220 kV變電站高、中壓側母線接線方式問題淺析

高瑞鑫

摘 要：近年來，隨著科技的進步和人民生活水平的提高，企業單位和家庭個人的用電量在不斷攀升。一方面，用電量的增長標志著我國經濟社會發展到新的歷史階段；另一方面，供電市場的飛快發展，對我國的電力技術提出了更高的要求。為了提高電網供電的安全性和穩定性，必須降低變電站的故障率。文章以現階段我國電網運行的實際情況為基礎，結合相關的技術資料，探析有關220 kV變電站高、中壓側母線的最佳接線方式，目的在于提高供電的穩定性和安全性，預防和減少因停電帶來的損失。

關鍵詞：電網；變電站；母線；接線方式；不足

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）14-0087-02

國家統計局數據顯示，2013年我國全年發電量為52 451億kW·h，同比增長7.6%。從總體上看，全國電力供需基本平衡，局部地區用電緊張，出現“電荒”現象。之所以發生“電荒”，除了我國現階段的電力生產和電網供應水平與西方發達國家仍然存在差距外，很大程度上取決于變電站的工作效率。面對這些困難，我們應該積極面對，并提出切實有效的解決方案。

1 220 kV變電站高、中壓側母線的現行接線方式

1.1 500 kV變電站母線接線方式

在供電網絡中，500 kV變電站的作用十分重要。作為高壓變電站，它的運行方式和運行效率直接關系著200 kV和110 kV的正常工作。

從當前技術發展的情況來看，國內500 kV變電站電氣主接線通常采用雙母線四分段帶旁路和3/2斷路器的接線方式。

1.1.1 3/2斷路器接線方式的使用特點

①兩組母線同時運行，所有斷路器和隔離開關均合上時，屬于正常運行方式。

②主體變電站停電時，合上檢修線路的斷路器，拉開檢修主變側的隔離開關，屬主變（線路）停電時斷路器合環的運行方式。

③如果任何一臺斷路器進行檢修操作，拉開兩側隔離開關，屬斷路器檢修時運行方式。

④斷開母線斷路器及其兩側隔離開關。

這種方式相當于單母線運行，屬于母線檢修時的運行方式。

1.1.2 3/2斷路器接線方式的優點

3/2斷路器接線方式之所以使用范圍越來越廣泛，是因為3/2斷路器接線方式具有的優點主要有：

①提高了供電可靠性。發生母線故障或斷路器故障時，因為每一回路有兩臺斷路器供電，不會導致出線停電。

②變電站正常運行時，兩組母線和所有斷路器都投入工作，形成了多環路供電方式，提高了運行和調度的靈活性。

③一般而言，隔離開關僅作檢修用。有關人員在進行檢修斷路器操作時，直接操作即可；在檢修母線時，也無需進行二次回路切換。

1.1.3 3/2斷路器接線方式的不足

主要不足在于：CT配置的增多，提高了二次接線復雜程度；如果在重疊區發生故障，保護動作較為繁雜；與雙母線相比，國內的運行和管理經驗還有待提高。

綜上所述，3/2斷路器接線方式的優點大于缺點。對于3/2斷路器接線方式的缺點，應該在繼電保護選用上下功夫，全面提高繼電保護動作的精度和準度，簡化配制，提高保護的單一性。

1.1.4 兩種方式的比較

針對500 kV典型的雙母線帶旁路接線和3/2斷路器接線方式，從經濟上比較兩種接線方式。投資比較不僅僅局限于斷路器組數的差異，還應考慮其它電氣設備如隔離開關、電流互感器等等因素的影響。按照不同規模，總回路數從2～12回兩種接線方案的主設備比較可參考見表1。

從表1中的數據可以看出，在進出線回路數較少時雙母線接線比一個半斷路器過渡接線的設備的造價低了幾十萬元；在進出線回路數為6～8回時，兩種接線方案的設備費幾乎相等。隨著進出線回路數的增加，半斷路器接線的花費越高，到12回時它比雙母線分段帶旁路母線接線設備費貴352萬元，占總設備費的13.7%。

1.2 220 kV變電站高壓側母線接線方式

220 kV變電站高壓側母線接線方式主要有：四個雙母線隔離開關單分段接線、一個雙母線斷路器單分段接線、三個雙母線接線、一個單母線分段接線、兩個終端站（線路變壓器組不帶高壓側開關接線，有使用時線路變壓器組帶高壓側開關接線）。

如220 kV變電站的占地面積較小，不適合使用常規的接線模式；可以在有限的場地內采取多角形接線或者是雙母線帶旁路母線接線。200 kV變電站高壓側母線接線方式較為靈活，可以根據場地原因或其他問題進行調整。

但是，進行接線方式調整的前提是確保變電站的正常工作和運行，不能影響供電網絡的正常供電，要盡可能降低變電站各種故障的發生率，確保供電的穩定性和連續性。

1.3 110 kV變電站中壓側母線接線方式

目前，110 kV變電站中壓側母線的接線形式主要為雙母線帶旁路母線接線。在使用GIS設備的110 kV變電站中，可使用雙母線單分段接線方法、雙母線雙分段接線方法，或者是單母線分段接線法。

如果110 kV變電站的占地面積較小，受到場地因素的限制，可以使用單母線隔離開關分段帶旁路母線借線法，具體的接線方法應立足現實情況，綜合考察場地、技術等因素。

1.4 現行接線方式的缺點和不足

現行220 kV變電站高、中壓側母線接線方式存在著一定的缺點和不足；在現行的使用過程中也容易發生故障，既影響了供電的安全性和穩定性，也給有關電力部門帶來了人力物力財力的損失。分析原因，得出了如下結論：現行220 kV變電站高、中壓側母線接線方式過于單一化和固定化，沒有立足于變電站的實際情況，也沒有根據變電站設備類型和數量的改變而改變。千篇一律的接線方式不可能適應所有變電站的接線工作，由此帶來的供電故障和后期的檢修工作也是十分復雜的。

有關資料顯示，如果沒有旁路母線代供電能力的接線形式，電網所承受的風險是十分巨大的。因此，改變現有的千篇一律的接線模式，探索出220 kV變電站高、中壓側母線最有效的接線方式，是現階段電力保障工作的重點和難點。

2 現行電網設計技術原則

2.1 國家相關技術規定

2.1.1 500 kV變電站中220 kV母線側

根據國家相關技術規定，500 kV變電站中220 kV母線側通常使用雙母線接線方法，并設有專用的母線聯絡斷路器。如果變電站需要解環，其母線應該使用雙母線雙分段接線方法，間隔排列方式應該充分滿足分段的需要。

2.1.2 220 kV變電站

目前，在220 kV變電站中，220 kV一側的接線方式為雙母線接線或雙母線雙分段接線。雙母線接線方法多適用于中心樞紐變電站及中間變電站，雙母線雙分段接線方式多適用于環形電網中需要分母線運行的變電站，終端變電站多采用線路變壓器組接線。110 kV側通常使用雙母線分段接線的方法。

2.2 220 kV變電站高、中壓側母線的接線原則

220 kV和110 kV主接線通常使用雙母線接線模式，如果變電站的最終規模為四臺主變壓器，220 kV主接線采用雙母線接線模式。110側如果使用架空、電纜混合出線的接線方式，應采用雙母線雙分段接線方式，如果是全電纜出現方式，應采用雙母線單分段接線方式。

具體的接線方式應以各個地區的電網結構特點和變電站設備型號為基礎，綜合考察，選擇最合適的接線方式。

2.3 電網結構

根據國家相關規定，電網結構應該滿足如下要求：

①具有靈活性，能夠滿足各種運行方式的客觀需要，能夠適應電力系統向前發展的需要。

②如果某一元件發生無故障斷開，不能影響整個電力系統供電的安全性和穩定性，且不會造成對其他元件的損害以及超過電壓允許偏差的情況。

③電網結構應該具有較大的抗干擾能力，運行過程中不易受到外界因素的影響。

④具有控制電網系統短路電流的功能。

⑤電網結構應能滿足分區供電和分層供電的工作需要。

2.4 不足之處

現行電網有關220 kV變電站高、中壓側母線接線方式相關技術規定過于簡單和籠統，缺乏具體的指導原則和方法。簡單的說，現行的這些規定或原則并沒有涉及到不同規模、不同類型變電站的具體接線方式；缺乏指導性和有效性。如果工作人員在開展接線工作時，盲目遵循現有的工作方法和原則，勢必會影響變電站的工作效率和水平，甚至提高變電站接線故障的發生率。

3 最佳接線方式探究

3.1 220 kV側

使用常規設備的變電站：宜使用雙母線帶專用旁路母線借線法；終端規模為三臺主變壓器的變電站應使用雙母線單分斷帶有專用旁路母線的接線方法；四臺應使用雙母線雙分段各帶有專用旁路母線的接線；GIS設備變電站中，兩臺主變壓器應使用雙母線單分段接線法，三臺應使用雙母線單分段接線法；四臺應使用雙母線雙分段借線法。

3.2 110 kV側

常規變電站應使用雙母線帶專用旁路母線的接線方法；GIS設備樞紐站和終端站應使用與220 kV母線接線方式一致的接線方法。

4 結 語

220 kV變電站高、中壓側母線接線方式，需要結合具體的工作情況來確定，其核心原則是充分考慮變電站的終端規模和機器信號。在未來的發展中，有關電力工作人員應在實際工作中不斷總結經驗，不斷更新220 kV變電站高、中壓側母線接線方式，提高供電的安全性和穩定性。

參考文獻：

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