變電站電氣主接線設(shè)計及主變壓器的選擇

林建水 浙江昌能規(guī)劃設(shè)計有限公司

目前，電力系統(tǒng)已經(jīng)成為生產(chǎn)生活中的重要支撐，其中電氣主接線是以電源和出線為主體，是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，由各種電力設(shè)備和連接線組成。電氣主接線與電力系統(tǒng)、電站規(guī)模、樞紐布置、地形條件、動能參數(shù)以及電站運行方式等因素密切相關(guān)，而且對變電站電氣設(shè)備布置、選擇、繼電保護和控制方式有較大影響。變電站電氣主接線的合理設(shè)計與否，關(guān)系變電站的長期安全、可靠、經(jīng)濟運行。

一、變電站電氣主接線設(shè)計原則

（一）安全性

安全性是變電站電氣主接線設(shè)計的前提和基礎(chǔ)。不論在進行哪項工作，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。

（二）可靠性

電氣主接線只有滿足了可靠性特點才能實現(xiàn)電能生產(chǎn)要求。在變電站中電能很難進行大量儲存，因此，電力的產(chǎn)生、運輸、使用都是在一瞬間完成的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會造成供電質(zhì)量下降或供電中斷。但可靠性并不是完全絕對的，對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造成電力浪費。電氣主接線的可靠性應(yīng)當(dāng)從以下幾個方面進行考慮：第一，變電站在整個電力系統(tǒng)中所占據(jù)的位置和重要性；第二，電力負荷的類別和性質(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期的實踐運行經(jīng)驗。

（三）靈活性

電氣主接線設(shè)計應(yīng)遵循靈活性原則。第一，操作方便性。在變電站維修過程中，要確保方便停運斷路器，但又不會影響電力系統(tǒng)的正常運行和用戶的供電質(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)動變壓器、線路、電源、負荷，滿足變電站的檢修、保養(yǎng)要求。第三，擴建的方便性。在電氣主接線設(shè)計過程中能夠依據(jù)擴建要求，在不斷電或最短的斷電時間內(nèi)，重新投入機組、變壓器、電路，降低對變電站和用戶造成的影響。

二、設(shè)計主接線的合理方式

（一）系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃

想要保證變電站電氣主接線設(shè)計的有效性，必須要以社會經(jīng)濟發(fā)展以及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃為基礎(chǔ)，從整個電力系統(tǒng)需求出發(fā)，來確定設(shè)計方向與目標(biāo)，建立整體框架。同時遵循安全性、經(jīng)濟性與靈活性原則，采取高新技術(shù)，配置合理的電氣設(shè)備，提高電力系統(tǒng)供電可靠性。

（二）單母線接線

單母線接線是變電站電氣主接線的基本接線方式之一，同時也是最簡單的一種。但是單母線接線方式只能應(yīng)用于擁有一臺主變壓器的變電站。在只有一臺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)時間，簡化建設(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。在進行單母線接線工作時，若變電站的某個元件出現(xiàn)故障，只能將所有的配電裝置全部停止供電后進行維修，這對供電質(zhì)量和維修工作都帶來了極大不便。第二，單母線接線方式，只能讓電源并列運行，一旦線路發(fā)生短路會對變電站產(chǎn)生較大影響。

（三）分段單母線接線

分段單母線接線是指利用斷路器實現(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的靈活性，一旦變電站中的某個元件出現(xiàn)故障，不需要全部停止供電便能進行維修，極大地提高了變電站維修效率和系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性。

（四）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。無線接線是指2組母線共同運行，在運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行質(zhì)量。

三、主變壓器的選擇方式

（一）保證選擇原則合理性

主變壓器在選擇的過程中應(yīng)該以主接線的設(shè)計為主要選擇參考對象，對于一些線路負荷較大，或是一級、二級負荷的線路而言，就可以選擇兩個及以上的變壓器，從而保證電力運輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，同時，在這種類型的線路中選擇兩個及以上數(shù)量的變壓器還可以減少后期的線路維修工作，降低線路故障率，能夠有效保證電力企業(yè)的基本利益。

（二）保證選擇臺數(shù)準(zhǔn)確性

對變壓器臺數(shù)的選擇時可以根據(jù)目標(biāo)線路所屬區(qū)域的主要用電量來進行選擇。對于用電量較大的城市或城郊區(qū)域而言，在選擇時就可以先了解清楚中低壓的環(huán)網(wǎng)情況，并根據(jù)整體用電情況和環(huán)網(wǎng)情況選擇合適數(shù)量的變壓器，一般情況下選擇兩臺主變壓器為最佳選擇方案。

（三）保證選擇容量有效性

目前，我國大部分地區(qū)的變電站的主變壓器容量是根據(jù)未來的負荷計劃來決定的，或者是根據(jù)變電站的主要負荷量和區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來決定的。因此，為了保證線路運輸電力的穩(wěn)定性，在選擇主變壓器時就需要先考察好該區(qū)域內(nèi)的以上兩個因素，并綜合其用電者的數(shù)量進行選擇。

四、結(jié)語

變電站的電氣設(shè)計是電力系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，其設(shè)計合理與否對系統(tǒng)運行穩(wěn)定、安全與否有直接影響。為了保證系統(tǒng)內(nèi)電氣部分可以穩(wěn)定正常運轉(zhuǎn)，并有一定的經(jīng)濟性，就必須嚴(yán)格按相關(guān)規(guī)范要求進行設(shè)計、操作，在保證應(yīng)用效果的情況下根據(jù)實際情況采用一定的自動化技術(shù)手段，跟上時代的步伐，為企業(yè)保證效益，為社會做出貢獻。