中小型变电站中电气主接线的设计方案及其可行性分析

钟健航

（阳江市恒源工程咨询有限公司，广东阳江 529500）

0 引言

随着我国经济的快速发展，人们的生活越来越离不开电力系统的支持。构成电力系统最重要的部分就是电气主接线，电气主接线以电源和出线为主，与电力设备和连接线共同组成。为了电力系统能更好地服务于人，在设计的时候需要重视电气主接线的因素和电气主接线的要求。电气主接线和电力系统、电站规模、地形条件等都有非常密切的关系，同时也会影响变电站电气设备的选择和控制。变电站电气主接线合理设计能够影响整个变电站的运行，也是变电站电气主接线设计的主要环节。

1 中小型变电器电气主接线

中小型变电器电气主接线在电力系统中非常重要。电气主接线设计对电力生产运行的影响非常大，能够决定整个电力系统的正常运行，还能影响电气设备的选择和配电设备的使用。在变电站进行改造的时候首先需要根据标准和要求进行设计，这样才能减少影响，在设计的时候还需要分析整个变电站的经济和技术等方面工作，这样才能最终选择最合适的方案。图1所示为自动检测装置原理图，图2所示为自动检测装置的系统框图。

图1 自动检测装置原理图

图2 自动检测装置的系统框图

2 中小型变电站中电气主接线基本要求

（1）供电可靠

要想保证电力生产的安全性和可靠性，首先需要保证的就是电气主接线。在判断电气主接线的时候可以通过以下标准来进行判断其供电的可靠性：在检修断路器损坏的时候不会影响供电系统的运行；在母线发生故障的时候不影响用户的用电使用；尽量保证变电站在工作的时候能够正常使用，不出现故障。

（2）运行灵活

电气主接线在设计时以工作方式为主，同时在设计的时候还需要给以后的检修提供方便。在调度运行的时候能够灵活切除变压器和接入线路，这样就能早日实行变电站无人看守的状态。

（3）经济节约

在进行电气主接线设计的时候要做到合理、实惠的要求，要想做到这两点，需要在设计的时候有一个清晰的思路，这样做的目的是最大限度地减少成本。

3 中小型变电站中电气主接线基本类型

在中小型变电站中电气主链接里，按照母线连接的情况来划分，可以分成以下几个类型。

3.1 中小型变电站中有母线的电气主接线

有母线的电气主接线主要由电源、母线和馈线组成，母线能够在运行的时候汇集所有的电能并及时把电能分配出去，在电气主接线里面能够保证结构清晰的就是母线，同时母线还会对后期的扩建起到一定的作用。

（1）单母线接线

单母线接线的主要特点就是接线的时候会使用非常少的设备，同时在操作和维修上都非常简单，整体接线的结构也简单清晰，缺点就是操作的时候可靠性和灵活性差。如果在运行的时候需要检修母线和母线隔离开关，需要断开和其连接的电源和电力用户。同时如果在检修出线隔离开关的时候一定要停止出线回路的运行。综上所述，单母线接线只适用于一些比较小的变压器运行。

（2）单母线分段接线

在单母线分段接线连接时，如果要想在维修的时候不出现全部停电的情况，就需要分段断路器来帮助，分段断路器能够提高供电的可靠性和灵活性。

单母线分段接线的时候使用分段断路器还能保持不是母线的位置一直进行供电，在维修的时候减少一定的停电范围。但是在维修的时候还是有和单母线不分段相同回路停电的缺点。

（3）单母线带旁路母线接线

单母线带旁路母线接线的时候需要在单母线上再加一个旁路母线和旁路断路器，这些设备都能解决维修时的回路供电问题，加强供电的连续性。单母线带旁路母线接线非常适用于110 kV 及以上的高压配电装置。但是这种接线方式增加了成本，同时在操作的时候还非常繁琐，需要很强的专业技术，如果出现技术失误就会影响整个操作，所以一般情况下不会使用这种接线方式。

（4）双母线接线

双母线接线的方式的特点就是能够保证供电的可靠性和灵活性，缺点就是接线的时候需要很多的设备，成本也要比其他接线方式大。

（5）一台半断路器接线

一台半断路器接线就是平时常说的2/3接线。这种接线方式在运行的时候能够形成多环状供电，所以比较适合220 kV及以上的大型变电所。

3.2 中小型变电站中无母线的电气主接线

无汇流母线的主接线在连接的时候因为少了一个环节，所以在一定程度上就会节约很多的成本，同时在接线的时候也能节省很多配电装置的占用面积。无母线的电气主接线主要有2种接线方式。

（1）中小型变电站中无母线的电气主接线中的发电机-变压器单元接线。在进行接线的时候发电机和变压器能形成一个整体，这种操作方法非常的简单，成本也低，缺点就是停电的时候会造成很大范围的影响，所以这种接线方式只能用于一机、一线的场所。

（2）中小型变电站中无母线的电气主接线中的桥使接线。在只有2台变压机和2条馈线的时候就可以使用这个接线方式，桥使接线方式的特点就是成本低。

4 主接线方案选择

中小型变电站电力系统电压等级主要有110 kV、35 kV、10 kV，在电压不同的时候设计的方案也会不同。

4.1 110 kV侧电气主接线方案

110 kV 侧电气主接线里面有2 个系统供电、2 个回进线、2个回出线。图3所示为110 kV侧电气主接线能够使用的接线图。图4所示为低成本小容量的方案实现大电流高电压输出原理图。

图3 110 kV侧电气主接线使用的接线图

图4 低成本小容量的方案实现大电流高电压输出原理图

表1 所示为110 kV 侧电气主接线使用的两种接线方案对比。通过分析对比能够知道如果以技术为主，方案1相对来说比较合理，如果以经济为主，方案2相对来说比较合理。因为在110 kV里面有2个回出线，所以方案2能满足运行要求，所以在110 kV 侧接线方式中使用方案2 即单母线分段接线方式更为合理。

表1 110 kV侧电气主接线使用的两种接线方案对比

4.2 35 kV侧电气主接线方案

在35 kV侧电气主接线里面有8 个回出线，所以在选择接线方式的时候可以选择单母线分段接线和双母线接线方式。为了保证维修时候不中断供电还可以增加旁路母线。但是因为旁路母线的条件有限，所以还是单母线分段接线和双母线接线比较合适。图5 所示为35 kV 侧电气主接线使用的接线图。

图5 35 kV侧电气主接线使用的接线图

表2 所示为35 kV 侧电气主接线使用的两种接线方案对比。通过分析两种方案的对比能够知道方案1使用的设备比较少，方便操作；方案2 可靠性高。因为35 kV 侧负荷比较多，所以需要可靠性高的方案2来进行设计更为合理。

表2 35 kV侧电气主接线使用的两种接线方案对比

4.3 10 kV侧电气主接线方案

当变电所有2 台主变压器时，在电压为6～10 kV 之间时可以用分段单母线接线。10 kV 侧出线有12 回，所以在设计的时候还是使用单母线接线方式比较合理。图6所示为单母线接线图。因为10 kV里面有非常多的馈线，所以选择接线方式的时候选择单母线分段方式比较合理。母线在分段的时候可以通过断路器来进行帮助，断路器的出现还能增加供电的可靠性和灵活性，母线要想在维修的时候还继续进行供电，就需要分段断路器自动切换的帮助。

5 结束语

图6 单母线接线图

综上所述，通过分析中小型变电站对电气主接线的要求，选择符合中小型变电站不同等级下电气主接线的设计方案以及接线时选择最佳方案。最佳方案的选择能够在增加供电稳定性和灵活性的基础上降低成本。电气主接线是变电站电气设计的重要内容，电气主接线的使用能够提高整个变电站里面的系统灵活可靠性，根据变电站的实际情况和未来的发展，选择最适合当前情况的电气主接线设计方案，才能给变电站的供电运行带来帮助，真正满足对供电的质量的需求。