淺議110KV變電站電氣主接線的選擇

呂梁

【摘 要】在電力系統中變電站是最為重要的一部分內容，其運行效率在根源上決定了供電質量，所以，在設計建設時，必須要做好細節的管理，進而降低各項因素的影響，使其維持在良好的運行狀態。其中，電氣主接線方式選擇是否合理，決定了變電站的運行安全和穩定。本文就對110KV變電站電氣主接線的選擇措施進行探討。

【關鍵詞】110KV變電站；電氣；主接線；技術

變電站電氣主接線是指高壓電氣設備通過連線組成的接受或者分配電能的電路。其形式與電力系統整體及變電站的運行可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。所以，主接線設計是一個綜合性問題，應根據電力系統發展要求，著重分析變電站在系統中所處的地位、性質、規模及電氣設備特點等，做出符合實際需要的經濟合理的電氣主接線。下面就110kV變電站電氣主接線的選擇作一探討。

1、電氣主接線的設計原則

變電站電氣主接線是電力系統接線的主要組成部分。其設計直接關系著全站電器設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關系著電力系統的安全、穩定、靈活和經濟高效的運行。主接線的設計是一個綜合性的問題，必須在滿足國家有關技術經濟政策的前提下，力爭使其技術先進、經濟合理、安全可靠。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。它要求用規定的設備文字和圖形符號，并按工作順序排列，詳細地表示電氣設備或成套裝置全部基本組成和連接關系，代表該變電站電氣部分的主體結構，是電力系統結構網絡的重要組成部分。

2、變電所在電力系統中的地位和作用

變電所在電力系統中的地位和作用是決定主接線的主要因素。不論是樞紐變電所、地區變電所、終端變電所、企業變電所還是分支變電所，由于在電力系統中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經濟性的要求也不同。

2.1近期和遠期的發展規模

變電所主接線設計應根據5～10年電力系統發展規劃進行。應根據負荷的大小和分布、負荷增長速度以及地區網絡情況和潮流分布，并分析各種可能的運行方式來確定主接線的形式以及所連接的電源數和出線回數。

2.2負荷的重要性和分級及出線回數多少對主接線的影響

對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，當一個電源失去后，能保證大部分二級負荷供電。三級負荷一般只需一個電源供電。

2.3主變臺數對主接線的影響

變電所主變的容量和臺數，對變電所主接線的選擇將產生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此對主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性要求低。

3、電氣主接線選擇應滿足的要求

3.1供電可靠性

供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，主接線能可靠地工作，以保證對用戶不間斷供電，其評價標準有以下幾點：（1）斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電；（2）線路或母線發生故障時應盡量減少線路的停運回路數和主變的停運臺數，盡量保證對重要用戶的供電；（3）盡量避免變電站全部停運的可能性。

3.2運行檢修的靈活性

電氣主接線應滿足在調度、檢修時的靈活性。（1）調度運行中應可以靈活的投入和切除變壓器和線路，滿足系統在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統調度運行要求，實現變電站的無人值班；（2）檢修時，可以方便的停運斷路器、母線和繼電保護設備，進行安全檢修，而不致影響電力網的運行和對用戶的供電。

3.3適應性和可擴展性

能適應一定時期內沒有預計到的負荷水平的變化，滿足供電需求。擴建時，可以適應從初期接線過渡到最終接線。在影響連續供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量減少。

3.4經濟合理性

主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，要求做到經濟合理。（1）投資省。即變電站的建筑工程費、設備購置費、安裝工程費和其他費用應節省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同。（2）占地面積小。主接線設計要為配電裝置創造條件，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積有很大的區別。（3）能量損失小。

4、110kV變電站的主接線選擇

4.1配電裝置的選型

目前，110kV高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內布置和屋外布置兩大類；屋內布置又分為普通電器安裝在屋內布置、110kV斷路器小車屋內布置、SF6全封閉組合電器（GIS）屋內布置三種形式。采用普通電器安裝在屋內布置和110kV斷路器小車屋內布置，每個間隔寬度可以設計成6.5m，跨度約12m，占地面積相當，投資也相差不大，多用在城郊或污染較嚴重地區。SF6全封閉組合電器（GIS）屋內布置占地最小，運行維護最好，但投資較高，多用在城市中心和用地非常緊張的地方。屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關升高，把斷路器、電流互感器等設備直接布置在升高母線的下方，使配電裝置跨度尺寸減少，但由于進出線間隔不能合并，各占一個間隔，使橫向面積增大，對于進出線回路少的變電站，多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關上下重疊布置，適用于雙母線布置，屋外中型布置是將所有電氣設備都安裝在地面設備支架上，母線下不布置任何電氣設備，具有布置比較清晰、不易誤操作、運行可靠、施工和維修都比較方便、構架高度低、造價低等的優點，各地電業部門無論在運行維護還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經驗。

4.2中間變電站設計

中間變電站主要作用是完成系統功率交換以及降壓分配功率，為中心變電站與終端變電站間的中間部分，對電力系統供電質量有著較大的影響。此類變電站一般在設計高壓側進出線回路數比較多，因此主接線方式選擇時需要考慮的內容更多，應綜合分析其在整個電力系統中的地位來確定。一般情況下，中間變電站高壓側主接線方式有單母線、單母線分段以及單母線分段帶旁路三種，需要根據實際情況來選擇。

4.3終端變電站設計

4.3.1變壓器組接線

變壓器組接線形式在應用上最為簡單，只要為高壓配電裝置設置兩個設備單元即可，所需用地面積小，接線簡單明了，如果送電線路出現故障，則送電端變電站出線斷路器跳閘，避免造成大范圍影響。正常運行狀態，L1、L2線路分別設置一臺主變，進行簡單接線，便可以達到運行自動化、無人化要求。對于地方電網內110kV終端變電站，如果主變容量滿足N-1要求，則應選擇用變壓器組接線方式。

4.3.2內橋接線

內橋接線方式在110kV變電站設計中比較常見，高壓側斷路器設置斷路器數量少，如果線路運行出現故障，操作處理時也更為方便，且接線復雜度低。正常運行狀態下，打開橋斷路器，變壓器組接線，L1、L2線路各帶1臺主變，且因為內橋接線線路側裝有斷路器，線路投入和切除更為快捷。這樣如果送電線路出現運行故障，則只需要將故障電路斷路器斷開即可，不會對其他回路的運行產生影響。而如果系統內部變壓器故障，則需要將與其連接的兩臺斷路器全部斷開處理，則會對一回未故障電路的正常運行產生一定影響。因此，在對110kV終端變電站主接線方式進行選擇時，如果主變容量未達到N-1要求，為避免對系統整體供電質量產生影響，應選擇用內橋主接線方式。

5、結語

變電站電氣主接線的設計選擇過程，應充分考慮其供電可靠性、運行檢修的靈活性、適應性、可擴展性和經濟合理性等等。另外，應綜合思考影響主接線的關鍵因素。變電站電氣主接線的選擇能否滿足以上要求，就對變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定產生重要影響。如何針對各個變電站的供電能力及其他各個方面特點，積累變電站電氣主接線的設計選擇經驗，將有利于提高變電站的整體供電能力，并有效保證其可靠性。

參考文獻：

[1]盧青松，付儀.110kV變電站電氣主接線及配電裝置型式變化與發展[J].四川電力技術，2016（3）.

（作者單位：太原市熱力集團有限責任公司）