關(guān)于供配電系統(tǒng)一次回路的分析與研究

夏紅普?王巧玲

摘要：配變電站（或者配變電所）是電力系統(tǒng)供配電的關(guān)鍵角色。一次回路是指配變電站/所的主接線和主電路，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主體，擔(dān)負(fù)著分配和輸送電能的任務(wù)。一次回路當(dāng)中的各種設(shè)備分別擔(dān)負(fù)著不同的任務(wù)和功能，它們主要包括電壓和電流變換設(shè)備（例如電流互感器、電壓互感器、電力變壓器）、控制設(shè)備（例如各種高低壓開關(guān)柜）以及保護(hù)設(shè)備（例如避雷器、高壓熔斷器）。對供配電系統(tǒng)一次回路的相關(guān)問題進(jìn)行了分析和探討，希望能夠為相關(guān)工作人員提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)；一次回路；接線；安全保護(hù)

作者簡介：夏紅普（1975-），男，湖北襄陽人，東莞市篁電電氣安裝有限公司工程部，一級建造師；王巧玲（1976-），女，浙江永康人，東莞市大源電力技術(shù)咨詢有限公司審圖室，二級建造師。（廣東?東莞?523000）

中圖分類號：TM64?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）21-0144-02

一、高壓配電系統(tǒng)的接線方法分析

高壓配電系統(tǒng)的接線方式需要根據(jù)電力負(fù)荷分布的實際情況來確定，變電所變壓器數(shù)量以及供電負(fù)荷范圍和數(shù)量都是影響高壓配電系統(tǒng)接線方式的重要因素。通常而言，高壓配電系統(tǒng)的接線方式主要包括以下幾種：第一，單電源“T”接接線方式。該種接線方式主要是指，由一個電源（即一個變電所）同一段母線的單條饋線為多個終端變電所進(jìn)行供電的一種多“T”接接線。這種接線方式電路簡單，使用設(shè)備少，初次建造費(fèi)用低，但可靠性和靈活性較差，適用于對供電可靠性和連續(xù)性要求不高的用戶。第二，輻射接線方式。該種接線方式主要是指由一個電源（通常是一個220kV的變電所）饋線向一個或者多個低等級變電所（通常是110kV）和用戶供電的一種接線方式。第三，雙電源雙輻射、“T”和鏈?zhǔn)浇泳€。雙電源雙輻射、“T”和鏈?zhǔn)浇泳€指由兩個電源（變電所）的兩條饋線供電，中間T接或采用鏈?zhǔn)浇泳€，這種接線方式的運(yùn)行靈活性、可靠性比上述兩種好，適用于負(fù)荷密度較大的地區(qū)。第四，多電源、多聯(lián)絡(luò)環(huán)形接線。當(dāng)斷路器都合上時，構(gòu)成多電源供電的環(huán)形接線，在形成220kV供電網(wǎng)絡(luò)后，110kV網(wǎng)絡(luò)需開環(huán)運(yùn)行，此時閉合斷路器中有一個處于開斷狀態(tài)，構(gòu)成雙電源供電的單電源輻射式接線多聯(lián)絡(luò)接線。顯然，這種接線的運(yùn)行靈活性和可靠性更高。

不同的高壓配電系統(tǒng)接線方式具有不同的適用性和獨(dú)特之處，因此在接線的過程中必須要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況來確定接線方式，依照供電網(wǎng)架的布局情況、配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況以及中壓配電網(wǎng)的完善程度等多種信息來綜合設(shè)計高壓配電系統(tǒng)的接線方式。舉例來說，如果需要保證即便是在上級一個220kV變電所無法供電時也能夠為用戶提供穩(wěn)定安全的供電，則建議采用雙電源鏈?zhǔn)浇泳€方式或者是環(huán)形接線方式；如果對供電可靠性要求比較高并且預(yù)期符合密度同樣較高，則建議采用雙電源輻射接線方式。反之，則建議采用單側(cè)電源輻射形接線方式。

二、主接線的基本要求

所謂的主接線，主要是指由一系列電氣設(shè)備依照特定的次序相互連接的用于進(jìn)行電能接受和分配的電路。其中，主接線的電氣設(shè)備主要包括電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、開關(guān)電器、電力電纜、母線、避雷器以及移相電容器等。依照有無匯流母線可以將主接線分為兩種，即有匯流母線的主接線（可以細(xì)分為單母線接線和雙母線接線）和無匯流母線的主接線（可以細(xì)分為單元接線、橋式接線以及多角接線）。為了保證有良好的接線質(zhì)量，主接線必須要滿足以下基本要求：第一，可靠?？煽渴侵鹘泳€最為基本的要求之一，它要求能夠滿足不同級別用戶的用電負(fù)荷的供電可靠性。對于一級負(fù)荷和二級負(fù)荷居多的區(qū)域供電網(wǎng)絡(luò)而言，必須要設(shè)立兩個獨(dú)立的供電電源，對于三級負(fù)荷居多的用戶而言，設(shè)計單電源進(jìn)行供電便可以滿足要求；如果是具有重要價值的一級負(fù)荷用戶，則需要設(shè)置兩個相互獨(dú)立的供電電源點進(jìn)行供電。其中，所謂的獨(dú)立電源點主要是指兩個電源分別位于不同的來源地，如不同的區(qū)域變電站。如果其中的任何一個電源點由于故障問題導(dǎo)致無法正常供電時，則另一個電源點的正常供電能力不受到任何影響。第二，安全。主接線的安全性要求不論是在檢修狀態(tài)下，還是運(yùn)行狀態(tài)下，都必須要確保工作人員以及相關(guān)設(shè)備的安全性。第三，靈活?？煽颗c安全是主接線必須要滿足的基本性要求，同時應(yīng)該在此基礎(chǔ)上注意主接線的靈活性，即能夠滿足適應(yīng)不同運(yùn)行方式的相關(guān)要求。第四。經(jīng)濟(jì)。所謂的經(jīng)濟(jì)性要求主要是指主接線不僅要爭取一次投資的最低化，而且需要滿足年運(yùn)行費(fèi)用的最低化。第五，可拓展。預(yù)留發(fā)展余地對于電氣主接線而言同樣非常重要，尤其是在電力系統(tǒng)發(fā)展迅速的今天，可拓展能力同樣是電力系統(tǒng)應(yīng)該具備的能力之一。其具體要求是，在考慮最終接線實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，同時需要考慮分階段施工的可行方案以及由初期接線過渡至最終接線的可能，力求在不影響正常供電的情況下保證過渡方案的順利實施。

三、變電所各關(guān)鍵部位的布置優(yōu)化

第一，優(yōu)化高壓配電裝置、高壓進(jìn)出線布置。首先，一列式布置。若兩種電壓（指所內(nèi)最高的兩級電壓，下同）的出線方向相同時，或所址為一寬度較小的長條形場地時，可將兩個配電裝置布置成一列。其次，雙列式布置。若兩種電壓出線方向相反，或一個高壓配電裝置為雙側(cè)出線而另一高壓配電裝置出線與其平行，且所址場地又較方整時，則將兩配電裝置排成兩列。再次，轉(zhuǎn)角式（“L”形）布置。兩種電壓分別向相互垂直的兩個方向出線時，兩配電裝置應(yīng)配置成相互垂直的L形。最后，Ⅱ形布置。當(dāng)有三種電壓架空出線時，如220/110/35kV，則三個高壓配電裝置可采用Ⅱ形布置。

第二，優(yōu)化主變壓器的布置。為了防止引線的交叉以及方便引線的連接，主變壓器應(yīng)該布置在靜止補(bǔ)償裝置與各級電壓配電裝置靠近中央的地方，并盡可能地縮短各側(cè)引線長度。主變壓器不僅體積大，而且非常笨重，搬運(yùn)的難度非常大，所以建議在主變壓器的周圍安裝檢修場地。首先，優(yōu)化室外變壓器的布置。綜合考慮日后管理維護(hù)的方便性、可靠性以及安全性等因素，對于露天或半露天變電所的變壓器應(yīng)設(shè)立不低于1.7米的固定圍墻或柵欄，并且固定圍墻或柵欄與變壓器外廓的凈距不應(yīng)小于0.8米，對于相鄰的變壓器外廓而言，它們之間的凈距離必須要大于1.5米。其次，合理組合室內(nèi)相關(guān)功能模塊?？扇加陀徒儔浩魇覍儆谝患壞突鸬燃墭?biāo)準(zhǔn)，門窗必須選用非燃體或難燃體材料甲級防火材料。油量高于100kg的變壓器必須要安裝在獨(dú)立的變壓器室內(nèi)。變壓器室墻壁與壓器外廓的最小凈距離必須要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求。最后，優(yōu)化室內(nèi)相關(guān)附屬設(shè)施的配置。變壓器室進(jìn)深過大、變壓器室防鼠擋板與通風(fēng)百葉窗設(shè)置不合理，都會使變壓器室有效通風(fēng)面積變小，通風(fēng)效果變差。這些方面，設(shè)計時要統(tǒng)籌考慮。

第三，優(yōu)化靜止補(bǔ)償裝置的布置。靜止補(bǔ)償裝置宜鄰近主變壓器低壓側(cè)和控制樓，但電容器組易發(fā)生火爆事故，電容器室與其他生產(chǎn)建筑分開布置時，其防火間距不小于10m，連接布置時，其間隔的墻應(yīng)為防火墻。為了保證運(yùn)行人員的人身安全，高壓電容器宜裝設(shè)在單獨(dú)房間內(nèi)，當(dāng)容量較小時可裝設(shè)在高壓配電室內(nèi)，但與高壓配電裝置的距離應(yīng)不小于1.5m。低壓電容器一般裝在低壓配電室內(nèi)或車問內(nèi)，當(dāng)?shù)蛪弘娙萜魅萘枯^大時宜裝設(shè)在單獨(dú)房間內(nèi)。

第四，規(guī)范優(yōu)化部分設(shè)備裝置。隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展和人們對環(huán)境要求的不斷提升，同時伴隨著電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行城配網(wǎng)改造的過程，電纜分支箱以其占地小、供電安全可靠、轉(zhuǎn)供電靈活、環(huán)境美化等優(yōu)點正被廣泛應(yīng)用。我國目前沒有統(tǒng)一的電纜分支箱技術(shù)規(guī)范，電網(wǎng)企業(yè)、生產(chǎn)企業(yè)等只是引用參考GB 3906-1991《3～35KV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備》、GB 16926-1997《交流高壓負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器》、GB 311.1-1997《高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合》等作為遵循的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，致使改造更換電纜分支箱時麻煩重重。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化部門應(yīng)盡快制定具體國家標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一箱體尺寸、箱內(nèi)設(shè)備等，以避免在維修更換電纜分支箱或其箱體內(nèi)設(shè)備、元器件時由于標(biāo)準(zhǔn)混亂而帶來不必要的麻煩，縮短用戶停電時間，提高用戶供電質(zhì)量。

四、結(jié)束語

總而言之，供配電系統(tǒng)一次回路設(shè)備接線及布置工作的開展將直接關(guān)系著各個供配電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。包括可靠性、安全性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及可拓展性在內(nèi)的五個方面要求是相關(guān)工作人員在進(jìn)行供配電系統(tǒng)一次回路配置工作中需要始終遵循的基本原則，在此基礎(chǔ)之上確保變電所各關(guān)鍵部位的優(yōu)化布置也尤為關(guān)鍵。

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（責(zé)任編輯：劉輝）