中小型變電站中電氣主接線的設計方案及其可行性分析

鐘健航

（陽江市恒源工程咨詢有限公司，廣東陽江 529500）

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，人們的生活越來越離不開電力系統的支持。構成電力系統最重要的部分就是電氣主接線，電氣主接線以電源和出線為主，與電力設備和連接線共同組成。為了電力系統能更好地服務于人，在設計的時候需要重視電氣主接線的因素和電氣主接線的要求。電氣主接線和電力系統、電站規模、地形條件等都有非常密切的關系，同時也會影響變電站電氣設備的選擇和控制。變電站電氣主接線合理設計能夠影響整個變電站的運行，也是變電站電氣主接線設計的主要環節。

1 中小型變電器電氣主接線

中小型變電器電氣主接線在電力系統中非常重要。電氣主接線設計對電力生產運行的影響非常大，能夠決定整個電力系統的正常運行，還能影響電氣設備的選擇和配電設備的使用。在變電站進行改造的時候首先需要根據標準和要求進行設計，這樣才能減少影響，在設計的時候還需要分析整個變電站的經濟和技術等方面工作，這樣才能最終選擇最合適的方案。圖1所示為自動檢測裝置原理圖，圖2所示為自動檢測裝置的系統框圖。

圖1 自動檢測裝置原理圖

圖2 自動檢測裝置的系統框圖

2 中小型變電站中電氣主接線基本要求

（1）供電可靠

要想保證電力生產的安全性和可靠性，首先需要保證的就是電氣主接線。在判斷電氣主接線的時候可以通過以下標準來進行判斷其供電的可靠性：在檢修斷路器損壞的時候不會影響供電系統的運行；在母線發生故障的時候不影響用戶的用電使用；盡量保證變電站在工作的時候能夠正常使用，不出現故障。

（2）運行靈活

電氣主接線在設計時以工作方式為主，同時在設計的時候還需要給以后的檢修提供方便。在調度運行的時候能夠靈活切除變壓器和接入線路，這樣就能早日實行變電站無人看守的狀態。

（3）經濟節約

在進行電氣主接線設計的時候要做到合理、實惠的要求，要想做到這兩點，需要在設計的時候有一個清晰的思路，這樣做的目的是最大限度地減少成本。

3 中小型變電站中電氣主接線基本類型

在中小型變電站中電氣主鏈接里，按照母線連接的情況來劃分，可以分成以下幾個類型。

3.1 中小型變電站中有母線的電氣主接線

有母線的電氣主接線主要由電源、母線和饋線組成，母線能夠在運行的時候匯集所有的電能并及時把電能分配出去，在電氣主接線里面能夠保證結構清晰的就是母線，同時母線還會對后期的擴建起到一定的作用。

（1）單母線接線

單母線接線的主要特點就是接線的時候會使用非常少的設備，同時在操作和維修上都非常簡單，整體接線的結構也簡單清晰，缺點就是操作的時候可靠性和靈活性差。如果在運行的時候需要檢修母線和母線隔離開關，需要斷開和其連接的電源和電力用戶。同時如果在檢修出線隔離開關的時候一定要停止出線回路的運行。綜上所述，單母線接線只適用于一些比較小的變壓器運行。

（2）單母線分段接線

在單母線分段接線連接時，如果要想在維修的時候不出現全部停電的情況，就需要分段斷路器來幫助，分段斷路器能夠提高供電的可靠性和靈活性。

單母線分段接線的時候使用分段斷路器還能保持不是母線的位置一直進行供電，在維修的時候減少一定的停電范圍。但是在維修的時候還是有和單母線不分段相同回路停電的缺點。

（3）單母線帶旁路母線接線

單母線帶旁路母線接線的時候需要在單母線上再加一個旁路母線和旁路斷路器，這些設備都能解決維修時的回路供電問題，加強供電的連續性。單母線帶旁路母線接線非常適用于110 kV 及以上的高壓配電裝置。但是這種接線方式增加了成本，同時在操作的時候還非常繁瑣，需要很強的專業技術，如果出現技術失誤就會影響整個操作，所以一般情況下不會使用這種接線方式。

（4）雙母線接線

雙母線接線的方式的特點就是能夠保證供電的可靠性和靈活性，缺點就是接線的時候需要很多的設備，成本也要比其他接線方式大。

（5）一臺半斷路器接線

一臺半斷路器接線就是平時常說的2/3接線。這種接線方式在運行的時候能夠形成多環狀供電，所以比較適合220 kV及以上的大型變電所。

3.2 中小型變電站中無母線的電氣主接線

無匯流母線的主接線在連接的時候因為少了一個環節，所以在一定程度上就會節約很多的成本，同時在接線的時候也能節省很多配電裝置的占用面積。無母線的電氣主接線主要有2種接線方式。

（1）中小型變電站中無母線的電氣主接線中的發電機-變壓器單元接線。在進行接線的時候發電機和變壓器能形成一個整體，這種操作方法非常的簡單，成本也低，缺點就是停電的時候會造成很大范圍的影響，所以這種接線方式只能用于一機、一線的場所。

（2）中小型變電站中無母線的電氣主接線中的橋使接線。在只有2臺變壓機和2條饋線的時候就可以使用這個接線方式，橋使接線方式的特點就是成本低。

4 主接線方案選擇

中小型變電站電力系統電壓等級主要有110 kV、35 kV、10 kV，在電壓不同的時候設計的方案也會不同。

4.1 110 kV側電氣主接線方案

110 kV 側電氣主接線里面有2 個系統供電、2 個回進線、2個回出線。圖3所示為110 kV側電氣主接線能夠使用的接線圖。圖4所示為低成本小容量的方案實現大電流高電壓輸出原理圖。

圖3 110 kV側電氣主接線使用的接線圖

圖4 低成本小容量的方案實現大電流高電壓輸出原理圖

表1 所示為110 kV 側電氣主接線使用的兩種接線方案對比。通過分析對比能夠知道如果以技術為主，方案1相對來說比較合理，如果以經濟為主，方案2相對來說比較合理。因為在110 kV里面有2個回出線，所以方案2能滿足運行要求，所以在110 kV 側接線方式中使用方案2 即單母線分段接線方式更為合理。

表1 110 kV側電氣主接線使用的兩種接線方案對比

4.2 35 kV側電氣主接線方案

在35 kV側電氣主接線里面有8 個回出線，所以在選擇接線方式的時候可以選擇單母線分段接線和雙母線接線方式。為了保證維修時候不中斷供電還可以增加旁路母線。但是因為旁路母線的條件有限，所以還是單母線分段接線和雙母線接線比較合適。圖5 所示為35 kV 側電氣主接線使用的接線圖。

圖5 35 kV側電氣主接線使用的接線圖

表2 所示為35 kV 側電氣主接線使用的兩種接線方案對比。通過分析兩種方案的對比能夠知道方案1使用的設備比較少，方便操作；方案2 可靠性高。因為35 kV 側負荷比較多，所以需要可靠性高的方案2來進行設計更為合理。

表2 35 kV側電氣主接線使用的兩種接線方案對比

4.3 10 kV側電氣主接線方案

當變電所有2 臺主變壓器時，在電壓為6～10 kV 之間時可以用分段單母線接線。10 kV 側出線有12 回，所以在設計的時候還是使用單母線接線方式比較合理。圖6所示為單母線接線圖。因為10 kV里面有非常多的饋線，所以選擇接線方式的時候選擇單母線分段方式比較合理。母線在分段的時候可以通過斷路器來進行幫助，斷路器的出現還能增加供電的可靠性和靈活性，母線要想在維修的時候還繼續進行供電，就需要分段斷路器自動切換的幫助。

5 結束語

圖6 單母線接線圖

綜上所述，通過分析中小型變電站對電氣主接線的要求，選擇符合中小型變電站不同等級下電氣主接線的設計方案以及接線時選擇最佳方案。最佳方案的選擇能夠在增加供電穩定性和靈活性的基礎上降低成本。電氣主接線是變電站電氣設計的重要內容，電氣主接線的使用能夠提高整個變電站里面的系統靈活可靠性，根據變電站的實際情況和未來的發展，選擇最適合當前情況的電氣主接線設計方案，才能給變電站的供電運行帶來幫助，真正滿足對供電的質量的需求。