220kV变电站的电气主接线设计探讨

•132•ELECTRONICSWORLD・技术交流220kV变电站的电气主接线设计探讨吉林省电力勘测设计院张岩【摘要】220kV变电站作为电力系统的重要组成部分，其建设运行质量在很大程度上影响了供电效果，需要重视各节点建设，消除所存隐患。其中，电气主接线的设计，需要基于主接线基本要求，结合变电站所处位置，选择合理的接线形式，并搭配相应的设备，遵循专业配置原则，保证接线效果可以满足专业标准。本文对220kV变电站电气主接线设计原则以及要点进行了简要分析。【关键词】220kV变电站；电气主接线；设备配置对220kV变电站电气主接线设计进行分析，需要从工程特点出发，选择最为合适的接线形式，遵循专业技术原则，保证每个节点设计的合理性和科学性。电气主接线即按照电气设备功能要求将其划分为接受和分配电能的电路，利用连接线对其进行有效连接，是电力系统的重要组成部分。用过设计要保证变电站电气主接线具有较高的灵活性、可靠性与经济性，并提前做好预防措施，降低各项因素的影响。一、电气主接线设计原则1.可靠性原则电力系统建设的核心即供电可靠性，保证供电质量可以满足生产生活需求。因此在对变电站电气主接线设计分析时，必须要遵循可靠性原则，即在检修断路器时，不能对系统整体供电质量产生影响；检修断路器与母线故障时，要尽量减少系统停运的时间，和停运回路数，且要求能够满足一级负荷和大部分二级负荷的供电。另外，还要最大程度上来避免变电所出现全部停运的情况。2.经济性原则除了要保证电力系统供电可靠性外，还需要从经济性角度进行分析，减少成本的投入，尽量降低主接线复杂程度，对于隔离开关、节约断路器、避雷器等一次设备来说，要降低控制保护的复杂度，采购不影响系统运行且成本较低的二次设备与控制电缆。同时，还要对短路电流进行有效控制，所选电气设备与轻型电器价格均要合理，且要对终端配备简单电器。另外，电气主接线设计方案要为配电装置的设置提供方便，控制设备占地面积，减少用地、导线、绝缘子以及安全成本的投入[1]。对于部分处于特殊地区的变电站，供电系统应选择用三相变压器，尽量以简单形式布置。基于经济性原则对电气设备和变压器进行选择，并设计其容量与数量，可以有效避免两次变压情况，减少系统运行电能损失产生的费用。3.灵活性原则电气主接线设计应确保其在调度、检修以及扩建等阶段均具有较高的灵活性。调度时能够灵活操作，对某些变压器或线路进行切除处理，根据需求调配电源与负荷，确保系统可以在事故运行方式、特殊运行方式以及检修方式状态下的调度需求。检修时则可以根据实际情况对断路器进行停运处理，对母线和继电保护设备进行安全检修，避免进行检修作业时，对整个电网运行以及用户供电产生影响[2]。扩建时应可以顺利从初期过渡到最终接线，且在扩建阶段，将一次与二次设备装置改造程度降到最低。二、变电站电气主接线设计要点1.系统设计规划想要保证变电站电气主接线设计的有效性，必须要以社会经济发展以及行业发展规划为基础，从整个电力系统需求出发，来确定设计方向与目标，建立整体框架。同时遵循安全性、经济性与灵活性原则，采取高新技术，配置合理的电气设备，提高电力系统供电可靠性。其中，在对电源布局进行设计时，需要以市场导向为根本，结合资源优化要求，从节约与发电两个方面同时出发，在发展的同时降低对环境的影响，进一步提高电力发展质量，并对的电源结构和机组结构进行优化，确定电厂接入系统方式、出线电压等级与网络[3]。2.电气主接线根据专业标准，综合分析实际情况，选择最为合适的接线形式，一般220kV变电站可以选择单母线分段式或者双母线形式；110kV同样也可以选择单母线分段或者双母线形式，并且对于具有重要负荷的线路，还可以选择用带旁路形式。而10kV则主要选择用单母线分段形式。另外，按照电压等级进行划分，变电站电气主接线形式的选择，220kV为单母线分段接线形式；110kV为双母线接线形式；10kV为单母线分段形式[4]。3.主变合理选择变电站中主变压器的选择是否合理，将会影响着整个系统运行效率，因此要保证所选变压器类型与容量的合理性。主变压器主要用于向电力系统和用户输送功率，而联络变压器则主要用于两种电压等级间功率交换。变电站主变压器决定着电压的改变，且承担着电力经济输送与分配电能的作用，根据实际需求进行分析，确保所选主变型式、台数以及容量可以满足系统供电要求，且具有较高的运行经济效果。4.无功补偿设计控制系统无功功率平衡是提高电压质量的重要措施，对于变电站电力系统来说，自然无功负荷一般均会大于原有无功电源，为保证系统正常供电，需要采取无功补偿措施处理。通过有效的无功补偿和电压控制，来提高电力系统运行稳定性和可靠性，为电气主接线设计的要点。正常运行状态下，电力系统突然失去间一台最大容量或者一回路无功补偿设备，以及一台最大容量发电机，系统内设置的备用设备与配电方式，均可以满足系统稳定供电需求，减少电压崩溃问题的发生。同时，在对电力系统进行检修作业时，如果出现上述任何故障，均可以对部分符合以及并联电抗器进行处理，来确保供电电压的稳定性。三、变电站电气主接线方式选择1.单母线接线形式单母线接线即由主变压器回路、线路、一组母线组成电气主接线形式，在实际应用中具有操作难度低、接线简单明了以及电气设备少等优点，无论是成套配置还是扩建发展均具有较大的优势。但是受各项因素限制，其运行灵活性和可靠性比较低，在系统任何元件故障或检修时，均需要对整个系统配置进行停电处理。因此，一般情况下单母线接线形式多用于电压等级比较低、线路少和容量小的变电站，应根据实际情况选择。2.双母线接线形式双母线接线形式组成主要包括主变压器回路、两组母线以及线路，具有灵活性高、供电可靠、试验方便以及扩建容易等优点。但是选择应用此种接线形式对变电站电气主接线处理时，所应用母线隔离开关数量多，且母线长度普遍较长，设置的配电装置所需面积大，在安装操作时容易受外部因素影响，出现误操作而影响系统供电质量。另外，两组母线间还存在大量的电气连接点，如果在运行过程中分闸部位母线隔离开关以及母联断路器发生事故，需要全部停运变电站内所有配电装置。一般情况下双母线连接形式，多用于位于电网系统重要地位、负荷较大以及出线回路多的变电站。3.单母线分段形式通过断路器来对母线进行分段处理，从不同段来为用户引出两个回路，并设置电源进行供电。这样在供电过程中，即便一段母线出现运行事故，设置的断路器可以将故障部分切除，避免事故对其他母线段运行状态的影响，避免出现用户停电的情况。但是此种接线形式也存在一定缺点，即如果一段母线或者母线隔离开关出现故障，在进行检修时需要对该段母线回路进行停电处理。四、结束语对220kV变电站电气主接线设计进行分析时，需要基于变电站运行特点，以满足实际供电需求为目的，遵循专业设计原则，选择最为合适的主接线形式，控制好每个节点，确保主接线处理的合理性与有效性。参考文献[1]唐鑫.220kV变电站的电气主接线设计[J].数字技术与应用,2014,02:234-235.[2]李莉平.浅析110/220kV变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界,2015,23:178-179.[3]李焕乾.珠海横琴新区某220kV变电站电气主接线设计浅析[J].广东科技,2014,12:52+50.[4]王元良,林小锋.220kV变电站电气主接线的设计及探讨[J].山东工业技术,2016,15:146.作者简介：张岩（1983—），女，在职研究生，中级工程师，研究方向：电气工程及其自动化。