電力系統接線設計原則和電氣一次設計技術要點研究

林俊賢

摘要：生活質量不斷提高相應地促進了人們對用電的需求量的增加。在人們的生活與社會發展中，所以人們要進行研究電力系統接線和電氣一次設計工作。

關鍵詞：電力系統；主接線；一次設備；設計

前言

社會的發展與人們的生活都離不開電力系統的發展，而科技經濟不斷發展也對供電系統提出了更高的要求，要求更加全面系統，也對電力系統設計工作提出了新要求。

1 電力系統電氣主接線設計原則

電氣主接線作為電力系統的重要組成部分，是電廠中電氣部分的主體結構，對電力系統運行的安全性、可靠性和靈活性有著直接的影響，同時還決定著電器選擇、繼電保護裝置、配電裝置的布置等。在電力系統中進行主接線設計需要按照下面幾個原則進行：

1.1 可靠性

可靠性主要指的是主接線的設計應該能夠保證對用戶進行不間斷的供電， 對可靠性進行衡量的客觀標準就是運行實踐。主接線的可靠性是一次設計和二次設計在整個運行過程中的可靠性的綜合體現。所以，在進行主接線的設計過程中我們不但要對一次設備對供電可靠性的影響進行分析，還需要關注到二次設備對主接線的重要影響。

1.2 靈活性

對于主接線的靈活性主要具有以下幾點要求：①檢修的靈活和安全，能夠比較便利的對斷路器、母線及其繼電保護裝置進行停止運行，從而能夠比較安全的進行檢查和維修，同時還不會對正常供電產生影響；②調度的靈活性，保證調度的便利性。能夠對變壓器、線路、電源和負荷等進行靈活的投入和切除；③要求能夠保證擴建的方便[1]。

1.3 經濟性

上述兩個方面的原則主要是體現主接線設計的技術性，它們與經濟性是存在一定的矛盾性的， 因而要想保證主接線的靈活性和可靠性，很可能會導致設計成本和投資增加。因而必須對主接線的靈活性、可靠性和經濟性進行綜合考慮，在滿足上述兩個原則的情況，盡可能的做到經濟性和合理性。盡可能的做到占地面積小、投資小、年運行費用小，充分發揮其經濟效益。

2 電力系統一次設備設計

2.1 主變壓器的選擇

電力變壓器是發電廠和變電所中重要的一次設備之一，其安全、可靠運行是電力系統中非常重要的環節。如果某變電站主變壓器的數量不足，或者變壓器的容量不足，那么就會導致變電站乃至整個電力系統的可靠性下降。根據城市規劃，負荷性質，電網結構等綜合考慮確定其容量。對于重要變電所應考慮以1 臺主變壓器停運時其余變壓器容量在計及負荷能力允許時間內，應滿足Ⅰ類及Ⅱ類負荷的供電。對于普通的變電站，在一臺主變停止運行的情況下，其他的變壓器的容量應該能夠滿足負荷的70～80%，在目前實際的運行情況變電所中通常都是采用兩臺變壓器互為暗備用并聯運行。主變壓器在設計中不僅要滿足上述要求，還需要對未來變電站的發展和擴展的需要進行綜合考慮，應當預留一定的容量對變壓器經濟運行的條件進行滿足。

2.2 斷路器種類和型式選擇

斷路器根據選擇的滅弧介質的不同能夠分成四種，即真空斷路器、壓縮空氣斷路器、油斷路器以及六氟化硫斷路器。隨著電力行業的不斷發展以及開關技術的進步，目前變電站中斷路器通常會選擇真空斷路器以及六氟化硫斷路器，基本上已經淘汰了油斷路器。對于電網的容量較小，則可以考慮真空斷路器，它的優點是滅弧迅速，觸頭壽命長。小型的發電站的屋內配電裝置也常采用SN 型少油斷路器，系采用縱橫氣吹和機械油吹聯合作用的結構。

2.3 電流互感器和電壓互感器的配置

在進行電流互感器型號的選擇過程中，需要根據產品的情況以及產品使用的環境條件為依據進行選擇。對于6～20kV屋內配電裝置，應當選擇瓷絕緣結構和樹脂澆注絕緣結構的電流互感器。對于35kV 及以上配電裝置，通常選擇油浸式瓷箱式絕緣結構的獨立式電流互感器。如果各方面的條件允許，那么應該盡可能的選擇樹脂膠主絕緣結構的電壓互感器；35～110kV 配電裝置通常選擇油浸式結構的電壓互感器；220kV級以上的配電裝置，如果容量和準確等級能夠滿足相關要求，通常需要選擇電容式電壓互感器。在需要檢查和監視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器。

2.4 避雷器的選擇

雷擊建筑物和電力設備往往造成極大的危害，為了保證電力系統在運行過程中的供電可靠性和人身安全，在設計過程中設計人員應該以所在地區的雷電情況、工程的規模和特點以及地區的地質情況為依據，對防雷接地設計方案進行合理的、科學的確定。每一段母線須配置一組避雷器。對于三線圈變壓器，低壓繞組有可能開路運行時，為避免靜電感應對低壓繞組絕緣的危害，應在低壓繞組出線端裝一個避雷器，三角形繞組的，可裝在任一相，星形繞組的，裝于中性點。對于自耦變壓器，當一側斷開后，在斷開側仍會出現對絕緣有危害的過電壓，因此，須在自耦變壓器的各側繞組上裝設避雷器[2]。如果接地系統是中性點直接接地，同時變壓器中性點可能處于斷開運行的情況，在變壓器中性點絕緣沒有按照線電壓設計的情況下，需要在中性點進行避雷器的安裝。對于中性點不接地系統，變壓器中性點經套管引出時，應在中性點裝一個避雷器。變壓器中性點接有消弧線圈時，為消除消弧線圈端部可能出現的過電壓，應與消弧線圈并聯安裝一個避雷器。

結語

目前相關電力企業的重要工作任務就是要確保電力系統運行的穩定性和安全性，在電力系統安全運行的基礎上相關企業要對電力系統的改造進行深入研究，科學的接線原則和電氣一次設計要點要遵循好，改造方法和電力設備的選擇要正確，這樣電力系統才能達到要求，才能更好地滿足人們用電需求的同時，經濟效益才能更好地得到提升，發展更加穩定。

參考文獻：

[1] 郭日彩，李寶金，李明.500（330）kV變電站典型設計研究與應用[J].電網技術.2005（20） .

[2] 傅健.探討變電站電氣一次安裝的質量控制及技術要點[J].科技資訊.2011（14） .endprint