變電站一次系統電氣主接線設計方案分析

陳賽男

摘? 要：現在社會人們用電需求越來越多，無論是生活還是生產都需要使用電，人們的生活已經離不開對電的依賴，如果停電就會造成很多麻煩的事情發生。變電站是保證電力系統安全穩定運行的關鍵組成部分，在供電系統里面最為重要的就是一次系統，文章主要通過分析變電站一次系統電氣主接線設計相關問題與內容，望能為以后的變電站設計提供更多更好的幫助。

關鍵詞：變電站;一次系統;電氣主接線設計

中圖分類號：TM63? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）03-0096-02

Abstract： Nowadays， people need more and more electricity， both in life and production. People's life has been inseparable from the dependence on electricity. If the power is cut off， many troubles will occur. Substation is the key part to ensure the safe and stable operation of the power system， and the most important part of the power supply system is the primary system. This paper mainly analyzes the design of the primary system electrical main wiring related issues and content， hoping to provide more and better help for the future substation design.

Keywords： transformer substation; primary system; electrical main wiring design

社會的發展和進步都需要能源進行支撐，隨著時代的發展，社會對電能的需求量變得越來越大，需求量增加之后就會對發電廠的要求也越來越高，但是因為發電廠自身的原因，大部分的大型發電廠建設會選擇在比較偏僻的地方，并且和電力負荷中心有著一段距離，要想把發電廠和電力負荷中心更好的進行連接，消除這一段距離，就需要變電站來從中進行連接，讓人們能夠更安全的使用電能。變電站能夠決定電網的穩定，所以在設計的時候就變得尤為重要。

1 變電站一次系統設計的重點

變電站在設計期間必須按照規定標準進行設計，現有變電站設計主要以“三通一標”“兩型一化”“智能”為主，同時還需要根據實際情況進行設計，在設計時重點需要考慮以下幾個問題：

1.1 變電站電氣主接線設計

整個變電站的復雜程度都是由變電站的主接線來決定，在設計期間需要著重考慮進出線的回路數，并且不能過多的浪費材料，要合理確定主接線的形式，同時還需要考慮后期的維修工作是否便捷。

1.2 變電站電氣設備的選擇

在未來的發展中，變電站會以智能為主進行發展，所以在選擇電氣設備的時候應該考慮電氣設備的先進程度和可靠性，同時還需要有采集和保護測控的功能。除此之外，變電站的設備還具有降低生命周期的功能，減少后期的維修以及維修的成本。

1.3 變電站的防雷接地保護的選擇

在變電站設計過程中還需要考慮防雷的保護，如果電氣設備遇到強雷擊時，就會破壞變電設備而影響整個變電站正常的運行，所以在變電站設計時一定要對防雷工作進行考量，采取科學合理的防雷措施，盡最大的可能使得受雷電沖擊的情形減弱。

1.4 計算短路電流

隨著科技不斷的進行發展，電力系統一直在不斷的進行完善，當前電力系統常見的故障是短路故障，所以在設計期間一定要計算好短路電流，并且把計算的結果參數作為設計的依據，合理應用到設計工作當中。

1.5 主要電氣設備的選擇

（1）斷路器的選擇。需要根據安裝的環境和使用的要求來進行確定，并且確定斷路器的種類和斷路器的形式。（2）互感器的選擇。需要根據實際測量出來的誤差，確定誤差的大小和誤差的準確性，再選擇合適的電流互感器，并且根據安裝的區域環境和使用的要求選擇電壓互感器的類型。（3）隔離開關的選擇。在選擇時需要把檢修設備和帶電部分進行隔離，這樣才能保證檢修人員的安全。為了保證檢修時候的安全，要在斷路器的兩端都設置相應的隔離開關，但是有中性點有避雷針或者是變壓器的引出線上是可以不用設置隔離開關的。

1.6 選擇合理的高壓配電設備

變電站重要的組成就是配電裝置，特別是在接受電能和分配電能的時候，配電設備作用尤其重要，在設計配電設備必須要遵循的原則就是安全、可靠和可持續發展，另外還需要考慮安裝和維修等工作是否方便。高壓配電裝置設計還需要考慮設備的外形和檢修情況，進行綜合性的分析對比。

2 變電站一次系統電氣主接線設計和設備選擇及校驗

2.1 變電站一次系統電氣主接線的選擇

主接線就是通過電力線路把斷路器和隔離開關按照連接順序連接在一起實現電力能源的分配和匯聚。主接線對一次設備和自動化設備的選擇都有著非常重要的作用，能直接影響電力系統的安全。根據實際情況的要求對通用設計電氣主接線進行相應的調整，選擇合適的接線方式。

2.2 變電站一次系統電氣主接線的基本要求

（1）可靠性。要給電力客戶提供優質的電能，保障電能正常供給。如果發生停電現象會直接給供電企業和用電客戶造成損失，嚴重時還會影響社會的穩定。因此必須保證變電站一次系統電氣主接線的可靠性和穩定性。（2）靈活性。主接線在設計期間需要考慮以后的擴建因素和今后電力供電系統以及區域經濟的發展，并且還需要考慮電氣未來設備的維修等問題。（3）操作安全、方便。主接線在設計時除了要滿足安全、可靠的條件之外，還需要盡量的簡單，降低設備的操作難度。（4）經濟性。在經濟上盡量要減少土地資源的使用，把成本降到最低;設備選擇上在不影響質量問題上，盡量選擇性價比較高的設備，從而為企業節省投資成本。

2.3 變電站一次系統電氣主接線的基本接線形式

主接線設計可以按有無匯流母線進行接線，有匯流母線又分為單母線接線、單母線分段接線、雙母線接線、雙母線分段接線和增設旁路母線或旁路隔離開關接線五種;無匯流接線分為單元接線、橋形接線和角形接線三種。

（1）單母線接線的特點。這種接線操作相對比較簡單，成本比較低，在以后維修上也比較方便，但缺點就是可靠性比較差，如果母線或者是連接母線的斷路器出現故障時，就會造成全站停電的隱患。（2）單母線分段接線的特點。單母線分段接線法，如果單母線當中某一條母線出現故障，停電范圍只限于連接此母線的出線供電，其他母線不會受到影響。所以對于電能要求非常高的區域用戶，可以使用這種接線方式。（3）雙母線接線的特點。雙母線接線的特點在檢修的時候非常方便，調度靈活。但是使用這種接線方式需要很多的隔離開關和配電裝置，比較容易發生接線失誤。（4）雙母線分段接線的特點。雙母線分段接線的主要特點就是如果一段母線發生故障之后其他段落依然可以正常運行，其次每個元件之間都能夠在兩段母線上進行切換。但是雙母線分段接線還有一個缺點就是母線的差動保護過程非常繁瑣。（5）增設旁路母線或旁路隔離開關接線的特點。旁路母線的特點除了和雙母線接線特點相同之外，另外在線路斷路器維修的時候還能繼續供電，但是旁路母線的倒換操作比較復雜，在投資上也會增加很多的費用。隔離開關的作用就是能夠斷開無負荷電流的電路，這樣檢修的設備和電源就能有明顯的斷開點，隔離開關能夠保證檢修人員的安全。需要注意的是隔離開關在進行操作時必須在斷路器斷開電路之后才能操作。（6）無匯流母線接線形式的特點。a.單元接線：能獨立的進行連接。b.橋形接線：使用的斷路器和隔離開關少，配置裝置占地的面積也比較小，能滿足變電所的可靠性。c.角形接線的特點：在檢修時不會出現中斷供電的情況，有非常高的可靠性和靈活性。

2.4 變電站一次系統電氣設備的選擇和校驗

（1）主變壓器的選擇。變電站最重要的電氣設備就是主變壓器，用于系統內功率的傳輸和電壓等級的變換。如果主變壓器發生故障未能及時處理就會造成大面積停電的危險，嚴重時還會損壞設備，所以在變電站設計時要注意主變壓器選擇，需要注意以下幾個原則：a.主變容量選擇。選擇主變容量需要參考實際情況的負荷比重，區域負荷的使用量來定。針對重要的負荷區域，應該考慮如果一臺主變停止工作，另一臺必須保證全面供電;而針對非重要的負荷區域，如果一臺發生故障時，另一臺也需要承擔80%的負荷。b.主變臺數的選擇。一般為了滿足實際的要求，在選擇主變臺數的時候要選擇2臺，對于特別重要的變電站，可以適當的增加主變臺數的數量，提高其可靠性。c.主變型式選擇。主變型式選擇時，達到調壓計算最小容量可以選擇無功的容量，還需要對容量及時的進行校驗。（2）變電站一次系統其它電氣設備的選擇。選擇變電站一次系統電氣設備可以選擇集成式隔離斷路器和母線電壓互感器、各間隔配置智能組件等。以下簡單介紹幾種變電站一次系統電氣設備選擇：線路電壓互感器選擇為電容式電壓互感器，主要參數：■/■kV，0.5（3P）;斷路器設備主要選擇的型式126kV，2000A;避雷器設備主要選擇102/266kV;隔離開關設備主要選擇的型式是雙柱水平旋轉式;接地開關設備選擇126kV，40kA/3s。通過合理科學地選擇這些電氣設備，可以確保變電站一次系統更安全穩定地運行工作。（3）變電站一次系統其它電氣設備的校驗。在選擇完變電站一次系統電氣設備之后還需要對設備的電壓、電流等進行校驗，看所有的設備是否能夠滿足要求。以下是常見的校驗條件：

表1

3 結論

在變電站設計時需要考慮變電站電纜比較密集，運行期間中若發生隱患怎么解決。變電站的平穩運行和電力系統的安全有非常重要的關系，所以一定要優化設計，更好的為電力企業的平穩發展做出貢獻。在未來的發展，變電站的建設趨向于人工智能化，需建立自動的預警和自動收集的功能，并且能夠做到自動分析和自動診斷的能力，讓電氣設備和電網安全的水平都得到提高。

參考文獻：

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