趙勇飛

（欒川龍宇鉬業(yè)有限公司，河南 洛陽 471000）

1 需要關(guān)注的問題

變電站電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的核心部分，主接線設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的安全以及變電站本身的供電可靠性、建設(shè)經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行靈活性和可維護(hù)性，同時(shí)也關(guān)系到變電站電氣設(shè)備的選擇、變電站工藝布置、繼電保護(hù)和控制方式的確定。因此，系統(tǒng)考慮各方面的關(guān)系，全面分析相關(guān)影響因素，綜合評(píng)價(jià)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，確定合理主接線方案是十分必要的。方案設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)應(yīng)對(duì)以下因素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：

1.1 安全及影響評(píng)價(jià)

主接線設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮降壓站內(nèi)部電氣故障對(duì)系統(tǒng)進(jìn)線的影響，一旦有內(nèi)部故障，系統(tǒng)主接線應(yīng)將故障點(diǎn)在降壓站內(nèi)部切除，避免故障上傳。主接線設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮降壓站倒閘操作及內(nèi)部檢修對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度的依賴度，減少操作時(shí)間、盡可能避免對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)的停電申請(qǐng)。

1.2 可靠性評(píng)價(jià)

重要因?yàn)閷?duì)供電可靠性要求很高，要求系統(tǒng)能夠持續(xù)不間斷供電。由于電系統(tǒng)組成元件多，各類元器件一般都有其本身的機(jī)械壽命和電氣壽命，系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)有外界不確定的故障因素存在，所以，對(duì)于重要一般考慮備線備變等多種備用方案；另一方面，系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，需要對(duì)備用設(shè)備進(jìn)行周期投切，因此，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，減少設(shè)備投切停電時(shí)間需要在電氣主接線方案選擇時(shí)進(jìn)行重點(diǎn)考慮。

1.3 系統(tǒng)可操作性、維護(hù)性評(píng)價(jià)

系統(tǒng)的操作維護(hù)重點(diǎn)應(yīng)突出安全，主接線的方案選擇應(yīng)考慮各類倒閘操作步驟盡量少，屏柜布置應(yīng)考慮足夠的維修安全間隔。

1.4 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

在滿足以上要求的前提下，盡可能減少系統(tǒng)建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本，做到經(jīng)濟(jì)合理。首先，變電站的建筑工程費(fèi)、設(shè)備購置費(fèi)、安裝工程費(fèi)和其他費(fèi)用應(yīng)節(jié)省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同；其次，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積會(huì)有很大的區(qū)別，主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置工藝布置創(chuàng)造條件。

1.5 可適性、可擴(kuò)展性評(píng)價(jià)

能適應(yīng)預(yù)期負(fù)荷水平變化的需要，滿足系統(tǒng)對(duì)后期供電的需求。在擴(kuò)建時(shí)，可以適應(yīng)從初期接線過渡到最終接線，在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而沒有干擾，并且使一次、兩次部分的改建工作量最少。

2 常見電氣主接線方案

最常用的主接線包括：單母線接線、雙母線接線、3/2斷路器接線、橋形接線等等。其中橋形接線是中、小規(guī)模重要變電站較常采取的方案。其主要好處是兩臺(tái)主變起到了互為備用的作用。橋形接線又分為內(nèi)橋分段母線接線和外橋分段母線接線這兩種方案。

2.1 兩種主接線的共同點(diǎn)及差別

這兩種主接線對(duì)于重要的供電可靠性和對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)的安全性均進(jìn)行了較好的考慮。兩種方式皆適用于降壓變電站有兩路電壓等級(jí)相同的電源進(jìn)線，方案使用的斷路器數(shù)最少，且使用的隔離開關(guān)布局相同、數(shù)量相等。其中，QS3.QF3在結(jié)構(gòu)上形成一個(gè)“過橋”，以起到兩臺(tái)主變壓器或二路進(jìn)線電源互為備用的作用。在采取這兩種方式的電氣主接線時(shí)，不管哪一路電源進(jìn)線失去電壓，利用過“橋”，通過自控裝置的作用，都不會(huì)影響該降壓變電所中兩臺(tái)主變的任何一臺(tái)投運(yùn)，從而就大大提高了對(duì)供電的可靠性。同時(shí)，由于“橋”的存在，對(duì)于變壓器一用一備的重要，在系統(tǒng)檢修和預(yù)防性試驗(yàn)時(shí)可以做到系統(tǒng)供電基本不間斷。其中QSl-QS5隔離開關(guān)的布置對(duì)室內(nèi)變電站來講能夠較好地解決屏柜布置和檢修安全間隔問題。但兩種主接線也存在著明顯的不同之處。由于兩種主接線方式斷路器設(shè)置位置不同，因隔離開關(guān)不允許帶負(fù)荷操作，自控系統(tǒng)只能通過控制斷路器實(shí)施自動(dòng)切換控制，所以內(nèi)橋式側(cè)重于進(jìn)線備用方案，適用于輸電線路長、故障率高且變壓器又不需要經(jīng)常切換的情況；而外橋式適用于出線較短、且變壓器需經(jīng)常切換的情況。

2.2 兩種主接線方式存在的主要問題

采用內(nèi)橋分段母線接線和外橋分段母線接線均存在著固有的限制。其一，在采用內(nèi)橋式接線時(shí)，若檢修主變壓器就要求停運(yùn)相應(yīng)的進(jìn)線電源；而在采用外橋式接線時(shí)，若線路故障或檢修，則需停運(yùn)相應(yīng)的主變壓器；這樣會(huì)增加系統(tǒng)正常檢修的停電操作時(shí)間。其二，兩種方式均存在備自投的局限性；在采用內(nèi)橋式接線時(shí)，備自投只能保證備用進(jìn)線電源自動(dòng)投切，而無法進(jìn)行主變壓器備自投投切；在采用外橋式接線時(shí)則剛好相反；這樣無法充分發(fā)揮備自投在系統(tǒng)不間斷供電中的作用。其三，兩種主接線方式均存在變電站系統(tǒng)正常定期切換操作的操作步驟，延長停電操作時(shí)間，增加操作的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 改進(jìn)后的電氣主接線方案

從上述兩種主接線方案存在的問題分析，綜合兩種主接線各自的優(yōu)點(diǎn)，從系統(tǒng)安全性、可操作性、可維護(hù)性出發(fā)，可以對(duì)以上二種主接線方式進(jìn)行組合。

該主接線方案在保留上述兩種主接線優(yōu)點(diǎn)的情況下，能夠較好地解決上述兩種主接線存在的局限性。該主接線方案除了兩臺(tái)隔離開關(guān)改為兩臺(tái)主變壓器斷路器而增加少量的設(shè)備投資外，由于所需高壓柜數(shù)量不變，所以系統(tǒng)對(duì)土建面積及其它土建投資均沒有增加，同時(shí)，該方案具有以下三方面明顯的優(yōu)勢(shì)：一是運(yùn)行控制更靈活，通過調(diào)整自動(dòng)控制裝置可以進(jìn)行備線備變的多種自動(dòng)控制方式；二是由于設(shè)置了主變壓器斷路器，一旦主變壓器有故障，則首先是主變壓器斷路器動(dòng)作，可以避免故障上傳至上級(jí)進(jìn)線斷路器，為地方電網(wǎng)系統(tǒng)多增加一級(jí)安全保護(hù)；三是明顯減少變電站系統(tǒng)正常定期切換操作的操作步驟，增加操作的安全性。組合型分段母線接線采用備線備變的運(yùn)行方式，在同樣采用#1進(jìn)線供電、#1主變壓器工作的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，如需要在進(jìn)線電源不變的情況下，定期切換為#2主變壓器工作。此項(xiàng)操作的操作步驟為：合QF5→合QF7→斷QF6→斷QF4共四個(gè)操作步驟。操作步驟減少了八步，無需當(dāng)?shù)仉娏Σ块T調(diào)度指令，只需要QF4、QF5二步許可操作即可，大幅度縮短的倒閘操作時(shí)間、降低倒閘操作的安全風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語

因?yàn)橥顿Y少，功能可以滿足重要對(duì)供電可靠性和降壓站對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)的安全性一般要求，內(nèi)橋式接線與外橋式接線兩種主接線方式目前是國內(nèi)電能的普遍采用的電氣主接線方式。通過仔細(xì)分析，兩種主接線方式適用的范圍不同，內(nèi)橋式側(cè)重于進(jìn)線備用方案，適用于輸電線路長、故障率高且變壓器又不需要經(jīng)常切換的情況，而外橋式適用于出線較短、且變壓器需經(jīng)常切換的情況。但兩種主接線方式均存在其固有的局限性。對(duì)上述兩種主接線方案分析，綜合兩種主接線各自的優(yōu)點(diǎn)，從系統(tǒng)可操作性、可維護(hù)性出發(fā)，給出的組合后的主接線方式運(yùn)行控制更靈活，對(duì)地方電網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)更可靠，同時(shí)大幅度減少定期切換操作的操作步驟，增加操作的安全性。

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