電力系統接線設計原則和電氣一次設計技術要點分析

趙叢　郭欣

摘要：隨著國家經濟建設的穩定快速發展，以及群眾對于電力能源需求的加強，我們國家已經陸陸續續的在進行電力能源的改革和管理提升。首先，電力能源的輸送能力都在不斷加強，為了提高電力能源的輸送能力，國家已經更換了一大批輸電電纜和變壓設備，這就使得廣大群眾的用電能夠更穩定安全。而發電廠作為電力能源的第一個管理系統，它也要隨著時代的要求變更而進行相關的調整。發電廠的建設是一項長遠的基礎設施建設，因此必須樹立全局觀念和持續發展觀念。

關鍵詞：電力系統;設計原則;接線設計;一次設計;

近些年來，隨著科技的進步和社會的發展，人們生活水平顯著提高，同時人們日常生活和生產用電量大幅度增加。自從電能產生至今，電能在社會發展中占據著重要地位，因此我們有必要對電力系統接線和電氣一次設計工作進行分析。

一、電氣主接線設計原則

隨著社會經濟的發展，供電可靠性、安全性和穩定性越來越受到人們的重視，這也為供電系統設計提出了新要求。近年來，以數字技術、信息技術和遙控技術的出現為電力系統提供了新思路，也為人們電力系統設計優化提供了技術指導。在當今電力生產中，確保供電穩定性、可靠性是最根本的工作目標，這也是電力生產的首要任務。一旦出現停電事故，其必然會對發電廠造成經濟損失，甚至是影響到國家經濟建設，產生人員傷亡事故等。因此，在電力系統設計中，選擇科學、合理的接線技術和方法至關重要，是保證供電可靠性、經濟性的愛情難題。一般來說，在目前的電能系統設計中主要的設計內容包含了電壓、頻率、以及可靠性三個方面。而主線設計則是一個多元化工作，需要從工作內容、工作條件以及工作模式等方面進行分析。一般來說，擁有較高的靈活性、方便性是整個設計工作的重點，在設計中出現需要，滿足正常運行的同時，還需要保證供電的可靠性，確保故障在產生之后能夠在第一時間得到控制，從而滿足電力調度、電能分配要求，在這同時還要保證設備運行方式選擇的可靠性、可行性和簡單性，通過系統、科學的控制設備來達到減少停電次數、縮短停電時間的故障處理措施。電氣接線設計要想做好經濟性，除了需要在設計工作中選擇合理、可靠性的供電策略和供電方法之外，對于基礎設備的投資、運行費用也要給予明確的控制，并采取占地小、性能好的設備來進行控制，從而達到減少投資的目的，將整個電力設計的經濟性充分發揮出來，從而達到科學、系統應用的目的。在未來的電力系統研究中，我們需要充分的考慮電力主接線設計的科學性，要立足于未來，除了需要考慮現實接線之外，還需要對分期過渡接線進行充分的考慮和處理，盡可能的選擇一些方便未來經濟發展的主線設計策略和方法，進而達到標準、科學、嚴格的設計標準要求。

二、電力系統一次設備設計

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。在設計過程中，應該結合變壓器運行以往的經驗，通常選擇兩臺變壓器互為備用。對于兩臺互為備用并聯運行的變壓器，變電所通常采用兩臺等容量的變壓器，單臺變壓器容量視它們的備用方式而定。

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。

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。

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。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。對于雷雨季節可能經常開路運行，而其線路側又帶有電壓的35～110kV的變壓所，為了對變壓所進出線的隔離開關以及斷路器進行保證，需要在進出線的進出位置進行三相一組避雷器的安裝。在對避雷器型號進行選擇的過程中，需要綜合被保護電器的使用特點和絕緣水平情況進行考慮，按照避雷器配置的要求，必須在每一組母線上都進行避雷器的安裝，同時還要求變壓器中性點接地必須對避雷器進行安裝，并且要求安裝在變壓器和斷路器的中間。

5.短路電流及計算。短路電流及其計算方法：在現實生活中，各個方面的工作，都需要依據短路電流的計算來完成，比如電氣設備的選擇和校驗、繼電保護裝置的整定和校驗、整定自動化裝置以及限流設備的選擇等等，在對短路電流計算時，標么制法是普遍采用的。確定短路點：計算短路電流時按總配電所高壓母線側各主要開關電器動穩定校驗、母線動、熱穩定校驗和繼電保護整定計算選兩處短路點來進行短路計算。??? 結束語：

總之，安全與可靠是電力生產的兩大關鍵性要素，它不僅影響電能的供應質量、電力系統的運行壽命，而且關系到人民日常生活與生產，同時對國民經濟的發展有著極大的影響。因此在電力系統接線和電氣一次設計工作中，我們要充分考慮各方面的因素，嚴格按照國家規定和電力部門要求進行工作，以最佳、最優的電氣設備設計方案來保證供電的安全、可靠，最大限度的節約投資、提高設計效益。

參考文獻：

[1]賈文瑩.電力系統接線設計原則和電氣一次設計技術要點.2017.

[2]張志英.淺談電力系統接線設計原則和電氣一次設計技術要點分析.2017.