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摘要：在我国社会经济迅猛发展的推动下，电力产业逐渐成为热点产业，并被人们高度关注，这就使得变电站电气一次设计存在的问题不断显露。为了提高变电站的服务质量，电力企业必须重视变电站电气的一次设计。由此可见，详细研究变电站电气一次设计现状及改善对策是非常必要的，它能够在一定程度上提高变电站的服务质量，从而满足人们的用电需求。
关键词：变电站;电气一次设计;现状;改善策略
一、变电站电气一次设计的现状及基本要求
1.1 变电站电气一次设计的现状
对于变电站电气一次设计存在的问题，比如设计人员素质水平参差不齐，哪怕对于同一建筑规模的变电站的理解都有不统一的情况，这主要体现了变电站的复杂性，比如变电站的地形地势、布置形式、与周围相关建筑物以及电气设备的安装环境等，都会对电力设计产生一定的影响，使每个人对于同一设计任务产生偏差理解。
1.2 变电站电气一次设计的基本要求
在进行变电站电气一次设计的过程中，要按照一定的基本要求，其中主要包括以下幾个方面：①在对变电站内设备间进行连接时，为了保证变电站能够进行安全稳定的运行，要使用可靠的并符合标准的接线方式;②电力设计单位对变电站进行电气一次设计的过程中，为了有效保证后期负荷发展裕量需求，根据相关区域的电力需求，电力设计单位需要进行相应的水平年设计并尽量保证容量在5年内的可持续性;③在设计变电站结构时，电力企业需要选择具有较好综合性能的电气机械，从而保证实现经济效益的最大化;④电力企业在对变电站的内部进行相关电气设计时，为了保证变电站不出现相应的问题，需要对电力体系的自动化发展进行重视。
二、电气设备选择的相关问题
2.1电气设备选择的问题
变电站由非常多的电气设备组成，那么在选择这些设备的时候，要特别重视短路电流计算等相关问题，对不同的电流需要进行不一样的验算。目的在于增加设备的操作灵活性，使用稳定性，以及经济性能等，关系到电力企业长远发展的关键点。如果电流计算不准确，那么设备使用过程中很容易出现短路故障，造成设备损毁甚至火灾等危险。对机器设备的使用寿命有着极大的威胁，对整个电力系统的安全运行十分不利。所以一定要全方面的考虑相关影响因素，增加设备的使用效率，给企业带来长远的经济效益和社会效益。
2.2设计主接线不科学
变电站设计的原则就是秉着可靠性，稳定性，安全性为本的原则。整个电力系统的线路组成复杂，造价昂贵，有着很高的成本支出，这对城市的发展有着积极作用，所以在进行设计工作的时候，把城市发展作为首要因素，以可靠安全为基础，合理的利用空间，以免后期出现问题。但是系统维护方面的技术还不够成熟，导致很多复杂的线路维护起来难度很大，影响了变电站电气一次的发展。
2.3变压器的选择问题
变电站整个电力系统的核心部位就是变压器，它是电力系统的心脏，起着至关重要的作用。一旦发生故障或者出现运行不稳定等问题，意味着整个供电系统都会发生故障。所以在选择和规划城市用电和发电时，一定要注意变压器的选择。变压器选择的科学合理，不仅能够节约能耗，还能提高变电站的利用率。在进行变电站电气一次设计进行时，就要先参考当地城市的用电特点以及持续性的用电有何变化。最终对变压器的参数进行设计和选择以确定变压器的选择。
三、变电站电气一次设计改善措施
3.1全面落实一次设计前期准备工作
在变电站电气一次设计时，其前期准备工作十分重要，关系着后续工作是否可以顺利进行。因此，在变电站正式施工前，需要进行系统全面的分析，将前期准备工作做好，对国家有关变电站电气一次设计的规定有一个了解，并以此为参考，结合变电站的实际情况进行电气一次设计，这样，才能从根本上保证电气一次设计的科学、规范合理性。同时，变电站一次设计还要着眼未来，并综合各类文献资料，设计标准来设计。
3.2优选变压器
在变电站一次电气设计中，变压器的选型是很重要的环节，具体可以从如下方面入手：一是要根据变压器所在环境、自身结构、性能等来选择节能型低损耗的变压器，并要求：a、铁芯材料选用同一批次的优质、低损耗的冷轧晶粒取向硅钢片，以改善铁芯性能;b、绕组采用同一厂家、同一批次的（无氧）半硬或自粘型铜导线，且绕组设计应使电流和温度沿绕组均匀分布，使绕组在全波和截波冲击使用时得到最佳的电压分布，消除绕组中的电场集中，局部放电水平应满足要求。通过以上措施，可达到节能的效果。
3.3优选导体及有关设备
导体和有关设备的选择要综合考虑导体设备的载流量及相互间绝缘配合度，同时，还要分析动热稳定性是否会影响设备。设备部分，一般按照DL/T 5352-2018 《高压配电装置设计规范》中相关规定和设备生产厂家主流产品进行选择。导体部分，因为铝包钢芯铝绞线在国外有较长的运行历史，与相同结构的普通钢芯铝绞线相比，抗腐性能好、能耗低。普通钢芯铝绞线的内层铝单丝与镀锌钢丝直接接触，在外界水汽和污染物浸渍下二种具有不同电势的金属之间产生电位腐蚀，加速钢芯的老化。而铝包钢芯铝绞线的钢丝上被铝层包裹而不与铝股接触，避免了电腐蚀，进一步提高了抗腐能力，延长了导线使用寿命。而且，目前因生产工艺日趋成熟，铝包钢芯铝绞线价格有所下降，经济效益将日益明显。
3.4无功补偿配置
电网无功不足会引起电网损耗加大，电压质量降低，故按照“分层、分压、就地、适时地达到无功平衡，减少无功功率的异地传输”的原则，配置分组投切型无功补偿装置就尤为重要。在设计过程开始时，就需要设计单位对无功补偿容量、形式及调节方式加以明确，并在之后的运维中通过调度部门时时监控调整，以提高电网运行电压，减少网损。
3.5重视电缆选型及电缆防火问题
电力电缆及控制电缆选用铜芯电缆，以提高载流量、降低损耗。一般地，户内采用电缆沟、活动地板及穿管等敷设方式， 户外采用电缆沟、穿管等敷设方式。电缆桥架采用钢材质，电缆托臂及立柱采用热镀锌型钢。 在实际工程设计和施工中，高压动力电缆、二次电缆应分层或分沟敷设。特别是电缆防火阻燃措施需按国标GB50217-2018《电力工程电缆设计规范》中电缆防火和阻止延燃措施设计。为防止电缆着火延燃，在屋外电缆沟与屋内电缆沟的接口处，主电缆沟与分支电缆沟的接口处设置阻火墙予以封堵;在电缆进入开关柜、屏、盘的孔洞耐火材料进行封堵;电缆穿过阻火墙和耐火材料的区段，在电缆表层涂刷防火涂料。
四、变电站设计中的新技术、新工艺
对于国家提倡的新产品、新技术、新工艺、新材料四新技术应用来说，具体有以下几点可供参考：
1、智能变电站技术应用
采用“智能化、模块化、集成化”的思路，融入“安全、可靠、智能、高效”的理念，一次设备在线监测系统技术可实现主变油中溶解气体在线监测、GIS局放带电监测、避雷器泄漏电流在线监测、变压器铁芯夹件电流监测、变压器高压套管介损监测、断路器机械特性智能化视觉测量技术等。
变电站二次系统全部采用智能化设备，采用DL/T860标准建模，全面推广智能远动机、智能录波器，部署智能运维系统，提高变电站运维效率。设备区就地安装智能终端设备，与主控室设备采用通信光缆传输信号。
2、无人机航空摄影技术应用
在变电站选址、输电线路选线上采用无人机航空摄影技术。无人机航摄技术在变电站选址、线路选线应用中，能实时、全面、快捷地对变电站、线路周边地貌及建筑物进行宏观、清晰地拍摄。在人力徒步无法到达的场地或有危险的地方，都可以通过无人机进行踏勘，而且航拍能够勘察的区域更全面、完整。
3、奥维地图的应用
长期以来，送变电工程可研设计阶段在输电线路现场踏勘选线的过程中，一直采用地形图初选，然后进行野外踏勘，再进行地方报批，向地方规划、国土等部门征求关于路径方案的意见。在这套过程中，由于设计人员所持地形图与现场差异大，工作反复，效率低下。而采用奥维地图，在内业选线阶段可通过通过卫星图发现线路上是否存在障碍物，经过的村庄、道路、正在施工的规划道路、河流、厂区、港口的贮藏罐、石油输送管道、高压蒸汽管道以及周围的地形地貌均可一目了然。通过局部有目的的观察，仔细分析就能初步确定线路方案的可行性，及时优化方案，避免现场反复勘察，可有效减少现场踏勘次数，省时省力，图面更加清晰明了，便于技术交底。奥维地图软件的出现，给新建变电站选址及线路勘察设计带来了一种新的作业方法，这种方法能够有效降低劳动强度，提高工作效率，节约生产成本，并且随着奥维地图版本的不断完善和影像图的不断更新，不仅能应用在输电工程可研阶段勘察设计中，更能在工程建设中专题图形的绘制，各种专题数据的展示提供方便。相信奥维地图在电网规划、设计、建设等领域中的应用将越来越广泛。
4、三维数字化设计的应用
随着输变电工程复杂度不断增加，传统二维设计方法在工程规模、设计质量、设计工期、数据整合等方面都已力不从心，输变电工程中引入了三维数字化设计技术，以便传送送输变电工程的日常信息，是输变电工程设计的必然趋势。针对数字化设计平台、三维信息化模型、数字化设计和移交标准、数字化设计流程等方面要以设计为源头，以数据资产作支撑，以管 理为中心，实现数字化移交，提高规划管理水平、工程安全水平及运维安全水平。所以，设计人员需要逐渐学习三维数字化设计技术理念，系统掌握输变电工程三维数字化设计的建模、协同设计、成果移交等关键技术的应用。
五、结论
综上所述，在整个电力系统中，变电站作为其中重要的组成部分，而电气一次专业作为龙头专业，相关从业人员必须要充分认识到变电站乃至电气一次设计的重要性。变电站的最终运行维护体验和变电站电气一次设计的质量具有直接的联系，所以，变电站一次设计的现状以及相关改善对策进行研究，对于变电站本身、相关运维人员甚至受电用户均具有重要的意义，同时，也是非常有必要的。
参考文献：
[1] 彭大志.变电站电气一次设计现状及改善对策分析[J].科学技术创新，2019（24）：35-36.
[2] 李渊博.变电站电气一次设计现状及改善措施[J].电子技术与软件工程，2019（16）：233-234.
[3] 尹卓文，喬丽丽.变电站电气一次设计现状及改善对策[J].科技创新导报，2018，15（33）：41+43.
[4] 韩益斌.变电站电气一次设备安装施工的安全问题研究[J].现代信息科技，2019，3（11）：42-43+45.
关键词：变电站;电气一次设计;现状;改善策略
一、变电站电气一次设计的现状及基本要求
1.1 变电站电气一次设计的现状
对于变电站电气一次设计存在的问题，比如设计人员素质水平参差不齐，哪怕对于同一建筑规模的变电站的理解都有不统一的情况，这主要体现了变电站的复杂性，比如变电站的地形地势、布置形式、与周围相关建筑物以及电气设备的安装环境等，都会对电力设计产生一定的影响，使每个人对于同一设计任务产生偏差理解。
1.2 变电站电气一次设计的基本要求
在进行变电站电气一次设计的过程中，要按照一定的基本要求，其中主要包括以下幾个方面：①在对变电站内设备间进行连接时，为了保证变电站能够进行安全稳定的运行，要使用可靠的并符合标准的接线方式;②电力设计单位对变电站进行电气一次设计的过程中，为了有效保证后期负荷发展裕量需求，根据相关区域的电力需求，电力设计单位需要进行相应的水平年设计并尽量保证容量在5年内的可持续性;③在设计变电站结构时，电力企业需要选择具有较好综合性能的电气机械，从而保证实现经济效益的最大化;④电力企业在对变电站的内部进行相关电气设计时，为了保证变电站不出现相应的问题，需要对电力体系的自动化发展进行重视。
二、电气设备选择的相关问题
2.1电气设备选择的问题
变电站由非常多的电气设备组成，那么在选择这些设备的时候，要特别重视短路电流计算等相关问题，对不同的电流需要进行不一样的验算。目的在于增加设备的操作灵活性，使用稳定性，以及经济性能等，关系到电力企业长远发展的关键点。如果电流计算不准确，那么设备使用过程中很容易出现短路故障，造成设备损毁甚至火灾等危险。对机器设备的使用寿命有着极大的威胁，对整个电力系统的安全运行十分不利。所以一定要全方面的考虑相关影响因素，增加设备的使用效率，给企业带来长远的经济效益和社会效益。
2.2设计主接线不科学
变电站设计的原则就是秉着可靠性，稳定性，安全性为本的原则。整个电力系统的线路组成复杂，造价昂贵，有着很高的成本支出，这对城市的发展有着积极作用，所以在进行设计工作的时候，把城市发展作为首要因素，以可靠安全为基础，合理的利用空间，以免后期出现问题。但是系统维护方面的技术还不够成熟，导致很多复杂的线路维护起来难度很大，影响了变电站电气一次的发展。
2.3变压器的选择问题
变电站整个电力系统的核心部位就是变压器，它是电力系统的心脏，起着至关重要的作用。一旦发生故障或者出现运行不稳定等问题，意味着整个供电系统都会发生故障。所以在选择和规划城市用电和发电时，一定要注意变压器的选择。变压器选择的科学合理，不仅能够节约能耗，还能提高变电站的利用率。在进行变电站电气一次设计进行时，就要先参考当地城市的用电特点以及持续性的用电有何变化。最终对变压器的参数进行设计和选择以确定变压器的选择。
三、变电站电气一次设计改善措施
3.1全面落实一次设计前期准备工作
在变电站电气一次设计时，其前期准备工作十分重要，关系着后续工作是否可以顺利进行。因此，在变电站正式施工前，需要进行系统全面的分析，将前期准备工作做好，对国家有关变电站电气一次设计的规定有一个了解，并以此为参考，结合变电站的实际情况进行电气一次设计，这样，才能从根本上保证电气一次设计的科学、规范合理性。同时，变电站一次设计还要着眼未来，并综合各类文献资料，设计标准来设计。
3.2优选变压器
在变电站一次电气设计中，变压器的选型是很重要的环节，具体可以从如下方面入手：一是要根据变压器所在环境、自身结构、性能等来选择节能型低损耗的变压器，并要求：a、铁芯材料选用同一批次的优质、低损耗的冷轧晶粒取向硅钢片，以改善铁芯性能;b、绕组采用同一厂家、同一批次的（无氧）半硬或自粘型铜导线，且绕组设计应使电流和温度沿绕组均匀分布，使绕组在全波和截波冲击使用时得到最佳的电压分布，消除绕组中的电场集中，局部放电水平应满足要求。通过以上措施，可达到节能的效果。
3.3优选导体及有关设备
导体和有关设备的选择要综合考虑导体设备的载流量及相互间绝缘配合度，同时，还要分析动热稳定性是否会影响设备。设备部分，一般按照DL/T 5352-2018 《高压配电装置设计规范》中相关规定和设备生产厂家主流产品进行选择。导体部分，因为铝包钢芯铝绞线在国外有较长的运行历史，与相同结构的普通钢芯铝绞线相比，抗腐性能好、能耗低。普通钢芯铝绞线的内层铝单丝与镀锌钢丝直接接触，在外界水汽和污染物浸渍下二种具有不同电势的金属之间产生电位腐蚀，加速钢芯的老化。而铝包钢芯铝绞线的钢丝上被铝层包裹而不与铝股接触，避免了电腐蚀，进一步提高了抗腐能力，延长了导线使用寿命。而且，目前因生产工艺日趋成熟，铝包钢芯铝绞线价格有所下降，经济效益将日益明显。
3.4无功补偿配置
电网无功不足会引起电网损耗加大，电压质量降低，故按照“分层、分压、就地、适时地达到无功平衡，减少无功功率的异地传输”的原则，配置分组投切型无功补偿装置就尤为重要。在设计过程开始时，就需要设计单位对无功补偿容量、形式及调节方式加以明确，并在之后的运维中通过调度部门时时监控调整，以提高电网运行电压，减少网损。
3.5重视电缆选型及电缆防火问题
电力电缆及控制电缆选用铜芯电缆，以提高载流量、降低损耗。一般地，户内采用电缆沟、活动地板及穿管等敷设方式， 户外采用电缆沟、穿管等敷设方式。电缆桥架采用钢材质，电缆托臂及立柱采用热镀锌型钢。 在实际工程设计和施工中，高压动力电缆、二次电缆应分层或分沟敷设。特别是电缆防火阻燃措施需按国标GB50217-2018《电力工程电缆设计规范》中电缆防火和阻止延燃措施设计。为防止电缆着火延燃，在屋外电缆沟与屋内电缆沟的接口处，主电缆沟与分支电缆沟的接口处设置阻火墙予以封堵;在电缆进入开关柜、屏、盘的孔洞耐火材料进行封堵;电缆穿过阻火墙和耐火材料的区段，在电缆表层涂刷防火涂料。
四、变电站设计中的新技术、新工艺
对于国家提倡的新产品、新技术、新工艺、新材料四新技术应用来说，具体有以下几点可供参考：
1、智能变电站技术应用
采用“智能化、模块化、集成化”的思路，融入“安全、可靠、智能、高效”的理念，一次设备在线监测系统技术可实现主变油中溶解气体在线监测、GIS局放带电监测、避雷器泄漏电流在线监测、变压器铁芯夹件电流监测、变压器高压套管介损监测、断路器机械特性智能化视觉测量技术等。
变电站二次系统全部采用智能化设备，采用DL/T860标准建模，全面推广智能远动机、智能录波器，部署智能运维系统，提高变电站运维效率。设备区就地安装智能终端设备，与主控室设备采用通信光缆传输信号。
2、无人机航空摄影技术应用
在变电站选址、输电线路选线上采用无人机航空摄影技术。无人机航摄技术在变电站选址、线路选线应用中，能实时、全面、快捷地对变电站、线路周边地貌及建筑物进行宏观、清晰地拍摄。在人力徒步无法到达的场地或有危险的地方，都可以通过无人机进行踏勘，而且航拍能够勘察的区域更全面、完整。
3、奥维地图的应用
长期以来，送变电工程可研设计阶段在输电线路现场踏勘选线的过程中，一直采用地形图初选，然后进行野外踏勘，再进行地方报批，向地方规划、国土等部门征求关于路径方案的意见。在这套过程中，由于设计人员所持地形图与现场差异大，工作反复，效率低下。而采用奥维地图，在内业选线阶段可通过通过卫星图发现线路上是否存在障碍物，经过的村庄、道路、正在施工的规划道路、河流、厂区、港口的贮藏罐、石油输送管道、高压蒸汽管道以及周围的地形地貌均可一目了然。通过局部有目的的观察，仔细分析就能初步确定线路方案的可行性，及时优化方案，避免现场反复勘察，可有效减少现场踏勘次数，省时省力，图面更加清晰明了，便于技术交底。奥维地图软件的出现，给新建变电站选址及线路勘察设计带来了一种新的作业方法，这种方法能够有效降低劳动强度，提高工作效率，节约生产成本，并且随着奥维地图版本的不断完善和影像图的不断更新，不仅能应用在输电工程可研阶段勘察设计中，更能在工程建设中专题图形的绘制，各种专题数据的展示提供方便。相信奥维地图在电网规划、设计、建设等领域中的应用将越来越广泛。
4、三维数字化设计的应用
随着输变电工程复杂度不断增加，传统二维设计方法在工程规模、设计质量、设计工期、数据整合等方面都已力不从心，输变电工程中引入了三维数字化设计技术，以便传送送输变电工程的日常信息，是输变电工程设计的必然趋势。针对数字化设计平台、三维信息化模型、数字化设计和移交标准、数字化设计流程等方面要以设计为源头，以数据资产作支撑，以管 理为中心，实现数字化移交，提高规划管理水平、工程安全水平及运维安全水平。所以，设计人员需要逐渐学习三维数字化设计技术理念，系统掌握输变电工程三维数字化设计的建模、协同设计、成果移交等关键技术的应用。
五、结论
综上所述，在整个电力系统中，变电站作为其中重要的组成部分，而电气一次专业作为龙头专业，相关从业人员必须要充分认识到变电站乃至电气一次设计的重要性。变电站的最终运行维护体验和变电站电气一次设计的质量具有直接的联系，所以，变电站一次设计的现状以及相关改善对策进行研究，对于变电站本身、相关运维人员甚至受电用户均具有重要的意义，同时，也是非常有必要的。
参考文献：
[1] 彭大志.变电站电气一次设计现状及改善对策分析[J].科学技术创新，2019（24）：35-36.
[2] 李渊博.变电站电气一次设计现状及改善措施[J].电子技术与软件工程，2019（16）：233-234.
[3] 尹卓文，喬丽丽.变电站电气一次设计现状及改善对策[J].科技创新导报，2018，15（33）：41+43.
[4] 韩益斌.变电站电气一次设备安装施工的安全问题研究[J].现代信息科技，2019，3（11）：42-43+45.