淺議智能變電站電氣主接線優(yōu)化

王睿萱

【摘 ?要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛快發(fā)展，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對變電站設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。本文主要介紹了電氣主接線的設(shè)計(jì)原則，電氣主接線設(shè)計(jì)需考慮的問題，和電氣主接線設(shè)計(jì)的一般要求。

【關(guān)鍵詞】主接線;要求;原則;變電所

電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。本文以變電所的電氣主接線為例來簡要說明電氣主接線設(shè)計(jì)的原則和要求。變電所電氣主接線是變電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要組成部分。它的設(shè)計(jì)是變電所設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，與全廠電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，機(jī)電保護(hù)和自動裝置的確定密切相關(guān)，直接影響著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，因此，電氣主接線的設(shè)計(jì)是一個全面、綜合性的問題，必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，結(jié)合電力系統(tǒng)和變電所的具體情況，進(jìn)行反復(fù)比較和優(yōu)化，最后確定出最佳方案，力求使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。

一、電氣主接線的設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)變電所電氣主接線時所遵循的原則有：（1）符合設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求;（2）要以國家相關(guān)的方針、政策、法規(guī)、規(guī)程為準(zhǔn)則;（3）結(jié)合工程實(shí)際情況和具體的特點(diǎn)，全面、綜合地加以分析，力求保證供電可靠、調(diào)度靈活、操作方便、節(jié)省投資的原則，設(shè)計(jì)出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的電氣主接線。

1、變電所主接線要與變電所系統(tǒng)中的地位、作用相適應(yīng)

根據(jù)變電所在系統(tǒng)中的地位和作用確定對主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。

2、變電所主接線的選擇應(yīng)考慮電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求，還應(yīng)滿足電網(wǎng)出故障時應(yīng)處理的要求

3、正確選用接線形式

各種配置接線的選擇，要考慮該配置所在的變電所的性質(zhì)，電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、采用的設(shè)備情況，供電負(fù)荷的重要性和本地區(qū)的運(yùn)行習(xí)慣等因素。具體原則如下：（1）變電所的電壓等級不宜過多，以不超過三個電壓級為原則;（2）單母線接線：適用于小容量變電所;（3）單母線分段接線：應(yīng)用于6～10kV時，每段容量小于25MW;35～60kV時，出線回路數(shù)小于八回;110～220kV時，出線回路數(shù)小于四回;（4）單母線帶旁路母線接線：多用于35kV以上系統(tǒng)的屋外配電裝置。35kV時，出線回路數(shù)大于八回;110kV時，出線回路數(shù)大于六回;220kV時，出線回路數(shù)大于五回;（5）單母線分段帶旁路母線接線：應(yīng)用于35～110kV變電所;（6）雙母線接線：應(yīng)用于變電所出線帶電抗器的6～10kV配電裝置，以及35～60kV出線數(shù)目超過八回或連接電源較多負(fù)荷較大、110～220kV出線數(shù)為五回及其以上的情況;（7）雙母線帶旁路母線接線：多應(yīng)用于35kV以上系統(tǒng)的屋外配電裝置。35kV時，出線回路數(shù)大于八回;110kV時，出線回路數(shù)大于六回;220kV時，出線回路數(shù)大于五回;（8）橋形接線：應(yīng)用于35～220kV的配電裝置中;（9）角形接線：應(yīng)用于全部回路數(shù)小于5～6回，工作電流不大，最終規(guī)模明確的110kV及其以上的配電裝置中，一般接線不宜超過六角形，以四角形應(yīng)用最廣。（10）近期接線與遠(yuǎn)景接線相結(jié)合，方便接線的過程。

4、旁路母線的設(shè)置原則

采用分段單母線或雙母線的110～220kV配電裝置，當(dāng)斷路器不允許停電檢修時，一般需要設(shè)置旁路母線。主變壓器的110～220kV側(cè)斷路器，宜接入旁路母線。

當(dāng)有旁路母線時，應(yīng)首先采用以分段斷路器或母聯(lián)斷路器兼做旁路斷路器的連接。

當(dāng)220kV出線為五回線及其以上、110kV出線為七回線及其以上時，一般裝設(shè)專業(yè)的旁路斷路器;當(dāng)采用可靠性較高的SF6的斷路器可不用旁路母線;對于6～10kV屋內(nèi)配電裝置一般不設(shè)旁路母線。

5、在確定變電所主接線時要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

二、電氣主接線設(shè)計(jì)需考慮的問題

在進(jìn)行變電站電氣主接線設(shè)計(jì)時，需要重點(diǎn)考慮以下一些問題：

1、需要考慮變電所在電力系統(tǒng)中的位置，變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。

2、要考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模，變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)5～10年電力發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。根據(jù)負(fù)荷的大小、分布、增長速度，根據(jù)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定電氣主接線的形式以及連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。

3、考慮主變臺數(shù)對電氣主接線的影響，變電所主變的臺數(shù)對電氣主接線的選擇將產(chǎn)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。

三、電氣主接線設(shè)計(jì)的一般要求

1、可靠性

供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，停電會對國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來巨大的損失，往往比少發(fā)電能的損失大幾十倍，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞、人身傷亡等。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。因事故逼迫中斷供電的機(jī)會越小，影響范圍越小，停電時間越短，主接線的可靠程度就越高。研究主接線可靠性的標(biāo)志是：（1）斷路器檢修時，能否不影響供電。（2）線路、斷路器或母線故障時以及母線隔離開關(guān)檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對Ⅰ、Ⅱ類重要用戶的供電。（3）發(fā)電廠或變電所全部停電的可能性。（4）對大機(jī)組超高壓情況下的電氣主接線，應(yīng)滿足以下可靠性準(zhǔn)則的要求。1）任何短路器檢修，不得影響對用戶的供電。2）任一進(jìn)、出線斷路器故障或拒動，不應(yīng)切除一臺以上機(jī)組和相應(yīng)的線路。3）任一臺斷路器檢修和另一臺斷路器故障或拒動相重合時，以及分段或母聯(lián)斷路器故障或拒動時，都不應(yīng)切除兩臺以上機(jī)組和相應(yīng)的線路。4）一段母線故障（或連接在母線上的進(jìn)出線斷路器故障或拒動），宜將故障范圍限制到不超過整個母線的二分之一。

2、靈活性

電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活的進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，其靈活性要求有如下幾個方面：（1）調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活地投入或切除某些機(jī)組、變壓器或線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。（2）檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)短路器、母線及其機(jī)電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對用戶的供電。（3）擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易地從初期過度到最終接線，在擴(kuò)建過渡時應(yīng)盡可能的不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，完成過度方案的實(shí)施，使改造工作量最少。

結(jié)束語

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對電力的需求也隨之與日俱增，因此，一個安全穩(wěn)定運(yùn)行的電網(wǎng)關(guān)系到我國國民經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定的運(yùn)行，而電氣主接線在電網(wǎng)中扮演著重要的角色。從變電站本身運(yùn)行及投資來看，必須要滿足“可靠性合理，經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)”的設(shè)計(jì)原則，利用上述的設(shè)計(jì)思想，很方便的實(shí)現(xiàn)電氣主接線的設(shè)計(jì)。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）