郭昊 張召

目前，變電站電氣一次設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括變壓器、發(fā)電機(jī)、隔離開關(guān)、斷路器，輸電線路和電力電纜等設(shè)備。配電，輸電、發(fā)電的過程中是依靠電氣一次設(shè)備之間的相互連接構(gòu)成的。隨著電力市場(chǎng)的改革發(fā)展，發(fā)電企業(yè)對(duì)于電氣一次設(shè)備的性能、安全性和穩(wěn)定性以及施工的安全和質(zhì)量等各方面的要求也越來越高。針對(duì)現(xiàn)狀和發(fā)展的形勢(shì)，從變電站電氣一次設(shè)計(jì)方面的質(zhì)量進(jìn)行探討。從防患于未然的角度來對(duì)變電站的電氣一次設(shè)計(jì)及設(shè)備的維護(hù)、檢修進(jìn)行探討，致力于尋求一條能擺脫過于被動(dòng)的、安全隱患較多和質(zhì)量控制不足的設(shè)計(jì)方式，從而提高設(shè)備的可靠性和安全性，以便更好的提高變電站電氣一次設(shè)計(jì)的效益和經(jīng)濟(jì)性，提高使用的效益和質(zhì)量。

1做好變電站電氣一次設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

可行性研究是基本建設(shè)程序中為項(xiàng)目核準(zhǔn)提供技術(shù)依據(jù)的一個(gè)重要階段。為滿足輸變電工程核準(zhǔn)要求，在工程前期工作中，一定要根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定，結(jié)合輸變電工程特點(diǎn)，編制出符合規(guī)程、規(guī)范要求，滿足可達(dá)到深度要求的設(shè)計(jì)成品。變電站可行性研究必須貫徹國(guó)家的技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)政策，執(zhí)行各專業(yè)的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程和規(guī)定，推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型電網(wǎng)建設(shè)，推廣應(yīng)用通用設(shè)計(jì)、通用設(shè)備，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。同時(shí)，在變電站前期工程設(shè)計(jì)中必須完整、準(zhǔn)確、充分地掌握設(shè)計(jì)原始資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。具體而言，應(yīng)首先掌握下列基礎(chǔ)資料：變電站站址位置、站址的地震烈度、環(huán)境污穢等級(jí)、出線走廊情況、變電站周圍道路狀況、變電站地質(zhì)情況等。在進(jìn)行變電站前期工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)明確，依據(jù)性文件可靠，設(shè)計(jì)原則明確，符合國(guó)家的發(fā)展方針，貫徹兩型一化設(shè)計(jì)原則，符合規(guī)程、規(guī)范要求，全面考慮本期與遠(yuǎn)期規(guī)模，合理規(guī)劃，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較為先進(jìn)合理。

2電氣主接線設(shè)計(jì)

變電站電氣部分的主體就是電氣主接線設(shè)計(jì)，它對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性起著直接的影響作用，并且對(duì)擬定電氣設(shè)備的選擇、繼電保護(hù)、配電裝置布置、自動(dòng)裝置和控制方式都有著十分重要的影響。在變電站改建過程中，對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能的保證其可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，做到經(jīng)濟(jì)合理。可靠性是電氣主接線的基本要求，即要求電氣主接線的設(shè)計(jì)不僅要能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并且要能靈活的在各種運(yùn)行方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

3合理選擇電氣設(shè)備

在系統(tǒng)主接線、負(fù)荷計(jì)算和短路電流計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電氣設(shè)備選擇，在選擇時(shí)遵守了以下幾項(xiàng)原則：(1)按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定值。(2)按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定。(3)檢驗(yàn)安裝地點(diǎn)的三相短路條件并校驗(yàn)開關(guān)電器的斷流能力。(4)根據(jù)安裝地點(diǎn)、工作環(huán)境、使用要求及供貨條件來選擇電氣設(shè)備的適當(dāng)形式。在此基礎(chǔ)上，要確定主變壓器臺(tái)數(shù)。城網(wǎng)變電站中一般配有2臺(tái)或多臺(tái)主變壓器，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，可以將其負(fù)荷自動(dòng)轉(zhuǎn)移至正常運(yùn)行的變壓器。對(duì)于一座變電站，在滿足相同的供電能力和供電可靠性的前提下，安裝兩臺(tái)或三臺(tái)變壓器哪個(gè)方案更合理，如何選擇合適的主變壓器臺(tái)數(shù)，需要根據(jù)城醫(yī)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)及運(yùn)行方式等條件，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面考慮以下幾個(gè)因素：(1)主變總?cè)萘吭诳傌?fù)荷不變的前提下，停一臺(tái)主變壓器時(shí)，要求仍具有相同的供電能力。(2)變壓器制造容量限制。(3)占地面積城網(wǎng)變電站位于市內(nèi)，節(jié)約占地具有十分重要的意義，顯然安裝三臺(tái)變壓器比安裝兩臺(tái)變壓器要多占地。

4接地技術(shù)

為了保證電氣設(shè)備的正常工作或防止人身觸電。而將電氣設(shè)備的某部分與地面做良好的電氣連接，稱為接地。接地的目的有以下幾個(gè)：防止人觸電。防止電氣設(shè)備的機(jī)械性損壞，防止火災(zāi)及爆炸。電氣設(shè)備正常工作接地裝置由接地體和接地線兩部分組成。接地線通常采用扁鋼或圓鋼，接地體通常采用角鋼，將端部削尖，打入地中。接地體有自然接地體和人工接地體，一般采用自然接地體。接地體圍繞變電所周圍敷設(shè)。高壓配電室和低壓配電室分別有兩處和接地體連接。變壓器室有一處和接地體連接，另外，高壓配電室、低壓配電室和變壓器室在室內(nèi)用扁鋼聯(lián)成一體。高壓開關(guān)柜、補(bǔ)償電容器和低壓配電屏的外殼與底座角鐵用螺絲牢固連接，外引接地線和變電所內(nèi)各接地裝置的接地聯(lián)絡(luò)線和底座角鐵連接，變壓器的工作接地由中性點(diǎn)引下。接地電阻計(jì)算按滿足高壓小接地系統(tǒng)的保護(hù)接地和低壓電氣設(shè)備的保護(hù)接地、工作接地電阻計(jì)算。

5防雷設(shè)計(jì)

(1)直擊雷保護(hù)：變電站配電裝置為全戶內(nèi)布置，采用屋頂避雷帶防直擊雷。屋頂避雷帶采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼，并用60mm×8ram熱鍍鋅扁鋼引下與主接地網(wǎng)可靠連接。(2)過電壓保護(hù)：為防止線路侵入的雷電波過電壓，在110kV進(jìn)線及10kV每段母線上分別安裝避雷器。主變壓器10kV側(cè)引出線利用母線避雷器來保護(hù)過電壓。為保護(hù)主變壓器中性點(diǎn)絕緣，在主變壓器110kV中性點(diǎn)裝設(shè)一臺(tái)避雷器及放電間隙。(3)接地：接地方式以水平接地體為主，輔以垂直接地極，主接地網(wǎng)采用6ram×6ram鍍鋅扁鋼，垂直接地極采用50mm×50mm×2500mm鍍鋅角鋼，設(shè)備引下線選用60mm×8mm鍍鋅扁鋼。布置盡量利用配電樓以外的空地，深埋接地極。變電站主接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)不大于0.5Ω。經(jīng)常出入的大門處設(shè)置與主接地網(wǎng)相連接的均壓帶。二次設(shè)備室接地采用銅排，10RV配電裝置柜內(nèi)接地也采用銅排。GIS設(shè)備接地采用50ram×5mm銅排。

6照明設(shè)計(jì)

照明范圍包括；內(nèi)、外廠房；內(nèi)、外開關(guān)站；內(nèi)、外機(jī)房等幾個(gè)部分。每個(gè)部分均設(shè)置工作照明和事故照明兩個(gè)系統(tǒng)。工作照明按照各工作面的標(biāo)準(zhǔn)照度進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)工作照明發(fā)生故障而中斷時(shí)，為保證運(yùn)行人員繼續(xù)工作或安全疏散，廠內(nèi)重要工作場(chǎng)所、主要疏散通道、安全出口和樓梯間均設(shè)置事故照明。平時(shí)事故照明由工作照明電源供電，一旦工作照明電源消失，自動(dòng)裝置將迅速把事故照明切換到直流電源。室外照明采用集中并分組控制，室外照明配電箱內(nèi)裝設(shè)聲、光控系統(tǒng)，以節(jié)約用電。照明燈具選用光通量大，壽命長(zhǎng)的氣體放電燈以及減光系數(shù)小的新型輕巧的燈具。除中控室采用塑料絕緣導(dǎo)線穿難燃PVC塑料管暗敷外，其他均為明線敷設(shè)，室外照明線路采用電纜穿熱鍍鋅鋼管敷設(shè)比較好。

綜上所述，變電站電氣一次設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性是衡量變電站質(zhì)量的重要參數(shù)。在滿足規(guī)范性要求的前提下，設(shè)計(jì)人員要在進(jìn)行方案確立和設(shè)備選型時(shí)，考慮設(shè)計(jì)成果在實(shí)際工況條件下的適用性和合理性，同時(shí)也需考慮為業(yè)主節(jié)省建設(shè)資金和方便設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)。此外，設(shè)計(jì)時(shí)要預(yù)估施工中有可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，盡量降低并提出安全措施，在有可能造成停電的改、擴(kuò)建工程中，要提出合理化的施工建議以減少停電損失。