220kV变电站电气主接线优化方案的研究

220kV变电站电气主接线优化方案的研究

崔灿

（安徽省电力设计院有限公司230601）

摘要：近年来因为受到设备整合和电气设备选型等因素的影响，220kV变电站的设备可靠性开始变得越来越高，所以可以采取措施适当地简化其电气主接线。本文针对220kV变电站电气主接线的双母双分段接线和单母四分段接线两种型式进行了分析和比较，两种接线型式可靠性差异较小，但单母四分段接线更加经济，具有更少的元件数量和相对简单的操作方式，有较高的应用价值。

关键词：220kV变电站；电气主接线；优化方案

我国的电网近年来对智能电网的建设力度也不断加大，在这种情况下很多220kV变电站高压设备都选择了HGIS、GIS等各种组合电气，而且二次设备在变电站中也都应用了智能装置。由于开始应用在线监测的方式，因此具备了极短的设备更换时间、元件模块化、状态检修等一系列的优势。由于使用智能设备因此使得电网的供电可靠性得到了很大的提升，所以以此为基础可以适当地优化传统的电气主接线，同时在对电气主接线进行设计的时候还要充分地满足经济性、灵活性和可靠性等三项基本原则。

1.电气主接线在220kV变电站的两种方案比较

在本次研究中对两种电气主接线方案进行了比较，也就是传统的电气主接线双母线双分段在220kV变电站的应用方案（见图1）和在经过简化处理后的单母线四分段环形接线在在220kV变电站的应用方案（见图2）。

1.1两种方案的运行方式比较

双母线双分段接线的各回路负荷和各个电源能够在某一母线上进行任意分配，可以与潮流变化的需要和系统中的各种运行方式相适应；单母线四分段环形接线中的关键用户和各个电源能够将两个回路在不同段中引出，从而使运行要求得以满足。

双母线双分段接线在将母联打开之后，能够确保变电站母线分列运行的实现，而且利用隔离开关操作能够切换母线的出线；单母线四分段环形接线也能够利用将分段打开的方式确保母线分列运行的实现，其具有同样灵活的运行方式[1]。

双母线双分段接线与单母线四分段环形接线相比具有更多的隔离开关，而且一旦需要检修或者母线发生故障，就需要通过隔离开关进行倒换操作，很容易出现误操作的情况。

1.2两种方案的可靠性比较

在进行母线分段开关操作的时候，单母线四分段环形接线具有与双母线双分段接线一致的方式，能够使任一回路从相邻段母线联接电源线路或者本段母线电源实现供电的这样的运行方式，也就是说线路负荷在正常供电的时候是由本段母线联接的电源实现的，一旦本段母线电源线路出现各种问题或者需要检修，这时候就能够利用母线分段开关操作的方式实现相邻母线电源供电，因此其能够使供电可靠性得到满足[2]。

在双母线双分段接线中，如果其中的单段母线出现检修或者故障的问题，这时候可以向另一段母线导入此段母线所带负荷实现供电，利用将停运母线侧隔离开关打开的方式使各个回路实现与停运母线之间的隔离。在完成停运母线的检修工作之后，通常需要实施打耐压操作，在这种情况下，如果只是依赖将停运母线侧隔离开关打开的方式实现与停运母线之间的隔离，则具有较低的安全性，需要同时对另一段母线进行停运，在完成打耐压操作之后，才能够将送电恢复。也就是说双母线双分段接线在面对GIS设备的母线检修工作时需要同时停运两段母线，这样就算在两段不同的母线中接入同名线路，也会导致同名线路同时停电。

在单母线四分段环形接线中，如果有主变存在于停运母线中，那么其无法利用隔离开关操作的方式进行切换，所以在检修母线的时候需要确保主变停电。在一段母线出现故障或者需要检修的时候，需要全部停止本段母线上的负荷，在完成停运母线的检修工作之后，在实施打耐压操作时不会使其他母线的运行受到影响[3]。总之，在单母线四分段环形接线母线检修的过程中会停止所有该段母线上的出线，然而因为分别在不同段母线上连接同名双回线路，所以还是能够使同名双回出线中的一回实现继续供电，并不会导致两回同名线路同时停电的情况。然而如果有主变存在于检修段母线中，则需要确保主变停电。

1.3两种方案的经济性比较

选择单母线四分段环形接线的方式与双母线双分段接线相比能够将进、出线中的母线侧隔离开关分别减少一组，在剩余的其他方面单母线四分段环形接线与双母线双分段接线两种方案则没有明显差别，因此与选择单母线四分段环形接线的方式与双母线双分段接线相比一共能够少用15组母线侧隔离开关，可以将大量的投资节省下来。

2.变电站电气主接线在供电可靠性计算结果方面的分析

以历年来各电气设备参数为根据，选择“逻辑表格法”定量计算两种电气主接线。以不同的设定条件为根据对计算结果进行归纳和整理。主变压器的两主接线方案供电可靠性计算结果为：双母线双分段接线具有平均每年28.92%的停运率，平均每年2.1634小时的停运时间；单母线四分段环形接线具有平均每年31.28%的停运率，平均每年2.2387小时的停运时间。两方案任一回出线的供电可靠性计算结果为：双母线双分段接线具有平均每年26.30%的停运率，平均每年3.7830小时的停运时间；单母线四分段环形接线具有平均每年24.65%的停运率，平均每年3.3540小时的停运时间。

通过分析供电可靠性计算结果，我们可以发现，两主接线方案具有差异较小的可靠性。两种方案的主要差别就是单母线四分段环形接线都是在某段母线上固定联接各进、出线回路，其无法利用隔离开关操作的方式切换母联两侧母线出现，所以在主变供电可靠性方面两方案具有相差较小的计算结果。

3.结语

本文详细地分析和比较了单母线四分段环形接线和双母线双分段接线两种变电站主接线方案。两种方案具有差异较小的可靠性，两者的主要差别就是单母线四分段环形接线都是在某段母线上固定联接各进、出线回路。其中单母线四分段环形接线最为主要的优势就是在进行故障检修或者扩建的时候至少可以确保同名双回路中有一回能够实现正常运行，而且其具有更少的元件数量和相对简单的操作方式。在经济性方面两种方案相比，单母线四分段环形接线能够将15组隔离开关设备节约下来，因此具有更高的经济性。

参考文献

[1]冯晗,王俊有.郑州城区电网110kV变电站接线方式分析[J].科技与企业.2015(24).

[2]王可.风电基地升压站500kV电气主接线方式优化[J].黑龙江科技信息.2015(36).

[3]单小嘉,陈伟,郭薇,任宇春.浅析配网中相序相位接线错误的危害及预防[J].通讯世界.500kV变压器瓦斯继电器误动作原因及处理.