變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)研究

丁竹弘

【摘 ?要】變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。它是發(fā)電廠與用戶之間的中間環(huán)節(jié)，起著交換和分配電能的作用。這要求變電站的局部設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，采用合理的電氣主接線形式，并采用合適的電氣設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量。變電站布局和配電設(shè)備還必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電網(wǎng)容量不斷增加，電壓等級(jí)提高，需要綜合自動(dòng)化水平。變電站設(shè)計(jì)問(wèn)題變得越來(lái)越復(fù)雜。目前，隨著我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造工作的發(fā)展，對(duì)變電站設(shè)計(jì)的要求也在不斷更新。

【關(guān)鍵詞】變電站;電氣一次;主接線設(shè)計(jì)

1引言

變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)問(wèn)題既要考慮實(shí)用性，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性。充分考慮各種配套設(shè)備的選擇。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，各種自動(dòng)化技術(shù)也紛紛涌現(xiàn)，這告訴我們?cè)O(shè)計(jì)創(chuàng)新也需要考慮在內(nèi)。我們要設(shè)計(jì)出一條綜合性的、符合我國(guó)國(guó)內(nèi)狀況的電氣主接線。

2變電站電氣一次主接線方式

2.1單母線接線

單母線接線方式如圖1所示，其特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和進(jìn)出線都經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)電器接到同一組母線上，母線即可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一個(gè)電源獲得電能。在運(yùn)行操作時(shí)，須遵守兩條基本原則：一是防止隔離開(kāi)關(guān)帶負(fù)荷合閘或拉閘。二是在斷路器處于合閘狀態(tài)下，誤操作隔離開(kāi)關(guān)的事故不發(fā)生在母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)上，以免誤操作的電弧引起母線短路事故;相反，誤操作發(fā)生在線路隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只引起本線路短路事故，不影響母線上其他線路運(yùn)行，造成的事故范圍及修復(fù)時(shí)間將大為縮小。因此這種接線一般只用于出線回路少且沒(méi)有重要負(fù)荷的變電站。

2.2單母線分段接線

在供電系統(tǒng)中，同樣也只設(shè)置一組母線，但用斷路器將母線分段，這就是單母線分段接線，一般分為2～3段為宜。這種接線用于有雙電源或多電源供電、引出線數(shù)目較多的場(chǎng)合。接線時(shí)每一電源連到一段母線上，電源可以并列運(yùn)行也可分列運(yùn)行，而負(fù)荷引出線均分到每段母線上，且重要用戶可以從不同段引出兩回饋線，這樣其可靠性得到大大提高。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是，任一母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，只停該段，其它段可繼續(xù)供電。對(duì)重要一、二級(jí)負(fù)荷供電時(shí)，必須采用兩條出線供電。這種接線方式廣泛地用于6～220kV的變電所中。

2.3雙母線接線

為避免停電的影響，可設(shè)置雙母線接線，一組為工作母線，一組為備用母線。兩組母線通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器相連，分列運(yùn)行。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠，可輪流檢修一組母線，而不使供電中斷;當(dāng)一組母線出現(xiàn)故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電。但所用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜。一般適用于有大量一、二級(jí)負(fù)荷且出線回路多的35kV以上的大、中型變電所。以及出線帶電抗時(shí)的6～10kV配電裝置。

2.4一個(gè)半斷路（3/2）接線

一個(gè)半斷路接線中引入了三臺(tái)斷路器，并且兩個(gè)元件就能夠?qū)崿F(xiàn)三臺(tái)斷路器的母線連接，這種一次主接線方式主要是前面幾種接線方式基礎(chǔ)上完善并提出的。這種新型的接線方式需要兩個(gè)母線進(jìn)行連接，極大保證了供電的可靠性，而且相比較而言更加靈活。一個(gè)半斷路接線方式在檢修方面也具有明顯優(yōu)勢(shì)，當(dāng)檢修某一條母線的時(shí)候，另一條母線運(yùn)行狀態(tài)不會(huì)受到威脅。但是這種接線方式同樣也存在一定的問(wèn)題和缺點(diǎn)，首先是需要較大的占地面積，其次是其有一定的適用范圍，一般在超高壓電網(wǎng)中應(yīng)用較多。

2.5橋形接線

橋形接線方式的優(yōu)點(diǎn)是在主接線的幾種基本接線方式中，對(duì)斷路器的使用量最少，因此這種接線方式一種適用于只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線路的變電站。需要注意的是，橋形接線分為內(nèi)橋和外橋接線兩種形式，其中內(nèi)橋接線方式適合輸電線路較長(zhǎng)，而且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障的裝置中，而外橋接線則適用于輸電線路種較短，同時(shí)變壓器的性能較差的情況。因此，在220KV系統(tǒng)中，可以使用外橋接線方式。

2.6單元接線

單元接線在變電站中應(yīng)用較少，其特點(diǎn)與單母線接線方式相似，只能應(yīng)用于一臺(tái)變壓器，而且在檢查維修過(guò)程中，同樣需要對(duì)整個(gè)回路進(jìn)行斷電之后，才能夠進(jìn)行檢查維修工作。正是因?yàn)橛兄@一明顯的缺陷，因此在變電站中，逐漸被其他更為完善的主接線方式所取代，目前這種接線方式基本已不再被應(yīng)用。主接線的幾種不同的基本接線方式各有特色，不同的接線方式有著不同的優(yōu)勢(shì)和缺陷，在電氣一次主接線設(shè)計(jì)以及實(shí)施過(guò)程中，必須要對(duì)各種接線方式具有充分的了解，從而科學(xué)、合理的在設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇最適合的接線方式，對(duì)變壓器的接線方式進(jìn)行科學(xué)合理的處理，從而有效提高變電站的運(yùn)行性能，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定、可靠的電力服務(wù)。

3變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)內(nèi)容和原則

主接線是變電站的一種電力疏通模式，也是變電站最主要的線路通道，是整個(gè)電氣部分的核心，其作用是分配與匯集電能。主接線設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：1）變壓器裝置。2）刀閘設(shè)備。3）母線線路等。在排列角度分析，想要保障設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間與效率，需要采用科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，電氣主接線設(shè)計(jì)需要考慮以下方面：1）變電站相關(guān)配電設(shè)備的選擇。2）繼電保護(hù)方案的制度。3）是否可以適應(yīng)變電站的運(yùn)行狀況。4）是否可以提高變電站的可靠性。5）可以切換各類運(yùn)行方式。6）運(yùn)行狀態(tài)是否持久、連續(xù)、穩(wěn)定。電氣主接線設(shè)計(jì)的一般原則電氣主接線是商場(chǎng)運(yùn)行的核心結(jié)構(gòu)，是商場(chǎng)用電系統(tǒng)重要組成部分。對(duì)其有著基本的標(biāo)準(zhǔn)前提：（1）安全：供電安全性是指在電能的供應(yīng)、分配和使用中，商場(chǎng)不應(yīng)發(fā)生電梯設(shè)備事故和人身事故。（2）可靠：供電的可靠性是指對(duì)商場(chǎng)賣戶連續(xù)供電的可靠程度。（3）優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足賣戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。

4變電站電氣一次主接線流程

第一，明確主接線設(shè)計(jì)要求和具體情況。在進(jìn)行變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先必須要明確變電站電氣一次主接線的具體要求和變電站的具體情況，通過(guò)實(shí)地考察獲得一手資料，最終本著“靈活性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性”的原則來(lái)展開(kāi)一次主接線設(shè)計(jì)工作，最終獲得最佳的主接線方案。第二，明確設(shè)計(jì)理念。在進(jìn)行變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要按照前面提出的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)該明確并制定初步的主接線設(shè)計(jì)理念。第三，方案篩選確定。在實(shí)際的電氣一次主接線設(shè)計(jì)中，往往會(huì)根據(jù)要求并結(jié)合實(shí)際情況，初步給出多種一次主接線的設(shè)計(jì)方法，而工作人員需要對(duì)不同的接線方案進(jìn)行初步遴選和不斷優(yōu)化，最終選擇出最佳的設(shè)計(jì)方案。另外即使選擇了設(shè)計(jì)方案，仍然需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)方案的適用性進(jìn)行進(jìn)一步分析。第四，高壓電器設(shè)備選擇。在確定方案之后需要對(duì)電流、電壓進(jìn)行分析，保證其滿足系統(tǒng)需求，最大限度的減小對(duì)變壓器的損害。變電站一次主接線設(shè)計(jì)中主要這針對(duì)變電站的重要連接設(shè)備而言的，因此在完成方案設(shè)計(jì)之后還必須要科學(xué)合理的選擇高壓電器設(shè)備，這一過(guò)程必須結(jié)合變電站實(shí)際需求和設(shè)計(jì)方案綜合考慮。

5結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)如今，我國(guó)的電力建設(shè)已成為當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中最主要的內(nèi)容之一。在這種情況下，深入了解和探究變電站的電氣一次主接線設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)提高我國(guó)的變電站性能，優(yōu)化電力系統(tǒng)，具有積極的作用，也是我國(guó)電力建設(shè)的重要內(nèi)容之一，對(duì)推動(dòng)我國(guó)的電力事業(yè)發(fā)展建設(shè)，具有極為深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李莉平.淺析110/220kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)[J].通訊世界，2015，23：178-179.

（作者單位：呼和浩特市電力勘察設(shè)計(jì)院有限公司）