变配电站接线方式的讨论与研究

变配电站接线方式的讨论与研究

 焦帅

身份证号：130403198807113011

摘要：变配电站是电力系统中电能传输和配电的重要组成部分，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。其主要作用是将输送来的高压电能变成适合长途输送或者直接配电使用的合适电压电能。变电站可以根据其不同的用途和规模分为多种类型，主要包括变配电所、变电站和变电厂等。本文通过对变配电站各种接线方式的对比，分析各种接线方式的优缺点及应用范围。

关键词：变配电站；高低压侧；主接线；35kV；10/6kV；380V

一、变电站主接线一般要求

1）35kV母线可采用单母线或分段单母线接线方式。

2）变电站有两回路电源进线和两台主变压器时，主接线宜采用桥形接线。当电源线路较长时，宜采用内桥接线，为了提高可靠性和灵活性，可增设带隔离开关的跨条。当电源线路较短，需经常切除变压器或桥上有穿越功率时,应采用外桥接线。

3）当变电站装有两台以上主变压器时，10kV/6kV侧电气主接线宜采用分段单母线，分段方式应满足当其中一台变压器停运时，有利于其他主变压器的负荷分配。

4）当需限制变电站10kV/6kV侧线路的短路电流时，可采用下列措施之一：①变压器分列运行；②采用高阻抗变压器；③在变压器回路中装设电抗器。

二、35kV变电站常用接线方式

1）单母线

优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、占地少、便于扩建和采用成套配电装置。

缺点：不够灵活可靠，任一元件故障或检修时，均需要整个配电装置停电。

适用范围：单母线接线只适用于容量小、线路少和对二、三级负荷供电的变电站。

2）分段单母线

优点：接线简单清晰、设备较少、操作方便、占地少、便于扩建和采用成套配电装置。当一段母线发生故障,该段断路器目动将故障段切除，保证止常母线不间断供电，不致使重要负荷停电。

缺点：当一段母线或母线隔离开关发生永久性故障或检修时，则连接在该段母线上的回路在检修期间停电。

适用范围：具有两回电源线路，一、二回路转送线路和两台变压器的变电站，本接线在大中型矿山企业中采用较多。

3）内桥

优点：高压断路器数量少，占地少，四个回路只需三台断路器。

缺点：

（1）变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂时停运。

（2）桥连断路器检修时，两个回路需解除并列运行。

（3）线路断路器检修时，需较长时间中断线路的供电。

适用范围：适用于较小容量的发电厂，对一、二级负荷供电，并且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的及以后不再发展的变电站。

4）外桥

优点：系统接线清晰，高压断路器数量少，占地少，四个回路只需三台断路器。

缺点:

（1）线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。

（2）桥连断路器检修时，两个回路需解除并列运行。

（3）变压器侧断路器检修时，变压器需较长时期停运。为避免此缺点，可加装下常断开运行的跨条，桥连断路器检修时，也可利用此跨条。

适用范围：适用于较小容量的发电厂，对一、二级负荷供电，并且变压器的切换较频繁或线路较短、故障率较少的变电站。此外，线路有穿越功率时，也宜采用外桥接线。

5）线路-变压器组

优点：线路最简单、设备及占地最少。

缺点：不够灵活可靠，线路故障或检修时，变压器停运。变压器故障或检修时，线路停止供电。任一元件故障或检修，均需整个配电装置停电。

适用范围：适用于对二级负荷以下的供电，一回电源线路和一台变压器的小型变电站。

三、10kV/6kV变电站主接线

10kV/6kV变电站主接线一般采用单母线或分段单母线接线方式。常用的接线方式如下：

1）单电源进线单母线

优点：简单、清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建。

缺点：

（1）母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都需停止工作；

（2）当母线或母线隔离开关上发生短路故障或断路器靠母线侧绝缘套管损坏时，所有断路器都将自动断开，造成全部停电;

（3）检修任一电源或出线断路器时，该回路必须停电。

适用范围：单电源进线，用户对供电可靠性要求不高的变配电站。

2）双电源进线单母线

优点：简单、清晰、设备少、投资小、当一路电源发生故障或检修时，不影响正常供电。

缺点：

（1）操作时需防止两路电源同时供电；

（2）母线或母线隔离开关检修时，连接在母线上的所有回路都需停止工作；

（3）当母线或母线隔离开关上发生短路故障或断路器靠母线侧绝缘套管损坏时，所有断路器都将自动断开，造成全部停电。

适用范围：双电源进线，一路工作，一路备用。

3）双电源进线分段单母线

优点：结构简单、安装方便、节省材料、电源切换方便、供电可靠性高

缺点：

（1）电流不平衡。在单母线分段中，当负载不均匀时，各段电流不一定相等，可能会导致电流不平衡，引起配电设备损坏甚至发生火灾等不良后果。

（2）电压降低。当母线段发生故障时，将会导致整个系统电压发生降低。这可能会影响电器设备的正常运行。

（3）错误操作可能导致故障。

适用范围：双电源进线，两路电源可同时工作，也可一路工作，一路备用。

四、变电站低压母线接线方式

变电站低压母线电压等级一般为380V，采用单母线或分段单母线接线方式。有一级负荷的变电站可设应急母线段，采用双电源进线，保证一级负荷双电源的用电要求。常用的接线方式如下：

1）单台变压器

优点：线路和控制设备简单、成本低、维护费用低。

缺点：

（1）电力供应不稳定。单一变压器容易出现故障或需要维修时，相应的电力供应也会受到影响。如果单台变压器容量不足，也会造成电力不足的情况。

（2）维修难度大。单台变压器供电要求其运行一直稳定，一旦出现故障，就需要对变压器进行维修或更换。

（3）安全风险高。单一变压器供电容易出现超载现象，可能会导致变压器过热，增加变压器电气部件损坏的风险，甚至会引发火灾等安全事故。

适用范围：适用于无一级负荷的低压供配电系统。

2）单台变压器+备用柴油发电机组

优点：

（1）操作简单。柴油发电机组运行操作技术较简单，便于一般运行人员掌握，维护方便，在备用期间保养容易。

（2）自动化功能。柴油发电机具有自动启动、自动加载、故障自动报警和自动保护功能，发电机组可以全自动运行，可实现无人值守。

（3）简单灵活，辅助设备少。柴油发电机组比较简单，辅助设备少，体积小，重量轻。

（4）启动迅速。起动迅速，达到全功率只需几秒，可以频繁起停。

（5）综合成本低。

缺点：

（1）噪音大。柴油发电机采用的是压燃式燃烧，会产生更大的振动和噪音，尤其是在高负荷情况下。

（2）排放高。柴油发电机排放的主要物质为氮氧化物和颗粒物，这些物质对环境和健康都有一定的危害。为了满足排放标准，柴油发电机需要安装更加复杂的排放控制系统，这会增加维护成本和维修难度。

（3）维护成本高。柴油发电机的零部件比较复杂，因此维护成本也较高。

适用范围：有一级负荷的低压供配电系统。正常工作时由变压器供电；正常工作供电系统发生故障时，备用柴油发电机组启动，为系统提供电源。

3）两台变压器并列运行

优点：

（1）可以通过合理组合，使变压器的容量满足电网负荷的需要，降低了投资成本。

（2）各变压器之间能够互相检测和保护，确保系统的安全可靠性。

缺点：

（1）每台变压器的负载较大，容易造成过载运行，降低变压器寿命并增加故障率。

（2）变压器之间存在相互影响，很可能出现电流和电压不均衡等问题。

适用范围：适用于无一级负荷且需两台变压器并联运行的供配电系统。两台变压器高压侧取自同一电源。两台变压器可并列运行，也可分列运行。

4）两台变压器分列运行

优点：

（1）各台变压器的容量可以充分利用，减少单台设备的过载运行，从而提高变压器的运行效率。

（2）一旦某台变压器发生故障，其余变压器仍能正常运行，确保电力系统的连续供电。

缺点：

（1）需要建设多个变压器台，增加了投资成本，同时在运行维护方面也需要更多的人力和物力投入。

（2）变压器之间的互相作用会使得电压波动更加明显，需要进行电压补偿，增加了系统的复杂度。

适用范围：适用于有一级负荷且有两路电源线路的供配电系统。两台变压器高压侧取自不同电源。两台变压器不可并列运行，可分列运行，也可一用一备，但其中任意一台变压器的容量应满足全部一级负荷的用电需求。