溫世運(yùn)

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。這要求變電站設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，采用合理的電氣主接線形式，并選用合適的電氣設(shè)備，變電站布局和電氣設(shè)備應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)發(fā)展，電網(wǎng)容量不斷增大，電壓等級(jí)越來越高，變電站設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜。目前，隨著電網(wǎng)建設(shè)和改造工作的進(jìn)行，對(duì)變電站設(shè)計(jì)的要求也在不斷提高。本文主要針對(duì)變電站電氣主接線設(shè)計(jì)相關(guān)方面進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣主接線;建設(shè)規(guī)模

1電氣主接線設(shè)計(jì)的主要原則和要求

電氣主接線以電源進(jìn)線和引出線為基本環(huán)節(jié)，以母線為中間環(huán)節(jié)構(gòu)成的電能輸配電路。電氣主接線的設(shè)計(jì)作為變電站設(shè)計(jì)中最重要的組成部分之一，對(duì)變電站的正常運(yùn)行以及功能的發(fā)揮，起到非常重要的影響。變電站在電力系統(tǒng)中具有特殊的作用，是電力系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分，承接著高壓和大電流的重要轉(zhuǎn)換功能。

電氣主接線是變電站的靈魂，將變電站中的所有電氣設(shè)備連接起來，在這一過程中，對(duì)電氣設(shè)備和配電裝置形式的選擇，都具有嚴(yán)格的要求。合適的電氣主接線選擇，不僅能夠滿足變電站運(yùn)行過程中對(duì)高壓和大電流的傳輸?shù)囊?，還能夠在連接變電站中的各路電氣設(shè)備后，保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性及可靠性，也能夠做出有效的保障。

隨著電力系統(tǒng)建設(shè)力度的不斷提高，對(duì)電氣主接線的設(shè)計(jì)做出了相關(guān)的規(guī)定和要求。電氣主接線選擇的基本原則就是要以變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、變電站的建設(shè)規(guī)模、負(fù)荷重要性、系統(tǒng)備用容量及國家的相關(guān)政策和方針作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)能夠影響主接線設(shè)計(jì)的全部因素進(jìn)行綜合全面的考慮和分析，從而保證變電站的安全及可靠運(yùn)行，保證為用戶提供安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。在保證主接線選擇的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求下，在設(shè)計(jì)過程中，還要充分考慮方便運(yùn)行和檢修這兩方面的因素。

2電氣主接線的基本接線方式

2.1單母線接線

作為主接線中相對(duì)簡單的接線方式之一，單母線接線一般應(yīng)用于只有一臺(tái)主變壓器的變電站當(dāng)中。這種情況下能夠充分發(fā)揮單母線接線優(yōu)勢(shì)，不僅接線簡單清晰，而且涉及到的相關(guān)設(shè)備少，操作方便。但是單母線接線不夠靈活、可靠性較差。采用單母線接線方式，如果其中某一設(shè)備出現(xiàn)故障，在檢修中需要母線停止運(yùn)行，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量以及供電安全。當(dāng)前人們對(duì)于供電質(zhì)量要求越來越高，因此這種接線方式存在的弊端讓其應(yīng)用較少。

2.2單母分段接線

單母分段接線是在單母接線中增加分段斷路器，實(shí)現(xiàn)了母線分段功能。通過斷路器能將電源分隔，這種方式大大提高了供電效率。單母分段接線方式和單母線接線方式相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，尤其當(dāng)某一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)可不用母線全停進(jìn)行維修，不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性。保證供電效率的同時(shí)，還大大提高了系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與可靠性。對(duì)用戶而言，能夠獲得更佳的用電體驗(yàn)。單母分段其實(shí)質(zhì)也是為優(yōu)化改進(jìn)單母線接線提出的，作為單母線接線的進(jìn)步，進(jìn)一步提高了供電靈活性和可靠性。

2.3雙母線接線線

雙母線接線主要是在系統(tǒng)中引入兩組母線，在主變和出線間隔配備一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)與母線連接，并將兩組母線協(xié)調(diào)使用，通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行以保證變電站運(yùn)行的可靠性，通過這種方式可進(jìn)一步提高供電可靠性。雙母線接線具有顯著優(yōu)點(diǎn)，各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，當(dāng)對(duì)其中一組母線進(jìn)行檢修時(shí)，另一組母線仍能運(yùn)行，不會(huì)影響用戶生產(chǎn)生活的需求，供電可靠性高、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便。但是這種接線方式同樣存在一定的缺點(diǎn)，增加一組母線及母線隔離開關(guān)，單母線故障檢修時(shí)，隔離開關(guān)容易誤操作，需在隔離開關(guān)和短路在之間增加連鎖裝置。推薦進(jìn)出線回路數(shù)小于10回的220kV變電站應(yīng)用。

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，一個(gè)回路由兩臺(tái)斷路器供電，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。這種接線方式極大保證了供電的可靠性，而且調(diào)度更加靈活。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)檢修某一組母線的時(shí)候，另一組母線運(yùn)行狀態(tài)不會(huì)受到影響。但是這種接線方式同樣也存在一定的問題，斷路器數(shù)量較多，需要較大的占地面積。一個(gè)半斷路器接線有一定的適用范圍，一般在500kV及以上電壓等級(jí)中應(yīng)用較多。

2.5橋形接

橋形接線方式和其他主接線方式相比，具有顯著的斷路器優(yōu)勢(shì)，斷路器的用量很少，這也決定了其主要應(yīng)用于只有兩條輸電線路和變壓器的變電站。一般橋形接線方式分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種方式，只是兩種接線方式的應(yīng)用范圍具有一定差異，往往內(nèi)橋接線應(yīng)用于輸電線路較長的線路中，外橋接線往往主要應(yīng)用于輸電線路較短的線路中。目前在我國110kV及以下系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛。

2.6角形接線

角形接線主要針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)不同的斷路器，采用不同的連接方式，這種接線方式極大的縮短了開環(huán)時(shí)間，而且還保證了變電站在檢修過程中能夠可靠運(yùn)行。角形接線一般應(yīng)用于回路較少的變電站中，而且不需要進(jìn)行配電裝置的擴(kuò)建，最大限度節(jié)約了變電站建設(shè)成本，在建設(shè)時(shí)間方面也具有明顯優(yōu)勢(shì)。

3變電站電氣主接線流程

3.1明確主接線設(shè)計(jì)要求和具體情況

在進(jìn)行220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要明確變電站電氣主接線的具體要求和變電站的具體情況，對(duì)系統(tǒng)規(guī)模、變電站重要程度、短路電流水平等方面進(jìn)行收資計(jì)算，最終本著“靈活性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性”的原則來展開電氣主接線設(shè)計(jì)工作，最終獲得最佳的主接線方案。

3.2明確設(shè)計(jì)理念

在進(jìn)行變電站電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí)，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。

3.3方案篩選確定

在實(shí)際的電氣主接線設(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。

3.4高壓電氣設(shè)備選擇

在確定方案之后需對(duì)變電站電氣設(shè)備選擇進(jìn)行校核，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。在完成方案設(shè)計(jì)之后還需合理的選擇高壓電氣設(shè)備，這一過程必須結(jié)合變電站實(shí)際需求和設(shè)計(jì)方案綜合考慮。

3.5設(shè)計(jì)落實(shí)

經(jīng)過對(duì)主接線優(yōu)化確定方案可行之后，按照方案完成電氣主接線設(shè)計(jì)圖，并按照?qǐng)D紙和設(shè)計(jì)的實(shí)際需求來展開變電站的主接線建設(shè)。

結(jié)語

總之，在新的電力發(fā)展形勢(shì)下，變電站電氣主接線設(shè)計(jì)需要滿足多方面的實(shí)際要求，具有較高的現(xiàn)實(shí)性與復(fù)雜性，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要在積極遵循基本設(shè)計(jì)原則和要求的基礎(chǔ)上，選擇正確的設(shè)計(jì)方法與接線方式，制定出最合理、最可行的設(shè)計(jì)方案。

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