变电站电气主接线设计及主变压器的选择

林建水 浙江昌能规划设计有限公司

目前，电力系统已经成为生产生活中的重要支撑，其中电气主接线是以电源和出线为主体，是构成电力系统的重要环节，由各种电力设备和连接线组成。电气主接线与电力系统、电站规模、枢纽布置、地形条件、动能参数以及电站运行方式等因素密切相关，而且对变电站电气设备布置、选择、继电保护和控制方式有较大影响。变电站电气主接线的合理设计与否，关系变电站的长期安全、可靠、经济运行。

一、变电站电气主接线设计原则

（一）安全性

安全性是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。

（二）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。

（三）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。

二、设计主接线的合理方式

（一）系统设计规划

想要保证变电站电气主接线设计的有效性，必须要以社会经济发展以及行业发展规划为基础，从整个电力系统需求出发，来确定设计方向与目标，建立整体框架。同时遵循安全性、经济性与灵活性原则，采取高新技术，配置合理的电气设备，提高电力系统供电可靠性。

（二）单母线接线

单母线接线是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。

（三）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。

（四）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。

三、主变压器的选择方式

（一）保证选择原则合理性

主变压器在选择的过程中应该以主接线的设计为主要选择参考对象，对于一些线路负荷较大，或是一级、二级负荷的线路而言，就可以选择两个及以上的变压器，从而保证电力运输的稳定性和安全性，同时，在这种类型的线路中选择两个及以上数量的变压器还可以减少后期的线路维修工作，降低线路故障率，能够有效保证电力企业的基本利益。

（二）保证选择台数准确性

对变压器台数的选择时可以根据目标线路所属区域的主要用电量来进行选择。对于用电量较大的城市或城郊区域而言，在选择时就可以先了解清楚中低压的环网情况，并根据整体用电情况和环网情况选择合适数量的变压器，一般情况下选择两台主变压器为最佳选择方案。

（三）保证选择容量有效性

目前，我国大部分地区的变电站的主变压器容量是根据未来的负荷计划来决定的，或者是根据变电站的主要负荷量和区域内的电网结构来决定的。因此，为了保证线路运输电力的稳定性，在选择主变压器时就需要先考察好该区域内的以上两个因素，并综合其用电者的数量进行选择。

四、结语

变电站的电气设计是电力系统设计的重要组成部分，其设计合理与否对系统运行稳定、安全与否有直接影响。为了保证系统内电气部分可以稳定正常运转，并有一定的经济性，就必须严格按相关规范要求进行设计、操作，在保证应用效果的情况下根据实际情况采用一定的自动化技术手段，跟上时代的步伐，为企业保证效益，为社会做出贡献。