變電站電氣主接線設計及主變壓器的選擇

林建水 浙江昌能規劃設計有限公司

目前，電力系統已經成為生產生活中的重要支撐，其中電氣主接線是以電源和出線為主體，是構成電力系統的重要環節，由各種電力設備和連接線組成。電氣主接線與電力系統、電站規模、樞紐布置、地形條件、動能參數以及電站運行方式等因素密切相關，而且對變電站電氣設備布置、選擇、繼電保護和控制方式有較大影響。變電站電氣主接線的合理設計與否，關系變電站的長期安全、可靠、經濟運行。

一、變電站電氣主接線設計原則

（一）安全性

安全性是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。

（二）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。

（三）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。

二、設計主接線的合理方式

（一）系統設計規劃

想要保證變電站電氣主接線設計的有效性，必須要以社會經濟發展以及行業發展規劃為基礎，從整個電力系統需求出發，來確定設計方向與目標，建立整體框架。同時遵循安全性、經濟性與靈活性原則，采取高新技術，配置合理的電氣設備，提高電力系統供電可靠性。

（二）單母線接線

單母線接線是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。

（三）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。

（四）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。

三、主變壓器的選擇方式

（一）保證選擇原則合理性

主變壓器在選擇的過程中應該以主接線的設計為主要選擇參考對象，對于一些線路負荷較大，或是一級、二級負荷的線路而言，就可以選擇兩個及以上的變壓器，從而保證電力運輸的穩定性和安全性，同時，在這種類型的線路中選擇兩個及以上數量的變壓器還可以減少后期的線路維修工作，降低線路故障率，能夠有效保證電力企業的基本利益。

（二）保證選擇臺數準確性

對變壓器臺數的選擇時可以根據目標線路所屬區域的主要用電量來進行選擇。對于用電量較大的城市或城郊區域而言，在選擇時就可以先了解清楚中低壓的環網情況，并根據整體用電情況和環網情況選擇合適數量的變壓器，一般情況下選擇兩臺主變壓器為最佳選擇方案。

（三）保證選擇容量有效性

目前，我國大部分地區的變電站的主變壓器容量是根據未來的負荷計劃來決定的，或者是根據變電站的主要負荷量和區域內的電網結構來決定的。因此，為了保證線路運輸電力的穩定性，在選擇主變壓器時就需要先考察好該區域內的以上兩個因素，并綜合其用電者的數量進行選擇。

四、結語

變電站的電氣設計是電力系統設計的重要組成部分，其設計合理與否對系統運行穩定、安全與否有直接影響。為了保證系統內電氣部分可以穩定正常運轉，并有一定的經濟性，就必須嚴格按相關規范要求進行設計、操作，在保證應用效果的情況下根據實際情況采用一定的自動化技術手段，跟上時代的步伐，為企業保證效益，為社會做出貢獻。