變電站電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)探究

裴莉萍

[摘 要]本文主要對(duì)變電站電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行了研究，首先論述了電氣主接線(xiàn)的概念以及設(shè)計(jì)需考慮的問(wèn)題，然后分析了電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求，最后探討了配電裝置的選型、相關(guān)電氣設(shè)備及典型接線(xiàn)方式。

[關(guān)鍵詞]變電站；電氣主接線(xiàn)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）20-0042-01

一、變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)概述

1.電氣主接線(xiàn)

變電站電氣主線(xiàn)接線(xiàn)是變電站電氣設(shè)備安裝的主體部分，是電力系統(tǒng)中電力資源運(yùn)送的重要組成部分。電氣接線(xiàn)的主連接方式對(duì)電力系統(tǒng)的整體及變電站本身運(yùn)送電能資源、設(shè)備的維護(hù)檢修具有十分重要的作用。

2.電氣主線(xiàn)設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮因素

在進(jìn)行變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要著重考慮下列問(wèn)題：

（1）變電站在整體電力系統(tǒng)中所處地位與承載的作用。具體來(lái)說(shuō)，變電所的主要種類(lèi)有：區(qū)域變電所、終端變電所、企業(yè)變電所、居民社區(qū)分支變電所、樞紐變電所等，每一種變電所的地位與作用是不同的，在整體電力系統(tǒng)中的地位與作用決定了電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)，對(duì)電氣主接線(xiàn)的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性的要求不盡相同。

（2）考慮未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)與規(guī)模程度。一般來(lái)說(shuō)，為實(shí)現(xiàn)變電所電氣設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)，對(duì)電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)基本要實(shí)現(xiàn)在5至10年的使用期限。根據(jù)未來(lái)電力發(fā)展規(guī)劃，電子輸送負(fù)荷量、電力使用分布趨勢(shì)、用戶(hù)增長(zhǎng)速度等不同影響因素，對(duì)電氣主接線(xiàn)的形式及連接電源數(shù)與出現(xiàn)回?cái)?shù)進(jìn)行規(guī)劃確定。

（3）明確主接線(xiàn)的載荷重要性分級(jí)。在變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要充分評(píng)估考慮電力負(fù)荷重要性分級(jí)與主接線(xiàn)出線(xiàn)會(huì)輸?shù)葘?duì)主接線(xiàn)使用壽命的影響。具體來(lái)說(shuō)，一級(jí)電力載荷量，必須實(shí)現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)其中之一電源無(wú)法供電時(shí)，另一電源保證全部一級(jí)載荷連續(xù)供電；二級(jí)電力載荷量，也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電源供電，當(dāng)其中之一電源無(wú)法供電時(shí)，另一電源要保證大部分二級(jí)載荷連續(xù)供電；三級(jí)載荷一般僅需用一個(gè)電源供電即可。

（4）主變臺(tái)數(shù)的影響。在變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮主變臺(tái)數(shù)因素的影響。選擇不同的主變臺(tái)數(shù)，會(huì)出現(xiàn)不同傳輸容量，不同的傳輸容量對(duì)主接線(xiàn)可靠耐用性及靈活性的要求是不一樣的。

（5）備用容量影響。在變電站電氣設(shè)備主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮備用容量是否使用，如果使用要考察其實(shí)際容量大小對(duì)電氣主接線(xiàn)的影響。其中，備用容量的發(fā)、送、變等不同運(yùn)行情況都是為了實(shí)現(xiàn)供電的平穩(wěn)可靠，為實(shí)現(xiàn)在載荷不穩(wěn)、設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)、突發(fā)故障停運(yùn)等情況發(fā)生時(shí)，保證可靠的供電。

二、電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求

1.平穩(wěn)連續(xù)供電

實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)不間斷地為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及居民生產(chǎn)生活提供電源，是我國(guó)甚至是世界范圍內(nèi)電力資源生產(chǎn)與分配輸送的首要任務(wù)與目標(biāo)要求。只有主接線(xiàn)的科學(xué)合理且平穩(wěn)可靠地工作，才能為平穩(wěn)連續(xù)供電提供保證。其中，評(píng)價(jià)電氣主接線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)供電平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)送的標(biāo)志是：在電力運(yùn)送線(xiàn)路或母線(xiàn)有故障發(fā)生時(shí)，對(duì)系統(tǒng)供電不造成影響；在電力運(yùn)送線(xiàn)路或母線(xiàn)有故障發(fā)生時(shí)，要盡可能地減少主接線(xiàn)的停擺回路與主變的停運(yùn)臺(tái)數(shù)，盡量保證重點(diǎn)區(qū)域及重要領(lǐng)域用戶(hù)用電需求，避免變電站的全部停運(yùn)，造成災(zāi)難性影響。

2.運(yùn)行檢修靈活

變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)檢修及日常調(diào)度的靈活性，日常或緊急調(diào)度時(shí)要能實(shí)現(xiàn)及時(shí)靈活地分接或拆除線(xiàn)路及變壓器，滿(mǎn)足系統(tǒng)在緊急情況或檢修情況下系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行的實(shí)際需求。在上述情況出現(xiàn)時(shí)，可以高效快捷地停用斷路器、母線(xiàn)，甚至是繼點(diǎn)保護(hù)設(shè)備，不影響電網(wǎng)的運(yùn)送供電功能。

3.適應(yīng)性與可擴(kuò)展性

適應(yīng)性主要指主接線(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮在載荷水平發(fā)生變化情況下，能適應(yīng)變化，滿(mǎn)足正常供電需求，同時(shí)，在未來(lái)變電站進(jìn)行擴(kuò)建時(shí)，可以適應(yīng)從初期接線(xiàn)逐漸過(guò)渡到最終接線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)在影響連續(xù)供電或停電實(shí)踐最短的情況下，投入變壓器或線(xiàn)路互不干擾，并且使得一二次部分的改建工程量實(shí)現(xiàn)最小化。

4.經(jīng)濟(jì)適用功能

變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要充分考慮經(jīng)濟(jì)適用性，通過(guò)在實(shí)現(xiàn)可靠、靈活、平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，積極做到變電站的建筑安裝、設(shè)備購(gòu)置及投資維修費(fèi)用達(dá)到節(jié)約的目的，采用不同的連接方式，投資成本具有較大差異。

三、電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素

1.配電裝置選擇

目前，在110KV的變電站中，高壓配電裝置通常采用屋內(nèi)與屋外兩種配置形式：

屋內(nèi)配置。變電站主接線(xiàn)屋內(nèi)配置分為普通電器在屋內(nèi)布置安裝、110KV斷路器小車(chē)屋內(nèi)布置、安全（SF）6全封閉組合電器屋內(nèi)配置三種形式。其中，普通電器在屋內(nèi)布置安裝與110KV斷路器小車(chē)屋內(nèi)布置，這兩種類(lèi)型的屋內(nèi)配置中間隔可設(shè)計(jì)為6.5米左右寬度，12米長(zhǎng)的跨度，實(shí)現(xiàn)屋內(nèi)布局合理，投資成本經(jīng)濟(jì)的綜合供電使用功能發(fā)揮，這兩種屋內(nèi)高壓配電裝置設(shè)計(jì)及安裝適合設(shè)置在城郊區(qū)域及環(huán)境污染較為嚴(yán)重的地區(qū)；安全（SF）6全封閉組合電器屋內(nèi)配置模式，運(yùn)行高效，維護(hù)便捷，但投資使用成本頭人較大，適宜建在城市中心與土地使用空間緊俏的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。

屋外布置。在我國(guó)廣大的農(nóng)村與城鄉(xiāng)結(jié)合部區(qū)域更多地采用屋外布置形式。屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置及屋外中型布置三大種類(lèi)。

屋外半高型布置的電氣主線(xiàn)接線(xiàn)設(shè)計(jì)，將母線(xiàn)與母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)提升安裝高度，將斷路器、電流互感器等設(shè)備布置在升高后母線(xiàn)與母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)的下方向，實(shí)現(xiàn)跨尺寸減少配電裝置。這種布置類(lèi)型適用于進(jìn)出線(xiàn)回路較多的變電站設(shè)備，進(jìn)出線(xiàn)間隔無(wú)法實(shí)現(xiàn)合并，各占獨(dú)立間隔，使得橫截面積增大。

屋外高型布置的電氣主線(xiàn)接線(xiàn)設(shè)計(jì)，將母線(xiàn)與母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)上下重疊布置，適合雙母線(xiàn)布置模式，屋外中型布置將所有的電氣設(shè)備均安裝在地面設(shè)備的支架上，在母線(xiàn)下方區(qū)域不再布置電氣設(shè)備。該種布置模式是業(yè)內(nèi)較為流行推崇的模式，布局清晰合理、誤操作概率較低、運(yùn)行可靠、施工與后期維修養(yǎng)護(hù)便捷、投資造價(jià)性?xún)r(jià)比高，是較為適合選用的配電裝置主接線(xiàn)設(shè)計(jì)模式。

2.相關(guān)電氣設(shè)備及典型的接線(xiàn)方式

（1）相關(guān)電氣設(shè)備。總體來(lái)說(shuō)，變電站電氣設(shè)備主接線(xiàn)一般包括的電氣設(shè)備有：主變壓器、變壓器高壓引出線(xiàn)、母線(xiàn)、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、繼電保護(hù)設(shè)備、電流互感器、電壓互感器、避雷針及跨條等。

（2）典型接線(xiàn)方式。

單母線(xiàn)接線(xiàn)見(jiàn)圖1。

接線(xiàn)簡(jiǎn)單，使用設(shè)備較少，進(jìn)出線(xiàn)路回路各自連接一組斷路器，互不影響，同時(shí)占地區(qū)域較小，投資成本經(jīng)濟(jì)，正常運(yùn)行操作由斷路器實(shí)施，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與遠(yuǎn)程操控。但其存在不能實(shí)現(xiàn)緊急情況是的供電保障。一般適用于6-220KV電力系統(tǒng)，回路少，對(duì)供電可靠性要求不高的中小性變電站。

單母線(xiàn)分段接線(xiàn)見(jiàn)圖2。

對(duì)重點(diǎn)電力支持區(qū)域與用戶(hù)，可由分貝連接兩段母線(xiàn)的兩條線(xiàn)路供電，實(shí)現(xiàn)不斷電的使用需求，分段斷路器閉合運(yùn)行時(shí)，當(dāng)一個(gè)電源出現(xiàn)故障，可使用兩段母線(xiàn)都有電，但線(xiàn)路故障時(shí)斷路電流量較大。

使用范圍：6-10KV配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為6回及以上；35-60KV配電裝置出現(xiàn)回路數(shù)在4-8回；110-220KV配電裝置出線(xiàn)回路在3-4回。

單母線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)接線(xiàn)見(jiàn)圖3

同一電壓等級(jí)情況下，各回路經(jīng)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)連接至公共母線(xiàn)處，實(shí)現(xiàn)將每一回線(xiàn)旁路母線(xiàn)連接，該接線(xiàn)方式每一進(jìn)出線(xiàn)回路斷路器檢修時(shí)，回路不停電。適用于35KV及以上重要適用用戶(hù)采用。

綜上，變電站的電氣主接線(xiàn)是變電站設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線(xiàn)方案的確定對(duì)電力系統(tǒng)及變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用，并對(duì)電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電站主接線(xiàn)的最佳方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 符慶.變電站電氣主接線(xiàn)方案設(shè)計(jì)[J].科技視界，2011（10）.