发展的原则。然后结合实际的具体需要进行分析，才能够选择最为科学合理的设计方案。变电站具其自身特点，所以在原则的确定上应该体现一定程度的特殊性。首先最重要的就是主接线的设计，主接线的设计方案应该安全可靠，每一个模块之间衔接紧密，实现无缝对接。其次，设计标准应该总体上达到统一，避免在进行建设的时候出现互相矛盾之处，前后标准不统一会带来很大的安全隐患。再次，在设计的原则上应该体现供电企业的经济效益，将其经济交易放在最重要的位置来进行考虑和统筹，这样才能够进行可持续发展。最后，我国地域广大，不同的地区面临着不同的自然环境，所以在设计方案的确定上应该加以区别，在设计的方案以及规模上充分考虑当时当地的需要。除此之外，在变电站的设计上应该和周边环境相互协调和适应。
2变电站电气一次设计措施
2.1电力主接线设计
由于变电站电气主接线在实际运行期间需要满足灵活性、经济性以及可靠性等要求，为了全面展现出主接线的灵活性和可靠性，要求设计人员在实际设计期间避免提升主接线的设计难度。然而，在实际建设期间还是会出现较多问题，比如占地面积、检修维护工作矿以及成本投资等问题。所以，在规划电网期间，设计人员需要在实际设计期间按照变电站的实际情况以及相应的要求进行设计，需要考虑变电站的运行状态、负荷特性、电气设备特征等。在变压器组接线方面，在变电站当中，主要是通过双电源形式接线，其中一路线路与其他城市电网的变电站相连接。高压线路主要是采用变压器组量断路器形式，低压侧主要是采用单母线四分段形式，在此基础之上，采用手车式开关。该种接线方式涉及较少的高压设备，具有较小的占地面积，节省了投资成本，简化了继电保护，能够在电源失去电能之后，通过备用电源将负荷进行转移，并可以在较短时间内恢复供电。然而，该种接线方式也存在较大的弊端，比如，如果高压设备的电源中断供电之后，需要将其中一台变压器停止，还需要短时间内对部分电负荷进行限制。
2.2主变压器设计
在变电站配电设施当中，主变压器的特性会影响主接线模式以及架构等，所以，在挑选主变压器时，需要按照长期规划发展目标进行，主要包括输送功率、馈线回路数、电力体系、传递容量的信息来确定。设计人员在对主变容量进行选择时，需要全面考虑变压器在停止运作期间具备的超负荷水平、需要的容量等，这样能够确保其在Ⅰ类负荷状态下能够提供充足的电量。对于普通变电站而言，如果主变压器停止运行，则要求其他变压器能够撑到65%左右的整体负荷。换言之，当功率转移变压器装置在实际运行期间出现故障时，可以将电力负荷转移到正常运行的变压器当中。然而，根据实际经验可以看出，针对城市变压器，在安装期间需要制订多种方案，全面分析和探究各种方案之间的合理性以及优劣性。按照负荷能力需要选择变电站主变压器容量、数量等，在实际运行期间出现故障时需要全面考虑超负荷状态下变压器的承载能力。
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2.3电气设备选择
在进行设备的选择的时候都会涉及关于短路电流的计算方面的问题。这就要求在选择电气设备的时候针对系统进行全面的考虑，反之则会导致设备加快老化和损坏，给系统的可靠性带来不利影响。
（1）电流互感器选择。电流互感器能够将一次回路当中的较大电流转化为小电流，这样能够对整个电力系统实行继电保护。在选择电流互感器时，需要按照变电站实际情况以及安装方式确定。在选择一次额定电流时，需要全面确保仪表的精确度，需要将电流互感器的一次额定电流无限接近于最大工作电流。在确定等级时，需要明确电流互感器二次回路当中测量仪表的类型以及准确性的相关要求，之后按照较高准确等级的表计进行选择。需要注意的是，确保电流互感器的准确级大于二次侧所接仪表的准确级。
（2）断路器选择。选择正确的断路器往往会在一定程度上保证变电站运行的安全性，因此在变电站电气一次设备的设计的过程中必须要选择正确的断路器，可以从以下几个方面进行考虑：一是，寿命、性能的正常发挥以及安装的操作难度、检修的复杂程度等是选择断路器时首先要考虑的内容。二是，断路器的导电性在电力系统中具有不容忽视的意义，尤其是在电力系统在运行合闸的过程中，可以为负荷电流和短路电流的正常通过发挥一定的引流作用。
（3）隔离开关的选择。隔离开关能够将检修设备与带电的部分进行隔离，从而保证检修人员的安全性。例如为了保证断路器检修时的安全性，在断路器的两侧都需要设置隔离开关，还例如，在中性点上的避雷器或者变压器的引出线上可以不设置隔离开关。
2.3防雷接地设计
当变电站遭受到雷击，如果没有足够的保险措施，就会直接造成电网系统的损失，可见变电站的防雷设计的必要性。变电站的防雷设计的作用就是能够让变电站在恶劣天气和极端环境下也能够平稳运行。正常来说，防雷设计需要姐弟设备具有良好的耐腐蚀性，如果对这个方面的问题没有加以留意的话，地面局部就会出现断裂。针对不同地区的特点，防雷设计也就不尽相同，这就需要更加科学地进行方案的选择。因此，在进行变电站一次系统的设计时，必须做好防雷接地保护设计。首先，为了保护变压器的中性点，应该在其上面装设避雷器和放电间隙;其次，应该根据实际情况和相关参数，选择合理的避雷器和避雷针;最后，为了保证一次系统的安全性，应该对变电站中所有的电气设备装设接地装置，使其形成一个完善的接地网，从而保证变电站的安全平稳运行。一般情况下，接地体和接地线是组成变电站一次设备接地装置的主要构件。自然类的接地体是最为常用的一类接地体，多为角钢构造，直接将其埋入地中即可。接地线一般为角钢或圆钢。变电所的周围被接地体环绕，变电所内的高压配电室以及低压配电室再分别设置两处用以和接地体的相连通，高、低压配电室通过扁钢与变压器室连接成一个共同体。除此之外，接地电阻必须小于高压小接地系统的保护接地以及低压电气设备保护接地与工作接地电阻的最小值。
结束语
综上所述，变电站的电气一次设计是一项系统工程，在设计过程中要求具有一定的整体设计思路，运用创新思维，积极引用新的设备以及技术方法，这样可以使得设计方案得到进一步的优化改善。变电站电气设计应全面考虑多方面内容，比如变电站周围环境、设计方案的合理性、设备占地空间等因素都能影响最终变电站扩建及安全稳定性。这些问题今后仍需加强研究。
参考文献
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论文作者:单羽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/26
标签：变电站论文; 变压器论文; 接线论文; 断路器论文; 负荷论文; 电力系统论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第10期论文;