變電站一次系統(tǒng)電氣主接線設(shè)計研究

唐杰

銅仁市東方電力設(shè)計咨詢有限公司 貴州銅仁 554300

工程繼電保護應用模型對繼電保護裝置模型及其二次回路的配置作了規(guī)范，當前的SCD文件多數(shù)并未嚴格執(zhí)行這些標準，缺乏對一次設(shè)備的詳細描述，難以直接得到主接線圖。目前，一次接線圖基本以手動繪制為主，不同應用的接線圖存在重復繪制，變電站的改擴建會使得接線圖維護難度增加；已有的主接線自動生成方法，需要維護好每個變電站一次設(shè)備及連接關(guān)系數(shù)據(jù)庫，或在智能變電站相關(guān)配置文件基礎(chǔ)上，手動配置一些額外信息，前期準備工作較多，方法通用性不強。

1 變電站電氣主接線的概念和設(shè)計要求

變電站一次主接線是由變壓器、線路、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、電容器、電抗器、接地變壓器、避雷器、母線等按照一定順序連接而成。顯示本變電站與電力系統(tǒng)的連接，用來表示電能匯集、分配、交換和運作。反映正常（即設(shè)備處在電路接通無任何外力作用狀態(tài)）和事故（即設(shè)備遭受人為誤操作、誤許可、誤接線、誤整定及外力破壞和不可抗拒自然力）時輸、變、供、配電的能力。變電站的主接線，應根據(jù)變電站在電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)條件確定，并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴建等要求。主接線的選擇還要根據(jù)變電站分期和最終建設(shè)規(guī)模等綜合考慮。

2 新增電氣設(shè)備的選取和校驗

2.1 對于新增電氣設(shè)備的精確化選取

新設(shè)備的選取要依據(jù)電站主線路分布、使用功率等條件決定，從以下幾個方面考量，一是設(shè)備正常工作時的額定數(shù)值，要進行實驗測量和確認[1]，確保實際工作各項數(shù)據(jù)與設(shè)備設(shè)計相符；二是要記錄設(shè)備在短路條件下的一些數(shù)值進行，對熱動穩(wěn)定性進行校驗，確保短路狀態(tài)下有著一定的穩(wěn)定性；三是依據(jù)短路發(fā)生的條件對開關(guān)電氣斷流潛質(zhì)進行檢驗；四是對新增電氣設(shè)備安裝位置進行綜合考量。

2.2 對新添電氣設(shè)備的細致化檢驗

在對原主線路和設(shè)備進行檢驗核對時，要確保主母線的額定載流量大于新增設(shè)備的額定電流；設(shè)備的開斷電流比新增設(shè)備短路電流要高，并且要保證設(shè)備動穩(wěn)定電流必須高于沖擊電流。母聯(lián)間隔電氣設(shè)備，額定電流一定要比母線自身的載流量大一些，動穩(wěn)定電流大于沖擊電流。如果出現(xiàn)了母聯(lián)間隔電氣設(shè)備額定電流數(shù)值低于母線載流量的情況，可通過聯(lián)合同等電壓等級出線最大負荷的一回出線進行線路額定電流的準確計算和驗證。只有設(shè)備的額定數(shù)據(jù)超過了計算數(shù)據(jù)才能夠算是合格，但這仍然需要工作人員進行仔細核對和驗證。

3 變電站電氣主接線設(shè)計要點

3.1 主接線方案的選擇

配電網(wǎng)常用電氣主接線有以下方案可供選擇。方案一：在高壓側(cè)和低壓側(cè)使用單母線分段。其優(yōu)點為：當斷路器對總線進行分段時，它由2個電路供電，用戶將能夠從不同的母線段引出2個循環(huán)回路；如果母線中的一部分發(fā)生故障，分段斷路器將主動斷開問題所在的母線，以確保對正常線路母線實現(xiàn)可不間斷供電，從而確保重要單位的電源不會出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。其缺點為：在維護母線或母線分離器期間必須發(fā)生電源故障；若回路為雙回路時[2]，則需要架空線路建成交叉跨越形式的線路；在建設(shè)時，我們應該在2個方向上平衡建設(shè)。方案二：采用單母線分段帶旁路的建設(shè)方法。其優(yōu)點為：即使在斷路器維修后，電源也不會中斷。其缺點為：由于該方案經(jīng)常作為大型電廠和變電中心，因此該方案的投資資金太高，不符合本設(shè)計的經(jīng)濟效益。方案三：方案為高壓一側(cè)采用的是單母線、低壓單母線分段法。其優(yōu)點為：每一個主要變壓器在變壓器檢修或故障期間改變操作方式，在快速反應的情況下，整個變電站的電力供應可以恢復。其缺點主要為：當高壓母線或者電源進線出現(xiàn)問題，同時包括線路進行維修的時候，隨之帶來的變電所也需要停止供電。

3.2 檢波/解調(diào)模塊

檢波/解調(diào)模塊主要是作為信號的接收、解析、處理、傳輸通道。在整個傳輸?shù)倪^程中，對主機發(fā)出的探測信號，通過低通濾波的方法去除干擾信號，再運用運算放大器進行相應的信號放大處理，后面一路信號通過信號解調(diào)器進行解調(diào)處理，將信號解調(diào)的報文傳輸?shù)街骺啬K中，另外一路信號通過功率檢波器進行檢波，得出檢測值，并將檢測結(jié)果傳輸?shù)街骺啬K中。主控模塊通過解調(diào)報文和檢測值進行記錄、分析和對比，作為后面選取目標電纜的主要判斷依據(jù)[3]。

3.3 單母分段接線

變電站的側(cè)常選用單母分段接線），當接入母線的回路較多時，就把母線分為兩段或多段，并在兩段母線之間設(shè)置分段斷路器，此種接線就是單母線分段接線，其優(yōu)點是：由于所有回路都設(shè)有斷路器，單一回路故障時只切除故障部分，一般不會擴大停電范圍，同時設(shè)置了分段斷路器，母線故障只會一條母線停電，仍可保留一半的供電能力。缺點是：當母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障，任何斷路器拒動會造成全站停電，母聯(lián)斷路器（手車式）開關(guān)在運行位置故障時，造成的全站停電短時間難以恢復。單母分段適用于地區(qū)重要變電站和終端變電站。

4 結(jié)語

綜上所述，變電站改建的變電一次設(shè)計是變電站改建工程中的重要環(huán)節(jié)，要對整體設(shè)計進行把控，抓住主要矛盾，根據(jù)各個變電站的特性，具體情況具體分析，做出合理的設(shè)計方案。同時也須電力工作人員積極借鑒他人經(jīng)驗，依據(jù)科學方法，重視工作的重要性與安全性[4]。