变电站电气主接线的设计探究

变电站电气主接线的设计探究
作者：裴莉萍
来源：《中国科技博览》2016年第20期
[摘要]本文主要对变电站电气主接线的设计问题进行了研究，首先论述了电气主接线的概念以及设计需考虑的问题，然后分析了电气主接线设计的基本要求，最后探讨了配电装置的选型、相关电气设备及典型接线方式。

[关键词]变电站；电气主接线；设计
中图分类号：TD461 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0042-01
一、变电站电气主接线设计概述
1.电气主接线
变电站电气主线接线是变电站电气设备安装的主体部分，是电力系统中电力资源运送的重要组成部分。

电气接线的主连接方式对电力系统的整体及变电站本身运送电能资源、设备的维护检修具有十分重要的作用。

2.电气主线设计重点考虑因素
在进行变电站电气主接线设计时，要着重考虑下列问题：
（1）变电站在整体电力系统中所处地位与承载的作用。

具体来说，变电所的主要种类有：区域变电所、终端变电所、企业变电所、居民社区分支变电所、枢纽变电所等，每一种变电所的地位与作用是不同的，在整体电力系统中的地位与作用决定了电气主接线的设计，对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性的要求不尽相同。

（2）考虑未来的发展趋势与规模程度。

一般来说，为实现变电所电气设备使用寿命的延长，对电气主接线的设计基本要实现在5至10年的使用期限。

根据未来电力发展规划，电子输送负荷量、电力使用分布趋势、用户增长速度等不同影响因素，对电气主接线的形式及连接电源数与出现回数进行规划确定。

（3）明确主接线的载荷重要性分级。

在变电站电气主接线设计过程中，要充分评估考虑电力负荷重要性分级与主接线出线会输等对主接线使用寿命的影响。

具体来说，一级电力载荷量，必须实现两个独立电源供电，当其中之一电源无法供电时，另一电源保证全部一级载荷连续供电；二级电力载荷量，也应该实现两个电源供电，当其中之一电源无法供电时，另一电源要保证大部分二级载荷连续供电；三级载荷一般仅需用一个电源供电即可。

（4）主变台数的影响。

在变电站电气主接线设计时，要充分考虑主变台数因素的影响。

选择不同的主变台数，会出现不同传输容量，不同的传输容量对主接线可靠耐用性及灵活性的要求是不一样的。

（5）备用容量影响。

在变电站电气设备主接线设计时，要考虑备用容量是否使用，如果使用要考察其实际容量大小对电气主接线的影响。

其中，备用容量的发、送、变等不同运行情况都是为了实现供电的平稳可靠，为实现在载荷不稳、设备维修养护、突发故障停运等情况发生时，保证可靠的供电。

二、电气主接线设计的基本要求
1.平稳连续供电
实现平稳不间断地为经济社会发展及居民生产生活提供电源，是我国甚至是世界范围内电力资源生产与分配输送的首要任务与目标要求。

只有主接线的科学合理且平稳可靠地工作，才能为平稳连续供电提供保证。

其中，评价电气主接线对系统供电平稳连续运送的标志是：在电力运送线路或母线有故障发生时，对系统供电不造成影响；在电力运送线路或母线有故障发生时，要尽可能地减少主接线的停摆回路与主变的停运台数，尽量保证重点区域及重要领域用户用电需求，避免变电站的全部停运，造成灾难性影响。

2.运行检修灵活
变电站电气主接线设计要实现检修及日常调度的灵活性，日常或紧急调度时要能实现及时灵活地分接或拆除线路及变压器，满足系统在紧急情况或检修情况下系统调度运行的实际需求。

在上述情况出现时，可以高效快捷地停用断路器、母线，甚至是继点保护设备，不影响电网的运送供电功能。

3.适应性与可扩展性
适应性主要指主接线设计时要充分考虑在载荷水平发生变化情况下，能适应变化，满足正常供电需求，同时，在未来变电站进行扩建时，可以适应从初期接线逐渐过渡到最终接线，实现在影响连续供电或停电实践最短的情况下，投入变压器或线路互不干扰，并且使得一二次部分的改建工程量实现最小化。

4.经济适用功能
变电站电气主接线设计要充分考虑经济适用性，通过在实现可靠、灵活、平稳运行的基础上，积极做到变电站的建筑安装、设备购置及投资维修费用达到节约的目的，采用不同的连接方式，投资成本具有较大差异。

三、电气主接线设计的关键因素
1.配电装置选择
目前，在110KV的变电站中，高压配电装置通常采用屋内与屋外两种配置形式：
屋内配置。

变电站主接线屋内配置分为普通电器在屋内布置安装、110KV断路器小车屋内布置、安全（SF）6全封闭组合电器屋内配置三种形式。

其中，普通电器在屋内布置安装与110KV断路器小车屋内布置，这两种类型的屋内配置中间隔可设计为6.5米左右宽度，12米长的跨度，实现屋内布局合理，投资成本经济的综合供电使用功能发挥，这两种屋内高压配电装置设计及安装适合设置在城郊区域及环境污染较为严重的地区；安全（SF）6全封闭组合电器屋内配置模式，运行高效，维护便捷，但投资使用成本头人较大，适宜建在城市中心与土地使用空间紧俏的经济发达地区。

屋外布置。

在我国广大的农村与城乡结合部区域更多地采用屋外布置形式。

屋外布置分为屋外半高型布置、屋外高型布置及屋外中型布置三大种类。

屋外半高型布置的电气主线接线设计，将母线与母线隔离开关提升安装高度，将断路器、电流互感器等设备布置在升高后母线与母线隔离开关的下方向，实现跨尺寸减少配电装置。

这种布置类型适用于进出线回路较多的变电站设备，进出线间隔无法实现合并，各占独立间隔，使得横截面积增大。

屋外高型布置的电气主线接线设计，将母线与母线隔离开关上下重叠布置，适合双母线布置模式，屋外中型布置将所有的电气设备均安装在地面设备的支架上，在母线下方区域不再布置电气设备。

该种布置模式是业内较为流行推崇的模式，布局清晰合理、误操作概率较低、运行可靠、施工与后期维修养护便捷、投资造价性价比高，是较为适合选用的配电装置主接线设计模式。

2.相关电气设备及典型的接线方式
（1）相关电气设备。

总体来说，变电站电气设备主接线一般包括的电气设备有：主变压器、变压器高压引出线、母线、隔离开关、断路器、继电保护设备、电流互感器、电压互感器、避雷针及跨条等。

（2）典型接线方式。

单母线接线见图1。

接线简单，使用设备较少，进出线路回路各自连接一组断路器，互不影响，同时占地区域较小，投资成本经济，正常运行操作由断路器实施，易于实现自动化与远程操控。

但其存在不能实现紧急情况是的供电保障。

一般适用于6-220KV电力系统，回路少，对供电可靠性要求不高的中小性变电站。

单母线分段接线见图2。

对重点电力支持区域与用户，可由分贝连接两段母线的两条线路供电，实现不断电的使用需求，分段断路器闭合运行时，当一个电源出现故障，可使用两段母线都有电，但线路故障时断路电流量较大。

使用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上；35-60KV配电装置出现回路数在4-8回；110-220KV配电装置出线回路在3-4回。

单母线带旁路母线接线见图3
同一电压等级情况下，各回路经断路器、隔离开关连接至公共母线处，实现将每一回线旁路母线连接，该接线方式每一进出线回路断路器检修时，回路不停电。

适用于35KV及以上重要适用用户采用。

综上，变电站的电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。

主接线方案的确定对电力系统及变电站运行的可靠性、灵活性和经济性起着决定性作用，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电站主接线的最佳方案。

参考文献：
[1] 符庆.变电站电气主接线方案设计[J].科技视界，2011（10）.。