關于供配電系統一次回路的分析與研究

夏紅普?王巧玲

摘要：配變電站（或者配變電所）是電力系統供配電的關鍵角色。一次回路是指配變電站/所的主接線和主電路，是構成電力系統的主體，擔負著分配和輸送電能的任務。一次回路當中的各種設備分別擔負著不同的任務和功能，它們主要包括電壓和電流變換設備（例如電流互感器、電壓互感器、電力變壓器）、控制設備（例如各種高低壓開關柜）以及保護設備（例如避雷器、高壓熔斷器）。對供配電系統一次回路的相關問題進行了分析和探討，希望能夠為相關工作人員提供有益的借鑒。

關鍵詞：供配電系統；一次回路；接線；安全保護

作者簡介：夏紅普（1975-），男，湖北襄陽人，東莞市篁電電氣安裝有限公司工程部，一級建造師；王巧玲（1976-），女，浙江永康人，東莞市大源電力技術咨詢有限公司審圖室，二級建造師。（廣東?東莞?523000）

中圖分類號：TM64?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）21-0144-02

一、高壓配電系統的接線方法分析

高壓配電系統的接線方式需要根據電力負荷分布的實際情況來確定，變電所變壓器數量以及供電負荷范圍和數量都是影響高壓配電系統接線方式的重要因素。通常而言，高壓配電系統的接線方式主要包括以下幾種：第一，單電源“T”接接線方式。該種接線方式主要是指，由一個電源（即一個變電所）同一段母線的單條饋線為多個終端變電所進行供電的一種多“T”接接線。這種接線方式電路簡單，使用設備少，初次建造費用低，但可靠性和靈活性較差，適用于對供電可靠性和連續性要求不高的用戶。第二，輻射接線方式。該種接線方式主要是指由一個電源（通常是一個220kV的變電所）饋線向一個或者多個低等級變電所（通常是110kV）和用戶供電的一種接線方式。第三，雙電源雙輻射、“T”和鏈式接線。雙電源雙輻射、“T”和鏈式接線指由兩個電源（變電所）的兩條饋線供電，中間T接或采用鏈式接線，這種接線方式的運行靈活性、可靠性比上述兩種好，適用于負荷密度較大的地區。第四，多電源、多聯絡環形接線。當斷路器都合上時，構成多電源供電的環形接線，在形成220kV供電網絡后，110kV網絡需開環運行，此時閉合斷路器中有一個處于開斷狀態，構成雙電源供電的單電源輻射式接線多聯絡接線。顯然，這種接線的運行靈活性和可靠性更高。

不同的高壓配電系統接線方式具有不同的適用性和獨特之處，因此在接線的過程中必須要根據當地的實際情況來確定接線方式，依照供電網架的布局情況、配電網絡的發展情況以及中壓配電網的完善程度等多種信息來綜合設計高壓配電系統的接線方式。舉例來說，如果需要保證即便是在上級一個220kV變電所無法供電時也能夠為用戶提供穩定安全的供電，則建議采用雙電源鏈式接線方式或者是環形接線方式；如果對供電可靠性要求比較高并且預期符合密度同樣較高，則建議采用雙電源輻射接線方式。反之，則建議采用單側電源輻射形接線方式。

二、主接線的基本要求

所謂的主接線，主要是指由一系列電氣設備依照特定的次序相互連接的用于進行電能接受和分配的電路。其中，主接線的電氣設備主要包括電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、開關電器、電力電纜、母線、避雷器以及移相電容器等。依照有無匯流母線可以將主接線分為兩種，即有匯流母線的主接線（可以細分為單母線接線和雙母線接線）和無匯流母線的主接線（可以細分為單元接線、橋式接線以及多角接線）。為了保證有良好的接線質量，主接線必須要滿足以下基本要求：第一，可靠。可靠是主接線最為基本的要求之一，它要求能夠滿足不同級別用戶的用電負荷的供電可靠性。對于一級負荷和二級負荷居多的區域供電網絡而言，必須要設立兩個獨立的供電電源，對于三級負荷居多的用戶而言，設計單電源進行供電便可以滿足要求；如果是具有重要價值的一級負荷用戶，則需要設置兩個相互獨立的供電電源點進行供電。其中，所謂的獨立電源點主要是指兩個電源分別位于不同的來源地，如不同的區域變電站。如果其中的任何一個電源點由于故障問題導致無法正常供電時，則另一個電源點的正常供電能力不受到任何影響。第二，安全。主接線的安全性要求不論是在檢修狀態下，還是運行狀態下，都必須要確保工作人員以及相關設備的安全性。第三，靈活。可靠與安全是主接線必須要滿足的基本性要求，同時應該在此基礎上注意主接線的靈活性，即能夠滿足適應不同運行方式的相關要求。第四。經濟。所謂的經濟性要求主要是指主接線不僅要爭取一次投資的最低化，而且需要滿足年運行費用的最低化。第五，可拓展。預留發展余地對于電氣主接線而言同樣非常重要，尤其是在電力系統發展迅速的今天，可拓展能力同樣是電力系統應該具備的能力之一。其具體要求是，在考慮最終接線實現的基礎上，同時需要考慮分階段施工的可行方案以及由初期接線過渡至最終接線的可能，力求在不影響正常供電的情況下保證過渡方案的順利實施。

三、變電所各關鍵部位的布置優化

第一，優化高壓配電裝置、高壓進出線布置。首先，一列式布置。若兩種電壓（指所內最高的兩級電壓，下同）的出線方向相同時，或所址為一寬度較小的長條形場地時，可將兩個配電裝置布置成一列。其次，雙列式布置。若兩種電壓出線方向相反，或一個高壓配電裝置為雙側出線而另一高壓配電裝置出線與其平行，且所址場地又較方整時，則將兩配電裝置排成兩列。再次，轉角式（“L”形）布置。兩種電壓分別向相互垂直的兩個方向出線時，兩配電裝置應配置成相互垂直的L形。最后，Ⅱ形布置。當有三種電壓架空出線時，如220/110/35kV，則三個高壓配電裝置可采用Ⅱ形布置。

第二，優化主變壓器的布置。為了防止引線的交叉以及方便引線的連接，主變壓器應該布置在靜止補償裝置與各級電壓配電裝置靠近中央的地方，并盡可能地縮短各側引線長度。主變壓器不僅體積大，而且非常笨重，搬運的難度非常大，所以建議在主變壓器的周圍安裝檢修場地。首先，優化室外變壓器的布置。綜合考慮日后管理維護的方便性、可靠性以及安全性等因素，對于露天或半露天變電所的變壓器應設立不低于1.7米的固定圍墻或柵欄，并且固定圍墻或柵欄與變壓器外廓的凈距不應小于0.8米，對于相鄰的變壓器外廓而言，它們之間的凈距離必須要大于1.5米。其次，合理組合室內相關功能模塊。可燃油油浸變壓器室屬于一級耐火等級標準，門窗必須選用非燃體或難燃體材料甲級防火材料。油量高于100kg的變壓器必須要安裝在獨立的變壓器室內。變壓器室墻壁與壓器外廓的最小凈距離必須要符合相關標準的設計要求。最后，優化室內相關附屬設施的配置。變壓器室進深過大、變壓器室防鼠擋板與通風百葉窗設置不合理，都會使變壓器室有效通風面積變小，通風效果變差。這些方面，設計時要統籌考慮。

第三，優化靜止補償裝置的布置。靜止補償裝置宜鄰近主變壓器低壓側和控制樓，但電容器組易發生火爆事故，電容器室與其他生產建筑分開布置時，其防火間距不小于10m，連接布置時，其間隔的墻應為防火墻。為了保證運行人員的人身安全，高壓電容器宜裝設在單獨房間內，當容量較小時可裝設在高壓配電室內，但與高壓配電裝置的距離應不小于1.5m。低壓電容器一般裝在低壓配電室內或車問內，當低壓電容器容量較大時宜裝設在單獨房間內。

第四，規范優化部分設備裝置。隨著城市建設的迅速發展和人們對環境要求的不斷提升，同時伴隨著電網企業進行城配網改造的過程，電纜分支箱以其占地小、供電安全可靠、轉供電靈活、環境美化等優點正被廣泛應用。我國目前沒有統一的電纜分支箱技術規范，電網企業、生產企業等只是引用參考GB 3906-1991《3～35KV交流金屬封閉開關設備》、GB 16926-1997《交流高壓負荷開關—熔斷器組合電器》、GB 311.1-1997《高壓輸變電設備的絕緣配合》等作為遵循的企業標準，致使改造更換電纜分支箱時麻煩重重。相關標準化部門應盡快制定具體國家標準，統一箱體尺寸、箱內設備等，以避免在維修更換電纜分支箱或其箱體內設備、元器件時由于標準混亂而帶來不必要的麻煩，縮短用戶停電時間，提高用戶供電質量。

四、結束語

總而言之，供配電系統一次回路設備接線及布置工作的開展將直接關系著各個供配電系統的運行穩定性與可靠性。包括可靠性、安全性、靈活性、經濟性以及可拓展性在內的五個方面要求是相關工作人員在進行供配電系統一次回路配置工作中需要始終遵循的基本原則，在此基礎之上確保變電所各關鍵部位的優化布置也尤為關鍵。

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（責任編輯：劉輝）