变电站电气一次主接地网的设计探究李蕾--中国期刊网

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变电站电气一次主接地网的设计探究李蕾

发表时间：2021/5/14 来源：《基层建设》2021年第2期作者：李蕾张宇欣

[导读] 摘要：作为变电运行主要设备，变电站一次设备直接决定着变电站工作效率与运行状态，而且变电站一次设备持续稳定运行，是保障整个电力系统运行安全的关键。

        国网山东省电力公司广饶县供电公司山东东营 257300
        摘要：作为变电运行主要设备，变电站一次设备直接决定着变电站工作效率与运行状态，而且变电站一次设备持续稳定运行，是保障整个电力系统运行安全的关键。在变电站建设初期，只有对变电站进行严格的设计，才能有效规划好电网的布置，才能提高变电站运行的安全性。对于电网设计而言，一次主接地网是其设计的核心内容。
        关键词：变电站；电气一次；主接地网
        引言
        变电站在电力系统中占据关键地位，一次设备的设置和运行对变电站的平稳性和可靠性有着直接的影响。变电站是整个电网中极为关键的构成，其运行的稳定性直接干扰电力系统工作状态，也是相关企业与客户的沟通途径，负责转换以及分配电能。由此，需要其设计满足基本的质量以及经济需求。
        1变电站一次系统电气主接线设计的关键点
        1.1电气主接线
        电气主接线是发电厂、变电站电气设计的首要部分。主接线与电力系统整体及发电厂、变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电气设备选择、配电装置布置等有较大影响。
        1.2计算短路电流
        电网系统日趋完善，相应的技术水平也有所提高。设计阶段中，需准确记录短路电流，并作为设计的参考数据。短路电流计算有选择导体和电器、确定中性点接地方式、计算软导线的短路摇摆、确定分裂导线间隔棒的间距等。
        1.3电气设备
        变电站在相关技术会逐渐朝智能化的方向发展，为适应其发展的速度，需在前期设计时尽量选用先进的设备装置。此外，设备装置本身应具备收集以及故障检测的能力，还应注重设备的使用寿命，控制后续的检修维护费用。
        1.4防雷接地保护
        电气设备在运行中承受的过电压，是来自外部雷电和系统参数变化时电磁能产生震荡，积聚而引起的。变电站会受到所处客观环境的影响，引发故障问题，造成变电站无法继续正常工作。因此，需做好基本的防雷措施，电气设备宜可靠接地，以弱化雷击产生的危害。
        2变电站电气一次主接地网在设计中存在的问题
        电力工业的快速发展使得一次接地网的安全性能要求变得越来越高。对于规模较大且较为复杂的大型接地网工程设计而言，传统的经验公式就会出现以下的缺陷：①相关设计手册上的经验没有对结构不均匀的土壤进行考虑；②施工过程中遇到接地网的不等电位分布，传统的设计手册无法给出相关的应对措施；③传统的设计手册缺乏不同电流注入点位置对接地网安全性能的影响。
        3变电站电气一次主接地网的方案设计的策略
        3.1主变电器
        变电站的电气主接线设计中，设备选择是极为重要的。对于此方面，需结合借助细节设计，提高选用程序的可靠性，其中包括配电的频率、反馈线路等。相关的设计师应注重设备的容量，检测设备在异常情况下工作，产线的工作水平和超负荷。常规变电站中，若主变电器未能处于较好的工作状态，其他变电装置所承载的电荷会大幅提高。出现该种情况主要是由于其发生故障后，已经无法正常承载电荷，而为确保正常供电，会转至其他无问题设备。结合实践数据进行分析，在安装程序中需规划多项具体的实施计划，提升整体设计的可靠性，有效协调各方面的因素。主变压器的主要作用是保证用电安全、在转变线路中的功率及电压。若其出现故障问题且未能立即解决，会引发大范围的停电问题，装置本身也会受损。在选用设计时，首先，应考量其容量，根据电力系统负荷情况以及局部的负荷情况进行确定。

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若处于负荷比重较高的地区，需考虑若其中的一台设备无法正常工作，另一台设备能否满足正常供电。在负荷量较小的地区，若主设备出现问题停止运行，另一台设备也应可承担超过原有负荷的八成。其次，连接数量。为确保变电站的正常工作，线路中会连接两台主变电器，而若是工作量较重的变电站，也可适当增设设备的总数。最后，形式的选用，应达到相应调压数据的最小容量，选用无功的容量，并定期校验。
        3.2电气设备装置
        变电站一次系统设计中，若想控制设备占用的空间，需选用体积较小的装置。具体能够选择主变变电设备接触高阻抗性的装置，确保电网的正常运行，整体的建设工艺以及模式较为完善。有助于控制相应设备装置的后续管理成本，避免相关企业出现大量的运行管理费用。不仅可以保证装置以及电力系统的工作效果，提高实际的运行质量及效率，使相关企业能够拥有更为雄厚的资金保障。在电气设备装置运行过程中，变电站本身、主接线和实际的负荷量会直接影响到整个系统的运作情况。另外，若想推动整个系统呈现出模块化的形式，需全面运用当前先进的技术装置，确保电气装置的安装可靠性与系统化，避免同时出现大量的数据需要进行计算，增加电力系统的运行难度。此外，为延长电力系统的运行周期，相关企业应强化对装置质量的后续管控以及检修，以免装置本身质量不高，导致整个系统无法持续运用。另外，在后续的运维期间，若发现老化的构件，需及时更换，不仅可以控制系统运维的成本投入，还可以保证电网的持续运行。在变电站一次系统中其他电气装置，能够选用集成式的相关装置，如隔离断路设备、电压互感器等。其中隔离开关装置可以选用双柱水平旋转式，借助有效的选用设备，能够提高变电站整个系统的工作稳定性。对于其他装置的校验，应在全部设备确定后，对装置本身的电流以及电压等实施校验，以清楚其能否适应变电站工作标准。
        3.3接线方案分析
        变电站接线方式需具备可靠性、便利性以及经济性。一旦出现局部停电或大规模停电，相关企业会产生各方面的损失，还易影响其他领域行业的正常运行，严重情况下还会出现安全事故。另外，在布线期间，需确保最终呈现的构造较为简单，前期建设以及后续的运维都用突显便利性的特点。同时接线方式需在达到既定技术标准的基础上，提高性价比，缩小占用空间，控制功率消耗。
        3.4勘测设计
        对于电气一次主接地网的现场设计过程而言，其主要的内容是勘测设计。同时，设计人员还要在勘测的同时对电气网络的敷设方案进行设计。对于接地网设计工作而言，由于变电站环境因素较为复杂，同时，不同的地质条件和因素都会给接地网的设计带来一定的阻碍，那么就需要设计人员在施工开展前期对施工环境和地质条件进行分析，才能设计出完美的方案。
        3.5防雷设计
        一般而言，良好的电气一次主接地网存在较强的保护功能，其能够降低变电站遭受雷击的可能性。由于变电站和接地网之间的连接装置存在一定的特殊性，其自身就会极易受到雷电的干扰。对于部分电力企业而言，其会选择采取传统的电压防雷的方式，即在接地网的进线位置设置一些避雷装置，同时在变电站的侧面牵引一条母线，使其能够为避雷装置提供保护。因此，电力企业的技术人员在进行防雷设计时，要将防雷装置的中性点进行有效的规划，同时还要在施工规定的要求内在最合适的区域安装好避雷器，同时在合适的区域设置好独立避雷针（或构架避雷针），使其与主接地网可靠连接，并验算防雷保护范围是否覆盖全站。这样才能增强电气一次主接地网的整体防雷效果，发挥其全部性能优势。
        结束语
        变电站在前期设计期间，应注重线路整体的便捷程度，并考虑投入使用后一旦出现异常情况应如何处理。通过合理调整设计，选用更为合理的接线方案以及电气装置，使相关企业能够平稳运行。
        参考文献：
        [1]万恒.变电站电气一次主接地网的设计论述[J].商品与质量，2016（15）：296-297.
        [2]刘启明.变电站电气一次主接地网的设计[J].通讯世界，2017（8）：34-35.
        [3]罗智昕.变电站电气一次主接地网设计分析[J].电脑迷，2018（35）：122.