变电站一次系统电气主接线设计方案分析

陈赛男

摘  要：现在社会人们用电需求越来越多，无论是生活还是生产都需要使用电，人们的生活已经离不开对电的依赖，如果停电就会造成很多麻烦的事情发生。变电站是保证电力系统安全稳定运行的关键组成部分，在供电系统里面最为重要的就是一次系统，文章主要通过分析变电站一次系统电气主接线设计相关问题与内容，望能为以后的变电站设计提供更多更好的帮助。

关键词：变电站;一次系统;电气主接线设计

中图分类号：TM63         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）03-0096-02

Abstract： Nowadays， people need more and more electricity， both in life and production. People's life has been inseparable from the dependence on electricity. If the power is cut off， many troubles will occur. Substation is the key part to ensure the safe and stable operation of the power system， and the most important part of the power supply system is the primary system. This paper mainly analyzes the design of the primary system electrical main wiring related issues and content， hoping to provide more and better help for the future substation design.

Keywords： transformer substation; primary system; electrical main wiring design

社會的发展和进步都需要能源进行支撑，随着时代的发展，社会对电能的需求量变得越来越大，需求量增加之后就会对发电厂的要求也越来越高，但是因为发电厂自身的原因，大部分的大型发电厂建设会选择在比较偏僻的地方，并且和电力负荷中心有着一段距离，要想把发电厂和电力负荷中心更好的进行连接，消除这一段距离，就需要变电站来从中进行连接，让人们能够更安全的使用电能。变电站能够决定电网的稳定，所以在设计的时候就变得尤为重要。

1 变电站一次系统设计的重点

变电站在设计期间必须按照规定标准进行设计，现有变电站设计主要以“三通一标”“两型一化”“智能”为主，同时还需要根据实际情况进行设计，在设计时重点需要考虑以下几个问题：

1.1 变电站电气主接线设计

整个变电站的复杂程度都是由变电站的主接线来决定，在设计期间需要着重考虑进出线的回路数，并且不能过多的浪费材料，要合理确定主接线的形式，同时还需要考虑后期的维修工作是否便捷。

1.2 变电站电气设备的选择

在未来的发展中，变电站会以智能为主进行发展，所以在选择电气设备的时候应该考虑电气设备的先进程度和可靠性，同时还需要有采集和保护测控的功能。除此之外，变电站的设备还具有降低生命周期的功能，减少后期的维修以及维修的成本。

1.3 变电站的防雷接地保护的选择

在变电站设计过程中还需要考虑防雷的保护，如果电气设备遇到强雷击时，就会破坏变电设备而影响整个变电站正常的运行，所以在变电站设计时一定要对防雷工作进行考量，采取科学合理的防雷措施，尽最大的可能使得受雷电冲击的情形减弱。

1.4 计算短路电流

随着科技不断的进行发展，电力系统一直在不断的进行完善，当前电力系统常见的故障是短路故障，所以在设计期间一定要计算好短路电流，并且把计算的结果参数作为设计的依据，合理应用到设计工作当中。

1.5 主要电气设备的选择

（1）断路器的选择。需要根据安装的环境和使用的要求来进行确定，并且确定断路器的种类和断路器的形式。（2）互感器的选择。需要根据实际测量出来的误差，确定误差的大小和误差的准确性，再选择合适的电流互感器，并且根据安装的区域环境和使用的要求选择电压互感器的类型。（3）隔离开关的选择。在选择时需要把检修设备和带电部分进行隔离，这样才能保证检修人员的安全。为了保证检修时候的安全，要在断路器的两端都设置相应的隔离开关，但是有中性点有避雷针或者是变压器的引出线上是可以不用设置隔离开关的。

1.6 选择合理的高压配电设备

变电站重要的组成就是配电装置，特别是在接受电能和分配电能的时候，配电设备作用尤其重要，在设计配电设备必须要遵循的原则就是安全、可靠和可持续发展，另外还需要考虑安装和维修等工作是否方便。高压配电装置设计还需要考虑设备的外形和检修情况，进行综合性的分析对比。

2 变电站一次系统电气主接线设计和设备选择及校验

2.1 变电站一次系统电气主接线的选择

主接线就是通过电力线路把断路器和隔离开关按照连接顺序连接在一起实现电力能源的分配和汇聚。主接线对一次设备和自动化设备的选择都有着非常重要的作用，能直接影响电力系统的安全。根据实际情况的要求对通用设计电气主接线进行相应的调整，选择合适的接线方式。

2.2 变电站一次系统电气主接线的基本要求

（1）可靠性。要给电力客户提供优质的电能，保障电能正常供给。如果发生停电现象会直接给供电企业和用电客户造成损失，严重时还会影响社会的稳定。因此必须保证变电站一次系统电气主接线的可靠性和稳定性。（2）灵活性。主接线在设计期间需要考虑以后的扩建因素和今后电力供电系统以及区域经济的发展，并且还需要考虑电气未来设备的维修等问题。（3）操作安全、方便。主接线在设计时除了要满足安全、可靠的条件之外，还需要尽量的简单，降低设备的操作难度。（4）经济性。在经济上尽量要减少土地资源的使用，把成本降到最低;设备选择上在不影响质量问题上，尽量选择性价比较高的设备，从而为企业节省投资成本。

2.3 变电站一次系统电气主接线的基本接线形式

主接线设计可以按有无汇流母线进行接线，有汇流母线又分为单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线和增设旁路母线或旁路隔离开关接线五种;无汇流接线分为单元接线、桥形接线和角形接线三种。

（1）单母线接线的特点。这种接线操作相对比较简单，成本比较低，在以后维修上也比较方便，但缺点就是可靠性比较差，如果母线或者是连接母线的断路器出现故障时，就会造成全站停电的隐患。（2）单母线分段接线的特点。单母线分段接线法，如果单母线当中某一条母线出现故障，停电范围只限于连接此母线的出线供电，其他母线不会受到影响。所以对于电能要求非常高的区域用户，可以使用这种接线方式。（3）双母线接线的特点。双母线接线的特点在检修的时候非常方便，调度灵活。但是使用这种接线方式需要很多的隔离开关和配电装置，比较容易发生接线失误。（4）双母线分段接线的特点。双母线分段接线的主要特点就是如果一段母线发生故障之后其他段落依然可以正常运行，其次每个元件之间都能够在两段母线上进行切换。但是双母线分段接线还有一个缺点就是母线的差动保护过程非常繁琐。（5）增设旁路母线或旁路隔离开关接线的特点。旁路母线的特点除了和双母线接线特点相同之外，另外在线路断路器维修的时候还能继续供电，但是旁路母线的倒换操作比较复杂，在投资上也会增加很多的费用。隔离开关的作用就是能够断开无负荷电流的电路，这样检修的设备和电源就能有明显的断开点，隔离开关能够保证检修人员的安全。需要注意的是隔离开关在进行操作时必须在断路器断开电路之后才能操作。（6）无汇流母线接线形式的特点。a.单元接线：能独立的进行连接。b.桥形接线：使用的断路器和隔离开关少，配置装置占地的面积也比较小，能满足变电所的可靠性。c.角形接线的特点：在检修时不会出现中断供电的情况，有非常高的可靠性和灵活性。

2.4 变电站一次系统电气设备的选择和校验

（1）主变压器的选择。变电站最重要的电气设备就是主变压器，用于系统内功率的传输和电压等级的变换。如果主变压器发生故障未能及时处理就会造成大面积停电的危险，严重时还会损坏设备，所以在变电站设计时要注意主变压器选择，需要注意以下几个原则：a.主变容量选择。选择主变容量需要参考实际情况的负荷比重，区域负荷的使用量来定。针对重要的负荷区域，应该考虑如果一台主变停止工作，另一台必须保证全面供电;而针对非重要的负荷区域，如果一台发生故障时，另一台也需要承担80%的负荷。b.主变台数的选择。一般为了满足实际的要求，在选择主变台数的时候要选择2台，对于特别重要的变电站，可以适当的增加主变台数的数量，提高其可靠性。c.主变型式选择。主变型式选择时，达到调压计算最小容量可以选择无功的容量，还需要对容量及时的进行校验。（2）变电站一次系统其它电气设备的选择。选择变电站一次系统电气设备可以选择集成式隔离断路器和母线电压互感器、各间隔配置智能组件等。以下简单介绍几种变电站一次系统电气设备选择：线路电压互感器选择为电容式电压互感器，主要参数：■/■kV，0.5（3P）;断路器设备主要选择的型式126kV，2000A;避雷器设备主要选择102/266kV;隔离开关设备主要选择的型式是双柱水平旋转式;接地开关设备选择126kV，40kA/3s。通过合理科学地选择这些电气设备，可以确保变电站一次系统更安全稳定地运行工作。（3）变电站一次系统其它电气设备的校验。在选择完变电站一次系统电气设备之后还需要对设备的电压、电流等进行校验，看所有的设备是否能够满足要求。以下是常见的校验条件：

表1

3 结论

在变电站设计时需要考虑变电站电缆比较密集，运行期间中若发生隐患怎么解决。变电站的平稳运行和电力系统的安全有非常重要的关系，所以一定要优化设计，更好的为电力企业的平稳发展做出贡献。在未来的发展，变电站的建设趋向于人工智能化，需建立自动的预警和自动收集的功能，并且能够做到自动分析和自动诊断的能力，让电气设备和电网安全的水平都得到提高。

参考文献：

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[3]罗耀滔.110kV智能变电站电气設计的要点分析[J].建材与装饰，2017（43）：220-221.