变电站一次系统电气主接线设计研究

变电站一次系统电气主接线设计研究

苏小楠、段雪姣

云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650000

摘要：随着我国经济的持续发展以及各行业的蓬勃兴旺，社会用电需求大大提升，部分变电站对这一现实需求的满足存在一定困难，需要对变电站一次系统电气主接线设计予以系统优化。本文即由此入手，阐述了变电站电气主接线的概念与设计要求，在此基础上分析了设计过程中的各注意事项，重点探析了变电站一次系统电气主接线设计的要点，希望能够为相关实践提供一定借鉴参考。

关键词：变电站；一次系统；电气主接线；变压器；研究；探讨

前言

作为电力系统的重要组成部分，变电站的正常运行将对整个电力系统的安全与平稳运行产生直接影响。一般而言，发电厂的选址通常会远离城市中心，因而与电力负荷中心相距较远，若要确保电能可以正常平稳地供应给用户，需要变电站对电能予以交换和分配。这就要求在进行变电站的设计时，需要采取科学合理的电气主接线形式，同时还应符合相应的国家标准。现阶段，随着电网容量的持续增加，电压等级亦持续提升，这使得变电站设计愈发复杂化。因此，在进行变电站一次系统电气主接线的设计过程中，需要综合考量电力系统实际运行情况、所在区域具体特征等因素，制定一个较为科学的设计方案。

1、变电站一次系统电气主接线的概念与设计要求

1.1变电站一次系统电气主接线的概念

变电站一次系统电气主接线由一系列电气元件按照特定的顺序连接而成，反映本变电站同电力系统之间的连接状态，同时表示出电能汇集、分配以及交换等状态。此外，还可以反映下述两个方面下的输、变、供、配电能力：其一，设备处在电路接通的正常状态下，与此同时不存在任何外力对之施加作用；其二，人为失误、自然外力破坏等事物状态。变电站一次系统电气主接线的设计，需要考虑到本站在整个电力网中的地位，同时充分考量出线回路数、负荷性质条件以及设备特征等方面的因素，服务于平稳供电这一最根本的目标。

1.2变电站一次系统电气主接线的设计要求

变电站一次系统电气主接线可概括为下述三个方面：（1）安全可靠，一般而言，电器接线较为复杂，故而进行电气主接线设计时需要考虑到技术人员在操作方面的安全性，再者，主接线设计务求简洁明了，为技术人员提供操作便利；（2）灵活可变，在技术迭代更新进程日益加快的当下，变电站一次系统电气主接线在设计过程中需要考虑到日后可能出现的各类可变因素，如电力工程扩建、使用周期、运维成本等；（3）高性价比，在变电站一次系统电气主接线的设计阶段，即应深入观察经济性原则，在确保设备质量的前提下尽量选择性价比最高的类型，确保电力企业投资利益的最大化。

2、变电站一次系统电气主接线设计的注意事项

2.1遵循精确化原则选取新增电气设备

变电站新增电气设备的选取，需要对主线路分布、使用功率等条件予以充分考量，具体可分为下述几个方面：一是要通过相应实验对设备正常工作时的额定数值予以测量确认，确保其实际工作各项数据能够同设备设计相符合；二是要对设备处于短路条件下的部分运行数值，并开展对热动稳定性的校验，确保其可以在短路时维持一定的稳定性；三是全面考察各方面因素，科学确定新增电气设备的安装位置。

2.2遵循细致化原则检验新增电气设备

对新增电气设备的细致化检验需要重视下述几个方面的内容：其一，检验核对原主线路以及设备的过程中，要始终确保主母线的额定载流量高于新增设备的额定电流；其二，设备的开断电流需要高于新增设备短路电流，且与此同时需要确保设备动稳定电流高于冲击电流；其三，母联间隔电气设备方面，应保证额定电流高于母线自身载流量，若是出现了相反情况，则应对联合同等电压等级出线最大符合的一回出现予以额定电流的计算验证，设备额定数据超过计算数据时方可视之为合格。

2.3遵循安全性原则开展变电站保护措施

变电站一次系统电气主接线的设计，安全性原则是首要的原则。作为发电厂与电力负荷中心的接力站，在进行变电站设计时即应确保其免于自然灾害的破坏。特别是在一些恶劣天气下，如雷雨天气，若是变电站遭到雷击会出现运营故障，给用户的用电带来巨大不便，因而在设计过程中需要注意防雷接地保护方案的制定，结合变电站所处区域的自然条件、电力负荷等因素，科学防雷防电。除此之外，还需要重视变电站内各类设备的安全性。

3、变电站一次系统电气主接线设计要点探析

3.1单母分段接线

如若遇到母线回路过多的情形，应将母线分为两段或是更多段，并在段间设置分段断路器，这一接线方式属于单母线分段接线。由于每一个回路均设置了断路器，故而单一回路故障的影响不会扩大化，只需将故障部分予以切除即可保持供电能力。通常而言，某个区域重要的变电站或是终端变电站适合采用单母分段。

3.2主接线方案的选择

实践当中，配电网常用的电气主接线方案有下述几个类型：

（1）方案1：在高压侧与低压侧均采取单母线分段，这一方案的突出优势在于断路器对总线予以分段时，会存在两个供电电路，由此用户可以在不同母线段引出两个循环回路。如若母线的一部分产生了故障，出现问题的母线会被分段断路器自动断开，从而保障了对正常母线供电的持续性，这样社会中部分重要单位的用电需求可以得到切实满足。该方案的缺点在于，只有在电源发生故障时才会去维护母线；如遇到双回路情形，需要对线路予以架空处理。

（2）方案2：采用单母线分段带旁路方式。这一方案的优势在于，电源并不会因为断路器处在维修状态而出现中断现象；其缺点在于，该方案往往在大型电厂与变电中心建设中得到应用，需要极高的投资金额，设计的经济效益不高。

（3）方案3：高压侧采用单母线而低压侧单母线分段。这一方案的优势在于，变电站内主要的变压器在故障期或是检修期间，其操作方式会发生改变，快速反应情形下变电站电力供应可以快速恢复；其缺点在于，如若高压母线亦或是电源进线产生了问题，变电站需要停止供电。

3.3检波/解调模块

检波/解调模块的作用在于对信号予以接受、解析、处理、传输，主机会发出相应的探测信号，该模块则采取低通滤波方式将干扰信号予以剔除，随机使用运算放大器对相应的信号进行放大处理。对于后一路信号，则运用信号解调器对之进行处理，待产生结果后发送报文至主控模块。对于另一路信号，运用功率检波器对之予以检波，并将所得到的检测值及时传输至主控模块。根据对解调报文以及检测值的分析对比，主控模块将各类信息系统记录下来，作为后续选取目标电缆的可靠依据。

4、结语

综上所述，新的电力发展形式下，为了更好地满足日益增加的社会用电需求，同时切实提升电力系统供电的稳定性与安全性，变电站一次系统电气主接线设计需要密切结合区域用电特点与自然条件，遵循精确化、细致化、安全性原则，选择正确的设计方法与接线方式，从而制定出最佳设计方案，使日后投入运行的变电站更高地承担输、变、供、配电等各方面的功能，提升电力系统服务用户需求的水平。

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