淺談變電站電氣主接線的應用問題

李軍宏

【摘 要】本文主要對變電站電氣主接線的設計問題進行了研究。本文首先概述了電氣主接線的概念以及設計需考慮的問題，然后分析了電氣主接線設計的基本要求，最后探討了配電裝置的選型、相關電氣設備及典型接線方式。

【關鍵詞】變電站；電氣主接線；設計

一、電氣主接線設計概述

1 、電氣主接線的概念

電氣主接線是變電站電氣部分的主體，是電力系統中電能傳遞通道的重要組成部分之一；其連接方式的確定對電力系統整體以及變電站本身的供電可靠性、運行靈活性、檢修方便與否和經濟合理性起著決定性的作用，同時也對變電站電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定有著很大的影響。因此，正確處理好各方面的關系，建立一個科學

的電氣主接線的評價系統，全面分析相關影響因素，綜合評價各項技術經濟比較，合理確定主接線方案是十分必要的，在變電站電氣主接線的設計過程中，除上述電氣因素以外，還應考慮氣象、地質、地理位置、交通等環境因素。[1]

2 、電氣主接線設計需考慮的問題在進行變電站電氣主接線設計時，需要重點考慮以下一些問題：

（1 ）需要考慮變電所在電力系統中的位置，變電所在電力系統中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。變電所是樞紐變電所、地區變電所、終端變電所、企業變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統中的地位和作用不同，對其電氣主接線的可靠性、靈活性和經濟性的要求也不同。

（2 ）要考慮近期和遠期的發展規模，變電所電氣主接線的設計，應根據5～10 年電力發展規劃進行。根據負荷的大小、分布、增長速度，根據地區網絡情況和潮流分布，分析各種可能的運行方式，來確定電氣主接線的形式以及連接電源數和出線回數。

（3 ）考慮負荷的重要性分級和出線回數多少對電氣主接線的影響，對一級負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應保證全部一級負荷不間斷供電；對二級負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，應保證大部分二級負荷供電；三級負荷一般只需要一個電源供電。

（4 ）考慮主變臺數對電氣主接線的影響，變電所主變的臺數對電氣主接線的選擇將產生直接的影響，傳輸容量不同，對主接線的可靠性、靈活性的要求也不同。[2]

（5 ）考慮備用容量的有無和大小對電氣主接線的影響，發、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應負荷突增、設備檢修、故障停運情況下的應急要求。電氣主接線的設計要根據備用容量的有無有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時允許切除線路、變壓器的數量等，都直接影響著電氣主接線的形式 。

二、電氣主接線設計的基本要求

變電站的電氣主接線應該根據變電站在電力系統中的地位、變電站的規劃容量、負荷性質、線路、變壓器連接元件總數、設備特點等條件確定，并應綜合考慮供電可靠性、運行靈活性、檢修操作方便、節約投資、便于過渡和擴展等要求。

1、供電可靠性。供電可靠性是電力生產和分配的首要要求，主接線能可靠地工作，以保證對用戶不間斷供電。評價電氣主接線可靠性的標志是：斷路器檢修時，不宜影響對系統的供電；線路或母線發生故障時應盡量減少線路的停運回路數和主變的停運臺數，盡量保證對重要用戶的供電；盡量避免變電站全部停運的可能性。

2、運行檢修的靈活性。主接線應滿足在調度、檢修的靈活性，調度運行中應可以靈活地投入和切除變壓器和線路，滿足系統在事故、檢修以及特殊運行方式下的系統調度運行要求，實現變電站的無人值班。檢修時，可以方便地停運斷路器、母線和繼電保護設備，進行安全檢修，而不致影響電力網的運行和對用戶的供電。

3 、適應性和可擴展性。能適應一定時期內沒有預計到的負荷水平的變化，滿足供電需求，擴建時，可以適應從初期接線過渡到最終接線，在影響連續供電或停電時間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量最少。

4 、經濟合理。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，要求做到經濟合理，首先，投資省，即變電站的建筑工程費、設備購置費、安裝工程費和其他費用應節省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同；其次，占地面積小，主接線設計要為配電裝置創造條件，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積有很大的區別；第三，能量損失小。

三、電氣主接線設計的關鍵因素

1 、配電裝置的選型

目前，110KV 高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內布置和屋外布置兩大類；屋內布置又分為普通電器安裝在屋內布置、110KV 斷路器小車屋內布置、SF6 全封閉組合電器（G I S ）屋內布置三種形式。采用普通電器安裝在屋內布置和110KV 斷路器小車屋內布置，每個間隔寬度可以設計成6.5米，跨度約12 米，占地面積相當，投資也相差不大，多用在城郊或污染較嚴重地區。SF6 全封閉組合電器（G I S ）屋內布置占地最小，運行維護最好，但投資較高，多用在城市中心和用地非常緊張的地方。

目前，廣大農村和縣城更多地采用屋外布置形式，故本文將屋外布置形式作為研究對象。屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關升高，把斷路器、電流互感器等設備直接布置在升高母線的下方，使配電裝置跨度尺寸減少，但由于進出線間隔不能合并，各占一個間隔，使橫向面積增大，對于進出線回路多的變電站，多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關上下重疊布置，適用于雙母線布置，屋外中型布置是將所有電氣設備都安裝在地面設備支架上，母線下不布置任何電氣設備，具有布置比較清晰、不易誤操作、運行可靠、施工和維修都比較方便、構架高度低、造價低等的優點，是本文研究的幾種接線最適合選用配電裝置選型。在110KV 變電站中，與普通中型配電裝置相對應的 110KV 母線設計，多采用軟母線，該型配電裝置在我國已有30多年運行歷史，各地電業部門無論在運行維護還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經驗。[3]

2 、相關電氣設備及典型接線方式

變電站高壓電氣主接線應該包括的電氣設備包括：主變壓器、變壓器高壓引出線、母線、隔離開關、斷路器、跨條、繼電保護裝置、電流互感器、電壓互感器、避雷器、電壓互感器等等。在110KV變電站電氣主接線設計中，主要考慮終端變電站和中間變電站這兩種功能的變電站 。

終端變電站又稱受端變電站，這類變電站接近負荷中心，110KV 進線一般為兩路進線，通過兩臺主變將電能分配給低壓用戶；在確保供電可靠性的前提下，變電站主接線設計應有利于規范化、簡單化、自動化及無人化，盡可能減少占地面積，變電站主接線方式應根據負荷性質，電氣設備特點及上級電網強弱等因素確定。一般終端變電站高壓側主接線形式常選用以下三種方式：（1 ）線路-變壓器組接線；（2 ）外橋接線；（3 ）內橋接線。

中間變電站具有交換系統功率（110K V 母線上有穿越功率）和降壓分配功率（1 1 0 K V 通過主變將電能分配給低壓用戶）的雙重功能，它是中心變電所和終端變電所之間的中間環節。這類變電站主接線方式既不能像終端變電所那樣簡單，也不必像中心變電所那樣復雜，應根據變電所在系統中的地位和作用來確定，一般中間變電所高壓側主接線形式常選用以下四種接線方式：（1）單母線接線；（2 ）單母線分段接線；（3 ）內橋接線外加跨條；（4 ）四角形接線。

參考文獻：

[1 ]韓肖清，馮福旺. 基于關聯矩陣的電氣主接線的可靠性分析[J ]山西電力. 2005，（02）.

[2]關倩瑩.110kV 變電站發展模式[J]. 河北能源職業技術學院學報.2 0 0 5 ，（0 1 ）

[3 ]龍英，劉淑芝. 關于簡化發電廠電氣主接線的思考[J].黑河科技.2003，（0 3）