郭昊 李明
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摘要：城市变电站电气一次设计主要是主变压器的设计、主接线的设计、配电装置的设计等，本文就从变电站电气一次设计的设计要点的角度出发，对城市变电站电气一次设计的研究进行简单的探讨。
关键词：城市变电站；一次设计；智能设计
电力与人们的生活联系十分密切，在现在这样一个经济快速发展的大环境，电力产业成为了人们关注的重点产业。为了保证变电站电力服务质量水平，满足人们日益增长的电力需求，电力企业就应该对变电站电气一次设计引起足够的重视，对电气一次设计现状进行全面分析，及时发现问题，解决问题。
一、我国变电站电气一次设计的现状
我国工业起步晚，虽然现阶段已经基本完成工业化建设，但仍然存在很多的问题，影响工业建设的发展。在电力企业中的变电站电气一次设计的问题上，有很多不合理的问题，比如说没有全面外部环境因，导致电力设备受环境因素的影响，导致运行状态和使用寿命受到影响；在比如说主线路和设计线路的不合理，导致线路在维修过程中增加了很大的难度。随着我国的用电需求越来越大，对于电力系统的要求也越来越高，尤其是变电站的设备，需要技术进行更换。
二、变电站电气一次设计的设计要点
（一）电气平面布置要点
关于变电站电气平面设计，需要根据现场的实际情况，再结合现场的各方面影响因素，制定出科学合理的方案，进行初步的电站电气设计，并给出初步的总体设计布置方案。变电站的初步设计中，需要考虑多方面的因素，并制定针对性的预案，为后续电气设备的选择提供必要的依据。比如说，变电站的电气需要穿过两户人家，那么就需要根据实际的情况进行拆除，如果是框架结构，直接打开即可，如果是承重墙，那么可以适当打开一扇门，并加以横梁设计。
（二）主变压器的设计
主变电器可以说是变电站工作运行最重要电气设备之一，直接影响变压器的稳定运行和变电站的稳定运行。因此在主变压器的设计上，需要给与足够的重视，具体可以从以下几个方面进行：一是主变压器设计台数，变压器的使用台数要根据实际的需求进行设计，一般来说，由于变电站一级负荷比较多，所以通常安装两台或者两台以上的主变压器，来实现变电站的电压符合分流。而且这样的好处还在于如果一台变压器发生故障，还有其他的变压器在进行工作，能够保证变电站稳定运行的同时，还能够给维修人员足够的时间进行维修。在设计的过程中需要注意的一点，变压器的台数要能够匹配变电站的负荷量；二是需要考虑社会的发展，随着我国科技和经济的不断发展，社会的用电量越来越大，电力系统的设备更新换代也越来越快，这样才能满足社会的需求。因此，在主变电器的设计上，还是要考虑我国未来10年或者20年的用电需求变化，预估主变电器需要的容量和台数。
（三）主接线的设计
主接线在设计上必须要保证使用后的安全性和可靠性、扩展性和灵活性几个特点，因此在设计上可以从以下几个方面着手：一是内桥接线设计，内桥接线的设计主要是在主变电器的线路上接入两路，这样一来，变压器和主接线的高压侧距离比较近，如果出现单一线路故障，不会对整个线路的运行造成大的影响。只有主变电器发生故障，才会对整条线路的运行造成影响。
因为内桥接线设计检修方面，所以在目前变电站的设计中应用比较广泛；二是单母线断路接线，这种接线方式亮点是分段设计，将变压器线路分成若干段，一段线路出现问题，不会影响整条线路的运行。这种接线方式主要用于既有转移功率任务还要承担受电功能的城网变电站，这种方式是通过一主一备两路电源接入电网的，灵活性高，安全系数强，主电源如果发生故障，备用线路会立刻接入，维持变电站的安全运行；三是双母线接线的设计，双母线接线设计的特点是变压器的线路和断路器以及隔离开关是用两条母线连接的，这种接线方式在检修的过程中应用比较广泛；四是线路一变压器组接线设计，这种接线方式只能用于受电，不能进行功率转换，是特点功能的变电站下比较常见，其优点是接线简单，成本投入少，在电源故障出现后能够及时符合转换，恢复供电。
（四）配电装置的设计
配电装置的设计主要是为了解决变电站规模过大的问题，确保变电站功能完善的同时，周边的建筑设施不会受到影响。因此，为了科学合理地进行配电装置的设计，可以进行以下几点：在配电装置的方式选择上，可以选择三相共箱的结构，结构母线以户外中型结构管作为代替。这种布置方式会使两条母线分别布置在配垂直关口的开关和单断口旋转型开关处，极大地压缩了线路设计的空间和面积。而三相共箱式的布置方式，能够联动变电站各部，使局部不会影响整体；二是利用COMPASS组合电器的方式降低变电站设备联络点保证设备运行可靠性的同时，隔断断路器和隔离开关，减少断路器合闸出现负荷故障的几率；三是经济性，在设计的过程中要充分考虑电气设备的匹配性和经济性，电网系统采取性能优良的设备，其他的采取普通设备即可。
三、一次智能设备的实现方式
（一）智能设备的开发
智能设备的开发阶段在智能变电站技术指南中有所描述：1）.独立操作的高压设备和外部智能组件；2）.高压设备再加上其所包括的检测状态、单元的嵌入式智能组件，以及一个或多个外部智能组件；3）.高压设备加内置智能组件。智能设备可以独立运行在高压设备和外部智能组件之下，因此智能组件可以间隔安装在控制柜中，并且可以同一智能组件的设计在同一间隔内由不同的高压设备共享允许。智能设备由带有嵌入式智能组件的高压设备供电。这已经在低压智能开关中实现。测量和保护都是集成在开关体上的插件，可以自由选择。但是如果要在高压设备上实施，目前研究阶段的技术性的难度非常大。
（二）智能单元设计
智能单元主要由以下几个部分主成：继电保护和记录：根据变压器数据，继电器的保护性计算，故障选相和测距，继电器的保护性自整定（自整定或者保护模式的切换选择等）和记录。状态监测主要是指在提取设备对电力绝缘状态、运行状态、机械状态和电气状态等各种表征状态量的信息后，然后分析得出诊断结果，还可以判断设备的当前工作状态，再然后依据设备的工作状态进行相对应的操作。到当前状态（停止维护，调整操作模式等）并发布信息，将表征数据上传到站控制层监视主机的状态。设备记录主要包括存储设备型号、参数、历史操作、历史故障、维护历史和使用时间等信息。测量和测量功能集成在一个单元中，依据变压器和传感器的采样数据进行实时电量和开关数量的测量，电能的测量和有功/无功潮流的计算。智能操作主要包括本机将能够接收监控单元和并且能够保护单元，还可以提供的操作指令以及上层控制命令。
结束语：
变电站是整个电力系统的重要组成部分，必须要认识到变电站电气一次设计的重要性，只有将电气一次设计工作做好，保证电气设备运行质量安全，才能提高供电质量，满足人们的用电需求。
参考文献：
[1]刘芳.变电站电气一次设计现状及改善对策[J].山东工业技术,2017,(23):165.
[2]李文生.变电站电气一次设计现状及改善对策[J].区域治理,2017,(9):130,152.