呂梁

【摘 要】在電力系統(tǒng)中變電站是最為重要的一部分內(nèi)容，其運(yùn)行效率在根源上決定了供電質(zhì)量，所以，在設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，必須要做好細(xì)節(jié)的管理，進(jìn)而降低各項(xiàng)因素的影響，使其維持在良好的運(yùn)行狀態(tài)。其中，電氣主接線方式選擇是否合理，決定了變電站的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。本文就對(duì)110KV變電站電氣主接線的選擇措施進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】110KV變電站；電氣；主接線；技術(shù)

變電站電氣主接線是指高壓電氣設(shè)備通過(guò)連線組成的接受或者分配電能的電路。其形式與電力系統(tǒng)整體及變電站的運(yùn)行可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。所以，主接線設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)展要求，著重分析變電站在系統(tǒng)中所處的地位、性質(zhì)、規(guī)模及電氣設(shè)備特點(diǎn)等，做出符合實(shí)際需要的經(jīng)濟(jì)合理的電氣主接線。下面就110kV變電站電氣主接線的選擇作一探討。

1、電氣主接線的設(shè)計(jì)原則

變電站電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。其設(shè)計(jì)直接關(guān)系著全站電器設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行。主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問(wèn)題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。電氣主接線是由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)。它要求用規(guī)定的設(shè)備文字和圖形符號(hào)，并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣設(shè)備或成套裝置全部基本組成和連接關(guān)系，代表該變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。

2、變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用

變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用是決定主接線的主要因素。不論是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。

2.1近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模

變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)5～10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式來(lái)確定主接線的形式以及所連接的電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。

2.2負(fù)荷的重要性和分級(jí)及出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響

對(duì)一級(jí)負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)負(fù)荷供電。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。

2.3主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響

變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也比較高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性要求低。

3、電氣主接線選擇應(yīng)滿足的要求

3.1供電可靠性

供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線能可靠地工作，以保證對(duì)用戶不間斷供電，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有以下幾點(diǎn)：（1）斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電；（2）線路或母線發(fā)生故障時(shí)應(yīng)盡量減少線路的停運(yùn)回路數(shù)和主變的停運(yùn)臺(tái)數(shù)，盡量保證對(duì)重要用戶的供電；（3）盡量避免變電站全部停運(yùn)的可能性。

3.2運(yùn)行檢修的靈活性

電氣主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修時(shí)的靈活性。（1）調(diào)度運(yùn)行中應(yīng)可以靈活的投入和切除變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行要求，實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值班；（2）檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線和繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。

3.3適應(yīng)性和可擴(kuò)展性

能適應(yīng)一定時(shí)期內(nèi)沒(méi)有預(yù)計(jì)到的負(fù)荷水平的變化，滿足供電需求。擴(kuò)建時(shí)，可以適應(yīng)從初期接線過(guò)渡到最終接線。在影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且使一次、二次部分的改建工作量減少。

3.4經(jīng)濟(jì)合理性

主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，要求做到經(jīng)濟(jì)合理。（1）投資省。即變電站的建筑工程費(fèi)、設(shè)備購(gòu)置費(fèi)、安裝工程費(fèi)和其他費(fèi)用應(yīng)節(jié)省，采用不同的接線方式，其投資具有明顯的不同。（2）占地面積小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置創(chuàng)造條件，采用不同的接線方式，配電裝置占地面積有很大的區(qū)別。（3）能量損失小。

4、110kV變電站的主接線選擇

4.1配電裝置的選型

目前，110kV高壓配電裝置常采用的布置形式有屋內(nèi)布置和屋外布置兩大類；屋內(nèi)布置又分為普通電器安裝在屋內(nèi)布置、110kV斷路器小車屋內(nèi)布置、SF6全封閉組合電器（GIS）屋內(nèi)布置三種形式。采用普通電器安裝在屋內(nèi)布置和110kV斷路器小車屋內(nèi)布置，每個(gè)間隔寬度可以設(shè)計(jì)成6.5m，跨度約12m，占地面積相當(dāng)，投資也相差不大，多用在城郊或污染較嚴(yán)重地區(qū)。SF6全封閉組合電器（GIS）屋內(nèi)布置占地最小，運(yùn)行維護(hù)最好，但投資較高，多用在城市中心和用地非常緊張的地方。屋外布置分為屋外半高型布置、屋外高型布置、屋外中型布置三種形式。半高型布置是將母線與母線隔離開關(guān)升高，把斷路器、電流互感器等設(shè)備直接布置在升高母線的下方，使配電裝置跨度尺寸減少，但由于進(jìn)出線間隔不能合并，各占一個(gè)間隔，使橫向面積增大，對(duì)于進(jìn)出線回路少的變電站，多采用該布置。高型布置是將母線與母線隔離開關(guān)上下重疊布置，適用于雙母線布置，屋外中型布置是將所有電氣設(shè)備都安裝在地面設(shè)備支架上，母線下不布置任何電氣設(shè)備，具有布置比較清晰、不易誤操作、運(yùn)行可靠、施工和維修都比較方便、構(gòu)架高度低、造價(jià)低等的優(yōu)點(diǎn)，各地電業(yè)部門無(wú)論在運(yùn)行維護(hù)還是安裝檢修方面都積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。

4.2中間變電站設(shè)計(jì)

中間變電站主要作用是完成系統(tǒng)功率交換以及降壓分配功率，為中心變電站與終端變電站間的中間部分，對(duì)電力系統(tǒng)供電質(zhì)量有著較大的影響。此類變電站一般在設(shè)計(jì)高壓側(cè)進(jìn)出線回路數(shù)比較多，因此主接線方式選擇時(shí)需要考慮的內(nèi)容更多，應(yīng)綜合分析其在整個(gè)電力系統(tǒng)中的地位來(lái)確定。一般情況下，中間變電站高壓側(cè)主接線方式有單母線、單母線分段以及單母線分段帶旁路三種，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇。

4.3終端變電站設(shè)計(jì)

4.3.1變壓器組接線

變壓器組接線形式在應(yīng)用上最為簡(jiǎn)單，只要為高壓配電裝置設(shè)置兩個(gè)設(shè)備單元即可，所需用地面積小，接線簡(jiǎn)單明了，如果送電線路出現(xiàn)故障，則送電端變電站出線斷路器跳閘，避免造成大范圍影響。正常運(yùn)行狀態(tài)，L1、L2線路分別設(shè)置一臺(tái)主變，進(jìn)行簡(jiǎn)單接線，便可以達(dá)到運(yùn)行自動(dòng)化、無(wú)人化要求。對(duì)于地方電網(wǎng)內(nèi)110kV終端變電站，如果主變?nèi)萘繚M足N-1要求，則應(yīng)選擇用變壓器組接線方式。

4.3.2內(nèi)橋接線

內(nèi)橋接線方式在110kV變電站設(shè)計(jì)中比較常見，高壓側(cè)斷路器設(shè)置斷路器數(shù)量少，如果線路運(yùn)行出現(xiàn)故障，操作處理時(shí)也更為方便，且接線復(fù)雜度低。正常運(yùn)行狀態(tài)下，打開橋斷路器，變壓器組接線，L1、L2線路各帶1臺(tái)主變，且因?yàn)閮?nèi)橋接線線路側(cè)裝有斷路器，線路投入和切除更為快捷。這樣如果送電線路出現(xiàn)運(yùn)行故障，則只需要將故障電路斷路器斷開即可，不會(huì)對(duì)其他回路的運(yùn)行產(chǎn)生影響。而如果系統(tǒng)內(nèi)部變壓器故障，則需要將與其連接的兩臺(tái)斷路器全部斷開處理，則會(huì)對(duì)一回未故障電路的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定影響。因此，在對(duì)110kV終端變電站主接線方式進(jìn)行選擇時(shí)，如果主變?nèi)萘课催_(dá)到N-1要求，為避免對(duì)系統(tǒng)整體供電質(zhì)量產(chǎn)生影響，應(yīng)選擇用內(nèi)橋主接線方式。

5、結(jié)語(yǔ)

變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)選擇過(guò)程，應(yīng)充分考慮其供電可靠性、運(yùn)行檢修的靈活性、適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)合理性等等。另外，應(yīng)綜合思考影響主接線的關(guān)鍵因素。變電站電氣主接線的選擇能否滿足以上要求，就對(duì)變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定產(chǎn)生重要影響。如何針對(duì)各個(gè)變電站的供電能力及其他各個(gè)方面特點(diǎn)，積累變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)選擇經(jīng)驗(yàn)，將有利于提高變電站的整體供電能力，并有效保證其可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧青松，付儀.110kV變電站電氣主接線及配電裝置型式變化與發(fā)展[J].四川電力技術(shù)，2016（3）.

（作者單位：太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司）