變電站一次系統(tǒng)電氣主接線設計研究

溫世運

摘要：變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響電力系統(tǒng)的安全和經濟運行，它是發(fā)電廠與用戶之間的中間環(huán)節(jié)，起著交換和分配電能的作用。這要求變電站設計經濟合理，采用合理的電氣主接線形式，并選用合適的電氣設備，變電站布局和電氣設備應符合國家標準。隨著技術發(fā)展，電網容量不斷增大，電壓等級越來越高，變電站設計變得越來越復雜。目前，隨著電網建設和改造工作的進行，對變電站設計的要求也在不斷提高。本文主要針對變電站電氣主接線設計相關方面進行分析和探討。

關鍵詞：變電站;電氣主接線;建設規(guī)模

1電氣主接線設計的主要原則和要求

電氣主接線以電源進線和引出線為基本環(huán)節(jié)，以母線為中間環(huán)節(jié)構成的電能輸配電路。電氣主接線的設計作為變電站設計中最重要的組成部分之一，對變電站的正常運行以及功能的發(fā)揮，起到非常重要的影響。變電站在電力系統(tǒng)中具有特殊的作用，是電力系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分，承接著高壓和大電流的重要轉換功能。

電氣主接線是變電站的靈魂，將變電站中的所有電氣設備連接起來，在這一過程中，對電氣設備和配電裝置形式的選擇，都具有嚴格的要求。合適的電氣主接線選擇，不僅能夠滿足變電站運行過程中對高壓和大電流的傳輸?shù)囊螅€能夠在連接變電站中的各路電氣設備后，保證電氣設備的穩(wěn)定運行，同時對電力系統(tǒng)運行的安全性及可靠性，也能夠做出有效的保障。

隨著電力系統(tǒng)建設力度的不斷提高，對電氣主接線的設計做出了相關的規(guī)定和要求。電氣主接線選擇的基本原則就是要以變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、變電站的建設規(guī)模、負荷重要性、系統(tǒng)備用容量及國家的相關政策和方針作為設計指標，同時對能夠影響主接線設計的全部因素進行綜合全面的考慮和分析，從而保證變電站的安全及可靠運行，保證為用戶提供安全、穩(wěn)定、優(yōu)質的電力服務。在保證主接線選擇的可靠性、靈活性、經濟性的要求下，在設計過程中，還要充分考慮方便運行和檢修這兩方面的因素。

2電氣主接線的基本接線方式

2.1單母線接線

作為主接線中相對簡單的接線方式之一，單母線接線一般應用于只有一臺主變壓器的變電站當中。這種情況下能夠充分發(fā)揮單母線接線優(yōu)勢，不僅接線簡單清晰，而且涉及到的相關設備少，操作方便。但是單母線接線不夠靈活、可靠性較差。采用單母線接線方式，如果其中某一設備出現(xiàn)故障，在檢修中需要母線停止運行，嚴重影響供電質量以及供電安全。當前人們對于供電質量要求越來越高，因此這種接線方式存在的弊端讓其應用較少。

2.2單母分段接線

單母分段接線是在單母接線中增加分段斷路器，實現(xiàn)了母線分段功能。通過斷路器能將電源分隔，這種方式大大提高了供電效率。單母分段接線方式和單母線接線方式相比具有明顯優(yōu)勢，尤其當某一設備發(fā)生故障時可不用母線全停進行維修，不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。保證供電效率的同時，還大大提高了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與可靠性。對用戶而言，能夠獲得更佳的用電體驗。單母分段其實質也是為優(yōu)化改進單母線接線提出的，作為單母線接線的進步，進一步提高了供電靈活性和可靠性。

2.3雙母線接線線

雙母線接線主要是在系統(tǒng)中引入兩組母線，在主變和出線間隔配備一臺斷路器和兩組隔離開關與母線連接，并將兩組母線協(xié)調使用，通過母線聯(lián)絡斷路器并聯(lián)運行以保證變電站運行的可靠性，通過這種方式可進一步提高供電可靠性。雙母線接線具有顯著優(yōu)點，各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，當對其中一組母線進行檢修時，另一組母線仍能運行，不會影響用戶生產生活的需求，供電可靠性高、調度靈活、擴建方便。但是這種接線方式同樣存在一定的缺點，增加一組母線及母線隔離開關，單母線故障檢修時，隔離開關容易誤操作，需在隔離開關和短路在之間增加連鎖裝置。推薦進出線回路數(shù)小于10回的220kV變電站應用。

2.4一個半斷路（3/2）接線

一個半斷路接線中引入了三臺斷路器，一個回路由兩臺斷路器供電，這種一次主接線方式主要是前面幾種接線方式基礎上完善并提出的。這種接線方式極大保證了供電的可靠性，而且調度更加靈活。一個半斷路接線方式在檢修方面也具有明顯優(yōu)勢，當檢修某一組母線的時候，另一組母線運行狀態(tài)不會受到影響。但是這種接線方式同樣也存在一定的問題，斷路器數(shù)量較多，需要較大的占地面積。一個半斷路器接線有一定的適用范圍，一般在500kV及以上電壓等級中應用較多。

2.5橋形接

橋形接線方式和其他主接線方式相比，具有顯著的斷路器優(yōu)勢，斷路器的用量很少，這也決定了其主要應用于只有兩條輸電線路和變壓器的變電站。一般橋形接線方式分為內橋接線和外橋接線兩種方式，只是兩種接線方式的應用范圍具有一定差異，往往內橋接線應用于輸電線路較長的線路中，外橋接線往往主要應用于輸電線路較短的線路中。目前在我國110kV及以下系統(tǒng)應用較為廣泛。

2.6角形接線

角形接線主要針對系統(tǒng)內不同的斷路器，采用不同的連接方式，這種接線方式極大的縮短了開環(huán)時間，而且還保證了變電站在檢修過程中能夠可靠運行。角形接線一般應用于回路較少的變電站中，而且不需要進行配電裝置的擴建，最大限度節(jié)約了變電站建設成本，在建設時間方面也具有明顯優(yōu)勢。

3變電站電氣主接線流程

3.1明確主接線設計要求和具體情況

在進行220kV變電站電氣主接線設計的時候，必須要明確變電站電氣主接線的具體要求和變電站的具體情況，對系統(tǒng)規(guī)模、變電站重要程度、短路電流水平等方面進行收資計算，最終本著“靈活性、可靠性、經濟性”的原則來展開電氣主接線設計工作，最終獲得最佳的主接線方案。

3.2明確設計理念

在進行變電站電氣主接線設計時，必須要按照前面提出的設計原則進行設計，在設計中還應該明確并制定初步的主接線設計理念。

3.3方案篩選確定

在實際的電氣主接線設計中，往往會根據(jù)要求并結合實際情況，初步給出多種一次主接線的設計方法，而工作人員需要對不同的接線方案進行初步遴選和不斷優(yōu)化，最終選擇出最佳的設計方案。另外即使選擇了設計方案，仍然需要結合實際情況對方案的適用性進行進一步分析。

3.4高壓電氣設備選擇

在確定方案之后需對變電站電氣設備選擇進行校核，保證其滿足系統(tǒng)需求，最大限度的減小對變壓器的損害。在完成方案設計之后還需合理的選擇高壓電氣設備，這一過程必須結合變電站實際需求和設計方案綜合考慮。

3.5設計落實

經過對主接線優(yōu)化確定方案可行之后，按照方案完成電氣主接線設計圖，并按照圖紙和設計的實際需求來展開變電站的主接線建設。

結語

總之，在新的電力發(fā)展形勢下，變電站電氣主接線設計需要滿足多方面的實際要求，具有較高的現(xiàn)實性與復雜性，相關設計人員要在積極遵循基本設計原則和要求的基礎上，選擇正確的設計方法與接線方式，制定出最合理、最可行的設計方案。

參考文獻

[1]李嵩，陳德鋒.220kV變電站電氣一次部分設計技術探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2018（24）：74-75.

[2]程永杰.新形勢下變電站電氣一次主接線設計[J].科技與創(chuàng)新，2017（05）：41+43.

[3]單耀生.火電廠150kV變電站一次接線設計與規(guī)劃[J].中國高新技術企業(yè)，2013（09）：127-130.