变电站一次系统电气主接线设计研究

温世运

摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，直接影响电力系统的安全和经济运行，它是发电厂与用户之间的中间环节，起着交换和分配电能的作用。这要求变电站设计经济合理，采用合理的电气主接线形式，并选用合适的电气设备，变电站布局和电气设备应符合国家标准。随着技术发展，电网容量不断增大，电压等级越来越高，变电站设计变得越来越复杂。目前，随着电网建设和改造工作的进行，对变电站设计的要求也在不断提高。本文主要针对变电站电气主接线设计相关方面进行分析和探讨。

关键词：变电站;电气主接线;建设规模

1电气主接线设计的主要原则和要求

电气主接线以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。电气主接线的设计作为变电站设计中最重要的组成部分之一，对变电站的正常运行以及功能的发挥，起到非常重要的影响。变电站在电力系统中具有特殊的作用，是电力系统中必不可少的重要组成部分，承接着高压和大电流的重要转换功能。

电气主接线是变电站的灵魂，将变电站中的所有电气设备连接起来，在这一过程中，对电气设备和配电装置形式的选择，都具有严格的要求。合适的电气主接线选择，不仅能够满足变电站运行过程中对高压和大电流的传输的要求，还能够在连接变电站中的各路电气设备后，保证电气设备的稳定运行，同时对电力系统运行的安全性及可靠性，也能够做出有效的保障。

随着电力系统建设力度的不断提高，对电气主接线的设计做出了相关的规定和要求。电气主接线选择的基本原则就是要以变电站在电力系统中的地位和作用、变电站的建设规模、负荷重要性、系统备用容量及国家的相关政策和方针作为设计指标，同时对能够影响主接线设计的全部因素进行综合全面的考虑和分析，从而保证变电站的安全及可靠运行，保证为用户提供安全、稳定、优质的电力服务。在保证主接线选择的可靠性、灵活性、经济性的要求下，在设计过程中，还要充分考虑方便运行和检修这两方面的因素。

2电气主接线的基本接线方式

2.1单母线接线

作为主接线中相对简单的接线方式之一，单母线接线一般应用于只有一台主变压器的变电站当中。这种情况下能够充分发挥单母线接线优势，不仅接线简单清晰，而且涉及到的相关设备少，操作方便。但是单母线接线不够灵活、可靠性較差。采用单母线接线方式，如果其中某一设备出现故障，在检修中需要母线停止运行，严重影响供电质量以及供电安全。当前人们对于供电质量要求越来越高，因此这种接线方式存在的弊端让其应用较少。

2.2单母分段接线

单母分段接线是在单母接线中增加分段断路器，实现了母线分段功能。通过断路器能将电源分隔，这种方式大大提高了供电效率。单母分段接线方式和单母线接线方式相比具有明显优势，尤其当某一设备发生故障时可不用母线全停进行维修，不影响系统稳定性和安全性。保证供电效率的同时，还大大提高了系统供电的稳定性与可靠性。对用户而言，能够获得更佳的用电体验。单母分段其实质也是为优化改进单母线接线提出的，作为单母线接线的进步，进一步提高了供电灵活性和可靠性。

2.3双母线接线线

双母线接线主要是在系统中引入两组母线，在主变和出线间隔配备一台断路器和两组隔离开关与母线连接，并将两组母线协调使用，通过母线联络断路器并联运行以保证变电站运行的可靠性，通过这种方式可进一步提高供电可靠性。双母线接线具有显著优点，各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，当对其中一组母线进行检修时，另一组母线仍能运行，不会影响用户生产生活的需求，供电可靠性高、调度灵活、扩建方便。但是这种接线方式同样存在一定的缺点，增加一组母线及母线隔离开关，单母线故障检修时，隔离开关容易误操作，需在隔离开关和短路在之间增加连锁装置。推荐进出线回路数小于10回的220kV变电站应用。

2.4一个半断路（3/2）接线

一个半断路接线中引入了三台断路器，一个回路由两台断路器供电，这种一次主接线方式主要是前面几种接线方式基础上完善并提出的。这种接线方式极大保证了供电的可靠性，而且调度更加灵活。一个半断路接线方式在检修方面也具有明显优势，当检修某一组母线的时候，另一组母线运行状态不会受到影响。但是这种接线方式同样也存在一定的问题，断路器数量较多，需要较大的占地面积。一个半断路器接线有一定的适用范围，一般在500kV及以上电压等级中应用较多。

2.5桥形接

桥形接线方式和其他主接线方式相比，具有显著的断路器优势，断路器的用量很少，这也决定了其主要应用于只有两条输电线路和变压器的变电站。一般桥形接线方式分为内桥接线和外桥接线两种方式，只是两种接线方式的应用范围具有一定差异，往往内桥接线应用于输电线路较长的线路中，外桥接线往往主要应用于输电线路较短的线路中。目前在我国110kV及以下系统应用较为广泛。

2.6角形接线

角形接线主要针对系统内不同的断路器，采用不同的连接方式，这种接线方式极大的缩短了开环时间，而且还保证了变电站在检修过程中能够可靠运行。角形接线一般应用于回路较少的变电站中，而且不需要进行配电装置的扩建，最大限度节约了变电站建设成本，在建设时间方面也具有明显优势。

3变电站电气主接线流程

3.1明确主接线设计要求和具体情况

在进行220kV变电站电气主接线设计的时候，必须要明确变电站电气主接线的具体要求和变电站的具体情况，对系统规模、变电站重要程度、短路电流水平等方面进行收资计算，最终本着“灵活性、可靠性、经济性”的原则来展开电气主接线设计工作，最终获得最佳的主接线方案。

3.2明确设计理念

在进行变电站电气主接线设计时，必须要按照前面提出的设计原则进行设计，在设计中还应该明确并制定初步的主接线设计理念。

3.3方案筛选确定

在实际的电气主接线设计中，往往会根据要求并结合实际情况，初步给出多种一次主接线的设计方法，而工作人员需要对不同的接线方案进行初步遴选和不断优化，最终选择出最佳的设计方案。另外即使选择了设计方案，仍然需要结合实际情况对方案的适用性进行进一步分析。

3.4高压电气设备选择

在确定方案之后需对变电站电气设备选择进行校核，保证其满足系统需求，最大限度的减小对变压器的损害。在完成方案设计之后还需合理的选择高压电气设备，这一过程必须结合变电站实际需求和设计方案综合考虑。

3.5设计落实

经过对主接线优化确定方案可行之后，按照方案完成电气主接线设计图，并按照图纸和设计的实际需求来展开变电站的主接线建设。

结语

总之，在新的电力发展形势下，变电站电气主接线设计需要满足多方面的实际要求，具有较高的现实性与复杂性，相关设计人员要在积极遵循基本设计原则和要求的基础上，选择正确的设计方法与接线方式，制定出最合理、最可行的设计方案。

参考文献

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