王銀果

山東省環(huán)能設(shè)計院有限公司，山東 濟南 250101

0 引言

近年來，國家電力部門依據(jù)當(dāng)前科技發(fā)展的水平，對變電站供電的可靠性、電壓合格率等指標提出了新的要求，進一步維護了我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以滿足人民群眾的需求。根據(jù)當(dāng)前人們對于優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、實惠的電能需求，國家相關(guān)的電力設(shè)計部門在一次設(shè)計過程中需結(jié)合人民群眾對電力性能的要求，同時結(jié)合實際情況，從質(zhì)量、安全、性能、價格等多重角度思考，構(gòu)建出變電站電氣一次設(shè)計框架，以科學(xué)、專業(yè)的電力知識和技能解決設(shè)計中存在的問題，不斷地探索、總結(jié)經(jīng)驗，思考解決方法，從而保證電氣一次設(shè)計的質(zhì)量水平。

1 電氣一次設(shè)計的重要性

近年來，我國變電站電氣系統(tǒng)設(shè)備逐漸升級、完善，建設(shè)規(guī)模開始逐年擴大，為了解決當(dāng)前逐漸增加的用電壓力，變電站的建設(shè)工作必須具有兼容性、超前性、科學(xué)性。因此，電氣一次設(shè)計必須確保設(shè)計的安全性和經(jīng)濟性，如何衡量好二者之間的關(guān)系，是當(dāng)前一次設(shè)計工作的首要任務(wù)，同時從宏觀的角度出發(fā)，在設(shè)計過程中需解決生產(chǎn)和建設(shè)的矛盾關(guān)系，設(shè)計最經(jīng)濟適用的建設(shè)方案，采取中等水平的標準結(jié)合新型的技術(shù)理念，進一步滿足電氣一次設(shè)計的基本要求。

首先，電氣一次設(shè)計主要是對電氣設(shè)備線路進行系統(tǒng)性設(shè)計，其設(shè)計范疇主要包括電氣設(shè)備的布置、選型、主接線選擇等方面的設(shè)計，一次設(shè)計的順利進行有助于變電站工作的正常運作。因此，一次設(shè)計過程中需重視設(shè)計方案的選擇，應(yīng)兼顧其創(chuàng)新性、經(jīng)濟性、實用性、科學(xué)性等多方面的設(shè)計要求，以保障變電站工作的正常運行[1]。面對國內(nèi)電力行業(yè)激烈的市場競爭環(huán)境，各電力公司要想獲取相應(yīng)的市場份額，必須采取積極的應(yīng)對措施，以不斷提高自身的工作效益，在保證電力能源正常供給的同時，提升自身的市場競爭力。

就當(dāng)前變電站電氣一次設(shè)計的基本工作來說，首先需要對設(shè)計資料進行分析，相關(guān)設(shè)計工作者在收集資料的過程中，需對相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)進行分析，從而確保設(shè)計的準確性和合理性。同時，相關(guān)工作人員需對變電站進行實地考察，并結(jié)合設(shè)計方案進行整合分析，以完善接地網(wǎng)等設(shè)計，從而在實際工作開展時，使相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)有據(jù)可循。

2 電氣一次設(shè)計的注意要點

2.1 主接線設(shè)計的問題

在整體的一次設(shè)計中，為了保證設(shè)計的安全性和穩(wěn)定性，通常情況下設(shè)計人員會采取比較復(fù)雜的主接線方式，導(dǎo)致設(shè)備成本上升。然而，電力設(shè)計的最基本要求就是控制成本，從而滿足人們用電經(jīng)濟性的需求，電氣設(shè)備數(shù)量的增加意味著設(shè)計施工的場地也會隨之提高，這樣的設(shè)計思路并不利于促進未來城市的可持續(xù)發(fā)展[2]。同時，復(fù)雜的主線設(shè)計一旦出現(xiàn)問題，其維修難度較高，容易造成嚴重后果，因此在設(shè)計過程中需要全面考慮主接線的設(shè)計問題。

2.2 電氣設(shè)備選擇的問題

變電站的主要電氣設(shè)備包括變壓器、隔離開關(guān)、斷路器、電流互感器等，其中主要問題表現(xiàn)在短路電流的計算等。因此，要想保證電氣設(shè)備的高穩(wěn)定性、高安全性、高經(jīng)濟性等需求，設(shè)計人員需針對不同位置的短路電流進行考察、檢驗，在此過程中一旦出現(xiàn)計算錯誤，將可能出現(xiàn)電氣設(shè)備選擇問題，從而對整體設(shè)備的安全造成相應(yīng)的影響。在設(shè)備選擇過程中，需從宏觀的角度進行綜合考慮選擇，否則將可能縮短電氣設(shè)備的使用壽命，不利于保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而增加變電站的施工成本，影響電力公司的市場競爭力。

2.3 防雷設(shè)計的問題

避雷針是目前電氣設(shè)備的主要保護裝置之一，其主要功能是以進線的方式引雷，從而達到相應(yīng)的避雷效果，以保證供電設(shè)備的安全工作。但是，在其設(shè)計和安裝過程中，需充分重視避雷針的設(shè)計安裝工作，需保證設(shè)計過程中的穩(wěn)定性和精準性，避免出現(xiàn)設(shè)計偏差，有效發(fā)揮避雷針的功效。特別是如今隨著環(huán)境的破壞，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)頻繁出現(xiàn)極端天氣，雷電攻擊建筑和樹木的情況頻出，變電站一旦受到雷電的攻擊，將造成嚴重的后果，可能產(chǎn)生極大的損失，因此在避雷針設(shè)計過程中需考慮到極端天氣的情況，確保其在復(fù)雜的天氣狀況下依然能夠平穩(wěn)運行。

3 變電站電氣一次設(shè)計的優(yōu)化

3.1 主接線設(shè)計

變電站的主接線設(shè)計在電力一次設(shè)計中至關(guān)重要，因此在設(shè)計過程中需充分考慮多方面因素，以保證供電的穩(wěn)定性、靈活性和經(jīng)濟性。

（1）從經(jīng)濟方面來考慮，電氣設(shè)備的主接線能夠滿足運行要求時，可以盡量不采用斷路器或使用斷路器較少的接線設(shè)備，同時在設(shè)計方面要確保全系統(tǒng)的安全運作，盡量簡化二次回路，節(jié)省二次設(shè)備和電纜的使用量[3]。

（2）在穩(wěn)定性方面，為了避免變電站出現(xiàn)大面積設(shè)備停電、停運現(xiàn)象，即使在各線路設(shè)備檢查期，也不可出現(xiàn)長期停電現(xiàn)象，同時需盡可能確保在一級負荷或是二級負荷的情況下可以堅持短期供電，并且不會對整個供電系統(tǒng)造成過大的負面影響。

（3）從靈活性來看，電力設(shè)計需滿足各供電系統(tǒng)設(shè)備的調(diào)動、檢查、維護和擴建方面的要求，使變電器可以靈活地進行轉(zhuǎn)接線路、切除線路等工作，并充分地調(diào)配電源負荷。同時，在維持居民日常用電穩(wěn)定的情況下進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)電路問題并進行維護。在電路擴建時，從簡單的初期接線過渡到最終接線，使變壓器等設(shè)備與線路之間互不干擾，便于后期進行線路維修工作，有助于減少維修成本。

3.2 電氣設(shè)備選擇

根據(jù)電力系統(tǒng)的短路電流、主接線、負荷電流的計算等，選擇電氣設(shè)備時，需以正常的工作條件來進行額定值設(shè)備的選擇，同時需以三相短路的條件對設(shè)備安裝地點進行檢測，并對設(shè)備開關(guān)的阻流能力進行檢驗。此外，相關(guān)工作人員需進行實地考察，按照工作環(huán)境、使用要求、地點等因素來選擇合適的設(shè)備形式。同時，需對變壓器等硬性設(shè)備進行把控，如在城網(wǎng)的變電站中需要2臺及以上的變壓器設(shè)備，當(dāng)一臺設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以自動轉(zhuǎn)入其他設(shè)備運行，以保證供電系統(tǒng)的安全運行。通常在設(shè)計過程中需要考慮的因素是，在總負荷固定的情況下，停運一臺主變壓器時供電系統(tǒng)仍具備同等的供電能力，并且對變壓器制造容量限制，同時應(yīng)盡可能減少變電器的占地面積。

3.3 防雷設(shè)計

防雷設(shè)計首要考慮的問題是衡量整體電站工程是否有增加防雷措施的必要，而目前所有一次設(shè)計采取的方案都在于，觀察改進擴建的變電站領(lǐng)域的防雷保護是否包含在已有變電站防雷保護范圍中，否則需要在擴建設(shè)計中增加防雷保護這一項工程措施。其中，主要問題在于，變電站的主接線網(wǎng)和既有變電站的接線網(wǎng)之間如何保持兩點或兩點以上的連接。在防雷保護方案實施結(jié)束后，還需要對各個接地電阻參數(shù)情況進行分析，并根據(jù)實際情況進行相應(yīng)的降阻工作，確保電氣系統(tǒng)設(shè)備的正常運行，從而避免發(fā)生人身觸電事故。此外，可以將電氣設(shè)備與地面產(chǎn)生連接，從而達到引雷的作用，防止設(shè)備損壞。

一般的接地防雷裝置可分為接地線和接地體兩部分，其中接地線主要是使用扁鋼和圓鋼；接地體使用角鋼，可以把端部削尖接入地中進行引雷，同時可以外引接電線與變壓站的各接地設(shè)備進行連接，然后根據(jù)中性點進行下引處理，保護接地設(shè)備并與避雷針設(shè)備形成呼應(yīng)，使其與主接地網(wǎng)絡(luò)形成有效連接，從而達到避雷保護的效果，保護供電系統(tǒng)的正常運行。

4 結(jié)束語

綜上所述，變電站電氣一次設(shè)計是一項綜合性總體框架型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類設(shè)計。在設(shè)計過程中，需要工作人員掌握整體框架思路，并擁有大局觀，能夠從宏觀的角度來進行設(shè)計。同時，通過引進高新技術(shù)設(shè)備，運用創(chuàng)新型技術(shù)手段，可以進一步優(yōu)化電氣一次設(shè)計，以滿足廣大人民群眾對安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性的需求。