變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇

張紅

摘要：為了保證變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，就需要對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行更正改革。目前，計算機(jī)智能化技術(shù)對電力工作的影響較大，大部分電壓變更以智能操作為主，這種自動化的電力變更技術(shù)在最大程度上降低了電力工作的人工成本。因此，為了保證更高效的完成電力運(yùn)輸工作，相關(guān)技術(shù)人員就需要以可靠性、適應(yīng)性、可操控性等為主要目標(biāo)，以智能系統(tǒng)為輔助工具，設(shè)計出適合現(xiàn)階段電力發(fā)展的主接線。

關(guān)鍵詞：變電站;主接線設(shè)計;主變壓器選擇

引言

目前，電力系統(tǒng)已經(jīng)成為生產(chǎn)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(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，由各種電力設(shè)備和連接線組成。因此，重視電力系統(tǒng)電氣主接線基本要求和關(guān)鍵因素，才能夠使電力系統(tǒng)更好地為生產(chǎn)生活服務(wù)，才能讓變電站的電力系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用。電氣主接線與電力系統(tǒng)、電站規(guī)模、樞紐布置、地形條件、動能參數(shù)以及電站運(yùn)行方式等因素密切相關(guān)，而且對變電站電氣設(shè)備布置、選擇、繼電保護(hù)和控制方式有較大影響。變電站電氣主接線的合理設(shè)計與否，關(guān)系變電站的長期安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。繼電保護(hù)與控制方式有密切聯(lián)系，是變電站供電設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。本文以中小型變電站電氣主接線設(shè)計為例，根據(jù)變電站電氣主接線的類型、基本要求以及實(shí)際情況，對中小型變電站中電氣主接線進(jìn)行方案設(shè)計選擇，最后從設(shè)計的經(jīng)濟(jì)方面和技術(shù)方面提出中小型變電站中不同電壓等級的電氣主接線設(shè)計方案。

1變電站電氣一次主接線的設(shè)計步驟

1）明確主接線設(shè)計要求以及詳細(xì)情況。在對220kV變電站進(jìn)行一次主接線的設(shè)計過程中，最開始要做的就是熟悉了解變電站的具體情況，隨后根據(jù)變電站電氣一次主接線的實(shí)際需求入手，秉承“靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)”的原則，結(jié)合實(shí)地考察的資料來開展一次主接線設(shè)計，制定出優(yōu)良的主接線方案。2）方案的篩選與確定。在設(shè)計過程中，需要結(jié)合變電站的實(shí)際情況來篩選出最科學(xué)、最合適的方案。這是因為對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析后，會在設(shè)計過程中呈現(xiàn)不同的方案，在這些方案中往往會存在些許不足，有的還會與變電站的實(shí)際運(yùn)行不相符，所以要進(jìn)行方案的篩選與確定。3）高壓電器設(shè)備的選擇。針對電氣一次主接線的設(shè)計方案進(jìn)行電壓、電流的分析，使其能充分滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求，同時將對變壓器的損壞程度降到最低。對220kV變電站來講，其運(yùn)行需要連接很多的電器設(shè)備，一次主接線設(shè)計方案的目的是保證電器設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，要在方案確定后，根據(jù)設(shè)計方案來選擇合適的高壓電器設(shè)備。不論是變電站一次主接線設(shè)計，還是高壓電器設(shè)備的選擇，都需要充分考慮變電站的實(shí)際情況，三者之間要相互配合。

2設(shè)計主接線的合理方式

2.1110千伏的主接線

為了滿足高壓側(cè)的資源供給，減少不必要的電力資源浪費(fèi)，在進(jìn)行110千伏主接線連接工作時就應(yīng)該采用橋式接線法進(jìn)行線路連接。這種接線方法主要是將內(nèi)橋線與斷路器的內(nèi)部進(jìn)行連接，外橋線與變壓器的外部進(jìn)行連接。這種連接方法的連接步驟比較少，連接安裝的過程比較簡單，并且不需要投入太多建設(shè)資金，可以從根本上減少電力企業(yè)的建設(shè)資金投入，提高企業(yè)的成本回收率。

2.2中性點(diǎn)接地設(shè)計

就我國現(xiàn)階段的情況而言，110kV及以上系統(tǒng)多選擇中性點(diǎn)直接接地。這種系統(tǒng)如果出現(xiàn)了單相接地故障，中性點(diǎn)電位不會出現(xiàn)位移，對地電壓仍然持續(xù)為零，非故障相對地電壓基本不變，不會上升為線電壓，繼電保護(hù)裝置動作，將接地的線路自動切除。這樣的方式能夠在很大程度上降低由于單相接地引起間歇電弧過電壓的概率;此外，對于電網(wǎng)絕緣能力的要求也顯著降低，進(jìn)而大大降低了電網(wǎng)的造價。因此，本設(shè)計主變壓器高壓側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方式。

2.3主要電氣設(shè)備的選擇

（1）斷路器的選擇。需要根據(jù)安裝的環(huán)境和使用的要求來進(jìn)行確定，并且確定斷路器的種類和斷路器的形式。（2）互感器的選擇。需要根據(jù)實(shí)際測量出來的誤差，確定誤差的大小和誤差的準(zhǔn)確性，再選擇合適的電流互感器，并且根據(jù)安裝的區(qū)域環(huán)境和使用的要求選擇電壓互感器的類型。（3）隔離開關(guān)的選擇。在選擇時需要把檢修設(shè)備和帶電部分進(jìn)行隔離，這樣才能保證檢修人員的安全。為了保證檢修時候的安全，要在斷路器的兩端都設(shè)置相應(yīng)的隔離開關(guān)，但是有中性點(diǎn)有避雷針或者是變壓器的引出線上是可以不用設(shè)置隔離開關(guān)的。

2.4單母線帶旁路母線接線

在單母線基礎(chǔ)上增設(shè)旁路母線和旁路斷路器，可解決檢修出線斷路器時中斷該回路供電的問題，從而進(jìn)一步加強(qiáng)了供電的連續(xù)性，廣泛適用于110kV及以上的高壓配電裝置。但是，增加一組母線、專用旁路斷路器和隔離開關(guān)，不僅增加了投資，而且操作繁瑣，可能會產(chǎn)生誤操作。這種接線只在對供電可靠有特殊要求時采用。

2.5保證選擇臺數(shù)準(zhǔn)確性

對變壓器臺數(shù)的選擇時可以根據(jù)目標(biāo)線路所屬區(qū)域的主要用電量來進(jìn)行選擇。對于用電量較大的城市或城郊區(qū)域而言，在選擇時就可以先了解清楚中低壓的環(huán)網(wǎng)情況，并根據(jù)整體用電情況和環(huán)網(wǎng)情況選擇合適數(shù)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。對于位置較偏僻，工業(yè)生產(chǎn)廠或加工廠分布較密集的開發(fā)區(qū)而言，就需要選用三臺及以上的主變壓器，這樣才能在保證工業(yè)供電正常的情況下，降低線路的故障率。

2.635kV側(cè)電氣主接線

由基本資料可知，35kV側(cè)有8回出線。依照規(guī)程，電壓等級35～66kV線路出線為4～8回時，可采用單母線分段接線和雙母線接線。為了保證線路檢修時對用戶的供電不中斷，采用單母線分段和雙母線接線時，可增加設(shè)計旁路母線。但是，由于增設(shè)旁路母線的條件有限，所以35～60kV采用雙母線時不增設(shè)旁路母線。

2.7保證選擇原則合理性

主變壓器在選擇的過程中應(yīng)該以主接線的設(shè)計為主要選擇參考對象，對于一些線路負(fù)荷較大，或是一級、二級負(fù)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(yùn)輸?shù)姆€(wěn)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(shù)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(yè)的基本利益。對于負(fù)荷較小、等級較低的線路而言，就可以選擇一到兩臺變壓器，這樣既可以保證電力運(yùn)輸工作的穩(wěn)定運(yùn)行，還可以避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，能夠有效的保證電力企業(yè)的基本經(jīng)濟(jì)利益，符合變壓器選擇合理性的原則。

結(jié)語

通過對變電站電氣一次主接線設(shè)計進(jìn)行研究，從設(shè)計原則、設(shè)計步驟以及接線方式的選擇三個方面講述了一次主接線設(shè)計工作，為變電站的電氣一次主接線設(shè)計提供思路。同時也不難發(fā)現(xiàn)，在電氣一次主接線的接線方式中，很多的接線方式都存在明顯優(yōu)勢，卻在實(shí)際應(yīng)用中也存在些許不足，應(yīng)秉承創(chuàng)新理念，不斷探索尋找可靠性強(qiáng)、靈活性強(qiáng)的接線方式，進(jìn)一步提升變電站的運(yùn)行效率與質(zhì)量，提高人們的用電質(zhì)量，更好地滿足人們的用電需求。

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