摘要：随着城市建设的迅猛发展和人民生活的日益提高，城市用电负荷也在快速增长，对电力供应的需求以及对电力供应的可靠性和供电质量提出了更高的要求，近几年新建了许多电站，其中220kV变电站的建设发展迅速。供电可靠性是城网建设改造的一个重要目标，220kV变电站设计是城网建设中较为关键的技术环节，如何设计220kV变电站，是城网建设和改造中需要研究和解决的一个重要课题。因此，本文对220kV变电站电气一次设计应注意的问题进行分析。
关键词：220kV变电站；电气一次设计；问题
在电力系统中，变电站是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 220kV变电站电气一次设计的概况
作为电力系统重要组成部分之一的变电站，肩负着电压的接收和分配、变换、控制电力流向、转换功率等功能。变电站设计的是否科学合理将对电力系统供电的可靠性、经济性及运行的安全性产生直接的影响。变电站电气设计包括一次设计和二次设计两个部分，一次部分的设计包括：计算短路电流、设计电气主接线、站用电照明、选型电气设备、构筑物的布置、安全接地及防雷设计等部分。
2 220kV变电站电气一次设计的原则
一般情况下，变电站的电气设计都需要坚持安全可靠和可持续的发展原则，了解和分析需要，选择科学合理的方案、模块的设计。220kV变电站由于具有一定的特殊性，因此在设计过程中需要遵循特定的原则。第一需要保证主接线设计方案的可靠，使得每一个模块都能够做到无缝对接。第二设计的标准达到统一，避免在变电站建设中出现与标准相矛盾的情况。第三要实现供电企业的经济效益最大化，统筹分析变电站项目，保证近期以及长远效益的顺利实现。第四就是不同的地区需要有不同的设计方案，根据设计的形式、规模以及条件等满足变电站的需要。第五要使变电站能够与周边的环境相适应、相协调。
3 220kV变电站电气一次设计应注意的问题
3.1主接线设计问题
在变电站的设计中，为了保证电网系统的稳定与可靠，一般使用比较复杂的主接线，但是这种形式的成本维护比较好，并且随着设备数量的增加使得变电站的面积也会增加，对于城市的发展是不利的。并且在变电站设计中忽视城市今后的发展，预留空间不足。变电站的设计中主要考虑其可靠性与安全性，但是对于系统的维护重视不足，如果出现问题，复杂的接线就会增加维修的难度，产生不利的影响。
3.2主要电气设备选择过程中存在的问题
主要电气设备的选择应综合考虑短路电流及变电站的实际条件等问题,以达到最优选择。下面给出了在220kV高压变电站主要电气设备选择过程中存在的几点问题。
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短路电流计算的错误,导致电气设备选择的不合理,影响系统运行的安全可靠性；电气设备选择时没有综合考虑技术的先进性、系统运行的安全及实用性、建设的经济合理性,缩短了设备的使用寿命,影响系统运行的稳定性,导致投资的失败；在满足系统的安全可靠性条件下,设备的选择没有考虑到系统的检修、短路、过压和今后发展等的需求；没有严格按照相关规范及变电站所在地环境条件进行动稳定和热稳定校验。
3.3防雷接地设计过程中存在的问题
雷电是一种很常见的自然现象,若变电站遭受雷击将会给电网系统带来严重的损失,因此,对变电站中的电气设备、进线等进行避雷防护是十分重要的。以下结合220kV高压变电站设计,简单地总结了在防雷接地设计过程中存在的问题。
在对防雷接地设计时,没有考虑到接地设备的耐腐蚀性,易导致接地网的局部断裂,造成严重的安全隐患；没有对直击雷、侵入波分别采取相应的防护措施,从而不能有效地保护变电站的安全；设计人员对不同等级、不同类型的变电站的防雷接地的规范及原理掌握不够等原因都会造成防雷的失败。
4 220kV变电站电气一次设计有效措施
4.1做好各项准备工作
220kV变电站是电力传送过程中重要的中转站，那么在设计中必须充分考虑到各项基础资料，做好220kV变电站电气一次设计需要的的各项准备工作，准确细致的分析确定变电站设置的位置，以及当地的地质与环境情况。另外还要严格的遵循国家电力设计的相关规范，考虑到不同线路的输变电工程设计特点进行合理化的变电站电气设计。以上基本工作都是达到220kV变电站工程的各项设计标准，使得在施工过程中做到心中有数，最后根据国家的总体规划的需要，对变电站的设计进行科学合理的规划，保证供电近期的设计目标以及长远的设计需求。
4.2主要电气设备的选用
我们在220kV变电站电气一次设计过程中，为了尽可能的减少对土地的占有量，一般选用占地较小的组合电气设备。其中主变可以选用技术较成熟的高阻抗产品，可以有效的提高设备电气运行的稳定性，虽然其初始投资成本较高，但其设备的运行维护成本相对比较低，另外其运行的安全性和可靠度高，在提高技术先进性的同时，最大化电力企业的经济效益。电气设备的选用还受到主接线设计和变电站的负荷大小的影响。基于220kV变电站电气一次设计模块化设计理念，可以有效的通过计算机系统程序的设计实现主要电气设备的合理配置，这种方式在保证设备选择的合理性的基础上，还大大减少了计算的工作量。
4.3接地设计
一般情况下，变电站电气设备的接地设计主要有两种设计模式，一种是直接连接地体，另一种是通过连接地线的电气设备接地装置。变电站电气接地设计主要是为了确保电气设备正常、稳定的运行，以及避免人发生触电事故或引起火灾而导致不必要的财产损失。
4.4防雷接地防护措施
可采用避雷针，避雷线，避雷网,避雷带等防雷装置，对雷电侵入波进行防护时,220kV配电装置的每条主母线均应设置避雷器；采用多分支接地引下线，使通过接地引下线的雷电流大大减小；改善屏蔽，如采用特殊的屏蔽材料甚至采用磁特性适当配合的双层屏蔽；改进泄流系统的结构，减小引下线对弱电设备的感应并使原有的屏蔽网能较好地发挥作用；除电源入口处装设压敏电阻等限制过压的装置外，在信号线接入处应使用光电耦合元件或设置具有适当参数的限压装置；所有进出控制室的电缆均采用屏蔽电缆，屏蔽层公用一个接地网；在控制室及通讯室内敷设等电位，所有电气设备的外壳均与等电位汇流排连接。
结束语：
随着城市化建设和现代工农业的快速发展，高端精密机械设备越来越多，对电力系统提出了更高的要求。若想提升电能质量、供电可靠性以及经济技术指标，就必须对变电站进行科学严谨的设计。基于此提出220kv变电站电气一次设计，有效地降低了投资成本和后期维修费用，不断完善变电站规划建设和电网系统升级，使供电可靠性和电能质量得到了进一步提高，促进我国电力系统稳定、安全运行。
参考文献：
[1]220kV变电站电气一次部分设计技术探析[J].李嵩,陈德锋.科技创新与应用.2018(24)
[2]220kV变电站一次系统优化设计研究[J].王尚.科技与创新.2018(04)
[3]220kV变电站一次系统设计分析[J].王力科.科技风.2018(11)
论文作者:温国伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/20
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