220kV變電站電氣一次主接線設計研究

王超

摘要：變電站是電力系統的重要組成部分，對城市電力負荷有著重要影響。對于220kV變電站而言，一次主接線設計的好壞將直接影響變電站的正常運行。良好的設計不僅能充分滿足運行中高壓電流的傳輸要求，而且能保證各種電氣設備接入變電站后的穩定運行能力。基于此，本文就220kV變電站電氣一次主接線設計開展探究與分析。

關鍵詞：220kV變電站;電氣一次設計;主接線

變電站是電廠與用戶之間的重要橋梁，是電廠與用戶之間的媒介。變電站的主要功能是分配和轉換電能，以滿足用戶對電能的需求。變電站由不同功能的電氣設備組成，根據不同的技術要求相互連接，實現變電站的整體運行，從而實現變電站的變電轉換和分配電力的這一功能。電氣一次主接線是通過連接線，對高壓電氣設備進行有效的連接，使其發揮整體作用的一種方法。目前，一次主接線已經發展成為變電站的重要電氣裝置，其主要功能是有效地傳輸高壓電流。

一、220kV變電站電氣一次主接線的設計步驟

（一） 明確主接線設計要求及細節。在220kV變電站一次主接線設計過程中，首先要了解變電站的具體情況，然后根據變電站一次主接線的實際要求，堅持“靈活、可靠、經濟”的原則，結合現場調查數據進行一次主接線設計，制定出優良的一次主接線方案[1]。

（二） 選擇和確定方案。在設計過程中，需要結合變電站的實際情況，選擇最科學、最合適的方案。這是由于數據的分析，在設計過程中會有不同的方案，這些方案會有一些不足之處，一些會與變電站的實際運行不一致，所以有必要選擇和確定方案。

（三） 高壓電氣設備的選型。對一次主接線的電壓、電流進行分析，可以滿足系統的要求，將變壓器的損壞率降到最低。對于220kV變電站而言，需要連接大量的電氣設備才能正常運行。一次主接線設計方案的目的是保證電氣設備的穩定運行。變電站一次主接線的設計和高壓電氣設備的選擇都需要充分考慮變電站的實際情況，從而相互配合發揮作用。

二、220kV變電站電氣一次主接線方式

（一）單母線接線。單母線接線作為主接線中比較簡單的接線方式之一，主要應用于只有一臺主變壓器的變電站。這種情況可以充分發揮單母線接線的優點，不僅接線簡單明了，而且設備少，操作更方便。然而，單母線接線仍然存在一些問題，其中最典型的問題是缺乏靈活性和可靠性差。采用單母線接線方式，如果其中一臺設備出現故障，整個系統在維修過程中需要停機，嚴重影響供電質量和安全[2]。目前，人們對變電站和供電的質量要求越來越高，單母線接線方式的弊端使其應用越來越少。

（二）單母分段。在單母分段主接線設計中引入斷路器，實現了客戶分段的功能。電源可以通過斷路器分離，大大提高了用戶供電服務的效率。單母分段節點模式相對于單母線連接模式有明顯的優勢，尤其是當一臺設備出現故障時，不影響系統的穩定性和安全性，不僅保證了供電效率，而且大大提高了系統供電的可靠性。單母分段的實質是優化和改進單母線接線方式。隨著單母線接入技術的進步，進一步推動了電力事業的發展。

（三）雙母線接線。雙母線接線是將兩組母線引入系統并協調使用，以保證變電站的可靠性。在變電站一次主接線的設計中，需要在雙母線的供出線位置配置相應的斷路器，還需要配置相應的雙母線控制開關，以實現有效的控制功能[3]。雙母線連接具有明顯的優點，特別是維護更方便、簡單。一條母線修復時，另一條母線仍能正常運行，不影響用戶的需要。但這種接線方式也存在一些弊端，維修過程中需要增加相應的保護措施，以避免出現非正常停電現象。

（四）3/2接線。在3/2接線連接中需要引入三個斷路器，三個斷路器的母線連接可由兩個元件實現。這種一次連接方式主要是在上述幾種連接方式的基礎上改進提出的，這種新的接線方式需要兩個母線連接，保證了供電的可靠性，比其他接線方式更靈活。3/2接線方式在維護方面也有明顯的優勢，當一條母線檢修時，另一條母線的運行狀態不受到影響。但是，這種接線方式也存在一些問題和不足，占地面積大，有一定的適用范圍，一般在特高壓電網中使用較多。

（五）橋形接線。與其他主要接線方式相比，橋形接線方式具有明顯優點，斷路器的數量很少，這決定了橋式接線方式主要應用于只有兩條輸電線的變電站。橋形連接有內橋連接和外橋連接兩種類型，但應用范圍不同。輸電線路較長常采用內橋連接，短傳輸線多采用外橋連接，目前我國220kV系統主要采用外橋接線方式。

（六）角形接線。角形接線主要針對系統中不同的斷路器，采用相適應的連接方式，這種接線方式大大縮短了開環時間，同時也保證了在檢修過程中能夠可靠地運行。變電站一般采用角形接線，線路少，不需要擴展配電設備，節約了變電站的建設成本，在施工時間上有明顯的優勢。

（七）單元接線。220kV變電站很少使用單元接線，它的特點類似于單母線接線，只能在一臺變壓器上使用。在檢修過程中，需要切斷整個電路，正是由于這種明顯的缺陷，所以在220kV變電站中逐漸被其他更完善的主接線方式所取代，目前這種接線方式已不再使用。

三、結束語

綜上所述，隨著市場經濟體制的不斷完善，對電力能源提出了更高的要求。當前，電力建設已成為中國社會經濟建設進程中的重要內容之一，為社會經濟發展和人們的日常生活提供穩定、安全、可靠的電能和優質電力服務，已成為人們廣泛關注的重要社會問題。在這種情況下，深入探索220kV變電站一次接線的設計，將對提高我國變電站的性能和優化電力系統起到積極的作用，對促進電力工業的發展具有深遠的意義。

參考文獻：

[1]王宇之.220kV變電站電氣一次主接線設計研究[J].南方農機，2019，50（24）：142.

[2]宋世偉.220kV變電站電氣一次主接線設計研究[J].建筑工程技術與設計，2019，（32）：3107.

[3]吳勁松.220kV變電站電氣一次主接線設計研究[J].電子測試，2019，（6）：8-10.

（作者單位：江蘇中電科電力設計院有限公司）