220kV变电站电气一次主接线设计研究

沈佳琪

摘 要：电站电气主接线设计作为电力系统一次设计中的重要环节，其设计是否经济、合理，直接关系到电力系统能否正常运行。电站是一个城市的重要组成部分，对城市的电负荷有重要影响。对220kV变电站来讲，一次主接线设计的质量将直接影响变电站的运行，良好的设计不仅可以充分满足运行中高压和强电流在传输方面的需求，而且可以在各路的电器设备接入变电站后，保证电器设备的稳定运行，保障电力系统运行的安全性及可靠性。文章主要对220kV变电站电气一次主接线设计进行分析，了解主接线的重要性及其主接线方法，使人们对电气一次主接线设计有一定的认识。

关键词：一次主接线设计;220kV变电站;变电站

引 言：社会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著一段距离，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。

1.220kV变电站电气一次主接线设计原则

电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为指导原则，以国家的政策等为指导方针，结合设计主观和客观因素的影响即确保供电安全可靠的前提下，结合当地经济政治等因素，是主接线设计达到使用方便和维修方便的目的。

2.电气主接线设计相关问题

2.1中性点接地方式

中性点接地能够有效限制短路电流，防止过电压现象的发生，保证电气设备的绝缘水平。中性点接地系统分为大电流接地系统和小电流接地系统，其中小电流接地系统又分为不接地与经消弧线圈接地等。上述案例的主变压器220kV和110kV中性点均采用经隔离开关接地的方式，运行时变压器中性点可选择不接地或直接接地;10kV侧采用不接地方式。10kV侧接地方式需根据计算的接地电容电流确定，当接地电容电流大于10A时，选择经消弧线圈接地方式。

2.2供电可靠、灵活

电气主接线设计时应将主接线供电可靠性、灵活性及经济性作为重点考虑因素。电网设备停电检修应不影响系统正常供电，即使停电也应尽量减小停电范围，并能保证一级负荷重要客户的正常用电。上述案例中，变电站220kV、110kV电压等级采用双母线接线型式，可通过母线隔离刀闸的倒闸操作，即使在其中一组母线停电检修的情况下，也不会中断供电。另外，双母线接线通过母联开关的分合，可灵活分配各段母线的负荷大小，便于电力调度部门灵活分配负荷。

2.3双电源供电

为了保证供电可靠性，变电站进线电源应至少从两个不同的变电站引接，以避免在上级变电站全站停电等情况下导致下级变电站也停电。

2.4潮流分析、短路电流计算及穿越功率潮流分析

是电力系统规划、设计、运行所必须进行的计算工作，新建变电站电气主接线中出线间隔的导线及设备选型需要满足线路潮流要求。根据系统提供的短路阻抗进行变电站短路电流计算，为电气主接线中的设备及导体选型提供参考依据。穿越功率即变电站母线上既有进线又有出线，穿越功率从进线流入通过母线从出线流出，向其他变电站提供功率。电气主接线设计中母线载流量需要满足系统穿越功率要求。

2.5电气设备选型

主接线中的设备选型包括隔离开关、断路器、电流及电压互感器、避雷器等设备选择。如每段母线上需要装设几组接地刀闸，每组接地刀闸间距多少，断路器两侧是否都需要装设接地刀闸，电流互感器按两相还是三相配置，这些都需要结合实际情况进行综合设计，是电气主接线设计环节的重要内容。

2.6多专业协调配合

电气一次设计不能闭门造车，可研、初设、施工图设计等工作的完成既需要电力系统一次、二次、通信、土建及线路专业的配合，又需要与电力调度/运行/建设部门、设备厂家、施工单位、监理单位等配合。电气主接线中的设备参数及接线型式是通过收集各个专业的资料，经过计算设计出来的。

3.电气一次主接线的基本接线方式

3.1单母线接线

单母线接线是主接线的基本接线方式里，最为简单的一种，但其接线方式仅限于有一台主变压器的变电站。对这种只有一台主变压器的变电站来讲，应用单母线接线来进行主接线的建设工作，可以利用单母线接线的简单、操作便利等优势，来保证变电站的基本运行。但应用单母线接线也有不足，那就是灵活可靠性较差，在单母线接线的环境中，如果某个元件出现了故障问题，对整个的配电装置采取停电处理后，方能进行维修，这便给维修工作带来了极大的不便。

3.2单母分段。如果将断路器引入单母分段的主接线设计，利用断路器对电源进行分隔，对能实现客户分段功能，提高客户的供电服务效率与质量。单母分段节点方式要更具灵活性，当某一设备出现故障后，不再需要对整个系统进行停电维修，应用单母分段节点方式更能提高系统供电运行的稳定性。

3.3一个半断路（3/2）接线。此接线是由两个元件在三台断路器上用两个母线连接起来的接线装置，具有供电可靠性和运行灵活性的特征。这是在前两种基础上进行的改革，对任一线路进行检修时都不会导致停电，但是其使用的设备多，占地面积大，增加了二次回路的复杂性，所以一般用在超高压电网中，对220kV高压也是适用的。

3.4双母线接线。这种接线方式在应用中也具备十分明显的优势，其两组母线可以在一定程度上实现相互使用，能有效提升变电站的运行质量。主接线建设中如果应用双母线的接线方式，需要将断路器分别配备在电源以及出线位置上，同时配备好母线控制开关，提高控制质量。应用双母线接线方式，还能为后期的保养维护提供便利，当一条母线进入保养维护或故障维修时，另一条母线可以正常运行。但同时也需要注意，这种接线方式在维修保养时一定要设置好保险措施，以防出现异常断电的问题。

3.5桥形接线方式。通常桥形接线方式分为内桥接线和外桥接线，不需要太多的断路器，内桥与外桥两种接线方式在应用中也存在不同，一般内桥接线方式更多应用在较长的输电线路中，而外桥则刚好相反。

3.6角形接线。角形接线是各个断路器在不同的连接方式下组成的环形或者角形的接线方式。在检修中为缩短开环时间，保证角形接线运行的可靠性，一般选用3或5角形的装置，适用于回路较少且能一次解决问题，不需要扩建的配电装置，220kV也可采用角形接线。

结束语

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。本文通过对220kV变电站电气一次主接线设计进行研究，从设计原则、设计步骤以及接线方式的选择三个方面讲述了一次主接线设计工作，为变电站的电气一次主接线设计提供思路。同时也不难发现，在电气一次主接线的接线方式中，很多的接线方式都存在明显优势，却在实际应用中也存在些许不足，应秉承创新理念，不断探索寻找可靠性强、灵活性强的接线方式，进一步提升变电站的运行效率与质量，提高人们的用电质量，更好地满足人们的用电需求。

参考文献

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