110kV變電站主接線的選擇

崔海東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

110kV變電站主接線的選擇

崔海東

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：對110kV變電站主接線進行了詳細介紹，同時著重闡述了主接線選擇的安全性、經濟性及可靠性。

關鍵詞：變電站；主接線；110kV

發電廠和變電所的電氣主接線是指由發動機、變壓器、斷路器、隔離開關、互感器、母線和電纜等電氣設備，按一定順序連接的，用以表示生產、匯集和分配電能的電路，電氣主接線又稱為一次接線或電氣主系統，代表了發電廠和變電站電氣部分的主體結構，直接影響著配電裝置的布置、繼電保護裝置、自動裝置和控制方式的選擇，對運行的可靠性、靈活性和經濟性起決定性的作用。

1對電氣主接線的基本要求

現代電力系統是一個巨大的、嚴密的整體，各個發電廠、變電站分工完成整個電力系統的發電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發電廠、變電站和電力系統本身，同時，也影響到工農業生產和人民日常生活。因此，發電廠、變電站主接線必須滿足以下基本要求。

1.1運行的可靠

斷路器檢修時是否影響供電；設備和線路故障檢修時，停電數目的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。

1.2具有一定的靈活性

主接線正常運行時可以根據調度的要求靈活的改變運行方式，達到調度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快的退出設備。切除故障停電時間短，影響范圍就小，并且在檢修時可以保證檢修人員的安全。

1.3操作應盡可能簡單、方便

主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不但不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且，也會給運行造成不便或者不必要的停電。

1.4經濟上合理

主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡可能的發揮經濟效益。

1.5具有擴建的可能性

由于我國工農業的高速發展，電力負荷增加很快，因此，在選擇主接線時還應考慮到具有擴建的可能性。

變電站電氣主接線的選擇，主要取決于變電站在電力系統中的地位、環境、負荷的性質、出線數目的多少、電網的結構等。

2電氣主接線確定

2.1本工程情況

包括變電站類型，設計規劃容量，主變臺數及容量，最大負荷利用小時數及可能的運行方式等。

2.2電力系統狀況

包括電力系統近期及遠景規劃（5～10年），變電站在電力系統中的位置（地理位置和容量位置）和作用，本期工程與電力系統連接方式以及各級電壓中性點接地方式等。

主變壓器中性點接地方式是一個綜合問題，它與電壓等級、單相接地短路電流、過電壓水平、保護配置等有關，直接影響電網的絕緣水平、系統供電的可靠性和連續性、主變壓器的運行安全以及對通信線路的干擾等。我國一般對35kV及以下電壓電力系統采用中性點非直接接地系統（中性點不接地或經消弧線圈接地），又稱小電流接地系統，對110kV及以上高壓系統，皆采用中性點直接接地系統，有稱大電流接地系統。

2.3負荷情況

包括負荷的性質及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數及輸送容量等。電力負荷的原始資料是設計主接線的基礎數據，電力負荷預測工作是電力規劃工作的重要組成部分，也是電力規劃的基礎。對電力負荷的預測不僅應有短期負荷預測，還應有中、長期負荷預測，對電力負荷預測的準確性，直接關系著發電廠和變電站電氣主接線設計成果的質量，一個優良的設計，應能經受當前及較長遠時間（5～10年）的檢驗。

2.4環境條件

包括當地的氣溫、濕度、覆冰、污穢、水文、地質、海拔高度及地震等因素，對主接線中電氣設備的選擇和配電裝置的實施均有影響。

2.5設備制造情況

這往往是設計能否成立的重要前提，為使所設計的主接線具有可行性，必須對各主要電氣設備的性能、制造能力和供貨情況、價格、質量等匯集并分析比較，保證設計的先進性、經濟性和可靠性。

2.6主接線方案的擬定與選擇

在資料分析的基礎上，根據對電源和出線回路數、電壓等級、變壓器臺數、容量以及母線結構等不同的考慮，可擬定出若干個主接線方案（近期和遠景）。依據對主接線的基本要求，從技術上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2～3個技術上相當，又能滿足條件要求的方案，再進行經濟比較，結合最新技術，確定出在技術上合理、經濟上可行的最終方案。

主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種接線方式，它以電源和出線為主體。由于各個發電廠或變電站的出線回路數和電源回路數不同。且各回饋線中所傳輸的容量也不一樣，因而，為便于電能的匯集和分配，進出線較多時采用母線作為中間環節，可使接線簡單清晰，運行方便，有利于安裝和擴建。有匯流母線的接線方式可概括為單母線接線和雙母線接線兩大類，無匯流母線的接線形式主要有橋形接線、角形接線和單元接線。

3電氣主接線選擇

經過分析，根據可靠性和靈活性經濟性的要求，依據原始資料（高壓側有2回進線，宜采用雙母線接線或單母線分段接線，中壓側有7回出線，可以采用雙母線接線、單母線分段接線方式，低壓側有12回出線，可以采用單母線分段、單母線分段帶旁路母線的接線方式），經過分析、綜合、組合和比較，對某變電站主接線提出3種方案：

方案一：110kV側采用雙母線接線方式，35kV側采用雙母線接線方式，10kV側采用單母線分段接線方式。

110kV側采用雙母線接線方式，優點是運行方式靈活，檢修母線時不中斷供電，任一組母線故障時僅短時停電，可靠性高；缺點是，操作復雜，容易出現誤操作，檢修任一回路斷路器時，該回路仍需停電或短時停電，任一母線故障仍會短時停電，結構復雜，占地面積大，投資大。10kV側采用單母線分段接線方式，供給市區工業與生活用電，由于一級負荷占25%左右，二級負荷占30%左右，一級和二級負荷占55%左右，采用單母線分段接線方式，優點是接線簡單清晰，操作方便，造價低，擴展性好；缺點是可靠性靈活性差。方案一主接線如圖1。

圖1方案一主接線圖

方案二：110kV側采用雙母線接線方式，35kV側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kV側采用單母線分段接線方式。

35kV側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，優點是，檢修任一進出線斷路器時，不中斷對該回路的供電，和單母線分段接線方式相比，可靠性提高，靈活性增加；缺點是，增設旁路母線后，配電裝置占地面積增大，增加了斷路器和隔離開關的數目，接線復雜，投資增大。

方案二的主接線如圖2。

方案三：110kV側采用雙母線接線方式，35kV側采用單母線分段帶旁路母線接線方式，10kV側采用單母線分段帶旁路母線接線方式。

方案三的主接線如圖3。

對于上述3種方案綜合考慮：110kV側采用單母線分段接線方式就能滿足可靠性和靈活性及經濟性要求，對于35kV及10kV側，采用單母線分段接線方式。

綜合各種因素，宜采用方案三。

圖2方案二主接線圖

圖3方案三主接線圖

參考文獻：

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[2]姚李孝，朱雪凌.發電廠電氣部分[M].北京：中國水利水電出版社，2011.

[3]黃純華.發電廠電氣部分課程設計參考資料[M].北京：水利水電出版社，1987.

[4]DL/T5396-2007水力發電廠高壓電氣設備選擇及布置設計[S].

中圖分類號：TM645.1

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0027-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.010

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：崔海東（1979-），男，高級工程師，從事水電廠電氣檢修工作。