變電站一次系統(tǒng)設計探討

袁平

摘要：近年來，電力網絡規(guī)模逐步擴展，電力設施日益更新，人們對電網的供電可靠性提出了新標準。變電站是輸配電系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是電網中至關重要的監(jiān)控點，關系著電網供電的可靠性。對變電站的一次系統(tǒng)進行科學合理的設計，能夠確保電網供電方面的正常運行。文章對110kV變電站一次系統(tǒng)的設計進行了分析。

關鍵詞：110kV變電站；一次系統(tǒng)設計；電力網絡；電力設施；供電可靠性；輸配電系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM645 文章編號：1009-2374（2015）27-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.017

由于現代社會的高速發(fā)展，電力工業(yè)已成為國民經濟的基礎，不但普遍地影響并制約國民經濟其他部分的成長與發(fā)展，而且對加強人民的物質和文化生活水平有重要影響，對社會的進步發(fā)展也有影響。變電站是電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，是電網路線的連接點，主要功能是變換電壓、匯集、分派電能。電網的安定性、不間斷性和可信性關鍵在于變電站的科學正確設定和裝配。目前，我國城市電力網和農村電力網都在實施大規(guī)模的改良；我國電力網的實際情況是普通的變電所還在使用，中小型變電所、微機監(jiān)控變電所、綜合自動化變電所逐漸顯現，能夠快速地成長發(fā)展。所有的變化發(fā)展主要依據變電設計的基本原理，110kV變電所是最為常見的常規(guī)變電所，因而對它的電氣一次系統(tǒng)設計進行相關

研究。

1 電氣主接線設計

1.1 主接線的設計原則

變電所中的電氣主接線是電力體系有關接線的首要組成構造。它表明了發(fā)電機、變壓器、路線、斷路器等的數目、連接形式和能夠的運作系統(tǒng)，進而完成發(fā)電、變電、輸配電的使命。主接線的確定是十分重要的，它的確定直接影響著所有電力體系運作以及配電裝置的安插，對于主接線規(guī)劃涉及領域非常廣泛。要遵循國家有關技術經濟政策的有關規(guī)定，爭取做到技術一流、經濟合理、安全可靠。

1.2 主接線設計的基本要求

變電站的電氣主接線應根據變電站所在電力系統(tǒng)中的主要位置，變電站的計劃容量、負荷性質、路線、變壓器連接元件總數、裝配特色等條件確定，并應斟酌思考供電可靠性、運行矯捷、操作檢驗便利、投資借鑒和過渡或擴建等要求。

1.2.1 主接線可靠性的要求。可靠性的主要事情是對用戶提供穩(wěn)定的電源。評測可靠性的標準是進行運作實施。主接線的可靠性是通過對其組成元件，包括一、二次部門在運作中可靠性的綜合評估。因而，還要考慮一次裝備對供電可靠性所產生的影響以及繼電保護二次裝置的故障對供電所產生的影響。評測主接線可靠性指標為：（1）斷路器檢驗能夠導致停電；（2）線路、斷路器、母線故障和檢查時，停運線路的回數和停留時間的長短；（3）變電站全停電的幾率。

1.2.2 主接線靈活性的要求。主接線的靈活性有如下要求：（1）對于調度的要求主要是對電力運行矯捷以及變壓器、線路、分派電源和載荷的剔除，在系統(tǒng)發(fā)生事故時，符合其事故運作狀態(tài)下、檢驗體系下以及特殊運行體系下的調度要求；（2）對于檢修要求主要針對便捷地停下斷路器、母線以及繼電保障設置進行有關安全檢驗，不太影響用戶的供電。

1.2.3 主接線經濟性的要求。在達到技術要求的情況下，做到經濟正確：（1）投資省：主接線簡單便捷，能夠減少斷路器利用、斷絕開關等裝備的投資；（2）占地所需面積?。弘姎庵鹘泳€規(guī)劃要為配電設備安插提供環(huán)境，以節(jié)儉用地、架構、導線、絕緣子和安置費用；（3）電能損耗少：經濟選擇主變壓器型式、容積和數目，制止兩次變壓而增加電能損失。

1.3 主接線的擬定方案

主接線方式有兩種方案：第一種方案是有匯集母線的接線方式；第二種是無匯集母線的接線方式。兩種方案的主要區(qū)別在于第一種單母線、雙母線、單母線分段、雙母線分段以及增設旁路母線或者旁路隔離開關，而第二種方案是變壓器一路線是單元接線、橋形接

線等。

2 主變壓器的確定

2.1 主變壓器臺數的確定

為保障供電的可靠性，變電所大體會選取配備兩臺主變壓器。

2.2 調壓方式的確定

按照設計計劃中體系110kV母線的電壓選擇合適的調壓尺度，為了能夠確保供電水平，電壓要保持在可控范圍內，保證電壓的穩(wěn)固，因此應選取有載調壓變

壓器。

2.3 主變壓器容量的確定

對于一些主變壓器的容積主要依照變電所建設后5～10年的計劃負荷選取，也可按照變電所的電網布局或者所產生的電量多少來決定主變壓器的容量，有的變電所會配備兩臺主變壓器，每個變壓器容積應依照Sn=0.6PM選擇，對于常規(guī)的變電所來說，會考慮變壓器發(fā)生事故后會產生的負荷容積的多少來具體確定主變的容量，其由Sn=0.6PM來確定。當主變生事故停止時，其他的變壓器所產生的容積量要滿足70%～80%的供電負荷，對于其他的變壓器發(fā)生事故也要滿足40%的供電負荷，因為一般電網變電所會有25%的供電負荷是沒

有的。

3 確定主接線方案

3.1 主接線方案的可靠性對照

3.1.1 110kV側。方案Ⅰ：采取內橋接線，對于內橋接線來說，設備的某個線路出現問題或者需要撤掉要對此變壓器的運作不造成影響；對于內橋斷路器停止工作時，兩回路可以繼續(xù)工作并且連續(xù)供電，這種接線方式簡單，而且對供電的影響不大。唯一的缺點便是變壓器二次配線和倒閘操作繁瑣且易犯錯。方案Ⅱ：采取單母線來分段接線，對于此方法某個線路出現問題或者需要撤掉要對此變壓器的運作不造成影響，別的回路可以繼續(xù)工作，這種接線方式簡單，而且對供電的影響不大，操作簡單不易犯錯。

3.1.2 35kV側。方案Ⅰ：單母線采用分段來接線，設備某個線路出現問題時，該回路要停止運行且分段線路也停止運作時兩端的母線繼續(xù)運作。當該設備母線的某段出現故障時，需要自動解除斷路器分段的障礙令，其他正常的母線不會停電。方案Ⅱ：單母線分段和其他路接線，檢測某一臺斷路器時，可采用旁路斷路器取代；當某一母線檢查故障時，其他路的斷路器只可取代回路的運作，本段母線上別的線路要停止運行。10kV側：由于兩方案接線方法類似，因而不進行對比。

3.2 主接線方案的靈活性比較

3.2.1 110kV側。方案Ⅰ：進行操作時，主變的剔除和投入較繁雜，線路的利用和剔除簡單便捷；方案Ⅱ：調度操作時可以矯捷地使用和剔除線路和變壓器，方便擴展。

3.2.2 35kV側。方案Ⅰ：運行體例繁雜，調度操作簡略靈活，便于擴建，但當開關或二次檢驗時線路要停運，影響供電；方案Ⅱ：運行體例繁雜，調度操作繁雜，但可以矯捷地投入和切除變壓器和路線，便于擴建。10kV側：兩方案相同。

通過綜合分析評測，決定選第Ⅰ方案為最終方案，即110kV體系采取內橋接線、35kV采取用單母分段接線、10kV體系為單母線分段接線。

4 結語

綜上所述，在變電站一次系統(tǒng)設計中，要緊握主接線和變壓器的原則，科學規(guī)范設計以及實施過程，同時也要經濟合理，避免經濟上造成的損失，針對出現的相關問題也要及時處理解決，提高運作效率。

參考文獻

[1] 張航.智能變電站二次系統(tǒng)的設計及其工程應用研究[D].山東大學，2013.

[2] 刁旭.數字化變電站設計研究[D].華北電力大學，2012.

[3] 吳曉鳴.110kV變電站一次系統(tǒng)設計技術研究[J].企業(yè)技術開發(fā)，2013，（20）.

（責任編輯：周 瓊）