新形势下变电站电气一次主接线设计

程永杰

摘 要：伴随社会经济的发展壮大，能源的需求量也迅速上升，其中，电力能源需求量的上升尤为明显。为了确保电力能源的有效供给，变电站的数量急剧增长，面对用电量大、供电安全指标逐渐提升的新形势，变电站的电气部分设计要求也越来越高。对新形势下变电站电气一次主接线设计进行了探讨和研究。

关键词：变电站；电气一次主接线；设计原则；桥形接线

中图分类号：TM63 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.05.041

现代社会经济的发展离不开变电站，作为电能控制和传输的中心枢纽，变电站的工作质量将直接影响到整个经济的正常运行。因此，必须进一步提升对变电站电气一次主接线设计的重视度，改变传统的设计模式，选择科学的主变压器、继电保护装置等。这样才能确保供电的稳定性和安全性。

1 电气一次主接线的概述

电气一次主接线又叫“电气主接线”，它是变电站高电压、大电流电气部分的主体结构，在整个电力系统体系中占据重要地位。电气主接线的布置，将直接影响到电力生产过程能否顺利进行，同时也会对配电装置的设置、电气设备的选型、控制模式等各方面产生决定性的影响。所以在变电站建设与改造中，必须做好电气一次主接线的设计工作，按照电能生产、传递、配置的标准程序和要求绘制出单相接线图，并全面考虑各方面的影响因素，在经济、技术、效益、可行性等方面进行充分分析和比较，进而选出最适用的方案。

2 电气主接线设计原则

2.1 灵活性原则

在当今经济、科技飞速发展的时代背景下，变电站随时可能更新、改造，因此，电气一次主接线设计必须遵循灵活性的原则。具体来说，要遵循“扩建灵活、调度灵活、检修灵活、事故处理灵活”的原则。在扩建灵活原则上，要求主接线的设计要满足变电站分期建设的要求，要适应从初期到完工的过程中扩建的要求；在调度灵活原则上，必须满足系统持续、正常运行的需要，方便操作，并能快速灵活地投入、更换或切除无功补偿装置、变压器等，最大限度提升电力系统的安全性、可靠性和经济性；在检修灵活上，要求必须能够方便地进行安全检修或更换开关设备、变压器等；在事故处理灵活上，要求在遇到变电站系统故障时，能快速隔离故障发生部位，及时恢复供电正常，以保證电力系统的安全、持续运行。

2.2 可靠性原则

电能的输送是一项对人们的生产、生活具有重大影响的工作，因此，必须高度重视电气一次主接线设计的可靠性，确保电能生产、输送和分配的可靠性。遵循可靠性原则，要求在设计过程中着重考虑以下3个方面：①要考虑变电站全部停止运行的概率；②要考虑断路器在检修的过程中是否会影响到电能的供给；③要考虑在发生线路故障或维护时，可能导致的停电线路数量、停电的时间和对重要用户用电需求的保障。

2.3 经济性原则

所谓“经济性原则”，指的就是电气一次主接线的设计必须考虑到各方面费用的花费，最大限度降低成本。遵循经济性原则，首先要节约设计成本，尽量选择高效益的设备，减少设备的使用量，同时还可通过限制短路电流、选择相对质优价廉的电气设备或者尽量避免使用截面较大的电缆，从多方面着手来达到节约成本的目的。另外，要尽量缩小占地面积。这就需要设计人员从接线方式的选择上入手，充分考虑设备布置所需的土地面积，通过充分的对比论证，选择占地最小、效果最佳的接线方案，同时还要考虑征地的价格，降低配电装置征地所需费用。

3 变电站电气一次主接线设计内容

3.1 主接线的基本形式及其优缺点

3.1.1 桥形接线

桥形接线主要包括2类，即外桥接线和内桥接线。对于外桥接线来说，其所需设备较少，变压器的调整操作也比较简单易行，但缺点是投入或切除线路的操作比较复杂。一旦断路器出现故障，往往需要强制停运变压器。这就很容易影响到供电的正常运行。对于内桥接线来说，其优点在于所需的高压断路器数量不多，线路的切换简单方便，但是缺点是变压器的切换比较麻烦。如果遇到断路器故障的情况，很可能花费很长时间维修，而且在维修的时间内必须暂停运行整个线路。

3.1.2 角形接线

角形接线的投入成本较低，能有效降低成本，而且遇到线路故障时，不需要花费太多的人力、物力和财力，只需要拆除与其相连的元件便能恢复正常。这一操作对整个电路系统的供电几乎没有影响。但其缺点主要在于电气设备的选择十分困难，而且不利于变电站的扩建。

3.1.3 单母线

单母线在变电站主接线设计中的应用比较常见。这种接线形式的操作方便，几乎没有太大的技术难度，在操作过程中通常不会出错，且投资少、易于扩建。但缺点是灵活性和可靠性欠佳。

3.1.4 双母线

双母线的调度灵活性强、供电可靠，在检修故障时也比较简单，但是双母线的缺点在于配电装置的操作十分复杂，需要使用的电气设备也比较多，相对来说投入的成本偏高。

3.1.5 变压器—线路单元接线

变压器—线路单元接线的优点是操作便捷、需要的设备不多，有利于节约成本。但缺点是一旦变压器或线路出现故障，必须停运整个线路，待故障解决后才能恢复运行。这就会导致电能无法及时供给，给人们的生产、生活造成不便。

3.2 主接线方案的设计

在主接线方式设计时，应考虑以下几点：①要考虑用户对供电等级有何要求，坚持维护用户利益的原则；②要考虑变电所在整个系统中的地位及功能；③要考虑主接线是否会受到主变压器数量的影响；④要考虑变电站在未来的发展规模；⑤要考虑主接线是否与备用容量大小有关。考虑了以上问题之后，便需要进行主接线方案拟定的工作，应根据不同的主接线形式制订不同的方案。在制订方案的过程中，必须充分考虑到各方案的优缺点，秉承“发扬优点、规避缺点”的原则。这样才能设计出最佳方案。

4 结束语

总之，新形势下变电站电气一次主接线设计工作具有一定的复杂性，设计人员必须严格遵循设计的基本原则和要求，采用科学的设计方法，根据变电站的具体情况，选择最为适宜的主接线形式，进而拟定出最佳的设计方案，确保方案的可行性。

参考文献

[1]李莉平.浅析110/220 kV变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界，2015（23）：178-179.

[2]郝海波.110/220 kV变电站电气一次主接线设计探究[J].科技风，2014（23）：27.

[3]刘鹍.浅谈变电站一次设备的设计与选择[J].数字技术与应用，2010（7）：162.

〔编辑：刘晓芳〕