淺析電氣主接線的設(shè)計(jì)方法

摘 要:文章以電氣主接線的設(shè)計(jì)為中心，強(qiáng)調(diào)了電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性，介紹了主接線設(shè)計(jì)的基本要求，對(duì)各種電氣主接線設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和主接線設(shè)計(jì)的一般原則進(jìn)行了綜合闡述，對(duì)電氣主接線方式的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞:主接線主接線設(shè)計(jì)方法

中圖分類號(hào):TM52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)09(c)-0069-01

變電所電氣設(shè)計(jì)最主要的部分就是設(shè)計(jì)電氣主接線。電氣主接線不僅僅關(guān)系到電力系統(tǒng)、電廠功能參數(shù)、基本原始資料以及電廠的運(yùn)行可靠性，而且也和電廠經(jīng)濟(jì)性的要求等與電氣主接線設(shè)計(jì)有著密切的聯(lián)系。電氣主接線設(shè)計(jì)同時(shí)也對(duì)電器選擇和布置，繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。

1 主接線設(shè)計(jì)的基本要求

我國(guó)的能源部對(duì)電氣主接線有著詳細(xì)的規(guī)定，應(yīng)該在供電可靠性、運(yùn)行靈活性、操作檢修方便、節(jié)約投資和方便過(guò)渡或擴(kuò)建等基礎(chǔ)之上，綜合考慮變電所在電力系統(tǒng)中的地位、發(fā)電廠的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件參數(shù)，設(shè)備特點(diǎn)等條件。從上面可以看出，國(guó)家對(duì)于主接線的基本要求是必須滿足可靠性、靈活性以及經(jīng)濟(jì)型三個(gè)方面的要求。

1.1 可靠性

電力系統(tǒng)中，可靠性是其正常穩(wěn)定運(yùn)行的最基本的保障，因此，電氣主接線必須保證供電可靠性和電能質(zhì)量，同時(shí)也是電力生產(chǎn)和分配的前提條件。電氣主接線可靠性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

首先，能夠保障對(duì)系統(tǒng)供電的同時(shí)，可以對(duì)斷路器進(jìn)行檢查維護(hù)。其次，母線檢修以及斷路器或母線故障時(shí)，能夠保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷以及二級(jí)負(fù)荷的大部分進(jìn)行供電，使停運(yùn)時(shí)間和停運(yùn)回路數(shù)最低程度的降低。第三，將變電所全部停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

1.2 靈活性

主接線的靈活性主要表現(xiàn)在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建的時(shí)時(shí)候。第一，調(diào)度時(shí)，能夠?qū)﹄娫春拓?fù)荷進(jìn)行靈活的調(diào)配，以及對(duì)一些線路進(jìn)行切除或者投入。在事故運(yùn)行方式、檢修方式以及特殊運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的調(diào)度需要能夠被滿足。第二，斷路器、母線及繼電保護(hù)設(shè)備在檢修的時(shí)候，可以在不影響電網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶供電的情況下方便地停運(yùn)斷路器。第三，再擴(kuò)建或者過(guò)渡的時(shí)候，可以容易的實(shí)現(xiàn)由初期向最終接線的過(guò)渡，使對(duì)一次設(shè)備和二次設(shè)備裝置的改造達(dá)到最小。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

電氣主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。第一，投資小。為了節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，不使用復(fù)雜的控制保護(hù)，這樣有利于二次設(shè)備和控制電纜投機(jī)的降低。為了選擇的氣設(shè)備或輕型電器價(jià)格的合理性，要能夠?qū)Χ搪冯娏鬟M(jìn)行限制，在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡(jiǎn)單電器。第二，由于主接線的占地面積不大，因此要為配電裝置布置創(chuàng)造條件在節(jié)約用地的同時(shí)，節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的條件下，為了簡(jiǎn)化不知，可以采用三相變壓器。第三，主變壓器的型式、容量和數(shù)量對(duì)變電效率影響十分巨大，經(jīng)濟(jì)合理地選擇，可以避免兩次變壓而增加電能損失。

2 主接線的設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)變電所電氣主接線時(shí)必須遵循以下原則:第一，符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。第二，符合有關(guān)負(fù)荷的方針、政策和技術(shù)規(guī)范、規(guī)程。第三，結(jié)合具體工程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的主接線。在電氣主接線設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要依照國(guó)家規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)工程實(shí)際過(guò)程中可能遇到的情況進(jìn)行綜合考慮，從而編訂電氣主接線任務(wù)書。在任務(wù)書中，應(yīng)該使供電可靠性、調(diào)度靈活性以及各項(xiàng)技術(shù)要求得到滿足。在保證方便運(yùn)行和維護(hù)的前提下，盡可能就地取材，節(jié)省投資。

3 主要接線形式

3.1 單母線接線

每個(gè)電源線和進(jìn)出線都經(jīng)過(guò)開關(guān)電器接到同一組母線上，而整個(gè)配電裝置只有一組母線，這就是單母線接線。它具有接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)它的缺點(diǎn)也十分明顯:靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開他所連接的電源，與指向聯(lián)的所有電力裝置，在整個(gè)檢修期間均需停止工作。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的供電。使用范圍:6～10kV伏配電裝置的出線回路數(shù)應(yīng)該低于5回，不超過(guò)3回的35～66kV配電裝置的出線回路數(shù)，110～220kV的配電裝置的出線回路數(shù)應(yīng)該低于2回。

3.2 單母線分段接線

單母線分段接線，可以避免一般單母線接線可能存在的缺點(diǎn)。適用于以下范圍:(1)6回及6回以上出線回路數(shù)的66～10kV配電裝置。(2)35～66kV配電裝置出線回路數(shù)為4回到8回時(shí)。(3)110～220kV配電裝置出線回路為3回到4回時(shí)。

3.3 單母帶旁路母線的接線

斷路器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行和切斷數(shù)次短路電流后都需要檢修。可以通過(guò)旁路母線和旁路斷路器的增設(shè)，在出線斷路器檢修的同時(shí)可以保證該回路的供電不被中斷，使可靠性極大的提高。在110kV以及110kV以上的配電裝置中，由于較多的出線數(shù)目，因此這種接線的使用比較廣泛，而35kV及其以下的配電裝置一般不設(shè)旁路母線。

3.4 雙母線接線

當(dāng)存在較多的母線電源以及回路數(shù)較多的時(shí)候，輸送和穿越功率較大，要能夠及時(shí)恢復(fù)母線故障后的供電，母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用。

3.5 雙母線分段接線

對(duì)雙母線進(jìn)行分段，以應(yīng)付220kV數(shù)目較多的進(jìn)出線回路數(shù)。應(yīng)該堅(jiān)持一下的分段原則:第一，當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為10回到14回時(shí)，在一組母線上用斷路器分段。第二，當(dāng)進(jìn)出線回路大于或等于15回時(shí)，兩組母線均用斷路器分段。在雙母線分段中，均裝設(shè)兩臺(tái)母聯(lián)兼旁路斷路器。根據(jù)需要將母線分段，來(lái)限制220kV母線短路電流或系統(tǒng)解列運(yùn)行的要求。

4 主接線方案的確定

詳細(xì)分析系統(tǒng)、原始的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)負(fù)荷的大小以及分配。設(shè)計(jì)變電所的所址即環(huán)境條件，根據(jù)對(duì)原始資料的分析，以較優(yōu)化組合方式組成最佳可能方案。然后篩選，組合，保留可能接線方案。最后，對(duì)這幾個(gè)方案進(jìn)行綜合比較:通過(guò)對(duì)主接線可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮，辨證統(tǒng)一，確定最終方案。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)電力的需求也隨之與日俱增，因此，一個(gè)安全穩(wěn)定運(yùn)行的電網(wǎng)關(guān)系到我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定的運(yùn)行，而電氣主接線在電網(wǎng)中扮演著重要的角色。從變電站本身運(yùn)行及投資來(lái)看，必須要滿足“可靠性合理，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)”的設(shè)計(jì)原則，利用上述的設(shè)計(jì)思想，很方便的實(shí)現(xiàn)電氣主接線的設(shè)計(jì)。筆者已將這種方發(fā)運(yùn)用到了具體的實(shí)踐設(shè)計(jì)中，并在實(shí)際應(yīng)用中帶來(lái)極大的方便。

參考文獻(xiàn)

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