探討變電站設(shè)計中存在的關(guān)鍵問題

王瑛喆

摘 要：如今我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，各式各樣的智能家電、智能建筑被開發(fā)出來，人們的用電需求量增加，變電站的設(shè)計也要及時優(yōu)化。本文將結(jié)合變電站設(shè)計的意義，根據(jù)變電站現(xiàn)存問題，提出做好選址工作、提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、主接線設(shè)計、防雷保護等設(shè)計策略，為促進電力行業(yè)的長遠發(fā)展提供參考意見。

關(guān)鍵詞：變電站;變電站設(shè)計;電力企業(yè)

引言：

提高變電站的結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化變電站運行效率，能夠為電力企業(yè)實現(xiàn)安全有效的輸變電工作。當(dāng)下，人們對電能的需求量每日劇增，用電形式也在改變。變電站作為國家電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，應(yīng)盡快優(yōu)化現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計，全面提高自身輸配電質(zhì)量，做好防雷防災(zāi)工作，為用戶提供更全面的電力服務(wù)。

一、變電站工程設(shè)計的重要性

電能作為一種基礎(chǔ)社會資源，是人類生活生產(chǎn)中不可缺少的一部分。根據(jù)我國“十三五”會議指示，在全面建設(shè)小康社會的今天，國家電網(wǎng)的建設(shè)改造工作也在持續(xù)推進。2020年11月，“十四五”指示精神中提到：未來電力行業(yè)發(fā)展側(cè)重人工智能，變電站建設(shè)也要向著智能化方向邁進。在如今社會經(jīng)濟水平快速提高的大環(huán)境下，群眾對電力的需求導(dǎo)致變電站工程項目和土建工程的數(shù)量大量增加。面對結(jié)構(gòu)設(shè)計的需求不斷增長，變電站結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要更加安全可靠才能滿足要求，一旦發(fā)生停電事故將會對經(jīng)濟生產(chǎn)生活帶來不同程度的影響。如何實現(xiàn)故障位置的準(zhǔn)確定位及維修，仍然是目前需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。因此，工作人員需要對當(dāng)前變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題進行詳細分析，找到變電站運行過程中容易出現(xiàn)故障的問題，并采取科學(xué)合理的方法規(guī)避這些風(fēng)險，提高變電站運行的質(zhì)量和穩(wěn)定性，實現(xiàn)電力單位的可持續(xù)發(fā)展。

二、提高變電站設(shè)計可靠性的策略

（一）做好變電站選址工作

如今城市化建設(shè)不斷深入，市內(nèi)建筑數(shù)量不斷增加，土地資源越發(fā)緊張。合理選擇變電站建設(shè)位置，對提升輸變電效率有重要影響。變電站的位置不僅要能符合電力運行標(biāo)準(zhǔn)，同時不能對周圍居民正常生活造成負面影響。因為變電站內(nèi)會安裝很多電力設(shè)備，設(shè)備運行時會出現(xiàn)電流，電路連接也比較復(fù)雜精密，一旦受到外界因素影響，會引發(fā)安全問題。因此，工作人員事先應(yīng)做好實地勘測工作，分析周邊地質(zhì)環(huán)境，了解當(dāng)?shù)爻鞘幸?guī)劃，避免造成土地浪費問題，變電站設(shè)備進出線要滿足電力工程建設(shè)要求。例如：在選擇變電站位置時，要選擇位置高于污染源的地帶。并分析地區(qū)的地勢地貌、溫度濕度、氣候情況、土壤條件等，避開惡劣地區(qū)環(huán)境，包括：洪水、地震、雷電等自然災(zāi)害頻發(fā)位置。同時還要考慮到節(jié)能減排、交通運輸、可持續(xù)發(fā)展性等問題。確保變電站土地建設(shè)工作的順利開展。以免因選址失誤，而造成山體滑坡事故，滑坡出現(xiàn)的滾石對給站內(nèi)電力設(shè)備和各種儀器造成損害，使電力企業(yè)蒙受較大的經(jīng)濟損失。如果變電站需要建設(shè)在特殊地帶，例如：易發(fā)生山洪事故的地區(qū)，變電站就要在海拔較高處選址。因特殊原因必須要在低海拔位置進行建設(shè)，就要對應(yīng)做好防洪。抗洪措施，降低山洪發(fā)生的可能性[1]。

（二）加強站內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

目前，我國很多地區(qū)的變電站都存在結(jié)構(gòu)布局不合理的問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備的種類越來越多，各類精密儀器的使用愈發(fā)頻繁。如果不對變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行合理規(guī)劃，很容易導(dǎo)致設(shè)備相互干擾。例如：防護網(wǎng)和通風(fēng)口安裝不適配，就會影響變電設(shè)備正常運作，增加電網(wǎng)故障風(fēng)險。想要加強變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，首先就要做好基礎(chǔ)地基設(shè)計施工，采用科學(xué)合理的防護技術(shù)，提高地基地安全性。例如：在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)地基存在松動問題，就需要采取墊層技術(shù)對地基進行加固處理。建設(shè)溝槽時，也要合理對管道進行布局調(diào)整。良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計是維系變電站長久、穩(wěn)定運作的基礎(chǔ)。在前期設(shè)計時，技術(shù)人員要充分了解變電站的使用特點、儀器設(shè)備、接線情況。然后科學(xué)調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，確保線路儀器之間不會相互干擾。例如：設(shè)計變電站主控室時，要結(jié)合電纜長度來挑選適宜的基建位置，降低噪音污染的風(fēng)險，實現(xiàn)主控室穩(wěn)定、高效的運作[2]。

（三）混凝土施工技術(shù)要點

混凝土施工也是變電站土建設(shè)計的重要組成部分，一不小心就會出現(xiàn)開裂問題。導(dǎo)致混凝土開裂的原因主要有以下幾點：施工材料質(zhì)量不佳，水泥、骨料的性能不適配。因為水泥是施工的基礎(chǔ)材料，所以施工人員在選擇水泥型號時，要結(jié)合變電站土建要求和設(shè)計方案。合理設(shè)計配料比例，為變電站土建施工提供保障。而且，混凝土工程質(zhì)量很容易受到外界環(huán)境因素的影響，一旦施工環(huán)境溫差過大，混凝土表面也會出現(xiàn)開裂問題。對此，技術(shù)人員除了要做好材料品質(zhì)控制工作，還要提高自身的實操經(jīng)驗，不斷精進自己的技術(shù)，用過硬的專業(yè)技能來提高混凝土工程建設(shè)的安全性。

（四）電氣工程主接線設(shè)計

電氣工程的接線設(shè)計對變電站最終運行效率會造成直接影響，合理的接線設(shè)計能夠促進電氣資源轉(zhuǎn)化。在對主接線進行設(shè)計時，要考慮到電網(wǎng)實際運行情況以及配電結(jié)構(gòu)，結(jié)合變電站長期發(fā)展規(guī)劃，制定出性能最好的方案。變電站內(nèi)的接線系統(tǒng)，主要是為了滿足功率傳送以及電能運行的要求。電源的進線和出線是整個電氣主接線的基礎(chǔ)。主接線設(shè)計方案中，要對設(shè)備參數(shù)進行標(biāo)注，例如：主變壓器的性能、容量、臺數(shù)。包括其他配電設(shè)備的接線方式。確保其能夠滿足主接線的要求。接線方案的設(shè)計要結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏\營情況繪制，輸電材料盡量在同一生產(chǎn)商處采購。前期做好輸電線路線損分析，確保輸電線路質(zhì)量滿足建設(shè)需要。所有電氣設(shè)備在投入使用之前都要經(jīng)過嚴格的數(shù)據(jù)測試，測試結(jié)果滿足要求后，才能進行后續(xù)操作。

（五）變電站防雷保護方案

無論是日常生活還是企業(yè)生產(chǎn)，電能都是不能缺少的重要資源，保障輸變電的穩(wěn)定性，是提高區(qū)域用電質(zhì)量的必然選擇。雷電作為一種自然災(zāi)害，會對變電站的正常運行造成負面影響。從變電站實際運行情況來看，一旦變電設(shè)備遭受雷擊，線路防護層受損，線路局部電壓驟然增加，電路荷載超過電壓限制標(biāo)準(zhǔn)，電氣設(shè)備的使用壽命會大大縮短。因此，對變電站采取必要的防雷保護設(shè)計，是降低雷擊風(fēng)險，維護設(shè)備正常運行的必然選擇。因為雷電通常不會直擊設(shè)備，而是順著電源進入系統(tǒng)，進而引起通信儀器電路的過電壓。對此，可以在串行通信口處作用電位差，從而實現(xiàn)低壓電源的防雷處理。目前，變電站常用對防雷設(shè)計就是在容易出現(xiàn)雷擊的位置鋪設(shè)防雷層或電力導(dǎo)線。針對直擊雷問題，可采取硬件設(shè)備，例如：防雷針、避雷網(wǎng)、防雷器等等。另外，還可以設(shè)計防雷接地裝置，這樣能有效降低雷擊對電氣設(shè)備的直接傷害，裝置設(shè)計時，應(yīng)保持接地范圍大于20M，電纜間距大于2M，在雷擊概率較大的位置設(shè)置SPD系統(tǒng)，分流處理電流。除此之外，科學(xué)技術(shù)的不斷更新，也給變電站防雷工作帶來了新的可能性，例如：能夠自動檢測微歐表的具體框架、電纜屏蔽層以及機柜，其能夠根據(jù)檢測結(jié)果自動啟用備用變電系統(tǒng)，從而對雷電所致?lián)p失情況有效控制[3]。

結(jié)論：綜上所述，當(dāng)前我國城市化建設(shè)不斷深入，居民的用電量增加，用電形式也變得更加多元化。這也給變電站的荷載提出了更多要求。當(dāng)前變電站的設(shè)計不僅要提升供電效率，同時還要考慮城市用地面積緊張及電磁輻射污染等問題。變電站作為我國電力生產(chǎn)的重要組成部分，應(yīng)積極采取新技術(shù)來優(yōu)化站內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

參考文獻：

[1]胡明會，王彩麗，梁建濤，等.新一代智慧變電站冗余測控裝置自動測試系統(tǒng)方案設(shè)計[J].自動化與儀表，2021，36（05）：6-10+31.

[2]馬全福，閆敬東，康亞麗，等.基于VR技術(shù)的智能變電站混合巡檢培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計[J].信息技術(shù)，2021（04）：64-68+74.

[3]婁德章，王浩，王功臣，等.基于相關(guān)系數(shù)的變電站直流綜合告警信號設(shè)計與實現(xiàn)[J].電工技術(shù)，2021（08）：124-126.