220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)相關(guān)問題

白江龍

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1 220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)的類型

1.1 單母線接線

單母線接線是220kV變電站電氣主接線的基本接線方式之一，同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的一種。但是單母線接線方式只能應(yīng)用于擁有一臺(tái)主變壓器的變電站。在只有一臺(tái)變壓器的變電站中應(yīng)用單母線接線方式，能最大程度減少建設(shè)時(shí)間，簡(jiǎn)化建設(shè)程序，提高建設(shè)效率。但單母線接線方式也有其局限性：第一，靈活性較差。在進(jìn)行單母線接線工作時(shí)，若變電站的某個(gè)元件出現(xiàn)故障，只能將所有的配電裝置全部停止供電后進(jìn)行維修，這對(duì)供電質(zhì)量和維修工作都帶來了極大不便。第二，單母線接線方式，只能讓電源并列運(yùn)行，一旦線路發(fā)生短路會(huì)對(duì)變電站產(chǎn)生較大影響。

1.2 分段單母線接線

分段單母線接線是指利用斷路器實(shí)現(xiàn)了電源分格，提高了供電效率和供電質(zhì)量。將斷路器引入單母線接線中，電源則一分為二。分段單母線接線具有很強(qiáng)的靈活性，一旦變電站中的某個(gè)元件出現(xiàn)故障，不需要全部停止供電便能進(jìn)行維修，極大地提高了變電站維修效率和系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性。

1.3 雙母線接線

雙母線接線作為主接線的方式之一，擁有很大的優(yōu)勢(shì)。無線接線是指2組母線共同運(yùn)行，在運(yùn)行過程中二者在一定條件下可以互相使用，極大地提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。若將雙母線接線方式應(yīng)用到主接線中，斷路器應(yīng)當(dāng)放置在電力系統(tǒng)的電源位置以及出線位置上，值得注意的是配備相應(yīng)的控制開關(guān)，能有效提高變電站運(yùn)行質(zhì)量。雙母線接線方式在變電站維修工作中也有較大優(yōu)勢(shì)，當(dāng)其中一條母線出現(xiàn)故障后，另一條母線能夠正常工作維持電力運(yùn)行。但是在維修保養(yǎng)過程中，一定要做好防護(hù)措施，防止出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。

1.4 橋型接線方式

橋型接線方式一般分為2種：內(nèi)橋接線與外橋接線。應(yīng)用橋型接線方式時(shí)，要適當(dāng)減少斷路器數(shù)量。值得注意的是，內(nèi)橋接線方式應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于線路較長(zhǎng)的輸電線中，外橋接線方式則應(yīng)當(dāng)應(yīng)用于線路較短的輸電線中。

1.5 角形接線方式

運(yùn)用不同的接線方式將斷路器連接成各種形狀被稱為角形接線方式。在變電站檢修過程中為了減少開環(huán)時(shí)間，一般會(huì)在電路中使用3～5個(gè)角形接線方式。值得注意的是，角型接線方式只適用于回路較少的輸電線中。

2 220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性

安全性是220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。不論在進(jìn)行哪項(xiàng)工作，使用何種接線方式，首先應(yīng)當(dāng)保證的是人員和設(shè)備安全。

2.2 可靠性

電氣主接線只有滿足了可靠性特點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)要求。在變電站中電能很難進(jìn)行大量?jī)?chǔ)存，因此，電力的產(chǎn)生、運(yùn)輸、使用都是在一瞬間完成的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)造成供電質(zhì)量下降或供電中斷。但可靠性并不是完全絕對(duì)的，對(duì)于要求不高或不重要的客戶來說，太高的可靠性很有可能會(huì)造成電力浪費(fèi)。電氣主接線的可靠性應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：第一，變電站在整個(gè)電力系統(tǒng)中所占據(jù)的位置和重要性；第二，電力負(fù)荷的類別和性質(zhì)；第三，電力設(shè)備的可靠程度；第四，變電站和電力工作人員是否有長(zhǎng)期的實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

2.3 靈活性

電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)遵循靈活性原則。第一，操作方便性。在變電站維修過程中，要確保方便停運(yùn)斷路器，但又不會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和用戶的供電質(zhì)量。減少操作步驟能有效降低誤操出現(xiàn)的可能性。第二，調(diào)度靈活性。能靈活調(diào)動(dòng)變壓器、線路、電源、負(fù)荷，滿足變電站的檢修、保養(yǎng)要求。第三，擴(kuò)建的方便性。在電氣主接線設(shè)計(jì)過程中能夠依據(jù)擴(kuò)建要求，在不斷電或最短的斷電時(shí)間內(nèi)，重新投入機(jī)組、變壓器、電路，降低對(duì)變電站和用戶造成的影響。

3 220kV變電站電氣主接線具體設(shè)計(jì)

3.1 主接線選擇

由上文可知常見的電氣主接線有：?jiǎn)文附泳€、雙母接線、分段單母接線、橋型接線、角形接線方式。220kV電氣主接線設(shè)計(jì)方案常用的有單母分段接線和雙母接線方式，這2種接線方式的可靠性均較高。單母分段接線方式主要是借助斷電器分割母線，一旦其中某段母線發(fā)生故障，剩余母線還能正常供電，為變電站的供電穩(wěn)定性、持續(xù)性提供了保障。雙母接線方式是指2組母線輪流工作，當(dāng)其中一組母線檢查或維修時(shí)，另一組母線能夠正常運(yùn)行。

將分段單母接線方式與雙母接線方式進(jìn)行對(duì)比，能夠發(fā)現(xiàn)分段單母接線的經(jīng)濟(jì)性能較好，雙母接線的供電可靠性較高。分段單母接線的經(jīng)濟(jì)性能主要表現(xiàn)為分段單母接線所使用的設(shè)備較少，因此經(jīng)濟(jì)投入和使用成本較低；但雙母接線方式使用的設(shè)備和經(jīng)濟(jì)投入則較高。值得注意的是，分段單母接線的靈活性較差。雙母接線方式的供電可靠性體現(xiàn)在，一旦變電站發(fā)生故障只需停掉故障線路的供電便可進(jìn)行維修，并且故障線路的負(fù)荷能自動(dòng)轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)行的線路中，以靈活調(diào)動(dòng)電力。

3.2 變壓器的選擇

220kV的變電站電氣主接線設(shè)計(jì)中變壓器也是其中的一個(gè)重要項(xiàng)目，在選擇變壓器時(shí)要遵循以下幾個(gè)原則：第一，變壓器的相數(shù)應(yīng)與變電站的需求相同，220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)中一般會(huì)選擇三相的變壓器。第二，在選擇變壓器時(shí)應(yīng)考慮變壓器的降溫方式和調(diào)壓方式。第三，變壓器的繞組數(shù)也是選擇的要求之一，在220kV變電站中一般會(huì)選擇雙繞組變壓器。

3.3 斷路器的選擇

在220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)當(dāng)對(duì)斷路器的參數(shù)進(jìn)行綜合考慮。第一，確保斷路器的額定電壓高于電網(wǎng)額定電壓，確保斷路器的額定電流高于斷路器的持續(xù)工作電流。第二，保障斷路器額定關(guān)合電流大于電力系統(tǒng)短路時(shí)所產(chǎn)生的沖擊電流。第三，保證斷路器的分合閘控制在0.04s。

4 結(jié)語

文章從220kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)類型、設(shè)計(jì)原則、具體設(shè)計(jì)等方面展開分析。通過分析能夠發(fā)現(xiàn)許多設(shè)計(jì)方案都有著對(duì)應(yīng)的優(yōu)勢(shì)，但同樣也存在著不足，因此要不斷尋求、創(chuàng)新可靠的變電站電氣主接線設(shè)計(jì)方案，提高變電站的運(yùn)行質(zhì)量和效率，滿足人們的用電需求。