220kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)研究

王超

摘要：變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)城市電力負(fù)荷有著重要影響。對(duì)于220kV變電站而言，一次主接線設(shè)計(jì)的好壞將直接影響變電站的正常運(yùn)行。良好的設(shè)計(jì)不僅能充分滿足運(yùn)行中高壓電流的傳輸要求，而且能保證各種電氣設(shè)備接入變電站后的穩(wěn)定運(yùn)行能力?；诖耍疚木?20kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)開(kāi)展探究與分析。

關(guān)鍵詞：220kV變電站;電氣一次設(shè)計(jì);主接線

變電站是電廠與用戶之間的重要橋梁，是電廠與用戶之間的媒介。變電站的主要功能是分配和轉(zhuǎn)換電能，以滿足用戶對(duì)電能的需求。變電站由不同功能的電氣設(shè)備組成，根據(jù)不同的技術(shù)要求相互連接，實(shí)現(xiàn)變電站的整體運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)變電站的變電轉(zhuǎn)換和分配電力的這一功能。電氣一次主接線是通過(guò)連接線，對(duì)高壓電氣設(shè)備進(jìn)行有效的連接，使其發(fā)揮整體作用的一種方法。目前，一次主接線已經(jīng)發(fā)展成為變電站的重要電氣裝置，其主要功能是有效地傳輸高壓電流。

一、220kV變電站電氣一次主接線的設(shè)計(jì)步驟

（一） 明確主接線設(shè)計(jì)要求及細(xì)節(jié)。在220kV變電站一次主接線設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要了解變電站的具體情況，然后根據(jù)變電站一次主接線的實(shí)際要求，堅(jiān)持“靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)”的原則，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行一次主接線設(shè)計(jì)，制定出優(yōu)良的一次主接線方案[1]。

（二） 選擇和確定方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要結(jié)合變電站的實(shí)際情況，選擇最科學(xué)、最合適的方案。這是由于數(shù)據(jù)的分析，在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)有不同的方案，這些方案會(huì)有一些不足之處，一些會(huì)與變電站的實(shí)際運(yùn)行不一致，所以有必要選擇和確定方案。

（三） 高壓電氣設(shè)備的選型。對(duì)一次主接線的電壓、電流進(jìn)行分析，可以滿足系統(tǒng)的要求，將變壓器的損壞率降到最低。對(duì)于220kV變電站而言，需要連接大量的電氣設(shè)備才能正常運(yùn)行。一次主接線設(shè)計(jì)方案的目的是保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。變電站一次主接線的設(shè)計(jì)和高壓電氣設(shè)備的選擇都需要充分考慮變電站的實(shí)際情況，從而相互配合發(fā)揮作用。

二、220kV變電站電氣一次主接線方式

（一）單母線接線。單母線接線作為主接線中比較簡(jiǎn)單的接線方式之一，主要應(yīng)用于只有一臺(tái)主變壓器的變電站。這種情況可以充分發(fā)揮單母線接線的優(yōu)點(diǎn)，不僅接線簡(jiǎn)單明了，而且設(shè)備少，操作更方便。然而，單母線接線仍然存在一些問(wèn)題，其中最典型的問(wèn)題是缺乏靈活性和可靠性差。采用單母線接線方式，如果其中一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)在維修過(guò)程中需要停機(jī)，嚴(yán)重影響供電質(zhì)量和安全[2]。目前，人們對(duì)變電站和供電的質(zhì)量要求越來(lái)越高，單母線接線方式的弊端使其應(yīng)用越來(lái)越少。

（二）單母分段。在單母分段主接線設(shè)計(jì)中引入斷路器，實(shí)現(xiàn)了客戶分段的功能。電源可以通過(guò)斷路器分離，大大提高了用戶供電服務(wù)的效率。單母分段節(jié)點(diǎn)模式相對(duì)于單母線連接模式有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是當(dāng)一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，不僅保證了供電效率，而且大大提高了系統(tǒng)供電的可靠性。單母分段的實(shí)質(zhì)是優(yōu)化和改進(jìn)單母線接線方式。隨著單母線接入技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)一步推動(dòng)了電力事業(yè)的發(fā)展。

（三）雙母線接線。雙母線接線是將兩組母線引入系統(tǒng)并協(xié)調(diào)使用，以保證變電站的可靠性。在變電站一次主接線的設(shè)計(jì)中，需要在雙母線的供出線位置配置相應(yīng)的斷路器，還需要配置相應(yīng)的雙母線控制開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)有效的控制功能[3]。雙母線連接具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，特別是維護(hù)更方便、簡(jiǎn)單。一條母線修復(fù)時(shí)，另一條母線仍能正常運(yùn)行，不影響用戶的需要。但這種接線方式也存在一些弊端，維修過(guò)程中需要增加相應(yīng)的保護(hù)措施，以避免出現(xiàn)非正常停電現(xiàn)象。

（四）3/2接線。在3/2接線連接中需要引入三個(gè)斷路器，三個(gè)斷路器的母線連接可由兩個(gè)元件實(shí)現(xiàn)。這種一次連接方式主要是在上述幾種連接方式的基礎(chǔ)上改進(jìn)提出的，這種新的接線方式需要兩個(gè)母線連接，保證了供電的可靠性，比其他接線方式更靈活。3/2接線方式在維護(hù)方面也有明顯的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)一條母線檢修時(shí)，另一條母線的運(yùn)行狀態(tài)不受到影響。但是，這種接線方式也存在一些問(wèn)題和不足，占地面積大，有一定的適用范圍，一般在特高壓電網(wǎng)中使用較多。

（五）橋形接線。與其他主要接線方式相比，橋形接線方式具有明顯優(yōu)點(diǎn)，斷路器的數(shù)量很少，這決定了橋式接線方式主要應(yīng)用于只有兩條輸電線的變電站。橋形連接有內(nèi)橋連接和外橋連接兩種類型，但應(yīng)用范圍不同。輸電線路較長(zhǎng)常采用內(nèi)橋連接，短傳輸線多采用外橋連接，目前我國(guó)220kV系統(tǒng)主要采用外橋接線方式。

（六）角形接線。角形接線主要針對(duì)系統(tǒng)中不同的斷路器，采用相適應(yīng)的連接方式，這種接線方式大大縮短了開(kāi)環(huán)時(shí)間，同時(shí)也保證了在檢修過(guò)程中能夠可靠地運(yùn)行。變電站一般采用角形接線，線路少，不需要擴(kuò)展配電設(shè)備，節(jié)約了變電站的建設(shè)成本，在施工時(shí)間上有明顯的優(yōu)勢(shì)。

（七）單元接線。220kV變電站很少使用單元接線，它的特點(diǎn)類似于單母線接線，只能在一臺(tái)變壓器上使用。在檢修過(guò)程中，需要切斷整個(gè)電路，正是由于這種明顯的缺陷，所以在220kV變電站中逐漸被其他更完善的主接線方式所取代，目前這種接線方式已不再使用。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善，對(duì)電力能源提出了更高的要求。當(dāng)前，電力建設(shè)已成為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程中的重要內(nèi)容之一，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的日常生活提供穩(wěn)定、安全、可靠的電能和優(yōu)質(zhì)電力服務(wù)，已成為人們廣泛關(guān)注的重要社會(huì)問(wèn)題。在這種情況下，深入探索220kV變電站一次接線的設(shè)計(jì)，將對(duì)提高我國(guó)變電站的性能和優(yōu)化電力系統(tǒng)起到積極的作用，對(duì)促進(jìn)電力工業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宇之.220kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（24）：142.

[2]宋世偉.220kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（32）：3107.

[3]吳勁松.220kV變電站電氣一次主接線設(shè)計(jì)研究[J].電子測(cè)試，2019，（6）：8-10.

（作者單位：江蘇中電科電力設(shè)計(jì)院有限公司）