变电所电气主接线方式选择

白凤娟

（中国昆仑工程有限公司，北京 100037）

0 引言

变电所是联系发电厂和用户的中间环节，由电力变压器和配电装置所组成，起着变换电压、交换和分配电能的作用。变电所电气主接线与整个项目工程的电气设备的选择和配电装置的确定、继电保护的稳定有着很大的关系，所以电气主接线方式的合理选择直接影响着整个电力系统的稳定发展，也直接影响着工业生产和民用生活。为此，基于电气主接线方式设计的原则和要求，通过对变电所接线方式的比较分析基础上，提出不同电压下较合理的电气主接线方式。

1 电气主接线方式设计的原则

电气主接线应根据变电所在电力系统中的地位、负荷性质、设备特点、周围环境及变电所的规划容量等条件和具体情况进行设计，并满足供电可靠性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。

2 电气主接线设计的基本要求

根据电气主接线方式的不同，优化供配电系统的网络结构，合理选择电气接线方式，以确保电力系统和电力设备的安全运行。主接线方式需满足可靠性、经济性、灵活性等基本要求。

2.1 可靠性要求

可靠性是指电力系统对用户持续供电的能力。根据一个工厂的性质和特点，选择既能满足接线要求、方式又简单的方案，同时考虑长期运行的可靠性、设备的故障及终断供电对装置产生的影响。另外，变电所接线可靠性不是绝对的，可能对这一所的电气是可靠的，对另一所却不可靠，所以应综合考虑变电所电气设备在系统中的地位和作用。

2.2 灵活性要求

灵活性主要指能灵活运用电力装置，方便操作，在不影响电力装置正常运行的情况下方便检修。同时，电气设备的扩建要方便可行，接线设备要容易从初期过度到最终的接线，扩建过度时线路间影响最小，设备改造最小[1]。

2.3 经济性要求

经济性首先是指占地面积少，投资小，主接线简单，节约电气设备，其次是指电能损耗低，通过合理选择变压器的容量和多台变压器经济运行，从而避免增加变压次数而增多电能消耗。

3 电气主接线方式的选择分析

3.1 对于110 kV侧主接线方式的比较

1）单母线接线。单母线接线方式如图1 所示，其特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和进出线都经过开关电器接到同一组母线上，母线即可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。在运行操作时，须遵守两条基本原则：一是防止隔离开关带负荷合闸或拉闸。二是在断路器处于合闸状态下，误操作隔离开关的事故不发生在母线侧隔离开关上，以免误操作的电弧引起母线短路事故；相反，误操作发生在线路隔离开关时，只引起本线路短路事故，不影响母线上其他线路运行，造成的事故范围及修复时间将大为缩小。因此这种接线一般只用于出线回路少且没有重要负荷的变电站[2-3]。

图1 单母线接线方式示意图

2）单母线分段接线。单母线分段接线方式如图2所示，该模式把单母线分成几段，在每段母线之间安装一个分段断路器。其优点是：①供电可靠。当一组母线停电或故障时，不影响另一组母线供电。②调度灵活。任一电源消失时，可用另一电源带两段母线。③在保证可靠性和灵活性的基础上具备较经济的特点[2-5]。因为110 kV侧常规布置时母线放置较高，且相与相之间距离大，因而各种小动作不能造成故障，同时母线放在防雷区内，不会遭受雷击，也能够满足要求，因此认为110 kV 侧采用单母线分段的接线方式为宜。通常，在变电所中，采用单母线分段接线时，低压侧母线分段断路器常处于断开状态，电源是分列运行的。为了防止因电源断开引起的停电，应在分段断路器上装设备用电源自动投入装置，在任一分段的电源断开时，将分段断路器自动接通。

图2 单母线分段接线方式示意图

3.2 35 kV侧主接线方式的比较

35 kV 侧主接线方式主要有两种：①带旁路的单母线分段接线。如图3所示，断路器经过长期运行和切断数次短路电流后都需要检修，在检修出线断路器时，不能中断该回路供电，可增设旁路母线。优点：接线简单清晰，操作方便，便于扩建和检修与其相连的任一回路短路的断路器，扩建和检修时该回路可以不停电，提高供电可靠性。缺点：此种接线增加了断路器和隔离开关，增大了投资。②单母线分段接线。

图3 带旁路的单母线分段接线方式示意图

对于35 kV侧宜采用单母线分段接线，此接线方式主要用于大中型企业中具有两回电源线路，一、二回路转送线路和两台及以上变压器的变电所。这样当一段母线发生故障该段断路器将自动切除故障，保证正常母线不间断供电。

3.3 10 kV侧主接线方式的比较

10 kV侧主接线宜选择单母线接线或单母线分段接线方式。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所。这种供电方式，一次接线简单，设备费用低，操作方便，但检修需要全部停电，使用过程中有一定的局限性。当变电站有两台及以上变压器时，宜采用单母线分段接线方式。

3.4 110 kV／35 kV／10 kV侧主接线方案

根据对110 kV 侧、35 kV 侧及10 kV 侧采用单母线接线、单母线分段接线及带旁路的单母线分段接线等电气接线方式的比较分析，形成了如图4所示的一个综合的110 kV／35 kV／10 kV侧主接线方案。

图4 110 kV／35 kV／10 kV侧主接线方式示意图

4 结论

1）电气主接线的可靠性、经济性、灵活性等基本要求对一套电力装置稳定运行起着重要作用，在此基础上还须考虑不同电压等级、不同的负荷性质，满足供电基本要求等情况才能设计出合理的接线方式。

2）对于110 kV侧宜采用单母线分段接线，因为110 kV 常规布置时母线放置较高，且相与相之间距离大，因而各种小动作不能造成故障，同时母线放在防雷区内，不会遭受雷击；对于35 kV侧宜采用单母线分段接线，此接线方式主要用于大中型企业中具有两回电源线路，一、二回路转送线路和拥有两台变压器的变电所，当一段母线发生故障，该段断路器将自动切除故障保证正常母线不间断供电；对于10 kV 侧绝大部分采用单母线或单母线分段接线。一般性工业企业和民用建筑变配电所采用单母线和单母线分段已经能满足要求。