王飞飞
南京禹能电力工程咨询有限公司 江苏南京 210000
摘要：变电站是电力系统负责电压、电流转换、接受和分配电能的作用。变电站电气一次设备是负生产、输送、分配和使用电能的设备，电气一次设备关系到变电站的正常运行。受到变电站运行环境的影响，电气一次主接地网往往无法达到预先设计的要求，影响到变电站正常运行和供电质量。本文首先分析了变电站电气一次主接地网设计原则，根据变电站电气一次设备的运行要求，探讨了变电站电气一次主接地网设计需要从变电站勘探设计、主接地网接地线设计、防雷设计、技术设计等几个方面进行考虑，提高变电站电气一次设备运行可靠性。
关键词：变电站；电气一次；主接地网设计
引言：
变电站作为电力系统重要的组成部分，随着国家电网的快速发展，变电站建设规模不断增长。变压器、隔离开关、电容器、断路器等一次设备作为变电站重要的组成部分，直接影响到变电站运行的安全性、可靠性、灵活性和经济性。如果电气一次设备主接地网设计不合理，可能影响到变电站的线损率、运行负荷、供电质量，甚至引起电力安全事故，威胁到人民群众生命财产安全。变电站电气一次主接线地网设计必须结合到变电站运行负荷、装机容量、供电范围、出线回路、主变压器的数量和容量等因素进行考虑。因此，变电站电气一次设计人员必须根据变电站的实际情况，做好电气一次主接线地网的设计，才能确保变电站的正常有序运行。
1.变电站电气一次主接地网设计原则
变电站电气一次主接地网设计时必须满足变电站的正常、检修、扩容改造等要求，确保在电气一次设备发生过电压、过电流的时候，电气设备依然可以正常运行，以免影响到变电站的正常供电。基于变电站电气一次设备的特点和运行要求，变电站电气一次主接地网设计时必须遵循经济性、灵活性、可靠性和安全性原则。
1.1经济性
变电站建设投资规模大、回报周期长，在建设过程中，必须考虑到投资成本。因此变电站电气一次主接地网设计必须遵循经济性原则，最大限度降低变电站电气一次设备的设计成本，根据变电站电气一次设备的运行要求，选择性价比比较高的电气设备，从而达到降低成本。在设计过程时，设计人员还要减少主接地网的占地面积，根据变电站的实际情况，选择电气一次主接地网的接线方案，减少土地面积。
1.2灵活性
随着电网事业的发展，我国电网逐渐向智能电网发展，变电站在发展过程中，可能面临更新、改造升级的要求，需要进一步扩展变电站的规模和容量。电气一次主接地网在设计的时候，需要按照灵活性原则进行设计，满足变电站的扩容、改造、调度、检修等需求。电气一次主接地网设计的扩容改时，可以在初期建设的基础上扩建，不需要重新建设；改造灵活性要求电气一次主接地网设计可以在原有的基础上进行改造，降低改造成本；调度灵活性是在满足变电站运行要求，可以便于调度人员灵活操作，快速切换继电器、无功补偿装置，满足变电站运行要求；检修灵活性指变电站电气一次主接地网可以满足变电站检修工作要求，系统出现故障时，可以快速隔离故障线路，防止故障进一步蔓延，确保变电站的安全有序运行[1]。
1.3可靠性
电能质量和效率直接影响到国民经济正常的生产和人民群众的正常生活，如果电能质量不稳定，则可能导致过电流、过电压，造成电力系统故障。变电站电气一次主接地网可靠性要求变电站在生产、分配、变换电能时保持电力的稳定性和可靠性。在设计时，需要考虑到变电站电气一次设备停止运行的概率、电气一次设备状态检修是否影响到正常供电，发生停电故障的时间是否可以满足居民用电需求。
2.变电站电气一次主接地网设计要点
2.1主接地网勘测设计
变电站电气一次主接地网设计前，必须做好变电站现场的勘测。由于变电站一般远离城市，在郊区或者山区，地质构造复杂、自然环境多变，给一次主接地网的设计带来一定的影响。因此，变电站电气一次主接地网设计时，设计人员首先要对现场施工环境和地质构造进行分析，由于一次主接地网安装在地下，不同土壤的电阻率不同，影响到接地网的电阻率分配。通过电气一次主接地网勘测，可以了解地质构造、土壤电阻率，降低土壤电阻率对主接地网的影响程度，为后期一次主接地网的运行创造有利的条件。
2.2电气一次主接地网接地线设计
接地线作为电气一次主接地网的重要组成部分，接地线设计直接关系到接地网的运行效率。电气一次主接地网设计时，需要做好主接地网地线设计，根据变电站的实际情况和电气一次主接地网的概况，选择质量可靠的主接地线，主接地线的线径按照国家相关技术标准，根据设备电流选择额定电流对应的横截面积。其次，主接地线在设计时，还要考虑到各种干扰因素，优化主接地线的布置形式，让主接地线符合主接地网运行要求[2]。
2.3电气一次主接地网技术设计
电气一次主接地网主要是保护变电站的建筑物和电气设备，避免雷击或者三相接地故障造成的电力故障。电气一次主接地网技术设计关系到变电站安全可靠运行，在设计过程中，设计人员必须充分考虑到主接地网的各种设备性质、特点，提高变电站电气一次主接地网设计质量。其次，合理选择电气一次主接地网各项参数，确保接地线直径、导线的横截面积、重量、弹性模量、线膨胀系数、直流电阻各项参数，确保各项参数满足变电站一次电气主接地线设计要求。参数数值还要根据变电站的等级进行优化，选择合适的接地方式，确保接地方式满足变电站防雷接地技术要求和标准。
2.4电气一次主接地网防雷设计
雷电发生时，瞬时释放大量的电流，这些电流如果通过建筑物进入到电气设备，可能直接造成建筑物和电气设备起火，破坏电气设备。因此，防雷设计是电气一次主接地网设计的重点内容，是确保变电站安全、可靠运行的关键。在设计时，根据变电站的建筑结构和平面布局、电气设备的安装位置，选择合适防雷装置和防雷装置，采用中性点不接地的接地形式。建筑物和电气设备可以选择避雷器，避雷器一端需要和被保护设备连接在一起，另外一端与接地装置连接在一起，发生雷电时，避雷器可以将雷电引入到接地装置，通过接地装置和引线引入到地面，避免雷电击穿设备和建筑物，造成安全事故[3]。同时，还要做好电气一次设备的屏蔽措施，消除电磁场对变电站工作人员和设备的影响，提高电气设备的可靠性。
结束语：
变电站电气一次主接地网设计的时候，需要遵循灵敏性、可靠性、经济性原则，确保电气一次主接地网设计符合变电站扩容改建需求。变电站电气一次主接地网设计师在设计时还要做好勘测设计，综合勘测结果，考虑到变电站的装机容量、运行环境，选择合适的接地方式，接地技术，确保变电站的运行可靠性。
参考文献：
[1]徐洋. 变电站电气一次主接地网的设计探究[J]. 电力系统装备,2021(1):95-96.
[2]陈颖. 变电站电气一次主接地网的设计探究[J]. 商品与质量,2021(4):349-349.
[3]潘天添. 变电站电气一次主接地网的设计思路[J]. 建筑工程技术与设计,2020(16):3880-3880.