赵明
宁夏回族自治区电力设计院 750001
摘要：变电站是保证电力供应的重要网络节点，变电站所承担的是高压、低压之间的转变，是实现降压、升压以及功率转换的重要电力设施，所以其电气一次设计将影响其运行的稳定性与可靠性，必须把握因地制宜的原则来完成。
关键词：变电站；电气一次设计；问题；措施
随着社会经济的不断发展进步，我国用电量大幅度地增加。在用电量不断增加以及人们要求不断提高的情况下，对变电站的设计和使用必须尽最大努力满足其需求。变电站在人们的日常生活中占据了重要的地位。
一、变电站电气一次设计基本要求
随着经济的发展，电力的需求越来越大，这就给电力设置的建设带来了空前的压力。电网规模与设备不断的升级，其中作为重要控制与配送单元的变电站的建设就成为了电力系统发展的重要内容之一。在不断增加的用电需求面前，变电站的建设必须走在系统升级之前，即具有一定的超前性。其设计必须从全局出发，争取的处理安全与经济性的问题，基本建设与生产运行之间的矛盾，近期发展与后续升级之间的关系，所以在设计上必须选择更加合理的设计方案才能保证变电站的建设满足发展需求。通常可以从实际出发选择中等适用的建设标准，并在设计中采用先进的技术理念，尽量采用经过验证并合格的新设备、新材料、新结构等，这就是当前对变电站一次设计的基本要求。
二、变电站电气一次设计的基本原则
在电气一次设计时必须做到充分满足相应区域的电力规划需求，按照实际与未来的电力负荷需求进行设计，即满足中远期的充足的变电容量，并以此为标准进行相关设计；在选择主接线的方式是必须将可靠性作为第一标准，同时兼顾灵活性，以此保证运行安全；在设计中应尽量降低变电站对土地的占用面积，所以应选择性能优良且占地面积小的设备，同时对布置进行优化以此达到节约土地资源的目的；变电站电气一次设计中应考虑选择可靠性高检修率相对低的设备；在电气选择上还应重视对系统自动化需求的满足，选择自动化程度高且通信误码率低的设备和系统结构，从而保证管理需求。
三、变电站电气一次设计
3.1电气平面布置
变电站的电气一次设计应先按照规划与场地因素的要求，设计出总体的平面布置方案，这也是设备选择与接线的基础。在设计中应采用主变在户外的相关形式进行布置。如果因为特殊情况需要采用全户内设备则应在主变设计是考虑增加通风与消防措施。同时，不能将电容器室与二次设备室进行垂直设置，这样主要是避免电容器与计算机保护监控系统之间的相互干扰，提高系统的可靠性。
3.2电气设备的选择
完成总体布置后就是对电气设备的选型，其参考的标准是负荷计算、电流计算、主接线形式等，此时应注意的是在选择电气设备的额定值是应参考工况而定，并依据相应的条件对电气设备的各项参数进行校验，如热稳定性、动稳定等。同时在选择电气设备的形式是应根据设备的应用特征而定，如使用要求、环境要求、供货距离、安装位置等进行综合性评价。最后还应按照变电站的实际供电需求和运行方式、电力载荷等确定变电所主变压器的数量，以及配套设施。
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3.3主接线的设计
电气主接线的设计是关系到整个变电站电气一次设计成败的重要内容，电气主接线的设计会直接对变电站的运行产生直接的影响，同时对其他辅助系统也会产生影响，如控制系统、自动化装置、设备选型、配电装置、继电保护等的布局和运行等方面都会产生直接影响。所以主接线应力求做到保证系统的稳定与灵活，并体现运行的经济性，同时设计方案可以满足在不同运行状态下的运行方式切换顺畅。以110kV为例，其主接线的形式有以下几种：
1）线路--变压器组：此方式下电源的进线采用的是双电源形式，T型接线，或者一路为T型接线，另一路和其他变电网站联接。高压侧主接线采用线路--变压器组形式，低压侧则利用母线分段、带旁母线接线的形式。此类接线的形式优势就是线路清晰简单，高压设备的数量少，占地面积小、投资经济、继电保护相对简单，可以在一个电源失效的情况下以自动投切的方式转移负荷，从而保证电力供应在最短时间恢复。缺陷是当高压侧的电源失效时，需要对一台主变压器进行停用，此时系统处在一种限电状况中，所以建议其应用在只承担受电功能没有功率转移要求的变电站中。
2）单母线形式
此时变电站的电源进线利用两路接线，一个是主要一个为备用；高压侧的主接线利用单母方式连接，低压侧则也是单母线分两段旁母线连接。这样的形式可以保证供电可靠性与灵活性，在主要供电源失效时可以利用备用电源恢复供电。缺陷是成本高、占地面积大、设备复杂。这样的接线形式多用于承担受电与功率转移城市电网中。
3）内桥连接形式
变电站的进线采用两路电网接入，高压侧主线接线采用内桥连接的形式，低压侧则是单母线两段带旁母线接线形式。这样的连接方式优势有：四个回路可以共用三个断路器，断路器的数量少，且线路的投切相对方便。缺陷是运行的灵活性与可靠性稍差，一二次运行调度比较复杂，同时当变压器出现故障的时与之相连的两台断路器必须都要断开，从而容易形成没有故障的线路运行。所以此类接线方式可以应用在高压运行操作频繁但是不承担电网穿越功率经过的变电站上。
从上面的分析不难看出，在主接线的形式选择上，不论何种接线方式都有其优势与劣势，在选择中应区别对待合理分析，进而选择适应当地情况的接线方式来满足设计需求。
3.4系统接地
正常的电气设备接地装置主要是由接地线路与接地系统构成，主要的材料是圆钢或者扁钢等材料。角钢是垂直接地体的主要材料。在应用时将其削尖打入到相应的位置。在高压和低压配电室中应分别设计两个接地点，使得设备接地与接地体相连接。在变电室中应设置一处与接地体连接的接头。同时高压配电与低压配电室、变压器室等与主接地网进行联网，且连接处不少于2处。高压开关柜、补偿电容器、低压配电屏的外壳与底座应利用螺栓等引出接地线，接地线和变电所内的各个接地装置的接地点进行连接，变压器工作的接地应从中性点引出。在变电站电气一次设计的过程中重视接地设计是为了防止变电站运行中设备出现不必要的故障而引起火灾、人身触电等情况。
3.5日常照明系统
照明系统是变电站正常工作的重要辅助系统，设计时应根据各个部门进行事故照明系统和工作照明系统的区分与设置。在设计工作照明系统时，应按照相关标准进行；在重要的场合与疏散通道、安全出口、楼梯间等都应设计有应急照明设备，主要是在正常照明因故障而中断时，为工作人员提供照明，进行疏散或者故障处理。中控室必须利用塑料的绝缘导线来进行暗敷，其与的地方可以采用明敷来完成布线。变电站的外部照明线路应选择镀锌钢管来进行敷设。
结语
电力市场推动电力技术发展，使得电力产业成为人们生活中不可或缺的热点产业，随着关注度的增加，电力设计所存在的问题逐渐暴露出来，电气一次设计作为变电站电力设计的基础，是变电站稳定运行的关键因素，在首要原则下，针对接线、接地、照明、自控等进行系统构建。这样才能保证变电站稳定运行，并实现经济运行而提高效率。
参考文献：
[1]李根富.变电站电气一次设计探讨[J].广东科技，2013，11：77-79.
[2]聂独.变电站电气一次设计的论述[J].电源技术应用（行业综述），2013（10）.
作者简介：
赵明（1981.4-），男，宁夏银川 单位：宁夏回族自治区电力设计院
论文作者:赵明
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/4
标签：变电站论文; 接线论文; 电气论文; 形式论文; 系统论文; 设备论文; 母线论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;