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摘要：电能作为一种清洁能源，在现代城市发展中的能源供给中占据着非常大的比例，变电站电气设计直接关系到电能的输送以及供给，因此，变电站电气设计受到了人们的高度关注。本文阐明了变电站电气一次设计的要求以及原则，并对其中存在的问题与解决对策进行了探讨。
关键词：变电站；电气一次设计；问题；解决方案
变电站电气一次设计不但与继电保护装置、配电装置、拟定电气设备等运行相关，同时还能够影响到电力系统的运行状态。因此，对于变电站电气一次设计存在的问题进行探讨非常有必要。
1、变电站电气一次设计的要求
随着社会经济的发展，城市对电力的需求越来越大，给电力系统的建设带来了前所未有的压力。电网规模和设备的升级问题中，重要的配电控制单元变电站建设已成为电力系统当前研究的重要内容之一。在变电所建设升级需求与El俱增的情况下，变电站的设计建设必须走在电力控制系统升级的前列。变电站的电气设计必须从全局出发，充分考虑到安全与经济的矛盾，变电站设计建设与运营管理之间的矛盾，近期的设计与后续变电站软硬件升级的矛盾。因此，变电站一次设计必须选择更加合理科学的设计方法理念以确保变电站的科学建设，满足发展的要求。通常设计者会选用中等适用的标准以及行业先进的设备、材料、新进的结构设计理念等对变电站进行一次设计。
2、变电站电气一次设计的原则
在电气一次设计工作中，设计者必须能够充分考虑到变电站所在区域的电网规划的要求，本着实际的需求以及未来电力负荷要求的趋势进行设计，以做到长期满足本地区电力调度管理的目的。在变电站的一次设计工作中，主接线方式的选择要把可靠性放在第一位，其次再考虑变电站的灵活性，以确保操作的安全。在设计中应该尽量减少变电站的土地占用面积，选择性能优良和体积小的设备，同时对变电站内的设备优化布置，以达到节约土地资源的目的。在变电站设备的选择中，除了设备可靠性的考虑外，变电设备噪音以及检修率同样是不可忽视的因素，此外，在对变电设备的电气选择方面，设计者也要考虑系统自动化的需要，通常情况下，自动化程度高并且通信误码率低的设备和更能满足实际工作中的管理需求。
3、变电站电气一次设计存在的一些问题及解决方案
3．1关于电气平面布置的问题及解决方案
很多变电站不能很好的符合规划和场地设置的要求。变电站电气一次设计要在充分考虑到这些困素的条件下，进行电气布置方案的选择，为后续的电气设备选型和接线工作提供依据。对于户内设备的布置，设计者要增加换热以及消防方面的措施。尤其要注意到的一点是，不要把电容器室和二次设备室以垂直的方向放置，这样可以有效地避免变电站电容器与自动化的计算机系统之间的干扰，进而可以提高变电站系统的可靠性。
3．2关于电气设备选择的问题及解决方案
不恰当的电气设备选择会影响到变电站的热稳定、动稳定等方面的性能。所以设计者要特别重视总体布置设计环节之后的电气设备选型工作，这个电气一次设计环节有很多的参考因素，比如参考负荷标准、主接线形式等。电气设备额定值的选择除了考虑到这些因素还要参考运行工况，选择好电气设备的额定值以后，还要依据实际情况对所选设备的各项参数进行校验。最后根据额定工况的设备实际选择过程还要参考变电站所在地区的供电需求、变电站运行方式等因素确定变电所主变压器的型号、数量以及相关的一些电力配套设施。
3．3关于主接线设计的问题及解决方案
不合理的变电站主接线设计对整个变电站的运行状况，经济效益，使用寿命等方面都有不利的影响。电气主接线的设计是事关变电站电气一次设计成功与否的重要环节，直接影响变电站后期的实际运行过程，而且还对其他的一些辅助系统产生制约，比如电力控制系统、继电保护、自动化装置等方面。因此，主接线的设计必须要与变电站的稳定性和灵活性相适应，并且要在后期的使用中体现出较高的经济性。此外，变电站电气一次设计中对主接线的设计方案应当尽可能的满足在不同的运行状态以及切换机制。
下面，笔者以110KV变电站的电气一次设计为例，介绍设计中常用的两种主接线的形式。
1)单母线的形式
这种主接线设计之下的变电站电源进线有两组接线。一组是主要接线，一组为备用接线。变压器高压的一端采用单母线的方式进行连接，变压器低压的一侧采用的是由单母线分化的两段旁母线的方式进行连接。这样的主接线设计形式对供电工作的可靠性与灵活性非常有利，并且这种设计下，当发生主要供电源失效的情况时，可以即刻转为备用电源，以恢复供电。但是这种接线形式的设置较为复杂、变电站占地面积较大，这样大大增加了变电站的建设成本。
2)内桥连接形式
这种主接线设计之下的变电站进线由两组电网接入，变压器高压的一端采用内桥连接的方式进行连接，变压器低压的一侧采用的是由单母线分化的两段旁母线的方式进行连接。这样的主接线连接的四个回路只需要三个断路器，减少了断路器的使用，同时也使线路的操作更加方便。但是这种接线形式在实际供电运行过程中的可靠性稍差，一旦变压器出现故障，与之相连的两台断路器都要断路，这样就使得没有故障的线路也停止了运行。
上面两种典型的主接线形式的分析上不难看出，变电站电气一次设计工作中，设计者不论采用何种接线方式，都有相应的优势与缺点。所以，设计者在变电站电气一次设计工作中，要多做分析，选择适应本区域情况的接线方式进行设计。
3．4关于系统接地的问题及解决方案
变电站的设备经常会出现一些不必要的故障，火灾和触电的事故也时有发生。这些事故发生的一个很重要的原因是变电站电气一次设计的接地设计工作存在问题。一般情况下，电气设备的接地装置都包含了接地线路以及接地系统两个部分。接地线路的材料通常会选择圆钢或者扁钢等。变电站的高压配电室和低压配电室应分别进行接地的设计工作，选用两个合适的接地点把设备接地与接地体连接在一起。变电站中的补偿电容器、低压配电屏、高压开关柜等设备应采用螺栓引出的形式连接接地体。接地线要和变电站内所有的接地引出装置连接在一起，其中，需要特别注意的是，变压器的接地必须从中性点中引出。变电站电气一次设计的接地设计工作可以有效地为了避免变电站运行中出现的诸多问题。
3．5关于照明系统的问题及解决方案
照明系统是变电站的运行中不可或缺的辅助系统，电气设计者在进行照明相关的设计工作时，要把事故应急照明系统和日常工作运行的照明系统分开设置。变电站工作照明系统的设计只需参照相关标准即可。事故应急照明系统的设计除了依照标准规范以外，还要参考实际情况。疏散通道、楼梯间等位置都必须有应急照明设备，以便电气事故疏散工作以及设备故障的处理工作的开展。
4、结语
综上所述，作为变电站建设的重要基础，变电站的电气一次设计的合理与否直接关系到变电站的投资成本以及后期的使用体验。所以，电气设计者在进行电气一次设计的时候要从实际电力情况出发，按照本地区的电力供需情况设定变电站规模，然后本着安全第一的原则来进行总体设计，在此之后，再进行电力设备、主接线、接地、照明等具体的设计工作。
参考文献：
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