变电站一次系统电气主接线设计研究

2019-11-28唐杰

商品与质量 2019年42期

唐杰

铜仁市东方电力设计咨询有限公司贵州铜仁 554300

工程继电保护应用模型对继电保护装置模型及其二次回路的配置作了规范，当前的SCD文件多数并未严格执行这些标准，缺乏对一次设备的详细描述，难以直接得到主接线图。目前，一次接线图基本以手动绘制为主，不同应用的接线图存在重复绘制，变电站的改扩建会使得接线图维护难度增加；已有的主接线自动生成方法，需要维护好每个变电站一次设备及连接关系数据库，或在智能变电站相关配置文件基础上，手动配置一些额外信息，前期准备工作较多，方法通用性不强。

1 变电站电气主接线的概念和设计要求

变电站一次主接线是由变压器、线路、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、电容器、电抗器、接地变压器、避雷器、母线等按照一定顺序连接而成。显示本变电站与电力系统的连接，用来表示电能汇集、分配、交换和运作。反映正常（即设备处在电路接通无任何外力作用状态）和事故（即设备遭受人为误操作、误许可、误接线、误整定及外力破坏和不可抗拒自然力）时输、变、供、配电的能力。变电站的主接线，应根据变电站在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。主接线的选择还要根据变电站分期和最终建设规模等综合考虑。

2 新增电气设备的选取和校验

2.1 对于新增电气设备的精确化选取

新设备的选取要依据电站主线路分布、使用功率等条件决定，从以下几个方面考量，一是设备正常工作时的额定数值，要进行实验测量和确认[1]，确保实际工作各项数据与设备设计相符；二是要记录设备在短路条件下的一些数值进行，对热动稳定性进行校验，确保短路状态下有着一定的稳定性；三是依据短路发生的条件对开关电气断流潜质进行检验；四是对新增电气设备安装位置进行综合考量。

2.2 对新添电气设备的细致化检验

在对原主线路和设备进行检验核对时，要确保主母线的额定载流量大于新增设备的额定电流；设备的开断电流比新增设备短路电流要高，并且要保证设备动稳定电流必须高于冲击电流。母联间隔电气设备，额定电流一定要比母线自身的载流量大一些，动稳定电流大于冲击电流。如果出现了母联间隔电气设备额定电流数值低于母线载流量的情况，可通过联合同等电压等级出线最大负荷的一回出线进行线路额定电流的准确计算和验证。只有设备的额定数据超过了计算数据才能够算是合格，但这仍然需要工作人员进行仔细核对和验证。

3 变电站电气主接线设计要点

3.1 主接线方案的选择

配电网常用电气主接线有以下方案可供选择。方案一：在高压侧和低压侧使用单母线分段。其优点为：当断路器对总线进行分段时，它由2个电路供电，用户将能够从不同的母线段引出2个循环回路；如果母线中的一部分发生故障，分段断路器将主动断开问题所在的母线，以确保对正常线路母线实现可不间断供电，从而确保重要单位的电源不会出现断电现象。其缺点为：在维护母线或母线分离器期间必须发生电源故障；若回路为双回路时[2]，则需要架空线路建成交叉跨越形式的线路；在建设时，我们应该在2个方向上平衡建设。方案二：采用单母线分段带旁路的建设方法。其优点为：即使在断路器维修后，电源也不会中断。其缺点为：由于该方案经常作为大型电厂和变电中心，因此该方案的投资资金太高，不符合本设计的经济效益。方案三：方案为高压一侧采用的是单母线、低压单母线分段法。其优点为：每一个主要变压器在变压器检修或故障期间改变操作方式，在快速反应的情况下，整个变电站的电力供应可以恢复。其缺点主要为：当高压母线或者电源进线出现问题，同时包括线路进行维修的时候，随之带来的变电所也需要停止供电。

3.2 检波/解调模块

检波/解调模块主要是作为信号的接收、解析、处理、传输通道。在整个传输的过程中，对主机发出的探测信号，通过低通滤波的方法去除干扰信号，再运用运算放大器进行相应的信号放大处理，后面一路信号通过信号解调器进行解调处理，将信号解调的报文传输到主控模块中，另外一路信号通过功率检波器进行检波，得出检测值，并将检测结果传输到主控模块中。主控模块通过解调报文和检测值进行记录、分析和对比，作为后面选取目标电缆的主要判断依据[3]。

3.3 单母分段接线

变电站的侧常选用单母分段接线），当接入母线的回路较多时，就把母线分为两段或多段，并在两段母线之间设置分段断路器，此种接线就是单母线分段接线，其优点是：由于所有回路都设有断路器，单一回路故障时只切除故障部分，一般不会扩大停电范围，同时设置了分段断路器，母线故障只会一条母线停电，仍可保留一半的供电能力。缺点是：当母线和母线隔离开关检修或故障，任何断路器拒动会造成全站停电，母联断路器（手车式）开关在运行位置故障时，造成的全站停电短时间难以恢复。单母分段适用于地区重要变电站和终端变电站。