郭静1、杨敏2、王文峰3、李斐
国网河南省电力公司经济技术研究院 河南郑州 450052
摘要：现阶段随着我国社会经济的快速发展，电力供应的要求与标准也越来越高，提高供应过程中的稳定性、安全性能够进一步促进社会繁荣。因此对电网的完善就显得尤为必要，一方面能够满足电力系统的内在需要，同时随着变电站数量的增多，亦能够保障运行的质量与效率。当下，在变电站的实际运行过程中存在诸多安全隐患，特别是电气一次设计亟待优化与创新。基于此，本文对电气一次设计等问题展开探讨，从而提出相应的优化策略。
关键词：变电站，电气一次设计，优化，策略研究
引言：在变电站中，电气一次设备的性能、质量将会对电网中电能的传送产生影响，同时也决定了变配电过程中的质量[1]。变电站中的电气一次设计的合理性将会对整个电站所有设备的安全运行产生影响，因此需要充分考虑到设备之间的连接问题，从而保障连接的有效性。在具体的设计过程中，接线设计与设备选择是重要的影响因素，工作人员需要采取科学的设计方案，提高变电站工作的稳定与安全。
1.电气一次设计的可行性
为了能够提升变电站电气一次设备设计的合理性、科学性，工作人员需要对我国电力行业的相关标准与规定充分了解并深入掌握[2]。同时还需要对变电站周边的环境、位置、交通等外部因素做全面调研，进而保障变电站运行中的稳定，能够更为有效地发挥自身价值与作用。此外，在变电站一次设备设计过程中，应当编制可行报告与方案，组织相关专家及领导小组进行综合分析与评判，促使设计工作能够更为完善与科学[3]。另外需要注意的是，编制与修改方案时应以变电站稳定、安全运行为前提。
2.现状分析
目前我国电力行业的发展相对稳定，所取得成绩较为可观。但在变电站电气一次设计的进程中，特别是针对设计的策划部分，仍存在部分的缺失，如未能对变电站周边的地理地势、样貌等进行综合考虑；缺乏对装置位置全面性的评估，可能产生与建筑物冲突等问题；对电力装置的环境并没有做到认真设想与思考等等[4]。这些问题将会对电力设备的使用年限、运行状态等产生影响，同时也会加大电力设备后期的运维工作难度。
在现阶段的变电站电气一次设计中所使用的线路如果与主线路连接不符合场景的特殊要求，则容易出现电线被其他电线所缠绕，大概率影响变电站后期检修工作的开展。尽管我国工业技术的水平也不断提升，然而仍旧有不少落后的设备存在，这些设备在当下工业电气自动化场景中较难发挥使用价值，跟不上时代的步伐。相关部门对变电站电气设备的重视程度不足，导致电气设备尚未能够及时更换革新，不仅变电站的运行效率，对于生产新设备的企业的发展也有一定的阻碍。
3.问题探究
3.1电气设备的选择
变电站中的电气设备是重要的组成部分，在对其选择时需要对短路电流进行计算，采取一定的方法检验测算设备中的电流值。同时，还需要对设备的操作是否灵活易用重点关注，确保设备能够在变电站中平稳运行，经济功耗性能等各项指标较为良好，从而提升电力企业的生产效率与质量。若未能对电力设备的电流进行正确计算，将会在设备投入使用的过程中出现较为频繁的短路等问题，在造成设备损坏的同时，还可能引发火灾等危险事故，较大概率对机器设备的使用寿命产生影响，使得电力系统的安全稳定难以得到有效保障。因此，需要对此类影响因素重点关注与思考，确保设备的使用效率与安全，为电力企业获取稳定的经济效益提供保障，促进社会安全与稳定。
3.2设计接线问题
变电站电气一次设计的基本原则为高可靠性及强稳定性。电力系统普遍拥有较为复杂的线路，在设计时需要全方位的考量变电站周边情况，进而做到对空间的有效利用，确保设计的安全与稳定，并能够保障变电站运行的效率。
但在实际工作中，特别是对电力系统进行维护时，存在部分人员的电力专业技术有所缺失，导致维护复杂的线路时工作较为困难，对变电站电气一次设计的发展产生了阻碍作用。
3.3防雷设计问题
变电站中需要考虑防雷设计，避免在运行过程中受到外部干扰。当较为恶劣的天气到来时，特别是在偏远的山区，雷电击中变电站的事故常有发生，并且在维护与抢修时又受限于地理因素等难以及时开展工作。因此，需要在变电站内部妥善落实防雷设计的工作，从而最大程度的避免出现因雷击导致的电网受损害等问题，降低财产损失的风险，进一步保障设备安全。
4.优化策略
4.1优化选择主变及断路器
变电站电气一次设计优化策略中需要重点考虑对主变及断路器的选择。在主变选择时，由于主变设计是整体一次设计的重要内容，需要设计人员在设计中高度关注，特别需要注意一下几个方面：其一，变压器的外部工作环境，变压器运行中的状态即搜能够承受多大的电量负载，同时还需考虑变压器所具备的性能指标等，尽可能地挑选出自带冷却功能的电气设备；其二，在挑选变压器时，应当确定是否需要设备具备载调压、无磁激调压等功能；其三，需要对电力设备的绕组接线组别、相数、绕组数等作为参考的重要条件，进而选择合适的变压器。而在选择断路器时，则主要是考虑变电站运行工作的安全与稳定，从而选择正确的断路器。选择正确、合适的断路器在变电站电气一次设计中尤为关键。
4.2接线设计优化
主接线的设计工作作为设计过程中的关键环节，能够对变电站运行效率及供电质量起到关键的保障作用。而对于优化线路设计可主要从以下角度进行思考。其一，在设计电源时充分考虑其布局。通常在设计电源结构中采用T字路线的设计方法，对于需要连接的其他线路，则考虑与主体电气设备、变压器等进行连接，通过借助母线等，与高压设备实现脱离，既能够减少故障发生的概率，又能够为整体的线路提供重要保障。其二，考虑设置多样性的母线，在装置线路时分别设置一条主线路以及一条备用线路，通过连接母线并在其支持下，高压线能够将母线电能的供应质量达到要求的标准。
4.3防雷措施优化
在变电站电气一次设计过程中，研究人员自始至终关注的重点均为安全问题，并对如何降低事故发生的概率进行长期深入的研究。当下由于较多雷击事故的发生，对电力企业的发展、社会的稳定、经济效益等均带来较大的影响。因此在设计时，可以考虑如何将电气地面、消防应急等工作有效完成，从而能够促使电力系统中电力设备运行得到进一步保障，并为电力工作人员提供较为安全的工作环境。采用合理的防雷接地设计，一方面需要进行防雷、避震等相关工作，将镀锌扁钢的接地方法设计在变电站屋顶部分，并将其与主接地网连接。另一当面在设计水平防备的设备系统内部时，可以使用ATP-EMTP计算出雷电入侵的最大过电压，以此数据为参考，合理配置相应设备，降低损坏的概率。
5.总结
综上所述，变电站中电气一次设计作为变电站发挥价值及作用的基础，需要科学、合理的布局设计，为保证相关电气设备能够正常运行，需要对设计中存在的问题及重点内容及时的关注，一方面优化选择主变及断路器，保障相应的运行状况，另一方面需要对主接线设计进行优化，避免出现电能供应质量下降等问题，此外还应做好变电站防雷接地的保护工作。
参考文献：
[1]郝学光.500kV变电站电气一次部分及监控系统研究[J].工程技术研究,2017(10):72+74.
[2]柏林.关于变电站电气一次主接地网的设计思路[J].建材与装饰,2020(16):211+213.
[3]王伟.220kV变电站电气一次主接线设计研究[J].电子元器件与信息技术,2018(08):98-101.
[4]胡浩莹.基于ZigBee的变电站一次设备状态监测系统[J].通讯世界,2017(19):231-232.