试论变电站电气主接线的设计问题

试论变电站电气主接线的设计问题

孙强 周秋芬 何旭

国网铜陵供电公司 安徽省铜陵市 244000

摘要：变电站是电力系统中接受分配电能，控制电流流向，调整电压大小的电力机构，是供电系统中的重要组成部分。做好变电站电气主接线工作是保证变电站正常运行的关键，其也影响着变电站运行的灵活性、经济合理性以及检修是否方便等方面，因此，科学合理设计变电站电气主接线，全面分析影响因素，正确处理各方面关系显得尤为重要。基于此，本文主要对变电站电气主接线的设计问题进行分析探讨。

关键词：变电站；电气主接线；设计问题

1、前言

电气主接线是变电站的主体部分，是电力系统电能传递通道的重要组成部分，电气主接线的连接方式以及设计问题都会影响到电力系统的整体性以及变电站供电的可靠性，因此，研究变电站电气主接线的设计问题，了解变电站电气主接线的设计策略具有重要意义。

2、变电站电气主接线的设计问题

变电站电气主接线的设计问题主要体现在以下五个方面，一、认真考虑变电站在电力系统中的位置，变电站在电力系统中的作用和地位是决定电气主接线的主要因素，变电站具有较多分类，功能存在较大差别，在电力系统中的地位与作用不同，对主接线连接的经济性、可靠性以及灵活性都具有不同要求，因而，在电气主接线设计过程中，需要认真考虑变电站的地位与功能，以此为依据进行电气主接线设计。二、充分考虑变电站近远期的发展规模，在电气主接线设计过程中，需要根据电力发展规划，依照负荷大小，增长速度，地区网络情况等因素进行综合考虑，以此来确定电气主接线的出线数，连接电源数以及接线形式。三、仔细考虑变台数对电气主接线的影响，变电站的变台数直接影响着电力的传输容量，对主接线的灵活性以及可靠性具有不同要求，对电气主接线会产生直接影响。四、了解备用容量对电气主接线的影响，备用容量是为了保证可靠供电的应急设施，在设备检修、故障停运的情况下具有重要作用，其容量大小以及数量不仅影响着主接线的接线形式还影响着主接线设计的安全性与可靠性。五、负荷分级以及出线数多少对电气主接线具有一定影响，在此过程中需要注意备用电源的使用，一级负荷需要设置两个独立的电源供电，以保证在一个电源不工作后，另一个电源能够继续工作，保证设施能够正常运行，以降低对主接线的影响。

3、电气主接线设计的基本要求

变电站的电气主接线应该根据变电站在电力系统中的地位、变电站的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定，并应综合考虑供电可靠性、运行灵活性、检修操作方便、节约投资、便于过渡和扩展等要求。

3.1供电可靠性

供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线能可靠地工作，以保证对用户不间断供电。评价电气主接线可靠性的标志是：断路器检修时，不宜影响对系统的供电；线路或母线发生故障时应尽量减少线路的停运回路数和主变的停运台数，尽量保证对重要用户的供电；尽量避免变电站全部停运的可能性。

3.2运行检修的灵活性

主接线应满足在调度、检修的灵活性，调度运行中应可以灵活地投入和切除变压器和线路，满足系统在事故、检修以及特殊运行方式下的系统调度运行要求，实现变电站的无人值班。检修时，可以方便地停运断路器、母线和继电保护设备，进行安全检修，而不致影响电力网的运行和对用户的供电。

3.3适应性和可扩展性

能适应一定时期内没有预计到的负荷水平的变化，满足供电需求，扩建时，可以适应从初期接线过渡到最终接线，在影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入变压器或线路而不互相干扰，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。

3.4经济合理

主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下，要求做到经济合理，首先，投资省，即变电站的建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用应节省，采用不同的接线方式，其投资具有明显的不同；其次，占地面积小，主接线设计要为配电装置创造条件，采用不同的接线方式，配电装置占地面积有很大的区别；第三，能量损失小。

4、电气主接线设计的关键因素

4.1配电装置的选型

目前，110KV高压配电装置常采用的布置形式有屋内布置和屋外布置两大类；屋内布置又分为普通电器安装在屋内布置、110KV断路器小车屋内布置、SF6全封闭组合电器（GIS）屋内布置三种形式。采用普通电器安装在屋内布置和110KV断路器小车屋内布置，每个间隔宽度可以设计成6.5米，跨度约12米，占地面积相当，投资也相差不大，多用在城郊或污染较严重地区。SF6全封闭组合电器（GIS）屋内布置占地最小，运行维护最好，但投资较高，多用在城市中心和用地非常紧张的地方。

目前，广大农村和县城更多地采用屋外布置形式，故本文将屋外布置形式作为研究对象。屋外布置分为屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三种形式。半高型布置是将母线与母线隔离开关升高，把断路器、电流互感器等设备直接布置在升高母线的下方，使配电装置跨度尺寸减少，但由于进出线间隔不能合并，各占一个间隔，使横向面积增大，对于进出线回路多的变电站，多采用该布置。高型布置是将母线与母线隔离开关上下重叠布置，适用于双母线布置，屋外中型布置是将所有电气设备都安装在地面设备支架上，母线下不布置任何电气设备，具有布置比较清晰、不易误操作、运行可靠、施工和维修都比较方便、构架高度低、造价低等的优点，是本文研究的几种接线最适合选用配电装置选型。

在110KV变电站中，与普通中型配电装置相对应的110KV母线设计，多采用软母线，该型配电装置在我国已有30多年运行历史，各地电业部门无论在运行维护还是安装检修方面都积累了比较丰富的经验。

4.2相关电气设备及典型接线方式

变电站高压电气主接线应该包括的电气设备包括：主变压器、变压器高压引出线、母线、隔离开关、断路器、跨条、继电保护装置、电流互感器、电压互感器、避雷器、电压互感器等等。在110KV变电站电气主接线设计中，主要考虑终端变电站和中间变电站这两种功能的变电站。

终端变电站又称受端变电站，这类变电站接近负荷中心，110KV进线一般为两路进线，通过两台主变将电能分配给低压用户；在确保供电可靠性的前提下，变电站主接线设计应有利于规范化、简单化、自动化及无人化，尽可能减少占地面积，变电站主接线方式应根据负荷性质，电气设备特点及上级电网强弱等因素确定。一般终端变电站高压侧主接线形式常选用以下三种方式：（1）线路－变压器组接线；（2）外桥接线；（3）内桥接线。中间变电站具有交换系统功率（110KV母线上有穿越功率）和降压分配功率（110KV通过主变将电能分配给低压用户）的双重功能，它是中心变电站和终端变电站之间的中间环节。这类变电站主接线方式既不能像终端变电站那样简单，也不必像中心变电站那样复杂，应根据变电站在系统中的地位和作用来确定，一般中间变电站高压侧主接线形式常选用以下四种接线方式：（1）单母线接线；（2）单母线分段接线；（3）内桥接线外加跨条；（4）四角形接线。

5、结语

综上所述，变电站主接线设计关系到电力系统运行的安全性与可靠性，科学合理设计变电站主接线方式十分重要，通过分析主接线设计中的问题，满足其基本需求，研究主接线变电策略有助于保证电气主接线的有效性，确保电力系统的安全性，实现整个电力行业的良好发展，同时推动我国经济建设的顺利进行。

参考文献： [1]韩肖清，冯福旺基于关联矩阵的电气主接线的可靠性分析J[]山西电力，2015(02).

[2]王卫华，俞正.交流特高压变电站11okv设备选择及布置研究[J].电力勘测设计，2013(04).