新形勢下變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)

程永杰

摘 要：伴隨社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展壯大，能源的需求量也迅速上升，其中，電力能源需求量的上升尤為明顯。為了確保電力能源的有效供給，變電站的數(shù)量急劇增長，面對用電量大、供電安全指標(biāo)逐漸提升的新形勢，變電站的電氣部分設(shè)計(jì)要求也越來越高。對新形勢下變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討和研究。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣一次主接線；設(shè)計(jì)原則；橋形接線

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.041

現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開變電站，作為電能控制和傳輸?shù)闹行臉屑~，變電站的工作質(zhì)量將直接影響到整個經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)行。因此，必須進(jìn)一步提升對變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)的重視度，改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，選擇科學(xué)的主變壓器、繼電保護(hù)裝置等。這樣才能確保供電的穩(wěn)定性和安全性。

1 電氣一次主接線的概述

電氣一次主接線又叫“電氣主接線”，它是變電站高電壓、大電流電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，在整個電力系統(tǒng)體系中占據(jù)重要地位。電氣主接線的布置，將直接影響到電力生產(chǎn)過程能否順利進(jìn)行，同時也會對配電裝置的設(shè)置、電氣設(shè)備的選型、控制模式等各方面產(chǎn)生決定性的影響。所以在變電站建設(shè)與改造中，必須做好電氣一次主接線的設(shè)計(jì)工作，按照電能生產(chǎn)、傳遞、配置的標(biāo)準(zhǔn)程序和要求繪制出單相接線圖，并全面考慮各方面的影響因素，在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、效益、可行性等方面進(jìn)行充分分析和比較，進(jìn)而選出最適用的方案。

2 電氣主接線設(shè)計(jì)原則

2.1 靈活性原則

在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)、科技飛速發(fā)展的時代背景下，變電站隨時可能更新、改造，因此，電氣一次主接線設(shè)計(jì)必須遵循靈活性的原則。具體來說，要遵循“擴(kuò)建靈活、調(diào)度靈活、檢修靈活、事故處理靈活”的原則。在擴(kuò)建靈活原則上，要求主接線的設(shè)計(jì)要滿足變電站分期建設(shè)的要求，要適應(yīng)從初期到完工的過程中擴(kuò)建的要求；在調(diào)度靈活原則上，必須滿足系統(tǒng)持續(xù)、正常運(yùn)行的需要，方便操作，并能快速靈活地投入、更換或切除無功補(bǔ)償裝置、變壓器等，最大限度提升電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性；在檢修靈活上，要求必須能夠方便地進(jìn)行安全檢修或更換開關(guān)設(shè)備、變壓器等；在事故處理靈活上，要求在遇到變電站系統(tǒng)故障時，能快速隔離故障發(fā)生部位，及時恢復(fù)供電正常，以保證電力系統(tǒng)的安全、持續(xù)運(yùn)行。

2.2 可靠性原則

電能的輸送是一項(xiàng)對人們的生產(chǎn)、生活具有重大影響的工作，因此，必須高度重視電氣一次主接線設(shè)計(jì)的可靠性，確保電能生產(chǎn)、輸送和分配的可靠性。遵循可靠性原則，要求在設(shè)計(jì)過程中著重考慮以下3個方面：①要考慮變電站全部停止運(yùn)行的概率；②要考慮斷路器在檢修的過程中是否會影響到電能的供給；③要考慮在發(fā)生線路故障或維護(hù)時，可能導(dǎo)致的停電線路數(shù)量、停電的時間和對重要用戶用電需求的保障。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

所謂“經(jīng)濟(jì)性原則”，指的就是電氣一次主接線的設(shè)計(jì)必須考慮到各方面費(fèi)用的花費(fèi)，最大限度降低成本。遵循經(jīng)濟(jì)性原則，首先要節(jié)約設(shè)計(jì)成本，盡量選擇高效益的設(shè)備，減少設(shè)備的使用量，同時還可通過限制短路電流、選擇相對質(zhì)優(yōu)價廉的電氣設(shè)備或者盡量避免使用截面較大的電纜，從多方面著手來達(dá)到節(jié)約成本的目的。另外，要盡量縮小占地面積。這就需要設(shè)計(jì)人員從接線方式的選擇上入手，充分考慮設(shè)備布置所需的土地面積，通過充分的對比論證，選擇占地最小、效果最佳的接線方案，同時還要考慮征地的價格，降低配電裝置征地所需費(fèi)用。

3 變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 主接線的基本形式及其優(yōu)缺點(diǎn)

3.1.1 橋形接線

橋形接線主要包括2類，即外橋接線和內(nèi)橋接線。對于外橋接線來說，其所需設(shè)備較少，變壓器的調(diào)整操作也比較簡單易行，但缺點(diǎn)是投入或切除線路的操作比較復(fù)雜。一旦斷路器出現(xiàn)故障，往往需要強(qiáng)制停運(yùn)變壓器。這就很容易影響到供電的正常運(yùn)行。對于內(nèi)橋接線來說，其優(yōu)點(diǎn)在于所需的高壓斷路器數(shù)量不多，線路的切換簡單方便，但是缺點(diǎn)是變壓器的切換比較麻煩。如果遇到斷路器故障的情況，很可能花費(fèi)很長時間維修，而且在維修的時間內(nèi)必須暫停運(yùn)行整個線路。

3.1.2 角形接線

角形接線的投入成本較低，能有效降低成本，而且遇到線路故障時，不需要花費(fèi)太多的人力、物力和財(cái)力，只需要拆除與其相連的元件便能恢復(fù)正常。這一操作對整個電路系統(tǒng)的供電幾乎沒有影響。但其缺點(diǎn)主要在于電氣設(shè)備的選擇十分困難，而且不利于變電站的擴(kuò)建。

3.1.3 單母線

單母線在變電站主接線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用比較常見。這種接線形式的操作方便，幾乎沒有太大的技術(shù)難度，在操作過程中通常不會出錯，且投資少、易于擴(kuò)建。但缺點(diǎn)是靈活性和可靠性欠佳。

3.1.4 雙母線

雙母線的調(diào)度靈活性強(qiáng)、供電可靠，在檢修故障時也比較簡單，但是雙母線的缺點(diǎn)在于配電裝置的操作十分復(fù)雜，需要使用的電氣設(shè)備也比較多，相對來說投入的成本偏高。

3.1.5 變壓器—線路單元接線

變壓器—線路單元接線的優(yōu)點(diǎn)是操作便捷、需要的設(shè)備不多，有利于節(jié)約成本。但缺點(diǎn)是一旦變壓器或線路出現(xiàn)故障，必須停運(yùn)整個線路，待故障解決后才能恢復(fù)運(yùn)行。這就會導(dǎo)致電能無法及時供給，給人們的生產(chǎn)、生活造成不便。

3.2 主接線方案的設(shè)計(jì)

在主接線方式設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：①要考慮用戶對供電等級有何要求，堅(jiān)持維護(hù)用戶利益的原則；②要考慮變電所在整個系統(tǒng)中的地位及功能；③要考慮主接線是否會受到主變壓器數(shù)量的影響；④要考慮變電站在未來的發(fā)展規(guī)模；⑤要考慮主接線是否與備用容量大小有關(guān)?？紤]了以上問題之后，便需要進(jìn)行主接線方案擬定的工作，應(yīng)根據(jù)不同的主接線形式制訂不同的方案。在制訂方案的過程中，必須充分考慮到各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，秉承“發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)、規(guī)避缺點(diǎn)”的原則。這樣才能設(shè)計(jì)出最佳方案。

4 結(jié)束語

總之，新形勢下變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)工作具有一定的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)人員必須嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)的基本原則和要求，采用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)變電站的具體情況，選擇最為適宜的主接線形式，進(jìn)而擬定出最佳的設(shè)計(jì)方案，確保方案的可行性。

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〔編輯：劉曉芳〕