變電站電氣工程設計問題探討

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【摘要】隨著國內市場經濟整體水平的持續提升及發展，民眾人均耗電量持續增加，在推動我國電力事業進一步發展的同時，也對電網運行質量及安全性提出了更高的質量水平要求，為更好地滿足當前我國電力事業運行發展需要，提升變電站電氣工程設計的質量水平，具有極其重要的現實價值。電氣工程設計作為變電站建設運營內容的重要組成部分，對變電站運行發展質量有關鍵性的影響與作用，通過分析探討變電站電氣工程設計期間存在的問題，以期能夠為變電站電氣工程設計水平的強化提升提供重要參考。

【關鍵詞】變電站；電氣工程；設計；問題分析

1引言

人均耗電量日益增加的過程中，廣大人民群眾對我國電網運行質量水平提出了更高的要求，變電站作為國家電網的重要組成部分。電網的安全是智能電網的重要組成部分，是直接連接廣大電力用戶的社會公共服務平臺。加快建設結構合理、技術先進、靈活可靠、經濟高效、節能環保的現代智能電網，進一步提高我國電網的建設質量和水平，為了全面建成現代化電網，提高可持續的電力保障，意義十分重大【1】。因此，電氣設計人員要本著：“技術標準體系化、設計方案模塊化、設備選型規范化、施工工藝標準化、工程造價合理化、運行檢修精益化”的工作思路。電氣工程設計作為變電站內容的重要組成部分，對高素養水平、創新型人才提出了更高的要求，積極探索電氣工程設計現存的系列發展性問題，提出相應的問題應對策略，強化提升電氣工程設計質量，出精品工程圖紙，推動電氣工程行業的發展。

2變電站一次設計的相關原則

電力事業運行發展的整個過程中，變電站一次設計作為變電站電氣設計內容的重要組成部分，對變電站的安全穩定健康運行有著關鍵性的影響和作用。結合實際生活可知，變電站一次設計的相關原則為：（1）以地區實際需求為出發點，明確變電站變電量要求，并以相關數據結果為重要參考基礎，組織進行相應的優化工作，制定滿足地區變電量要求的變電站一次設計；（2）主接線方式的科學合理性是變電站一次設計的重要原則，相關人員組織進行主接線方式選擇工作的過程中，不僅需要確保接線方式的可靠性，而且還需確保該種接線方式能夠更好地滿足變電站日常作業穩定健康良好發展需要，具備較好的靈活性；（3）變電站總體建設面積應當得到科學合理有效的管控，在滿足變電站運行發展需要的基礎上，應當盡可能縮小變電站總體建設面積，一定程度上對土地資源進行充分有效利用；（4）在性能效用一致的基礎上，應當盡可能選擇小型設備；（5）保障提升電力系統整體的自動化水平是變電站一次設計的基礎性發展目標，盡可能降低設備信息誤碼率、強化提升電力設備的可靠性與穩定性也是變電站一次設計時應當考慮的內容。

3變電站一次設計期間存在的問題

結合現實情況可知，基于多方因素的影響與作用，變電站一次設計期間不可避免地會出現多樣化問題，具體內容包括以下3方面。

3.1主接線設計的相關問題

變電站一次設計工作開展實施的整個過程中，主接線設計工作的存在占據極其重要的地位。通常情形下，為滿足整個電網安全可靠運行發展需要，相關人員通常會選擇較為復雜的主接線方式，復雜化主接線方式能夠滿足電網整體運行發展需要，同時也會帶來相應的問題，其中，電網整體維護成本較高的現象尤為顯著，給變電站的正常有效運行帶來經濟方面較大的壓力，一定程度上不利于變電站的順利運行。結合實際可知，國內市場經濟水平持續不斷上升發展的過程中，變電站運行期間使用電氣設備數量隨之不斷增加，在一定程度上加劇了維護成本的顯著性和嚴峻性。

3.2電氣設備選擇的問題

為滿足變電站電氣設計發展需要，設計人員需要考慮到電氣設備種類的多樣性，主要包括短路器、隔離開關、電流互感器、變壓器等。變電站一次設計工作實施的整個過程中，除考慮電網運行需要的電氣設備之外，做好相應的電氣設備選擇也顯得極為關鍵。受到人員專業化水平、事前準備充分程度等多方面的影響，在電氣設備選擇方面也容易出現相關問題。一方面，設計人員事前未考慮到多方影響因素的情形下，容易出現電氣設備性能與短路電流相互沖突現象，降低了變電站一次設計整體的科學合理性；另一方面，設計人員未有效實施短路電流檢驗工作，會增加電流計算結果的誤差率，影響電氣設備整體運行的安全穩定性，降低了電氣設備的科學合理性。

3.3變電站防雷設計問題

環境越發復雜多變，各類極端天氣出現頻次持續增加，為確保變電站始終處于安全可靠的運行狀態，降低各類極端天氣對變電站運行質量與安全帶來的不利影響，設計工作開展實施的整個過程中，設計人員應當注意相應的防雷設計工作，存在的防雷設計問題包括：（1）設計人員未做好事前各類準備工作，對防雷設計的知悉了解程度不足，變電站整體防雷設計的專業化程度無法得到有效保障；（2）設計人員本身缺乏良好的防雷設計意識，組織進行變電站一次設計工作時，未從防雷角度出發進行相應的設計，變電站一次設計的整體防雷效果有待進一步強化。例如，接地設備選擇工作開展實施期間，設計人員未對接地設備的抗腐蝕性提出較高要求，一定程度上降低了接地設備的防雷效果，不利于變電站的安全有效運行【2】。

4變電站一次設計相關問題的應對策略

為滿足變電站運行發展需要，針對解決變電站一次設計存在的相關問題，提出相應的應對策略，具有極其重要的現實價值。結合現實情形可知，變電站一次設計相關問題的應對策略包括以下4方面。

4.1做好變電站電氣主接線設計工作

為切實做好相應的電氣主接線設計工作，設計人員應當在事前做好各類要素的調研工作，綜合考量變電站運行期間各種影響因素，并根據調研結果進行相應的電氣主接線設計工作。通常情形下，設計人員需要結合電氣設備特點、出現數量、回路數等相關要素內容，進行相應的設計工作。進行電氣主接線設計工作時，設計人員應當做好供電荷載的控制工作，在滿足電網安全穩定運行發展需要的基礎上，盡可能節約電能。當前階段，單母線與雙母線相互結合的接線方式，能夠更好地滿足變電站運行發展需要，同時，設計人員還需要做好開關實際安裝位置的合理化設計工作。斷路器安裝設計同樣是設計的重點內容，不僅需要結合電網運行發展需要，部署斷路器安裝位置及安裝方式，還需要基于后期的檢修工作實施需要，通過短路器周邊檢修要點的設置，降低后續檢修作業工作實施難度【3】。

4.2做好電氣設備選擇工作

電氣設備是整個變電站的核心內容，對電網正常安全有效運行有較大的影響與作用，設計人員應當切實做好電氣設備選擇工作，為解決當前階段存在的電氣設備選擇問題，需做好以下作業：（1）參考電氣設備選擇原則，實施相應的電氣設備選擇工作，如節約土地資源，設計人員應當基于能夠滿足電網運行發展需要的基礎之上，選擇占地面積最小的電氣設備；（2）基于強化提升電網運行安全穩定性的基礎，進行電氣設備選擇工作，設計人員一般需要選擇高阻抗設備，該類電氣設備產品本身已經呈現較為成熟的發展態勢，同時又具有較好的強化電網運行穩定性應用優勢；（3）選擇總體安裝較為方便快捷的短路器，短路器是電氣設備的重要組成，設計人員進行設備選擇時，不僅需要考慮電氣設備自身的性能效用情況，而且還需要考慮今后安裝的方便快捷性，盡可能選擇自然接地的方式完成相應的接地設計工作。

4.3做好變電站接地設計工作

切實做好變電站接地設計工作，解決變電站電氣設計存在的問題，強化提升變電站電氣設計的科學合理性等。具體的設計工作要點為：（1）以變電所為中心，做好相應的布置工作，促使變電站接地設計工作井然有序、有條不紊地開展實施；（2）確保電氣設備均有一個點與接地體處于連接狀態，涉及的相關電氣設備主要包括高低壓配電室、變壓器等；（3）做好設計期間接地電阻的計算工作，一般情形下，接地電阻值應當滿足高壓小接地系統的保護需要；（4）依據實踐經驗結果可知，盡可能選擇自然接地的方式完成相應的接地設計工作。

4.4做好變電站防雷與照明設計工作

變電站通常處于空曠位置，雷電等極端天氣往往會產生較大的不利影響及作用，做好變電站一次設計中的防雷設計工作，具有極其重要的現實價值。具體的設計要點內容為：（1）設計人員進行變電站一次設計時，應當事前收集整理變電站防雷設計的專業知識，強化提升設計人員自身的防雷設計專業化水平；（2）進行屋頂防雷保護工作時，應當盡可能選擇鍍鋅扁鋼的接地方式，同時與主接地網建立有效連接，強化屋頂防雷保護的價值效用；（3）基于ATP-EMIP對雷電侵入波的最大過電壓進行相應的計算，并以相應的計算結果組織進行相應的水平防雷網絡部署工作，通過避雷器等設備的科學合理部署，強化提升防雷設計的電氣設備保護；（4）做好相應的照明設計工作，照明設計不光需要滿足日常照明需要，還需要滿足事故條件照明需求。

5結語

綜上所述，變電站電氣一次設計工作的開展實施，占據極其重要的地位，其對變電站的安全穩定運行，乃至整個電網系統的良好發展都有較好的促進作用，為滿足當前電網運行發展需要，參照變電站電氣一次設計原則內容，做好變電站電氣工程的系列化設計工作，分析其中存在的問題并予以妥善有效的處理與解決，具有極其重要的價值。

【參考文獻】

【1】曹庚賑.110kV變電站中電氣工程安裝及施工質量管理探析[J].工程技術研究,2019(9):155-156.

【2】申莉華,楊帥.110kV變電站的電氣設計與防雷保護研究[J].內燃機與配件,2018(12):65-66.

【3】魏志華,嵇旺旺.淺議對變電站電氣工程自動化設計的思考[J].中國戰略新興產業,2018(36):65.

作者：馮程青 單位：安徽省珍寶島房地產有限公司