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【摘 要】随着我国电力工业的不断发展和进步，研究变电站工程设计中相关内容的重要意义日益凸显。本文首先介绍了变电站工程设计的主要原则，分析了变电站工程设计中的常见问题，探讨了变电站工程设计中的节能技术，研究了变电站工程设计方案优化的重点环节。
【关键词】变电站；工程设计；几点问题；探讨和思考
一、前言
作为电力系统中最主要的环节之一，变电站的工程设计有着重要作用。研究变电站工程设计中的相关问题，能够更好地指导变电站工程设计的实践，提升设计水平。本文从介绍变电站工程设计的主要原则着手本课题的研究。
二、变电站工程设计的主要原则
变电站的工程设计必须坚持“以人为本”与“可持续发展”的设计理念。变电站工程设计的基本原则为：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一，以及运行智能、高效、可靠的3C绿色电网。
1.统一性。工程设计遵循变电站标准设计要求，结合相关实际情况及运行特点，力求安全、可靠、经济、实用，并融入南方电网的企业文化内涵，体现其企业文化特征。
2.可靠性。变电站的设备正常运行需要工程设计安全可靠的支撑，设计中的模块经过重新组合后，依然能够保证变电站电气设备安全使用的可靠性。
3.先进性。变电站的设备选型应当先进合理，站址占地面积较小，并注重环境保护，土建设计、电气设备中的各项经济技术指标具有先进性。
4.经济性。安全可靠、技术先进、造价合理、追求性能价格比最优，满足变电站的基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能。
三、变电站工程设计中的常见问题
1.选址不合理
变电站内电器設备电压高，电流大，一旦发生洪涝、特大暴雨、冰冻、雷电等不确定的自然灾害时，电气设备极易损坏，发生短路后，极易引起火灾或者爆炸。若选址不合理，选在低洼易涝地区或者暴雨频发以及雷电多发地区，极易发生事故。影响正常供电。所以在变电站的工程设计中，应做好变电站的选址工作，力求布局合理。
2.变电站内设计不合理，安全问题突出
变电站内部需要安装大量的电气设备，这些设备对工作环境要求不同。变电站土建设计人员在设计变电站的主体建筑结构时，若不综合考虑，对可能出现的安全问题不采取相应的预防措施，变电站内部极易发生火灾。不但影响变电站的正常供电，而且还威胁到了变电站工作人员的生命安全。同时，如果变电站建筑机构设计时不注意小的细节，留的通风口过大，并且没有安装防护网，飞禽、老鼠等小动物进入后，不但会损坏设备，而且这些小动物是导电体，极易引发设备短路，引发火灾。
3.主体结构性能问题
变电站建筑物主体结构性能，是变电站土建设计需要关注的重要因素之一。建筑物主体结构性能的高低优劣与好坏，直接关系到建筑物的整体质量。如果变电站建筑结构选择不合理，地基不牢固，直接的结果便是建筑物结构稳定性差，稳定性差也就意味着安全性以及耐久性得不到有效地保障。因此，主体结构性能问题也是变电站土建设计过程中，需要关注的重要问题。
四、变电站工程设计中的节能技术
1.调节运行电压
设计人员可以通过在母线上设置电力电容器、调整变压器分接头等方式，在保证供电质量的前提下合理的调节运行电压。由于电压的平方与有功损耗呈正相关性，因此，只要合理的控制运行电压就可以实现节能的效果。自动调压器可以在一定范围内通过对输入电压的调整来保证输出电压的恒定，且可以用较少的投入来获得较高的供电质量，实现更大的社会效益。影响电压稳定的因素有很多，我们不但要加强预警，还要努力提高设计、施工、维护人员的工作水平，最大限度的减少不利因素，维持电压稳定。
2.保持三相负荷的平衡
三相负荷不平衡时，产生较大漏电电流的称为灵敏相，产生较小漏电电流的称为不灵敏相。由于变压器负载损耗与其负荷电流的平方呈正相关关系，因此，灵敏相上的漏电电流常常会导致变压器有功损耗变大，甚至引起变压器温度升高直至损坏。不灵敏相常常会发生触电、漏电事故，甚至引起保护器拒动。当三相负荷不平衡时，必然会影响线路中的电压升降，影响用户用电质量，严重时会烧坏变压器、烧断供电线路，对用户的用电造成极大的安全隐患，造成严重的经济损失。因此，维持三相负荷的平衡无论对电力节能，还是用电安全都具有重要的意义。设计者在电力工程设计中，可以设置配电变压器来对剩余电流进行保护，平衡三相负荷。
3.推广节能变压器
从1881年第一台变压器的发明，至今已有百余年，变压器是供电系统中必不可少的环节，但也产生了巨大的电力损耗。当前，我国的电能从发电厂输出之后，至少要经过五次变压才能达到符合用户使用的水平。由于变压器数量众多，因此，电能损耗也十分严重，根据相关调查，我国变压器产生的电能损耗可达系统发电量的百分之十，每降低百分之一的电能损耗，每年就可以节约上百亿度电，由此看来，推广节能变压器具有十分重要的意义。
五、变电站工程设计方案优化的重点环节
1.所区布置的优化
（一）平面布置前的总体规划：变电所的总体规划应对所区、生活区水源地、给排水设施、防排洪设施、进所道路、进出线走廊、终端塔位、出线杆等进行合理布局，统筹安排。站内电气设备、建（构）筑物布置宜紧凑合理，以利分期建设和节约用地。
（二）主要建（构）筑物平面布置：主控室宜布置在便于运行人员巡视检查、易于观察屋外设备、减少电缆长度和避开噪声影响的地段，宜位于配电装置一侧，两配电装置之间或所前。同时，主控室宜有较好的朝向，尽量朝南。炎热地区宜面向夏季盛行风向，避免西晒。载波室与主控室宜紧邻布置。
（三）屋外配电装置平面布置：各级电的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合，避免或减少线路交叉跨越。配电装置间的相对位置应使主变、无功补偿装置至各配电装置的连接导线坝短捷以及场内道路和电缆的长度较短。
（四）附属建筑物的平面布置：工具间，检修问等可布置于配电室主控室之间。采暖锅炉房宜布置在采暖建筑集中处。消防器材间宜布置在主变、电容器等带油设备附近。所前建筑及设施应结合工艺所形成的总平面基本格局和进所道路的方位进行布置。并宜面向城镇当地的主要道路或生活区。
2.场地硬化和绿化设计的优化
在前几年的设计中，由于经济等因素的限制，一般采用粘土砖铺砌或混凝土硬化，在潮湿且土壤有腐蚀介质的地区粘土砖强度就会受到影响而大大降低，从而缩短其使用寿命。但随着经济的发展，混凝土硬化渐被水泥砖硬化所取代从经济角度考虑，水泥砖在场区改扩建时，还可重复利用，大大节省了建设投资。因此在变电站地面硬化设计时，应尽量采用水泥砖硬化。为提高站区绿化效果，改善所区运行环境和运行条件，变电站内配电装置场地硬化采用200mm厚碎石地坪，地坪下150ram厚3：7灰土夯实，压实系数不小于0.95。站前区采用水泥方砖硬化.站内路边绿化采用经济型绿篱，既能净化空气，又能美化环境。
六、结束语
通过对变电站工程设计中几点问题的探讨和研究，我们可以发现，该项工作实践中的主要问题是多方面的，有关人员应从变电站的实际出发，结合工程设计方案优化，研究制定最为切实可行的问题解决对策，以提升变电站工程设计水平。
参考文献：
[1]郭琳容.变电站土建设计要点及优化策略研究[J].中国高新技术企业.2012（29）：62-63.
[2]魏峻峰.变电站土建设计中的问题探讨[J].湖南水利水电.2012（14）：74-75.
[3]许永安.谈变电站土建设计中的几个问题[J].山西建筑.2011（10）：61-62.
[4] 郑嘉智.电气设计要点分析[J].中国科技投资.2013（30）：78.
[5] 徐秀军.电气工程及其自动化技术的应用[J].黑龙江科学.2014（01）：198.
[6] 袁红军，袁米.电气工程的设计与应用分析[J].装备制造技术.2014（01）：285-286.
【关键词】变电站；工程设计；几点问题；探讨和思考
一、前言
作为电力系统中最主要的环节之一，变电站的工程设计有着重要作用。研究变电站工程设计中的相关问题，能够更好地指导变电站工程设计的实践，提升设计水平。本文从介绍变电站工程设计的主要原则着手本课题的研究。
二、变电站工程设计的主要原则
变电站的工程设计必须坚持“以人为本”与“可持续发展”的设计理念。变电站工程设计的基本原则为：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一，以及运行智能、高效、可靠的3C绿色电网。
1.统一性。工程设计遵循变电站标准设计要求，结合相关实际情况及运行特点，力求安全、可靠、经济、实用，并融入南方电网的企业文化内涵，体现其企业文化特征。
2.可靠性。变电站的设备正常运行需要工程设计安全可靠的支撑，设计中的模块经过重新组合后，依然能够保证变电站电气设备安全使用的可靠性。
3.先进性。变电站的设备选型应当先进合理，站址占地面积较小，并注重环境保护，土建设计、电气设备中的各项经济技术指标具有先进性。
4.经济性。安全可靠、技术先进、造价合理、追求性能价格比最优，满足变电站的基本功能和核心功能，剥离无用、重复、多余功能。
三、变电站工程设计中的常见问题
1.选址不合理
变电站内电器設备电压高，电流大，一旦发生洪涝、特大暴雨、冰冻、雷电等不确定的自然灾害时，电气设备极易损坏，发生短路后，极易引起火灾或者爆炸。若选址不合理，选在低洼易涝地区或者暴雨频发以及雷电多发地区，极易发生事故。影响正常供电。所以在变电站的工程设计中，应做好变电站的选址工作，力求布局合理。
2.变电站内设计不合理，安全问题突出
变电站内部需要安装大量的电气设备，这些设备对工作环境要求不同。变电站土建设计人员在设计变电站的主体建筑结构时，若不综合考虑，对可能出现的安全问题不采取相应的预防措施，变电站内部极易发生火灾。不但影响变电站的正常供电，而且还威胁到了变电站工作人员的生命安全。同时，如果变电站建筑机构设计时不注意小的细节，留的通风口过大，并且没有安装防护网，飞禽、老鼠等小动物进入后，不但会损坏设备，而且这些小动物是导电体，极易引发设备短路，引发火灾。
3.主体结构性能问题
变电站建筑物主体结构性能，是变电站土建设计需要关注的重要因素之一。建筑物主体结构性能的高低优劣与好坏，直接关系到建筑物的整体质量。如果变电站建筑结构选择不合理，地基不牢固，直接的结果便是建筑物结构稳定性差，稳定性差也就意味着安全性以及耐久性得不到有效地保障。因此，主体结构性能问题也是变电站土建设计过程中，需要关注的重要问题。
四、变电站工程设计中的节能技术
1.调节运行电压
设计人员可以通过在母线上设置电力电容器、调整变压器分接头等方式，在保证供电质量的前提下合理的调节运行电压。由于电压的平方与有功损耗呈正相关性，因此，只要合理的控制运行电压就可以实现节能的效果。自动调压器可以在一定范围内通过对输入电压的调整来保证输出电压的恒定，且可以用较少的投入来获得较高的供电质量，实现更大的社会效益。影响电压稳定的因素有很多，我们不但要加强预警，还要努力提高设计、施工、维护人员的工作水平，最大限度的减少不利因素，维持电压稳定。
2.保持三相负荷的平衡
三相负荷不平衡时，产生较大漏电电流的称为灵敏相，产生较小漏电电流的称为不灵敏相。由于变压器负载损耗与其负荷电流的平方呈正相关关系，因此，灵敏相上的漏电电流常常会导致变压器有功损耗变大，甚至引起变压器温度升高直至损坏。不灵敏相常常会发生触电、漏电事故，甚至引起保护器拒动。当三相负荷不平衡时，必然会影响线路中的电压升降，影响用户用电质量，严重时会烧坏变压器、烧断供电线路，对用户的用电造成极大的安全隐患，造成严重的经济损失。因此，维持三相负荷的平衡无论对电力节能，还是用电安全都具有重要的意义。设计者在电力工程设计中，可以设置配电变压器来对剩余电流进行保护，平衡三相负荷。
3.推广节能变压器
从1881年第一台变压器的发明，至今已有百余年，变压器是供电系统中必不可少的环节，但也产生了巨大的电力损耗。当前，我国的电能从发电厂输出之后，至少要经过五次变压才能达到符合用户使用的水平。由于变压器数量众多，因此，电能损耗也十分严重，根据相关调查，我国变压器产生的电能损耗可达系统发电量的百分之十，每降低百分之一的电能损耗，每年就可以节约上百亿度电，由此看来，推广节能变压器具有十分重要的意义。
五、变电站工程设计方案优化的重点环节
1.所区布置的优化
（一）平面布置前的总体规划：变电所的总体规划应对所区、生活区水源地、给排水设施、防排洪设施、进所道路、进出线走廊、终端塔位、出线杆等进行合理布局，统筹安排。站内电气设备、建（构）筑物布置宜紧凑合理，以利分期建设和节约用地。
（二）主要建（构）筑物平面布置：主控室宜布置在便于运行人员巡视检查、易于观察屋外设备、减少电缆长度和避开噪声影响的地段，宜位于配电装置一侧，两配电装置之间或所前。同时，主控室宜有较好的朝向，尽量朝南。炎热地区宜面向夏季盛行风向，避免西晒。载波室与主控室宜紧邻布置。
（三）屋外配电装置平面布置：各级电的屋外配电装置应结合地形和所对应的出线方向进行平面组合，避免或减少线路交叉跨越。配电装置间的相对位置应使主变、无功补偿装置至各配电装置的连接导线坝短捷以及场内道路和电缆的长度较短。
（四）附属建筑物的平面布置：工具间，检修问等可布置于配电室主控室之间。采暖锅炉房宜布置在采暖建筑集中处。消防器材间宜布置在主变、电容器等带油设备附近。所前建筑及设施应结合工艺所形成的总平面基本格局和进所道路的方位进行布置。并宜面向城镇当地的主要道路或生活区。
2.场地硬化和绿化设计的优化
在前几年的设计中，由于经济等因素的限制，一般采用粘土砖铺砌或混凝土硬化，在潮湿且土壤有腐蚀介质的地区粘土砖强度就会受到影响而大大降低，从而缩短其使用寿命。但随着经济的发展，混凝土硬化渐被水泥砖硬化所取代从经济角度考虑，水泥砖在场区改扩建时，还可重复利用，大大节省了建设投资。因此在变电站地面硬化设计时，应尽量采用水泥砖硬化。为提高站区绿化效果，改善所区运行环境和运行条件，变电站内配电装置场地硬化采用200mm厚碎石地坪，地坪下150ram厚3：7灰土夯实，压实系数不小于0.95。站前区采用水泥方砖硬化.站内路边绿化采用经济型绿篱，既能净化空气，又能美化环境。
六、结束语
通过对变电站工程设计中几点问题的探讨和研究，我们可以发现，该项工作实践中的主要问题是多方面的，有关人员应从变电站的实际出发，结合工程设计方案优化，研究制定最为切实可行的问题解决对策，以提升变电站工程设计水平。
参考文献：
[1]郭琳容.变电站土建设计要点及优化策略研究[J].中国高新技术企业.2012（29）：62-63.
[2]魏峻峰.变电站土建设计中的问题探讨[J].湖南水利水电.2012（14）：74-75.
[3]许永安.谈变电站土建设计中的几个问题[J].山西建筑.2011（10）：61-62.
[4] 郑嘉智.电气设计要点分析[J].中国科技投资.2013（30）：78.
[5] 徐秀军.电气工程及其自动化技术的应用[J].黑龙江科学.2014（01）：198.
[6] 袁红军，袁米.电气工程的设计与应用分析[J].装备制造技术.2014（01）：285-286.