220kV變電站電氣主接線設計相關問題

白江龍

(江蘇金智科技股份有限公司，江蘇 南京 210000)

1 220kV變電站電氣主接線設計的類型

1.1 單母線接線

單母線接線是220kV變電站電氣主接線的基本接線方式之一，同時也是最簡單的一種。但是單母線接線方式只能應用于擁有一臺主變壓器的變電站。在只有一臺變壓器的變電站中應用單母線接線方式，能最大程度減少建設時間，簡化建設程序，提高建設效率。但單母線接線方式也有其局限性：第一，靈活性較差。在進行單母線接線工作時，若變電站的某個元件出現故障，只能將所有的配電裝置全部停止供電后進行維修，這對供電質量和維修工作都帶來了極大不便。第二，單母線接線方式，只能讓電源并列運行，一旦線路發生短路會對變電站產生較大影響。

1.2 分段單母線接線

分段單母線接線是指利用斷路器實現了電源分格，提高了供電效率和供電質量。將斷路器引入單母線接線中，電源則一分為二。分段單母線接線具有很強的靈活性，一旦變電站中的某個元件出現故障，不需要全部停止供電便能進行維修，極大地提高了變電站維修效率和系統供電的穩定性。

1.3 雙母線接線

雙母線接線作為主接線的方式之一，擁有很大的優勢。無線接線是指2組母線共同運行，在運行過程中二者在一定條件下可以互相使用，極大地提高了電力系統的運行質量。若將雙母線接線方式應用到主接線中，斷路器應當放置在電力系統的電源位置以及出線位置上，值得注意的是配備相應的控制開關，能有效提高變電站運行質量。雙母線接線方式在變電站維修工作中也有較大優勢，當其中一條母線出現故障后，另一條母線能夠正常工作維持電力運行。但是在維修保養過程中，一定要做好防護措施，防止出現斷電現象。

1.4 橋型接線方式

橋型接線方式一般分為2種：內橋接線與外橋接線。應用橋型接線方式時，要適當減少斷路器數量。值得注意的是，內橋接線方式應當應用于線路較長的輸電線中，外橋接線方式則應當應用于線路較短的輸電線中。

1.5 角形接線方式

運用不同的接線方式將斷路器連接成各種形狀被稱為角形接線方式。在變電站檢修過程中為了減少開環時間，一般會在電路中使用3～5個角形接線方式。值得注意的是，角型接線方式只適用于回路較少的輸電線中。

2 220kV變電站電氣主接線設計原則

2.1 安全性

安全性是220kV變電站電氣主接線設計的前提和基礎。不論在進行哪項工作，使用何種接線方式，首先應當保證的是人員和設備安全。

2.2 可靠性

電氣主接線只有滿足了可靠性特點才能實現電能生產要求。在變電站中電能很難進行大量儲存，因此，電力的產生、運輸、使用都是在一瞬間完成的，任何一個環節出現問題都會造成供電質量下降或供電中斷。但可靠性并不是完全絕對的，對于要求不高或不重要的客戶來說，太高的可靠性很有可能會造成電力浪費。電氣主接線的可靠性應當從以下幾個方面進行考慮：第一，變電站在整個電力系統中所占據的位置和重要性；第二，電力負荷的類別和性質；第三，電力設備的可靠程度；第四，變電站和電力工作人員是否有長期的實踐運行經驗。

2.3 靈活性

電氣主接線設計應遵循靈活性原則。第一，操作方便性。在變電站維修過程中，要確保方便停運斷路器，但又不會影響電力系統的正常運行和用戶的供電質量。減少操作步驟能有效降低誤操出現的可能性。第二，調度靈活性。能靈活調動變壓器、線路、電源、負荷，滿足變電站的檢修、保養要求。第三，擴建的方便性。在電氣主接線設計過程中能夠依據擴建要求，在不斷電或最短的斷電時間內，重新投入機組、變壓器、電路，降低對變電站和用戶造成的影響。

3 220kV變電站電氣主接線具體設計

3.1 主接線選擇

由上文可知常見的電氣主接線有：單母接線、雙母接線、分段單母接線、橋型接線、角形接線方式。220kV電氣主接線設計方案常用的有單母分段接線和雙母接線方式，這2種接線方式的可靠性均較高。單母分段接線方式主要是借助斷電器分割母線，一旦其中某段母線發生故障，剩余母線還能正常供電，為變電站的供電穩定性、持續性提供了保障。雙母接線方式是指2組母線輪流工作，當其中一組母線檢查或維修時，另一組母線能夠正常運行。

將分段單母接線方式與雙母接線方式進行對比，能夠發現分段單母接線的經濟性能較好，雙母接線的供電可靠性較高。分段單母接線的經濟性能主要表現為分段單母接線所使用的設備較少，因此經濟投入和使用成本較低；但雙母接線方式使用的設備和經濟投入則較高。值得注意的是，分段單母接線的靈活性較差。雙母接線方式的供電可靠性體現在，一旦變電站發生故障只需停掉故障線路的供電便可進行維修，并且故障線路的負荷能自動轉移到正常運行的線路中，以靈活調動電力。

3.2 變壓器的選擇

220kV的變電站電氣主接線設計中變壓器也是其中的一個重要項目，在選擇變壓器時要遵循以下幾個原則：第一，變壓器的相數應與變電站的需求相同，220kV變電站電氣主接線設計中一般會選擇三相的變壓器。第二，在選擇變壓器時應考慮變壓器的降溫方式和調壓方式。第三，變壓器的繞組數也是選擇的要求之一，在220kV變電站中一般會選擇雙繞組變壓器。

3.3 斷路器的選擇

在220kV變電站電氣主接線設計方案中，應當對斷路器的參數進行綜合考慮。第一，確保斷路器的額定電壓高于電網額定電壓，確保斷路器的額定電流高于斷路器的持續工作電流。第二，保障斷路器額定關合電流大于電力系統短路時所產生的沖擊電流。第三，保證斷路器的分合閘控制在0.04s。

4 結語

文章從220kV變電站電氣主接線設計類型、設計原則、具體設計等方面展開分析。通過分析能夠發現許多設計方案都有著對應的優勢，但同樣也存在著不足，因此要不斷尋求、創新可靠的變電站電氣主接線設計方案，提高變電站的運行質量和效率，滿足人們的用電需求。