淺議智能變電站電氣主接線優化

王睿萱

【摘 ?要】隨著我國經濟的飛快發展，工廠用電量迅速增長，對電能質量、技術經濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對變電站設計也有了更高、更完善的要求。本文主要介紹了電氣主接線的設計原則，電氣主接線設計需考慮的問題，和電氣主接線設計的一般要求。

【關鍵詞】主接線;要求;原則;變電所

電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統。本文以變電所的電氣主接線為例來簡要說明電氣主接線設計的原則和要求。變電所電氣主接線是變電所電氣部分的主體結構，是電力系統網絡結構的主要組成部分。它的設計是變電所設計的首要任務，與全廠電氣設備的選擇，配電裝置的布置，機電保護和自動裝置的確定密切相關，直接影響著電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行，因此，電氣主接線的設計是一個全面、綜合性的問題，必須在滿足國家有關技術經濟政策的前提下，結合電力系統和變電所的具體情況，進行反復比較和優化，最后確定出最佳方案，力求使其技術先進、經濟合理、安全可靠。

一、電氣主接線的設計原則

設計變電所電氣主接線時所遵循的原則有：（1）符合設計任務書的要求;（2）要以國家相關的方針、政策、法規、規程為準則;（3）結合工程實際情況和具體的特點，全面、綜合地加以分析，力求保證供電可靠、調度靈活、操作方便、節省投資的原則，設計出技術先進、經濟合理的電氣主接線。

1、變電所主接線要與變電所系統中的地位、作用相適應

根據變電所在系統中的地位和作用確定對主接線的可靠性、靈活性和經濟性的要求。

2、變電所主接線的選擇應考慮電網安全穩定運行的要求，還應滿足電網出故障時應處理的要求

3、正確選用接線形式

各種配置接線的選擇，要考慮該配置所在的變電所的性質，電壓等級、進出線回路數、采用的設備情況，供電負荷的重要性和本地區的運行習慣等因素。具體原則如下：（1）變電所的電壓等級不宜過多，以不超過三個電壓級為原則;（2）單母線接線：適用于小容量變電所;（3）單母線分段接線：應用于6～10kV時，每段容量小于25MW;35～60kV時，出線回路數小于八回;110～220kV時，出線回路數小于四回;（4）單母線帶旁路母線接線：多用于35kV以上系統的屋外配電裝置。35kV時，出線回路數大于八回;110kV時，出線回路數大于六回;220kV時，出線回路數大于五回;（5）單母線分段帶旁路母線接線：應用于35～110kV變電所;（6）雙母線接線：應用于變電所出線帶電抗器的6～10kV配電裝置，以及35～60kV出線數目超過八回或連接電源較多負荷較大、110～220kV出線數為五回及其以上的情況;（7）雙母線帶旁路母線接線：多應用于35kV以上系統的屋外配電裝置。35kV時，出線回路數大于八回;110kV時，出線回路數大于六回;220kV時，出線回路數大于五回;（8）橋形接線：應用于35～220kV的配電裝置中;（9）角形接線：應用于全部回路數小于5～6回，工作電流不大，最終規模明確的110kV及其以上的配電裝置中，一般接線不宜超過六角形，以四角形應用最廣。（10）近期接線與遠景接線相結合，方便接線的過程。

4、旁路母線的設置原則

采用分段單母線或雙母線的110～220kV配電裝置，當斷路器不允許停電檢修時，一般需要設置旁路母線。主變壓器的110～220kV側斷路器，宜接入旁路母線。

當有旁路母線時，應首先采用以分段斷路器或母聯斷路器兼做旁路斷路器的連接。

當220kV出線為五回線及其以上、110kV出線為七回線及其以上時，一般裝設專業的旁路斷路器;當采用可靠性較高的SF6的斷路器可不用旁路母線;對于6～10kV屋內配電裝置一般不設旁路母線。

5、在確定變電所主接線時要進行技術經濟比較。

二、電氣主接線設計需考慮的問題

在進行變電站電氣主接線設計時，需要重點考慮以下一些問題：

1、需要考慮變電所在電力系統中的位置，變電所在電力系統中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。

2、要考慮近期和遠期的發展規模，變電所電氣主接線的設計，應根據5～10年電力發展規劃進行。根據負荷的大小、分布、增長速度，根據地區網絡情況和潮流分布，分析各種可能的運行方式，來確定電氣主接線的形式以及連接電源數和出線回數。

3、考慮主變臺數對電氣主接線的影響，變電所主變的臺數對電氣主接線的選擇將產生直接的影響，傳輸容量不同，對主接線的可靠性、靈活性的要求也不同。

三、電氣主接線設計的一般要求

1、可靠性

供電可靠性是電力生產和分配的首要任務，停電會對國民經濟各部門帶來巨大的損失，往往比少發電能的損失大幾十倍，導致產品報廢、設備損壞、人身傷亡等。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。因事故逼迫中斷供電的機會越小，影響范圍越小，停電時間越短，主接線的可靠程度就越高。研究主接線可靠性的標志是：（1）斷路器檢修時，能否不影響供電。（2）線路、斷路器或母線故障時以及母線隔離開關檢修時，停運出線回路數的多少和停電時間的長短，以及能否保證對Ⅰ、Ⅱ類重要用戶的供電。（3）發電廠或變電所全部停電的可能性。（4）對大機組超高壓情況下的電氣主接線，應滿足以下可靠性準則的要求。1）任何短路器檢修，不得影響對用戶的供電。2）任一進、出線斷路器故障或拒動，不應切除一臺以上機組和相應的線路。3）任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合時，以及分段或母聯斷路器故障或拒動時，都不應切除兩臺以上機組和相應的線路。4）一段母線故障（或連接在母線上的進出線斷路器故障或拒動），宜將故障范圍限制到不超過整個母線的二分之一。

2、靈活性

電氣主接線應能適應各種運行狀態，并能靈活的進行運行方式的轉換，其靈活性要求有如下幾個方面：（1）調度靈活，操作簡便：應能靈活地投入或切除某些機組、變壓器或線路，調配電源和負荷，能滿足系統在事故、檢修及特殊運行方式下的調度要求。（2）檢修安全：應能方便的停運短路器、母線及其機電保護設備，進行安全檢修而不影響電力網的正常運行及對用戶的供電。（3）擴建方便：應能容易地從初期過度到最終接線，在擴建過渡時應盡可能的不影響連續供電或在停電時間最短的情況下，完成過度方案的實施，使改造工作量最少。

結束語

隨著我國社會經濟的迅速發展，對電力的需求也隨之與日俱增，因此，一個安全穩定運行的電網關系到我國國民經濟的健康穩定的運行，而電氣主接線在電網中扮演著重要的角色。從變電站本身運行及投資來看，必須要滿足“可靠性合理，經濟性最優”的設計原則，利用上述的設計思想，很方便的實現電氣主接線的設計。

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（作者單位：國網山西省電力公司檢修公司）