摘要：在我国社会经济迅猛发展的推动下，电力产业逐渐成为热点产业，并被人们高度关注，这就使得变电站电气一次设计存在的问题不断显露。为了提高变电站的服务质量，电力企业必须重视变电站电气的一次设计。由此可见，详细研究变电站电气一次设计现状及改善对策是非常必要的，它能够在一定程度上提高变电站的服务质量，从而满足人们的用电需求。
关键词：变电站；电气一次；设计探讨
我国现代化建设日益完善，人民的生活质量逐渐提升，这就对生活中的一系列基础设施提出了更高的要求，尤其是对于电力的需求也逐渐增加。在这样的社会背景下，对我国的变电站提出了新的挑战，追求更加安全和性能更好的电力设备，以确保能够保障电力的正常供给。
1变电站电气一次设计需要考虑的因素
1.1结合实际情况
对于变电站电气一次的设计方案，需要充分结合各地的实际情况进行设计，这是因为我国土地广阔，各地的地形复杂多变，因此在对变电站的设计过程中，不能一概而论，需要充分结合当地的地形以及风土人情等情况，保证方案的可执行性。在对变电站进行施工建设过程中，也需要因地制宜的设计出符合实际情况的施工方案，这样不但保障了变电站的成功建设，也对变电站的建设质量有了保障，杜绝了变电站使用过程中存在的隐患。
1.2对变电站工作设备进行甄选
在变电站电气一次设计中，对电气一次设备的选择尤为重要，在变电站的日常工作中，极有可能会发生短路以及超负荷等情况，因此首先需要从安全角度上挑选合适的电气一次设备。此外，由于各类电器设备对于环境都有着不同的适应性，这就要求设计人员在对变电站的电气一次设备选择中，加入外界环境这一重要因素。挑选出的电气一次设备，还需要能够有稳定的安全性能，不仅仅需要保障变电站的正常工作需要，还需要保证在变电站发生突发故障（如：短路或雷击）时，不会轻易的被损伤而无法工作。变电站的正常工作主要依靠电气一次设备，只有保证电气一次设备的安全工作性能，才能对变电站的正常工作有所保障。
2变电站电气一次设计现状
2.1加强系统设计论证
对于变电站一次系统设计，变电站总体结构是设计重点，因此应分析站址的水文条件、气象条件及地质条件，提高选址的合理性。根据水平年、负荷水平、潮流方式、功率因数及电压控制范围等确定接入系统，对变电站总体结构进行设计论证，同时将变电站位置、系统作用、运行要求、发展规模、负荷分级、主变台数、电压等级以及系统备用容量等纳入考虑和论证范围，以保证变电站设计的可靠性和可行性。
2.2防雷、接地保护
雷暴天气对电力系统电网的威胁是致命的。雷电流会导致地电位升高，造成设备绝缘破坏。在设计需求中还应接入防雷设计。变电所内一次设备的防雷、接地是人为设立的优良导体,适用于电气设备相对集中的区域,对于泄放雷电流具有突出作用,对直击雷也有很好的防护作用。在接地设计中，人工接地极：水平接地网通常用扁钢和圆钢；垂直接地网通常用角钢和钢管。水平接地网埋地0.8m左右，垂直接地极一般埋深2.5m。接地线则通过科学的敷设，其中高压与低压配电室连接到同一个接地系统，接地引出线与各设备外壳相连并与底座角贴、槽钢等相连。
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3变电站电气一次设计分析
3.1主变压器选择
主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规划负荷选择，对于城市郊区变电站，还应与城市规划相结合。主变压器容量还应根据变电站负荷性质和电网结构来确定。对于有重要负荷的变电站，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性质变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。变压器台数的选择，应根据变电站的情况而定。如果变电站的季节性负荷较大，或者有大量的一级负荷或二级负荷时，应考虑装设两台或两台以上的变压器。当变电站可由中、低压侧电力网取得足够容量的工作电源时，可只装设一台主变压器。一般情况，110kV变电站装设两台或三台变压器。一期尽可能装设不小于两台变压器，以避免出现一投运就扩建的现象。电力潮流变化大和电压偏移大的变电站，如经计算无励磁调压变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。为降低主变压器的空载损耗和负载损耗，尽量不使用高阻抗变压器。但当需要限制主变压器中、低压侧母线的短路电流时，可采用高阻抗变压器。
3.2完善配电装置设计
配电装置的功能是正常运行时用来接受和分配电能，发生故障时通过自动或手动操作，迅速切除故障部分，恢复正常运行。可以说，配电装置是具体实现电气主接线功能的重要装置，可在系统故障状态下及时有效的切断故障源，保护系统运行正常。应遵循运行可靠、方便检修、安全经济及便于扩建的要求，合理选择和切实完善配电装置，配电装置设计主要是进行布置方式设计：安全净距、通道、围栏、配电装置型式等。对变电站配电装置而言，是通过相应的布置型式，节约投资成本、降低占地面积、提高运行可靠性、提高运行维护便利性和方便后续扩建。
3.3 妥善防治短路故障
变电站长期运行中，难免发生短路故障。该故障破坏力强，危害性大，且成因复杂，不仅会引发停电事故，还可能破坏系统稳定，因此需采取有效措施加以预防和治理。（1）科学计算短路电流。该措施的目的是为后续的设备选择、继电保护及接地设计等提供数据参考。三相对称短路电流虽然故障概率仅有2%～5%，但其影响和危害却是最严重的。不管是主接线方式的选择，还是电气设备热稳定性和电气设备动稳定性的校验，均必须以三相短路电流为重要依据，以保障短路故障下电力系统依旧能安全运行。具体地，需根据系统专业提供的初始条件，对220kV和110kV侧的不对称短路电流加以计算。（2）优化电气设备选择。获得相应的短路电流计算结果后，便是电气设备的选择。此时要求电气设备的工作电压、额定频率、额定电流及长期载流量等能满足正常运行状态与故障及时切除的需要，且经济可靠，能适应实际环境，最好同类设备为同一型号，如某220kV变电站中的GIS出线间隔采用的是3150A/50kA规格的断路器、3150A规格的隔离开关以及2×800/1A5P30/5P30/0.2s/0.2s规格的电流互感器。
结束语
变电站是供电环节中最为重要的部分，它主要是对电力系统的电压进行调节，然后按照不同的需求输送给用户。变电站电压的转换以及输电等环节，都离不开变电站的电气一次设备等设施，所以这些设备的工作情况将会对变电站的正常工作产生极大的影响。因此，在对变电站的早期设计过程中，就需要对这些设备的安全和性能等进行考虑，这样可以极大的降低变电站出现安全事故的概率，也相应的提高了变电站的工作效率。
参考文献
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[3]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.
论文作者:孟军伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
标签：变电站论文; 变压器论文; 电气论文; 设备论文; 负荷论文; 故障论文; 电压论文; 《电力设备》2019年第12期论文;