探讨变电站设计中存在的关键问题

王瑛喆

摘 要：如今我国社会经济发展速度不断加快，各式各样的智能家电、智能建筑被开发出来，人们的用电需求量增加，变电站的设计也要及时优化。本文将结合变电站设计的意义，根据变电站现存问题，提出做好选址工作、提高结构稳定性、主接线设计、防雷保护等设计策略，为促进电力行业的长远发展提供参考意见。

关键词：变电站;变电站设计;电力企业

引言：

提高变电站的结构设计，优化变电站运行效率，能够为电力企业实现安全有效的输变电工作。当下，人们对电能的需求量每日剧增，用电形式也在改变。变电站作为国家电网系统中的重要组成部分，应尽快优化现有结构设计，全面提高自身输配电质量，做好防雷防灾工作，为用户提供更全面的电力服务。

一、变电站工程设计的重要性

电能作为一种基础社会资源，是人类生活生产中不可缺少的一部分。根据我国“十三五”会议指示，在全面建设小康社会的今天，国家电网的建设改造工作也在持续推进。2020年11月，“十四五”指示精神中提到：未来电力行业发展侧重人工智能，变电站建设也要向着智能化方向迈进。在如今社会经济水平快速提高的大环境下，群众对电力的需求导致变电站工程项目和土建工程的数量大量增加。面对结构设计的需求不断增长，变电站结构的设计需要更加安全可靠才能满足要求，一旦发生停电事故将会对经济生产生活带来不同程度的影响。如何实现故障位置的准确定位及维修，仍然是目前需要解决的关键技术。因此，工作人员需要对当前变电站结构设计中存在的问题进行详细分析，找到变电站运行过程中容易出现故障的问题，并采取科学合理的方法规避这些风险，提高变电站运行的质量和稳定性，实现电力单位的可持续发展。

二、提高变电站设计可靠性的策略

（一）做好变电站选址工作

如今城市化建设不断深入，市内建筑数量不断增加，土地资源越发紧张。合理选择变电站建设位置，对提升输变电效率有重要影响。变电站的位置不仅要能符合电力运行标准，同时不能对周围居民正常生活造成负面影响。因为变电站内会安装很多电力设备，设备运行时会出现电流，电路连接也比较复杂精密，一旦受到外界因素影响，会引发安全问题。因此，工作人员事先应做好实地勘测工作，分析周边地质环境，了解当地城市规划，避免造成土地浪费问题，变电站设备进出线要满足电力工程建设要求。例如：在选择变电站位置时，要选择位置高于污染源的地带。并分析地区的地势地貌、温度湿度、气候情况、土壤条件等，避开恶劣地区环境，包括：洪水、地震、雷电等自然灾害频发位置。同时还要考虑到节能减排、交通运输、可持续发展性等问题。确保变电站土地建设工作的顺利开展。以免因选址失误，而造成山体滑坡事故，滑坡出现的滚石对给站内电力设备和各种仪器造成损害，使电力企业蒙受较大的经济损失。如果变电站需要建设在特殊地带，例如：易发生山洪事故的地区，变电站就要在海拔较高处选址。因特殊原因必须要在低海拔位置进行建设，就要对应做好防洪。抗洪措施，降低山洪发生的可能性[1]。

（二）加强站内结构稳定性

目前，我国很多地区的变电站都存在结构布局不合理的问题。随着科学技术的发展，电气设备的种类越来越多，各类精密仪器的使用愈发频繁。如果不对变电站内部结构进行合理规划，很容易导致设备相互干扰。例如：防护网和通风口安装不适配，就会影响变电设备正常运作，增加电网故障风险。想要加强变电站内部结构的稳定性，首先就要做好基础地基设计施工，采用科学合理的防护技术，提高地基地安全性。例如：在施工过程中，如果发现地基存在松动问题，就需要采取垫层技术对地基进行加固处理。建设沟槽时，也要合理对管道进行布局调整。良好的结构设计是维系变电站长久、稳定运作的基础。在前期设计时，技术人员要充分了解变电站的使用特点、仪器设备、接线情况。然后科学调整整体结构，确保线路仪器之间不会相互干扰。例如：设计变电站主控室时，要结合电缆长度来挑选适宜的基建位置，降低噪音污染的风险，实现主控室稳定、高效的运作[2]。

（三）混凝土施工技术要点

混凝土施工也是变电站土建设计的重要组成部分，一不小心就会出现开裂问题。导致混凝土开裂的原因主要有以下几点：施工材料质量不佳，水泥、骨料的性能不适配。因为水泥是施工的基础材料，所以施工人员在选择水泥型号时，要结合变电站土建要求和设计方案。合理设计配料比例，为变电站土建施工提供保障。而且，混凝土工程质量很容易受到外界環境因素的影响，一旦施工环境温差过大，混凝土表面也会出现开裂问题。对此，技术人员除了要做好材料品质控制工作，还要提高自身的实操经验，不断精进自己的技术，用过硬的专业技能来提高混凝土工程建设的安全性。

（四）电气工程主接线设计

电气工程的接线设计对变电站最终运行效率会造成直接影响，合理的接线设计能够促进电气资源转化。在对主接线进行设计时，要考虑到电网实际运行情况以及配电结构，结合变电站长期发展规划，制定出性能最好的方案。变电站内的接线系统，主要是为了满足功率传送以及电能运行的要求。电源的进线和出线是整个电气主接线的基础。主接线设计方案中，要对设备参数进行标注，例如：主变压器的性能、容量、台数。包括其他配电设备的接线方式。确保其能够满足主接线的要求。接线方案的设计要结合当地电力运营情况绘制，输电材料尽量在同一生产商处采购。前期做好输电线路线损分析，确保输电线路质量满足建设需要。所有电气设备在投入使用之前都要经过严格的数据测试，测试结果满足要求后，才能进行后续操作。

（五）变电站防雷保护方案

无论是日常生活还是企业生产，电能都是不能缺少的重要资源，保障输变电的稳定性，是提高区域用电质量的必然选择。雷电作为一种自然灾害，会对变电站的正常运行造成负面影响。从变电站实际运行情况来看，一旦变电设备遭受雷击，线路防护层受损，线路局部电压骤然增加，电路荷载超过电压限制标准，电气设备的使用寿命会大大缩短。因此，对变电站采取必要的防雷保护设计，是降低雷击风险，维护设备正常运行的必然选择。因为雷电通常不会直击设备，而是顺着电源进入系统，进而引起通信仪器电路的过电压。对此，可以在串行通信口处作用电位差，从而实现低压电源的防雷处理。目前，变电站常用对防雷设计就是在容易出现雷击的位置铺设防雷层或电力导线。针对直击雷问题，可采取硬件设备，例如：防雷针、避雷网、防雷器等等。另外，还可以设计防雷接地装置，这样能有效降低雷击对电气设备的直接伤害，装置设计时，应保持接地范围大于20M，电缆间距大于2M，在雷击概率较大的位置设置SPD系统，分流处理电流。除此之外，科学技术的不断更新，也给变电站防雷工作带来了新的可能性，例如：能够自动检测微欧表的具体框架、电缆屏蔽层以及机柜，其能够根据检测结果自动启用备用变电系统，从而对雷电所致损失情况有效控制[3]。

结论：综上所述，当前我国城市化建设不断深入，居民的用电量增加，用电形式也变得更加多元化。这也给变电站的荷载提出了更多要求。当前变电站的设计不仅要提升供电效率，同时还要考虑城市用地面积紧张及电磁辐射污染等问题。变电站作为我国电力生产的重要组成部分，应积极采取新技术来优化站内的结构。

参考文献：

[1]胡明会，王彩丽，梁建涛，等.新一代智慧变电站冗余测控装置自动测试系统方案设计[J].自动化与仪表，2021，36（05）：6-10+31.

[2]马全福，闫敬东，康亚丽，等.基于VR技术的智能变电站混合巡检培训系统设计[J].信息技术，2021（04）：64-68+74.

[3]娄德章，王浩，王功臣，等.基于相关系数的变电站直流综合告警信号设计与实现[J].电工技术，2021（08）：124-126.