變電站電氣主接線設(shè)計(jì)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(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行更正改革。目前，計(jì)算機(jī)智能化技術(shù)對(duì)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(dòng)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(jì)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(jì);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(dòng)能參數(shù)以及電站運(yùn)行方式等因素密切相關(guān)，而且對(duì)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(jì)與否，關(guān)系變電站的長(zhǎng)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(jì)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(jì)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(duì)中小型變電站中電氣主接線進(jìn)行方案設(shè)計(jì)選擇，最后從設(shè)計(jì)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(jí)的電氣主接線設(shè)計(jì)方案。

1變電站電氣一次主接線的設(shè)計(jì)步驟

1）明確主接線設(shè)計(jì)要求以及詳細(xì)情況。在對(duì)220kV變電站進(jìn)行一次主接線的設(shè)計(jì)過(guò)程中，最開(kāi)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(lái)開(kāi)展一次主接線設(shè)計(jì)，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(jì)過(guò)程中，需要結(jié)合變電站的實(shí)際情況來(lái)篩選出最科學(xué)、最合適的方案。這是因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析后，會(huì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中呈現(xiàn)不同的方案，在這些方案中往往會(huì)存在些許不足，有的還會(huì)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(duì)電氣一次主接線的設(shè)計(jì)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(shí)將對(duì)變壓器的損壞程度降到最低。對(duì)220kV變電站來(lái)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(jì)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(jì)方案來(lái)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(jì)，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(jì)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(shí)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(guò)程比較簡(jiǎn)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(jì)

就我國(guó)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(huì)出現(xiàn)位移，對(duì)地電壓仍然持續(xù)為零，非故障相對(duì)地電壓基本不變，不會(huì)上升為線電壓，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，將接地的線路自動(dòng)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(guò)電壓的概率;此外，對(duì)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(jià)。因此，本設(shè)計(jì)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(lái)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(cè)量出來(lái)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(kāi)關(guān)的選擇。在選擇時(shí)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(shí)候的安全，要在斷路器的兩端都設(shè)置相應(yīng)的隔離開(kāi)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(kāi)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(shí)中斷該回路供電的問(wèn)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(kāi)關(guān)，不僅增加了投資，而且操作繁瑣，可能會(huì)產(chǎn)生誤操作。這種接線只在對(duì)供電可靠有特殊要求時(shí)采用。

2.5保證選擇臺(tái)數(shù)準(zhǔn)確性

對(duì)變壓器臺(tái)數(shù)的選擇時(shí)可以根據(jù)目標(biāo)線路所屬區(qū)域的主要用電量來(lái)進(jìn)行選擇。對(duì)于用電量較大的城市或城郊區(qū)域而言，在選擇時(shí)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(tái)主變壓器為最佳選擇方案。對(duì)于位置較偏僻，工業(yè)生產(chǎn)廠或加工廠分布較密集的開(kāi)發(fā)區(qū)而言，就需要選用三臺(tái)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(jí)35～66kV線路出線為4～8回時(shí)，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(shí)對(duì)用戶的供電不中斷，采用單母線分段和雙母線接線時(shí)，可增加設(shè)計(jì)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(shí)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(guò)程中應(yīng)該以主接線的設(shè)計(jì)為主要選擇參考對(duì)象，對(duì)于一些線路負(fù)荷較大，或是一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷的線路而言，就可以選擇兩個(gè)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(shí)，在這種類型的線路中選擇兩個(gè)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(duì)于負(fù)荷較小、等級(jí)較低的線路而言，就可以選擇一到兩臺(tái)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(yǔ)

通過(guò)對(duì)變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，從設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)步驟以及接線方式的選擇三個(gè)方面講述了一次主接線設(shè)計(jì)工作，為變電站的電氣一次主接線設(shè)計(jì)提供思路。同時(shí)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(shì)，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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