1、变电站电气主接线的设计问题分析摘要：本文主要进行论述变电站电气主接线的设计问题。本文首先对设计需考虑的问题以及电气主接线的概念进行阐述，然后对电气主接线设计的基本要求进行分析，最后对相关电气设备、配电装置的选型及典型接线方式进行了探讨。 关键词：变电站；电气主接线；设计 中图分类号：TM4 文献标识码： A 一、电气主接线设计概述 （一） 、电气主接线的概念 变电站电气部分的主体是电气主接线，在电力系统中主接线是电能传递通道的重要组成部分之一；其对变电站本身的运行灵活性、供电可靠性、经济合理性、检修方便与否及电力系统整体连接方式的确定起着决定性的作用，同时也对变电站配电装置的布置、电气设备的选
2、择、控制方式和继电保护的拟定有着很大的影响。因此电气主接线系统科学的建立，综合比较评价各项技术经济，全面分析相关影响因素，对合理确定主接线方案十分必要，除上述电气因素以外，在设计变电站电气主接线的过程中，还应考虑地质、气象、交通、地理位置等环境因素。 （二） 、电气主接线设计要注意的问题 在进行变电站电气主接线设计时，需要重点注意的一些问题如下: (1) 在电力系统中需要考虑变电站的重要性，在电力系统中变电站的作用和地位是决定电气主接线的主要因素。变电站包括地区变电站、枢纽变电站、企业变电站、终端变电站和分支变电站，在设计前对变电站的定位是十分必要的。在电力系统中由于它们的作用和地位不同，对其
3、电气主接线的灵活性、经济性和可靠性的要求也不同。 (2)要注意远期和近期的发展规模相结合，应根据 5 到 10 年电力发展规划，进行变电站电气主接线的设计。分析各种可能的运行方式，根据地区潮流分布和网络情况，根据负荷的分布、大小、增长速度等因数来确定电气主接线的形式、出线回数及供电电源数。 (3)用电负荷的负荷等级的影响：一级负荷必须有两个独立电源供电，当一路电源失去后，另一路电源应确保全部一级负荷不间断供电；二级负荷一般要有两个电源供电，当一路电源失去后，另一路电源应保证大部分二级负荷供电；一般三级负荷只需要一个电源供电。 (4)电气主接线方式需考虑主变台数的选择，主变选择台数将对电气主接线
4、产生直接的影响，主接线的接线方式不同其接线的灵活性、可靠性也不同。另外传输容量不同选择的变压器数量也不同。 (5)电气主接线确定时需考虑备用容量的大小和有无对其的影响，发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，设备检修、负荷突增、故障停运情况下能满足应急要求。根据备用容量的有无电气主接线的设计要有所不同，例如，当线路故障时允许切除变压器、线路的数量等，都对电气主接线的形式直接影响；当母线或断路器检修时，是否允许变压器、线路停运等。 二、电气主接线设计的基本要求 在电力系统中应该根据变电站的规划容量、变电站的地位、线路、负荷性质、设备特点、变压器连接元件总数等条件确定变电站的电气主接线，并应供电
5、运行灵活性、综合考虑可靠性、节约投资、检修操作方便、便于扩展和过渡等要求。 （一） 、供电可靠性 电力分配和生产的首要要求是供电可靠性，主接线能可靠地工作，保证不间断为用户供电。电气主接线评价可靠性的标志是: 在母线或线路发生故障时应尽量减少主变的停运台数和线路的停运回路数，对重要用户尽量保证供电；断路器检修时，不宜影响对系统的供电，变电站全部停运的可能性尽量避免。 （二） 、运行检修的灵活性 主接线应满足在检修、调度时的灵活性，在调度运行中应可以灵活地切除和投入线路和变压器，在检修、事故以及特殊运行方式下满足系统的运行调度要求，变电站无人值班检修时，能够实现方便地停运母线、断路器和继电保护设
6、备，进行安全检修时对用户的供电和电力网的运行不致受到影响。 （三） 、扩展性和适应性 一定时期内能适应没有预计到的负荷水平的变化；扩建时，从初期接线过渡到最终接线可以适应，在停电时间最短或影响连续供电的情况下，投入线路或变压器而不互相干扰，并且工作量最少对一次、二次部分的改建。 （四） 、经济合理 主接线在满足灵活性、可靠性要求的前提下，要求做到经济合理，首先，投资省，即变电站的设备购置费、建筑工程费、其他费用和安装工程费应节省，采用不同的接线方式其投资具有明显的不同；其次，要为配电装置创造条件，主接线设计占地面积小，采用的接线方式不同，占地面积于配电装置有很大的区别；第三，损失能量小。 三、
7、电气主接线设计的要点 （一） 、电气主接线的接线形式 常用变电站的主接线形式有多种，一般分为单母线接线、分段单母线接线、内桥接线、外桥接线、线路变压器组接线等，以上各种接线均有各自的优缺点。本次对 35kV 常用的单母线和内桥接线的优缺点进行简单阐述。 单母线接线简单清晰、所需设备较少、操作方便、占地较少、投资少、便于扩建并可采用成套配电装置等优点；但单母线接线操作不灵活、运行可靠性低任一元件故障或检修时，均需要整个配电装置停电。鉴于以上优缺点，单母线接线形式适用于容量小、线路少和对二、三级用电负荷供电的变电站内。内桥接线形式所需高压断路器数量相对较少，占地面积不大，运行可靠等优点；但内桥接线
8、变压器的投切较复杂，需要可靠的电气机械联锁，母联桥断路器检修时需要解列运行，并且投切时影响 1 回线路的暂时停运。内桥断接线形式适用于较小容量的发电厂或对一、二级负荷，且用户变压器不经常切换，需要切换时允许短暂停电的用户供电的变电站 （二） 、电气配电装置的选择 电气配电装置的选择首选需要确定变电站的布置型式，变电站分屋内式和屋外式，屋内式电气设备一般选用成套产品，运行维护方便，占地面积少。屋外式变电站电气设备分散布置，运行维护不便，占地面积大，但供电容量较大、设备制造成熟、投资较低、维修费用低等优点。在选择变电站布置形式时，应考虑所在地区的地理情况和环境条件，因地制宜。目前，35kV 及以下
9、的变电站供电容量较小，成套设备制造已成熟，宜采用室内型。据统计近几年新建的 35kV 及以下变电站多采用了室内型。 配电装置的进出线形式由变电站的电源及布置形式有关，配电装置进出线形式分上进上出式、上进下出式、下进上出式及下进下出式四种，根据变电站的供电电源进线情况及变电站的布置形式确定变配电装置的进出线形式。 电气主接线中所有电气设备的额定电压、额定电流、额定短路开断电流、互感器的变比等电气参数需要根据电力系统的额定电压、额定电流及系统短路电流进行选择。 （三） 、其他因素 在选择主接线时还应考虑主接线中站用变的位置及容量。根据变电站接线型式、供电运行时长的特点合理选择站用变的位置。当变电站
10、需要常年运行时，站变可设在主变压器低压侧，或根据供电电源情况设在主变压器高压侧。若变电站非常年运行，只是季节性、间断性的运行时，在节约用电的基础上，站用变压器为保证变电站日常维护的需要，应在主变高压侧设置。站变容量应根据站用电负荷的性质、与主变运行配合的需要及用电负荷大小确定站用变压器的容量及台数。 另外应根据具体配电情况确定是否需要自备备用电源，确定备用电源的接入切换型式、备用电源的容量等也是电气主接线系统设计时需要考虑的重要因素。 四、总结 综上所诉，为了能设计出安全、可靠、灵活、经济、合理的电气主接线必须对变电站的方方面面进行综合考虑，充分了解所建变电站的主要用途、所处地位、运行情况、投资来源等因素，将各个因素考虑周全后，选择合适的主接线型式是变电站设计中首要且重要的一步，电气主接线选择的合理是变电站发挥其作用的关键，也是评判变电站设计成败的要素。 参考文献 1 任元会.工业与民用配电设计手册（第三版） 中国电力出版社 2 戈东方.电力工程电力设计手册电气一次部分 中国电力出版社 3 朴在林.变电所电气部分中国水利水电出版社
