新形势下变电站电气一次主接线设计

庞东

[摘 要]伴随社会经济的发展壮大，能源的需求量也迅速上升，其中，电力能源需求量的上升尤为明显。为了确保电力能源的有效供给，变电站的数量急剧增长，面对用电量大、供电安全指标逐渐提升的新形势，变电站的电气部分设计要求也越来越高。本文从变电站电气一次主接线概念出发，分析了一次主接线的设计内容，探讨了设计的注意事项。

[关键词]变电站电气；一次主接线；设计；注意事项

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0121-01

引言：现代社会经济的发展离不开变电站，作为电能控制和传输的中心枢纽，变电站的工作质量将直接影响到整个经济的正常运行。因此，必须进一步提升对变电站电气一次主接线设计的重视度，改变传统的设计模式，选择科学的主变压器、继电保护装置等，这样才能确保供电的稳定性和安全性。

1 变电站电气一次主接线概述

电气一次主接线还可称为电气主接线，它是电站高电压、大电流电气部分的主体结构，是整个电力系统中重要的环节之一，在整个电力系统体系中占据重要地位。电气主接线的布置，能对电力生产的运行产生极大的影响，能确保其是否可以正常运行，同时，也能对电气设备的选型、配电装置的设置等方面产生决定性的影响。在对变电站进行建设与改造时，要依据电能生产、传递、配置的标准程序和要求，对单相接线图进行绘制，并根据可能造成影响的因素，充分分析和比较经济、技术、效益等各方面，做好设计工作，选择出最为合适的方案。

2 变电站电气一次主接线设计

2.1 主接线设计

在对变电站进行一次主接线设计时，要考虑到以下三个方面：第一，变电站负荷；第二，变电站建设规模和占地面积；第三，在整个电网中变电站所发挥的作用和地位。对于变电站中的三级负荷，要结合设计要求，进行一个供电电源的设置；对于变电站中的二级、一级负荷，进行兩个相互独立供电电源的设置，当其中一个电源在运行时出现了故障，另外一个，还能继续安全的供电，保证运行正常。同时，变电站一次主接线设计时，还要考虑变压器容量大小，如果变电站系统中包含多台变压器，当其中某台变压器出现故障时，其它变压器必须能够满足变电器的运行负荷要求，以确保变电站二级、一级负荷的稳定性。

2.2 主接线选择

结合变电站的实际规划设计要求，按照《变电站设计技术要求》，优化接线形式，若配电设备出线数小于2，可以采用桥形接线形式；若出线数小于4，可以设置分段单母线接线形式，并且尽量在变压器路旁设计双母线和单母分段配电装置。同时，变电站主接线选择时，应充分考虑多方面因素，尤其是中间变电站和终端变电站，在靠近变电站负荷中心区域的终端变电站接线要分两路设计进线，合理设置两台变压器，高压侧主接线设计包含变压器组接线、内桥接线和单母线接线，根据变电站的接线设计、容量大小等实际情况，选择最合适的接线形式。

2.3 变电器的选择

变电站变电器的设计应当要把主变压器作为设计的关键，设计人员对变电器的设计就是对主变压器的选择与设计。以110KV变电站为例，其主变压器的选择与设计应当充分考虑以下内容：对于具有冷却功能的设备，要依据主变压器的外部工作环境、本身结构特征等决定选择；还要对有载调压或无激磁调压进行确定，在此基础上进行决定选择；要严格依据电力系统对设备的相数、绕组数等实际需求，作为最终的选择条件。

2.4 断路器的选择

断路器的选择会对变电站运行的安全性产生重要影响，因此设计人员应当对断路器的选择给予充分的重视，设计人员应当尽可能延长断路器的使用寿命以及保证其性能发挥正常。尽量选择安装方便，简于检修的断路器。断路器的选择应当确保其在电力系统合闸运行时还具备足够的导电性，以保证在负荷电流以及短路电流通过时，设备还具有良好的动稳定性能与热稳定性能。

2.5 电气接地设计

在实际的变电站设计建造过程中，为确保变电站电气一次设备的正常运行以及避免施工人员因触电而发生安全事故，一般会将电气设备的某部分与大地进行良好的连接，这就是我们所说的电气接地设计。电气接地除了可以有效防止触电，还可以避免电气一次设备的机械性损害，有效避免火灾、爆炸的发生。一般地，变电站电气一次设备的正常接地装置主要是由接地体与接地线组成，接地体一般分为自然接地体与人工接地体两种，最常用的是自然接地体，接地体多采用角钢，只要将其端部削尖，则可直接打入地中；而接地线一般都采用扁钢或圆钢。接地体一般是环绕着变电所进行敷设，而变电所的高压配电室与低压配电室分别有两处都与接地体连接，变压器只有一点与接地体连接起来的。另一方面，变电所内高压配电室、低压配电室与变压器室均在室内用扁钢连接成一整体。最后，接地电阻的计算值应当满足高压小接地系统的保护接地以及低压电气设备保护接地与工作接地电阻计算值。

2.6 无功补偿

变电站一次主接线设计为了提高供电质量应注意做好无功补偿，保持变电站线路的无功功率平衡。在变电站中，无功电源远远小于自然无功负荷，通过电压控制和无功补偿，一方面可以提高变电站电压质量，另一方面有效降低变电站线损，提高经济性、安全性和稳定性。在变电站运行过程中，当发电机失磁或者电气回路线路跳闸以后，变电站系统必须保持正常供电，输出稳定的电压，因此应合理设置变电站无功电源配电方式和内用容量。

3 变电站电气一次主接线设计注意事项

认真考虑变电所在电为系统中的位置，在电为系统中的地位与作用不同，对主接线连接的的经济性、可靠性以及灵活性都具有不同要求，充分考虑变电站近远期的发展规模，依照负荷大小、增长速度、地区网络情况等因素进行综合考虑，以此来确定电气主接线的出线数，连接电源数以及接线形式。要考虑用户对供电等级有何要求，坚持维护用户利益的原则。要考虑变电所在整个系统中的地位及功能。仔细考虑变台数对电气主接线的影响，变电站的变台数直接影响着电力的传输容量，对主线的灵活性以及可靠性具有不同要求，对电气主接线会产生直接影响。备用容量是为了保证可靠供电的应急设施，其容量大小以及数量不仅影响着主接线的接线形式还影响着主接线设计的安全性与可靠性。负荷分级以及出线数多少对电气主接线具有一定影响，一级负荷需要设置两个独立的电源供电，以保证在一个电源不工作后，另一个电源能够继续工作，保证设施能够正常运行，以降低对主接线的影响。在制订方案的过程中，必须充分考虑到各方案的优缺点，设计出最佳的一次主接线设计方案。

4 结语

新形势下变电站电气一次主接线设计工作具有一定的复杂性，设计人员要从主接线设计、主接线选择、变电器的选择、断路器的选择、电气接地设计、无功补偿等方面进行设计，注意设计事项，进而拟定出最佳的设计方案，确保方案的可行性与实用性，确保变电站的安全、稳定运行。

参考文献

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