變電站一次系統(tǒng)電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)研究

唐杰

銅仁市東方電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司 貴州銅仁 554300

工程繼電保護(hù)應(yīng)用模型對(duì)繼電保護(hù)裝置模型及其二次回路的配置作了規(guī)范，當(dāng)前的SCD文件多數(shù)并未嚴(yán)格執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)一次設(shè)備的詳細(xì)描述，難以直接得到主接線(xiàn)圖。目前，一次接線(xiàn)圖基本以手動(dòng)繪制為主，不同應(yīng)用的接線(xiàn)圖存在重復(fù)繪制，變電站的改擴(kuò)建會(huì)使得接線(xiàn)圖維護(hù)難度增加；已有的主接線(xiàn)自動(dòng)生成方法，需要維護(hù)好每個(gè)變電站一次設(shè)備及連接關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，或在智能變電站相關(guān)配置文件基礎(chǔ)上，手動(dòng)配置一些額外信息，前期準(zhǔn)備工作較多，方法通用性不強(qiáng)。

1 變電站電氣主接線(xiàn)的概念和設(shè)計(jì)要求

變電站一次主接線(xiàn)是由變壓器、線(xiàn)路、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電容器、電抗器、接地變壓器、避雷器、母線(xiàn)等按照一定順序連接而成。顯示本變電站與電力系統(tǒng)的連接，用來(lái)表示電能匯集、分配、交換和運(yùn)作。反映正常（即設(shè)備處在電路接通無(wú)任何外力作用狀態(tài)）和事故（即設(shè)備遭受人為誤操作、誤許可、誤接線(xiàn)、誤整定及外力破壞和不可抗拒自然力）時(shí)輸、變、供、配電的能力。變電站的主接線(xiàn)，應(yīng)根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位、出線(xiàn)回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)條件確定，并應(yīng)滿(mǎn)足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。主接線(xiàn)的選擇還要根據(jù)變電站分期和最終建設(shè)規(guī)模等綜合考慮。

2 新增電氣設(shè)備的選取和校驗(yàn)

2.1 對(duì)于新增電氣設(shè)備的精確化選取

新設(shè)備的選取要依據(jù)電站主線(xiàn)路分布、使用功率等條件決定，從以下幾個(gè)方面考量，一是設(shè)備正常工作時(shí)的額定數(shù)值，要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量和確認(rèn)[1]，確保實(shí)際工作各項(xiàng)數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)計(jì)相符；二是要記錄設(shè)備在短路條件下的一些數(shù)值進(jìn)行，對(duì)熱動(dòng)穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)，確保短路狀態(tài)下有著一定的穩(wěn)定性；三是依據(jù)短路發(fā)生的條件對(duì)開(kāi)關(guān)電氣斷流潛質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)；四是對(duì)新增電氣設(shè)備安裝位置進(jìn)行綜合考量。

2.2 對(duì)新添電氣設(shè)備的細(xì)致化檢驗(yàn)

在對(duì)原主線(xiàn)路和設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)核對(duì)時(shí)，要確保主母線(xiàn)的額定載流量大于新增設(shè)備的額定電流；設(shè)備的開(kāi)斷電流比新增設(shè)備短路電流要高，并且要保證設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定電流必須高于沖擊電流。母聯(lián)間隔電氣設(shè)備，額定電流一定要比母線(xiàn)自身的載流量大一些，動(dòng)穩(wěn)定電流大于沖擊電流。如果出現(xiàn)了母聯(lián)間隔電氣設(shè)備額定電流數(shù)值低于母線(xiàn)載流量的情況，可通過(guò)聯(lián)合同等電壓等級(jí)出線(xiàn)最大負(fù)荷的一回出線(xiàn)進(jìn)行線(xiàn)路額定電流的準(zhǔn)確計(jì)算和驗(yàn)證。只有設(shè)備的額定數(shù)據(jù)超過(guò)了計(jì)算數(shù)據(jù)才能夠算是合格，但這仍然需要工作人員進(jìn)行仔細(xì)核對(duì)和驗(yàn)證。

3 變電站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 主接線(xiàn)方案的選擇

配電網(wǎng)常用電氣主接線(xiàn)有以下方案可供選擇。方案一：在高壓側(cè)和低壓側(cè)使用單母線(xiàn)分段。其優(yōu)點(diǎn)為：當(dāng)斷路器對(duì)總線(xiàn)進(jìn)行分段時(shí)，它由2個(gè)電路供電，用戶(hù)將能夠從不同的母線(xiàn)段引出2個(gè)循環(huán)回路；如果母線(xiàn)中的一部分發(fā)生故障，分段斷路器將主動(dòng)斷開(kāi)問(wèn)題所在的母線(xiàn)，以確保對(duì)正常線(xiàn)路母線(xiàn)實(shí)現(xiàn)可不間斷供電，從而確保重要單位的電源不會(huì)出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。其缺點(diǎn)為：在維護(hù)母線(xiàn)或母線(xiàn)分離器期間必須發(fā)生電源故障；若回路為雙回路時(shí)[2]，則需要架空線(xiàn)路建成交叉跨越形式的線(xiàn)路；在建設(shè)時(shí)，我們應(yīng)該在2個(gè)方向上平衡建設(shè)。方案二：采用單母線(xiàn)分段帶旁路的建設(shè)方法。其優(yōu)點(diǎn)為：即使在斷路器維修后，電源也不會(huì)中斷。其缺點(diǎn)為：由于該方案經(jīng)常作為大型電廠和變電中心，因此該方案的投資資金太高，不符合本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)效益。方案三：方案為高壓一側(cè)采用的是單母線(xiàn)、低壓?jiǎn)文妇€(xiàn)分段法。其優(yōu)點(diǎn)為：每一個(gè)主要變壓器在變壓器檢修或故障期間改變操作方式，在快速反應(yīng)的情況下，整個(gè)變電站的電力供應(yīng)可以恢復(fù)。其缺點(diǎn)主要為：當(dāng)高壓母線(xiàn)或者電源進(jìn)線(xiàn)出現(xiàn)問(wèn)題，同時(shí)包括線(xiàn)路進(jìn)行維修的時(shí)候，隨之帶來(lái)的變電所也需要停止供電。

3.2 檢波/解調(diào)模塊

檢波/解調(diào)模塊主要是作為信號(hào)的接收、解析、處理、傳輸通道。在整個(gè)傳輸?shù)倪^(guò)程中，對(duì)主機(jī)發(fā)出的探測(cè)信號(hào)，通過(guò)低通濾波的方法去除干擾信號(hào)，再運(yùn)用運(yùn)算放大器進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)放大處理，后面一路信號(hào)通過(guò)信號(hào)解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)處理，將信號(hào)解調(diào)的報(bào)文傳輸?shù)街骺啬K中，另外一路信號(hào)通過(guò)功率檢波器進(jìn)行檢波，得出檢測(cè)值，并將檢測(cè)結(jié)果傳輸?shù)街骺啬K中。主控模塊通過(guò)解調(diào)報(bào)文和檢測(cè)值進(jìn)行記錄、分析和對(duì)比，作為后面選取目標(biāo)電纜的主要判斷依據(jù)[3]。

3.3 單母分段接線(xiàn)

變電站的側(cè)常選用單母分段接線(xiàn)），當(dāng)接入母線(xiàn)的回路較多時(shí)，就把母線(xiàn)分為兩段或多段，并在兩段母線(xiàn)之間設(shè)置分段斷路器，此種接線(xiàn)就是單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是：由于所有回路都設(shè)有斷路器，單一回路故障時(shí)只切除故障部分，一般不會(huì)擴(kuò)大停電范圍，同時(shí)設(shè)置了分段斷路器，母線(xiàn)故障只會(huì)一條母線(xiàn)停電，仍可保留一半的供電能力。缺點(diǎn)是：當(dāng)母線(xiàn)和母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障，任何斷路器拒動(dòng)會(huì)造成全站停電，母聯(lián)斷路器（手車(chē)式）開(kāi)關(guān)在運(yùn)行位置故障時(shí)，造成的全站停電短時(shí)間難以恢復(fù)。單母分段適用于地區(qū)重要變電站和終端變電站。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變電站改建的變電一次設(shè)計(jì)是變電站改建工程中的重要環(huán)節(jié)，要對(duì)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行把控，抓住主要矛盾，根據(jù)各個(gè)變電站的特性，具體情況具體分析，做出合理的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)也須電力工作人員積極借鑒他人經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)科學(xué)方法，重視工作的重要性與安全性[4]。