变电站电气一次设计重点分析_任涛.pdf

光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明电器177变电站电气一次设计重点分析任 涛上海浦海求实电力新技术股份有限公司，上海 200090摘要：21 世纪以来，经济全球化趋势迅猛发展。在国际市场大环境的推动下，电力行业迎来了更多的发展机遇。作为社会经济建设的重要能源产业，电力行业受到了社会各界的广泛关注。设计人员在执行变电站电气一次设计任务时，要重点关注异常数据的分析和整改，及时消除安全隐患。电力行业要紧跟当前社会经济发展步伐，为各行业的发展提供更加完备的技术和物资保障，满足人们的用电需求，深入了解客户的需求，提供个性化服务。文章针对变电站电气一次设计展开研究，以供参考。关键词：变电站；电气一次；电气设计分类号：TM630引言在科学技术的推动下，我国电力行业设计人员要充分发挥行业内先进生产技术的优势，逐步解决变电站运行中存在的问题，以满足当下各行业不断提升的用电质量需求，为社会提供更多的优质服务，提高居民的用电服务体验1。随着计算机信息技术的发展，人工智能已经融入到人们的工作和生活中，各种高精尖的电子化设备得以研发和应用，对电能运行稳定性和安全性提出了更为严格的要求。因此，变电站电气一次设计参与机构必须深入了解当前的市场运营需求和社会经济建设的需求，拓宽发展渠道，及时改进设计中的不足之处，提高问题的解决效率2。1变电站电气电气一次设计概述经过长时间的研究和摸索，我国的变电站电气一次设计工作逐步趋于完善，我国电力行业的产能也有了较大提升。在高速增长的社会经济形势下，电能的需求量不断上升，设计人员在变电站电气一次设计工作中要打好提前量，在先进科技的引领下，提高系统的兼容能力3。为了缓解当前能源不足的问题，设计人员在完成设计工作时，要以节能环保理念为中心，在确保变电站安全问题的基础上，合理压缩运营成本。企业设计人员要以战略发展的眼光看待问题，进行变电站电气一次设计时要充分考虑经济发展和行业生产中存在的问题，及时改进方案中的不足之处4。2变电站电气一次设计中存在的问题2.1 电气设备选择的问题变电站电气一次设计工作的重点是电力系统运行线路的设计和规划，其中涵盖线路构架所需设备的选择、布局及接线方式的选用等。电气一次设计方案越科学，变电站体系运行越安全平稳。在最终方案的选择上，设计人员要充分发挥先进技术的优势，努力创新和改革，充分完善变电体系内部设施的性能，从源头上抑制风险，避免出现电流短路等现象5。为了满足地区经济建设需求，电力行业要建立一套科学稳定的运行体系，设计人员要高度负责，认真参考各个运行部位的电流情况，做好短路电流计算核验工作。该项工作直接关系到电气设备的运行，如若出现失误，不仅会影响电能质量，还会造成极为恶劣的社会影响。如果设计人员在选择相应设备时未从全局出发，不仅会影响应用效果，还会使设备的使用寿命缩短，而再次采购需花费大量的资金，增加企业的运营成本，削弱企业的市场竞争实力。2.2 电力线路接线设计的问题设计人员要在保证系统安全稳定运行的前提下完成变电站的设计工作。我国当前的电力线路结构和分布较为复杂，需要耗费大量的资金。不同地区的电力线路框架结构存在着一定的差异，设计人员要根据当地的情况进行合理设计，以保证其平稳运行。现有的电力维护技术还有一定的上升空间，很多复杂问题无作者简介：任涛，女，本科，工程师，研究方向为变电站电气一次设计。文章编号：2096-9317（2023）01-0177-03 照明电器 2023 年 第 1 期 总第 176 期 光源与照明178法解决，在一定程度上抑制了电力线路的发展。2.3 防雷设计的问题设计人员要重点关注变电站的接地设施，认真排查设备本身是否被腐蚀，减少潜在的风险。所处地区和周边气候环境不同，防雷设计方案不同，设计人员要及时进行调整。防雷体系是否科学与变电站的安全性能有着密切联系，设计人员需要提前做好防范措施，尽最大可能避免设备损坏。一旦遭遇恶劣的气候条件，如雷电天气，电力系统的维护工作难度将提升，导致运营风险6。3变电站电气一次设计重点3.1 落实准备工作在变电站电气一次设计准备工作中，为了保证我国电力体系中的输电网络高质量完成电力能源的传输、转换及配送等任务，设计人员需要重点关注变电系统中应用的电气一次设备的性能是否满足实际需求，认真分析不同类型设备的特征，根据现场施工情况完成筛选工作。在确定变电站的地址时，设计人员要提前对周边环境的地理特征及交通状况进行深入了解，同时要根据变电站的运行需求确定科学的设计方案，为电气一次设计方案的高质量运行打下良好的基础7。参与电气一次设计工作的员工要以战略发展的眼光看问题，考虑系统运营的长远利益，及时改进设计方案中的不足，保证所选择的技术及设备的合理性。在准备过程中，设计人员要通过分析系统界限、负荷情况及短路状态下的电流，选择与之匹配的设备。关于变电站一次设备的选择和应用，还要考虑线路的实际供电需求，在不影响系统安全运行的前提下选择最优性价比的设备。同时，要重点关注应用的一次设备的热稳定性、动稳定性，确保即便在短路状况下线路也能处于安全平稳状态。在前期准备工作中，要认真分析设备安装时易出现的短路情况，并对短路数据进行分析计算，以精准掌控设备的真实断流能力。准备工作的全面落实，可保证电气一次设计工作的高质量完成。3.2 合理选择电气设备为了确保变电站电气一次设计方案的顺利实施，设计人员必须要根据实际需求，科学搭配变电设施、断路设备等设备8。（1）变电设施。需要选择功能满足系统运行需求的变电设施。设计人员要参考变电站系统的冷却要求，综合系统内外的运行环境、设备的结构及容量等相关特征进行综合评判，选择合适的变电器。设计人员在确定主变设备规格前，需要了解设备是否存在无激磁和有载调压，并严格按照系统运行参数执行标准，进一步明确变电设施的数据规范值。设计人员在选择变压器时，要充分了解参考主线路在短路状态下的电流值、运载负荷等数据，根据其他设备的额定数值和热稳定性、动态稳定性和短路数据等，选择合适的变压器安装数量和规格型号。以城市变电站电气一次设计为例，现场应用的变压器要不少于 2 台，这样即便 1 台设备性能发生变化，剩余设备也能正常工作，完成负荷转移工作，保证能源的稳定输送。变压器要在平稳的运行状态下，满足当地的用电需求。设计人员要充分考虑设计方案的科学性及经济性，在变压器始终处于恒定负荷的状态下，设计变压器的负荷总量。（2）断路设备。在一次设计中，设计人员要在确保变电设施稳定运行的基础上选择适宜的断路设备。设计人员要分析断路设备的使用年限、运营过程中的安全稳定性等方面，选择便于操作、维护简便的断路设备。此外，断路设备的导电能力、系统内部的短路和负荷电流等都要达到行业标准，质量验收合格的断路设备方可用于施工现场进行安装。3.3 优化主接线设计变电站系统内部主线路连接设计的合理性直接决定一次设计方案是否合理，接线设计也是变电站稳定运行的关键影响因素。可以在设计方案中应用双电源结构，线路主要采用 T 形结构，同时与变压器和电气设备连接。此外，可以降低高压设备数量，使故障发生率有所下降、线路可调控性更强。该设计理念无需过多地投入资金，安全稳定。母线是多个设备组成的并列分支体系的共用线路连接，母线结构指的是母线的连接方式，分为主要和备选两种。应用主要连接方式，可提高母线输出电能的质量，满足用户的使用需求；备用母线结构线路较复杂，施工工艺烦琐，需要耗费大量的资金，并不适合应用在常规线路设计中。此外，内桥连接是一种结构简单，线路两端都可以与电力网络连接而不需要过多的断路设备的结构。但是在实际应用中，内桥连接中有多条回路，操作灵活度较差。需要在变电站系统中合理应用不同模式的母线结构。3.4 完善照明设计照明系统是变电站中不可或缺的一部分，目前主光源与照明 总第 176 期 2023 年 1 月 照明电器179要用于厂房、机房及开关站等部位，主要起到照明的作用。设计人员要根据现场情况和用户的需求完成照明方案的设计。当常规工作照明发生异常时，照明系统要能够立即启动事故照明，以确保变电站中所有设备正常工作，同时保证人员疏散和安全逃生的正常照明。事故照明的用电也来自照明电源，如果该电源异常，控制系统可根据需求完成电源切换任务。实践表明，在变电站中应用集中管控的照明方案对声音、光等在配电箱进行集中管控，可以提高能源的利用效率，改善我国现阶段能源缺乏的现象。设计人员在选择照明设备时，要重点考虑其节能性。同时要根据室内外环境的不同来决定选择 PVC 管还是镀锌管来进行照明线路敷设。3.5 落实防雷设计为了避免雷电气候给变电站带来不利影响，设计人员在制定设计方案时，要重点关注防雷设计。变电站的现有电气类设施大多数在室内安装，为了避免雷电直击设施，设计人员要在屋顶合适位置做好防雷措施，将雷电灾害的影响降至最低。防雷设计的主要设计原理是通过科学调控消除雷电波产生的过高电压，针对 10 kV 电网，避雷设施需要安装到母线处，同时主变出的引出线也要做好雷电防护，保证母线平稳运行。针对 110 kV 线路，设计人员除了要在进线处安装好雷电防护设施，在主变中性点也要安装避雷装置，避免电压变化影响电力系统正常运行。3.6 做好接地设计为了保证设计人员的用电安全，在制定电气一次设计方案时，要通过设备接地措施来降低人员的触电风险。设备接地具有以下显著优势：避免了人员触电等危害事件的发生；提高了设备的安全性；降低火灾等隐患发生的概率。在变电站电气一次设计中，要选择适宜的接地处理方案。目前，水平接地在变电站设计方案中的应用较为普遍，要严格控制主接地阻，其正常情况下不超过 5，同时，应将均压带安装在入口和接地处。接地系统的组成分为线路和接地体。其中，圆钢、扁钢是线路的主要选材，而接地体的选材以角钢为主，系统接地时，需要将角钢端部进行削尖处理，随后接入地下。目前较常用的接地体分为人工和自然两种设计模式。自然模式的应用较为普遍，接地体主要安装在变电设施的周边，并和高低压配电设施连接，室内部分主要应用扁钢完成与变压设施和配电装置的连接。设计人员在完成接地作业时，要认真检查各构件之间连接的合理性。角钢是接地装置和外线连接的主要材料，变压器的接电装置由中性点引出，设计人员需要全面了解锅炉设备、接地装置等设备运行时产生的接地电阻，并以此为依据完成整体接地电阻的计算工作。4结束语变电站对整个电力系统的稳定运行起到了重要作用，设计人员必须从思想上明确变电站电气一次设计的重要作用，以保证各行业的用电需求，提高人们的用电体验。设计人员在制定电气一次设计方案时，必须遵循行业规范指导，通过学习不断丰富个人的专业知识和实践经验，积极推进先进的生产理念和技术的应用，不断改进原有设计方案中的不足之处，提高工作效率。在市场经济背景下，企业获得了更多市场机遇，面临的经营挑战也在逐步加剧，电力行业亦是如此。为了应对激烈的市场竞争，获取更多的市场占有率，有关人员要端正态度，提升自身的综合素养，为企业创造更大的经济效益和社会效益。设计人员要有一定的数据分析能力，从众多数据中筛选出更有价值的资料，提高设计方案的合理性。与此同时，企业要安排设计人员深入到施工现场，对施工现场有全面的了解，以进一步提升设计方案的可行性，确保接地体系的科学完整性。即使是工作中出现问题，也可以快速查找问题根源，提高问题解决效率。参考文献1 李伟,王伟,孙永春,等.应用CDEGS进行变电站接地网设计流程的研究J.电瓷避雷器,2022(5):113-118.2 王彦峰,雷翔胜,王流火,等.预制舱变电站综合保护系统的设计与研究J.智慧电力,2022,50(8):54-60.3 胡晨,薛欢,胡子明,等.变电站建筑物模块化装配式基础设计与数值分析J.合肥工业大学学报(自然科学版),2022,45(3):362-369.4 陈晨,李凯,周正,等.基于三维模型的变电站智能管控系统设计J.电力科学与技术学报,2021,36(6):196-203.5 李伟,周晓虎,宋勤.基于多源数据融合的变电站三维可视化模型设计J.制造业自动化,2021,43(9):20-