220kV变电站电气主接线设计相关问题

白江龙

(江苏金智科技股份有限公司，江苏 南京 210000)

1 220kV变电站电气主接线设计的类型

1.1 单母线接线

单母线接线是220kV变电站电气主接线的基本接线方式之一，同时也是最简单的一种。但是单母线接线方式只能应用于拥有一台主变压器的变电站。在只有一台变压器的变电站中应用单母线接线方式，能最大程度减少建设时间，简化建设程序，提高建设效率。但单母线接线方式也有其局限性：第一，灵活性较差。在进行单母线接线工作时，若变电站的某个元件出现故障，只能将所有的配电装置全部停止供电后进行维修，这对供电质量和维修工作都带来了极大不便。第二，单母线接线方式，只能让电源并列运行，一旦线路发生短路会对变电站产生较大影响。

1.2 分段单母线接线

分段单母线接线是指利用断路器实现了电源分格，提高了供电效率和供电质量。将断路器引入单母线接线中，电源则一分为二。分段单母线接线具有很强的灵活性，一旦变电站中的某个元件出现故障，不需要全部停止供电便能进行维修，极大地提高了变电站维修效率和系统供电的稳定性。

1.3 双母线接线

双母线接线作为主接线的方式之一，拥有很大的优势。无线接线是指2组母线共同运行，在运行过程中二者在一定条件下可以互相使用，极大地提高了电力系统的运行质量。若将双母线接线方式应用到主接线中，断路器应当放置在电力系统的电源位置以及出线位置上，值得注意的是配备相应的控制开关，能有效提高变电站运行质量。双母线接线方式在变电站维修工作中也有较大优势，当其中一条母线出现故障后，另一条母线能够正常工作维持电力运行。但是在维修保养过程中，一定要做好防护措施，防止出现断电现象。

1.4 桥型接线方式

桥型接线方式一般分为2种：内桥接线与外桥接线。应用桥型接线方式时，要适当减少断路器数量。值得注意的是，内桥接线方式应当应用于线路较长的输电线中，外桥接线方式则应当应用于线路较短的输电线中。

1.5 角形接线方式

运用不同的接线方式将断路器连接成各种形状被称为角形接线方式。在变电站检修过程中为了减少开环时间，一般会在电路中使用3～5个角形接线方式。值得注意的是，角型接线方式只适用于回路较少的输电线中。

2 220kV变电站电气主接线设计原则

2.1 安全性

安全性是220kV变电站电气主接线设计的前提和基础。不论在进行哪项工作，使用何种接线方式，首先应当保证的是人员和设备安全。

2.2 可靠性

电气主接线只有满足了可靠性特点才能实现电能生产要求。在变电站中电能很难进行大量储存，因此，电力的产生、运输、使用都是在一瞬间完成的，任何一个环节出现问题都会造成供电质量下降或供电中断。但可靠性并不是完全绝对的，对于要求不高或不重要的客户来说，太高的可靠性很有可能会造成电力浪费。电气主接线的可靠性应当从以下几个方面进行考虑：第一，变电站在整个电力系统中所占据的位置和重要性；第二，电力负荷的类别和性质；第三，电力设备的可靠程度；第四，变电站和电力工作人员是否有长期的实践运行经验。

2.3 灵活性

电气主接线设计应遵循灵活性原则。第一，操作方便性。在变电站维修过程中，要确保方便停运断路器，但又不会影响电力系统的正常运行和用户的供电质量。减少操作步骤能有效降低误操出现的可能性。第二，调度灵活性。能灵活调动变压器、线路、电源、负荷，满足变电站的检修、保养要求。第三，扩建的方便性。在电气主接线设计过程中能够依据扩建要求，在不断电或最短的断电时间内，重新投入机组、变压器、电路，降低对变电站和用户造成的影响。

3 220kV变电站电气主接线具体设计

3.1 主接线选择

由上文可知常见的电气主接线有：单母接线、双母接线、分段单母接线、桥型接线、角形接线方式。220kV电气主接线设计方案常用的有单母分段接线和双母接线方式，这2种接线方式的可靠性均较高。单母分段接线方式主要是借助断电器分割母线，一旦其中某段母线发生故障，剩余母线还能正常供电，为变电站的供电稳定性、持续性提供了保障。双母接线方式是指2组母线轮流工作，当其中一组母线检查或维修时，另一组母线能够正常运行。

将分段单母接线方式与双母接线方式进行对比，能够发现分段单母接线的经济性能较好，双母接线的供电可靠性较高。分段单母接线的经济性能主要表现为分段单母接线所使用的设备较少，因此经济投入和使用成本较低；但双母接线方式使用的设备和经济投入则较高。值得注意的是，分段单母接线的灵活性较差。双母接线方式的供电可靠性体现在，一旦变电站发生故障只需停掉故障线路的供电便可进行维修，并且故障线路的负荷能自动转移到正常运行的线路中，以灵活调动电力。

3.2 变压器的选择

220kV的变电站电气主接线设计中变压器也是其中的一个重要项目，在选择变压器时要遵循以下几个原则：第一，变压器的相数应与变电站的需求相同，220kV变电站电气主接线设计中一般会选择三相的变压器。第二，在选择变压器时应考虑变压器的降温方式和调压方式。第三，变压器的绕组数也是选择的要求之一，在220kV变电站中一般会选择双绕组变压器。

3.3 断路器的选择

在220kV变电站电气主接线设计方案中，应当对断路器的参数进行综合考虑。第一，确保断路器的额定电压高于电网额定电压，确保断路器的额定电流高于断路器的持续工作电流。第二，保障断路器额定关合电流大于电力系统短路时所产生的冲击电流。第三，保证断路器的分合闸控制在0.04s。

4 结语

文章从220kV变电站电气主接线设计类型、设计原则、具体设计等方面展开分析。通过分析能够发现许多设计方案都有着对应的优势，但同样也存在着不足，因此要不断寻求、创新可靠的变电站电气主接线设计方案，提高变电站的运行质量和效率，满足人们的用电需求。