變電站電氣一次主接線設計研究

丁竹弘

【摘 ?要】變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行。它是發(fā)電廠與用戶之間的中間環(huán)節(jié)，起著交換和分配電能的作用。這要求變電站的局部設計經(jīng)濟合理，采用合理的電氣主接線形式，并采用合適的電氣設備的數(shù)量和質(zhì)量。變電站布局和配電設備還必須符合國家標準。由于現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，電網(wǎng)容量不斷增加，電壓等級提高，需要綜合自動化水平。變電站設計問題變得越來越復雜。目前，隨著我國城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設和改造工作的發(fā)展，對變電站設計的要求也在不斷更新。

【關鍵詞】變電站;電氣一次;主接線設計

1引言

變電站電氣主接線的設計問題既要考慮實用性，同時還要考慮經(jīng)濟性。充分考慮各種配套設備的選擇。近年來，科學技術不斷發(fā)展，各種自動化技術也紛紛涌現(xiàn)，這告訴我們設計創(chuàng)新也需要考慮在內(nèi)。我們要設計出一條綜合性的、符合我國國內(nèi)狀況的電氣主接線。

2變電站電氣一次主接線方式

2.1單母線接線

單母線接線方式如圖1所示，其特點是整個配電裝置只有一組母線，每個電源線和進出線都經(jīng)過開關電器接到同一組母線上，母線即可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個電源獲得電能。在運行操作時，須遵守兩條基本原則：一是防止隔離開關帶負荷合閘或拉閘。二是在斷路器處于合閘狀態(tài)下，誤操作隔離開關的事故不發(fā)生在母線側(cè)隔離開關上，以免誤操作的電弧引起母線短路事故;相反，誤操作發(fā)生在線路隔離開關時，只引起本線路短路事故，不影響母線上其他線路運行，造成的事故范圍及修復時間將大為縮小。因此這種接線一般只用于出線回路少且沒有重要負荷的變電站。

2.2單母線分段接線

在供電系統(tǒng)中，同樣也只設置一組母線，但用斷路器將母線分段，這就是單母線分段接線，一般分為2～3段為宜。這種接線用于有雙電源或多電源供電、引出線數(shù)目較多的場合。接線時每一電源連到一段母線上，電源可以并列運行也可分列運行，而負荷引出線均分到每段母線上，且重要用戶可以從不同段引出兩回饋線，這樣其可靠性得到大大提高。這種接線的優(yōu)點是，任一母線或母線隔離開關檢修時，只停該段，其它段可繼續(xù)供電。對重要一、二級負荷供電時，必須采用兩條出線供電。這種接線方式廣泛地用于6～220kV的變電所中。

2.3雙母線接線

為避免停電的影響，可設置雙母線接線，一組為工作母線，一組為備用母線。兩組母線通過母線聯(lián)絡斷路器相連，分列運行。這種接線的優(yōu)點是供電可靠，可輪流檢修一組母線，而不使供電中斷;當一組母線出現(xiàn)故障時，能迅速恢復供電。但所用設備多，配電裝置復雜。一般適用于有大量一、二級負荷且出線回路多的35kV以上的大、中型變電所。以及出線帶電抗時的6～10kV配電裝置。

2.4一個半斷路（3/2）接線

一個半斷路接線中引入了三臺斷路器，并且兩個元件就能夠?qū)崿F(xiàn)三臺斷路器的母線連接，這種一次主接線方式主要是前面幾種接線方式基礎上完善并提出的。這種新型的接線方式需要兩個母線進行連接，極大保證了供電的可靠性，而且相比較而言更加靈活。一個半斷路接線方式在檢修方面也具有明顯優(yōu)勢，當檢修某一條母線的時候，另一條母線運行狀態(tài)不會受到威脅。但是這種接線方式同樣也存在一定的問題和缺點，首先是需要較大的占地面積，其次是其有一定的適用范圍，一般在超高壓電網(wǎng)中應用較多。

2.5橋形接線

橋形接線方式的優(yōu)點是在主接線的幾種基本接線方式中，對斷路器的使用量最少，因此這種接線方式一種適用于只有兩臺變壓器和兩條輸電線路的變電站。需要注意的是，橋形接線分為內(nèi)橋和外橋接線兩種形式，其中內(nèi)橋接線方式適合輸電線路較長，而且經(jīng)常會出現(xiàn)故障的裝置中，而外橋接線則適用于輸電線路種較短，同時變壓器的性能較差的情況。因此，在220KV系統(tǒng)中，可以使用外橋接線方式。

2.6單元接線

單元接線在變電站中應用較少，其特點與單母線接線方式相似，只能應用于一臺變壓器，而且在檢查維修過程中，同樣需要對整個回路進行斷電之后，才能夠進行檢查維修工作。正是因為有著這一明顯的缺陷，因此在變電站中，逐漸被其他更為完善的主接線方式所取代，目前這種接線方式基本已不再被應用。主接線的幾種不同的基本接線方式各有特色，不同的接線方式有著不同的優(yōu)勢和缺陷，在電氣一次主接線設計以及實施過程中，必須要對各種接線方式具有充分的了解，從而科學、合理的在設計過程中選擇最適合的接線方式，對變壓器的接線方式進行科學合理的處理，從而有效提高變電站的運行性能，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、可靠的電力服務。

3變電站電氣一次主接線設計內(nèi)容和原則

主接線是變電站的一種電力疏通模式，也是變電站最主要的線路通道，是整個電氣部分的核心，其作用是分配與匯集電能。主接線設計的主要內(nèi)容包括：1）變壓器裝置。2）刀閘設備。3）母線線路等。在排列角度分析，想要保障設備運行的時間與效率，需要采用科學嚴謹?shù)脑O計方案。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗來看，電氣主接線設計需要考慮以下方面：1）變電站相關配電設備的選擇。2）繼電保護方案的制度。3）是否可以適應變電站的運行狀況。4）是否可以提高變電站的可靠性。5）可以切換各類運行方式。6）運行狀態(tài)是否持久、連續(xù)、穩(wěn)定。電氣主接線設計的一般原則電氣主接線是商場運行的核心結(jié)構，是商場用電系統(tǒng)重要組成部分。對其有著基本的標準前提：（1）安全：供電安全性是指在電能的供應、分配和使用中，商場不應發(fā)生電梯設備事故和人身事故。（2）可靠：供電的可靠性是指對商場賣戶連續(xù)供電的可靠程度。（3）優(yōu)質(zhì)：應滿足賣戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。

4變電站電氣一次主接線流程

第一，明確主接線設計要求和具體情況。在進行變電站電氣一次主接線設計的時候，首先必須要明確變電站電氣一次主接線的具體要求和變電站的具體情況，通過實地考察獲得一手資料，最終本著“靈活性、可靠性、經(jīng)濟性”的原則來展開一次主接線設計工作，最終獲得最佳的主接線方案。第二，明確設計理念。在進行變電站電氣一次主接線設計的時候，必須要按照前面提出的設計原則進行設計，在設計中還應該明確并制定初步的主接線設計理念。第三，方案篩選確定。在實際的電氣一次主接線設計中，往往會根據(jù)要求并結(jié)合實際情況，初步給出多種一次主接線的設計方法，而工作人員需要對不同的接線方案進行初步遴選和不斷優(yōu)化，最終選擇出最佳的設計方案。另外即使選擇了設計方案，仍然需要結(jié)合實際情況對方案的適用性進行進一步分析。第四，高壓電器設備選擇。在確定方案之后需要對電流、電壓進行分析，保證其滿足系統(tǒng)需求，最大限度的減小對變壓器的損害。變電站一次主接線設計中主要這針對變電站的重要連接設備而言的，因此在完成方案設計之后還必須要科學合理的選擇高壓電器設備，這一過程必須結(jié)合變電站實際需求和設計方案綜合考慮。

5結(jié)束語

現(xiàn)如今，我國的電力建設已成為當前我國社會經(jīng)濟建設過程中最主要的內(nèi)容之一。在這種情況下，深入了解和探究變電站的電氣一次主接線設計問題，對提高我國的變電站性能，優(yōu)化電力系統(tǒng)，具有積極的作用，也是我國電力建設的重要內(nèi)容之一，對推動我國的電力事業(yè)發(fā)展建設，具有極為深遠的意義。

參考文獻：

[1]李莉平.淺析110/220kV變電站電氣一次主接線設計[J].通訊世界，2015，23：178-179.

（作者單位：呼和浩特市電力勘察設計院有限公司）