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变电站一次系统电气主接线设计方案分析江云鹏

发表时间：2020/7/3 来源：《基层建设》2020年第5期作者：江云鹏

[导读] 摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，变电站建设越来越多。

        浙江维宏电力设计有限公司杭州分公司浙江杭州 310056
        摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，变电站建设越来越多。变电站是保证电力系统安全稳定运行的关键组成部分，在供电系统里面最为重要的就是一次系统，文章主要对变电站电气一次主接线设计进行分析，了解主接线的重要性及其主接线方法，使人们对电气一次主接线设计有一定的认识。
        关键词：变电站；一次系统；电气主接线设计
        引言
        电力市场在不断创新中日渐完善，变电所是配电、集电和电压控制的关键，在电厂和用户之间起着中介作用。对变电站电气的一次设计的正确性，影响了电力系统的运行速度与安全性。一次设计在很大程度上取决于变电站的运行情况，一般变电站电气设备的稳定性和安全性都很高。
        1变电站电气一次主接线设计原则
        电气主接线设计的基原则是以设计任务书为指导原则，以国家的政策等为指导方针，结合设计主观和客观因素的影响即确保供电安全可靠的前提下，结合当地经济政治等因素，是主接线设计达到使用方便和维修方便的目的。
        2变电站一次系统电气主接线的基要求
        （1）可靠性。要给电力客户提供优质的电能，保障电能正常供给。如果发生停电现象会直接给供电企业和用电客户造成损失，严重时还会影响社会的稳定。因此必须保证变电站一次系统电气主接线的可靠性和稳定性。（2）灵活性。主接线在设计期间需要考虑以后的扩建因素和今后电力供电系统以及区域经济的发展，并且还需要考虑电气未来设备的维修等问题。（3）操作安全、方便。主接线在设计时除了要满足安全、可靠的条件之外，还需要尽量的简单，降低设备的操作难度。（4）经济性。在经济上尽量要减少土地资源的使用，把成降到最低；设备选择上在不影响质量问题上，尽量选择性价比较高的设备，从而为企业节省投资成。
        3电气一次主接线的基接线方式
        3.1单母线接线
        单母线接线是主接线的基接线方式里，最为简单的一种，但其接线方式仅限于有一台主变压器的变电站。对这种只有一台主变压器的变电站来讲，应用单母线接线来进行主接线的建设工作，可以利用单母线接线的简单、操作便利等优势，来保证变电站的基运行。但应用单母线接线也有不足，那就是灵活可靠性较差，在单母线接线的环境中，如果某个元件出现了故障问题，对整个的配电装置采取停电处理后，方能进行维修，这便给维修工作带来了极大的不便。
        3.2单母线分段接线的特点
        单母线分段接线法，如果单母线当中某一条母线出现故障，停电范围只限于连接此母线的出线供电，其他母线不会受到影响。所以对于电能要求非常高的区域用户，可以使用这种接线方式。
        3.3双母线接线
        这种接线方式在应用中也具备十分明显的优势，其两组母线可以在一定程度上实现相互使用，能有效提升变电站的运行质量。主接线建设中如果应用双母线的接线方式，需要将断路器分别配备在电源以及出线位置上，同时配备好母线控制开关，提高控制质量。应用双母线接线方式，还能为后期的保养维护提供便利，当一条母线进入保养维护或故障维修时，另一条母线可以正常运行。但同时也需要注意，这种接线方式在维修保养时一定要设置好保险措施，以防出现异常断电的问题。
        3.4增设旁路母线或旁路隔离开关接线的特点
        旁路母线的特点除了和双母线接线特点相同之外，另外在线路断路器维修的时候还能继续供电，但是旁路母线的倒换操作比较复杂，在投资上也会增加很多的费用。隔离开关的作用就是能够断开无负荷电流的电路，这样检修的设备和电源就能有明显的断开点，隔离开关能够保证检修人员的安全。需要注意的是隔离开关在进行操作时必须在断路器断开电路之后才能操作。

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        3.5角形接线
        角形接线是各个断路器在不同的连接方式下组成的环形或者角形的接线方式。在检修中为缩短开环时间，保证角形接线运行的可靠性，一般选用3或5角形的装置，适用于回路较少且能一次解决问题，不需要扩建的配电装置，也可采用角形接线。
        4变电站电气一次设计
        4.1电气平面布置
        电气平面布置要结合现场场地的条件状况，分析各种影响因素，制定合适的方案，进行电站电气初步设计。应给出总体设计的平面布置图。在变电站的初步设计中，应事先考虑到一些可能发生的难题，策划合理可靠的方案预测，为今后电气设备的选型和接线提供依据。例如，要穿过两户人家，首先要看建筑物的结构，如果框架结构可以自由打开或拆除，如果是砖混结构，并且是承重墙，我们可以打开一扇门，但门的宽度不应大于一个900mm的门，我们应该增加横梁的门，尽量减少振动。
        4.2主变压器冷却方式选择
        主变压器通常使用以下冷却方法：自然风冷却，强制油循环风冷却，强制油循环水冷却。自然风冷却：一般只适用于小容量变压器。
        4.3电流电压正常
        电压与负载有关，如电感和电流。当电压恒定时，短电池会产生无限大的电流，甚至爆炸。当电压降到一定水平时，没有电流输出。过电流的可能原因包括短路、过载、设计错误或接地故障。保险丝、断路器、温度传感器和限流器通常用于控制过电流的风险。当电路绝缘由于某种原因，也可能是在过载时，电位不等的导线通过阻抗可忽略不计的故障点接通。由于所有的短路都是金属短路，这种短路属于金属性短路。其短路电流可达到电路导体载流能力的数百倍或数千倍。
        4.4变电站一次系统其它电气设备的校验
        在选择完变电站一次系统电气设备之后还需要对设备的电压、电流等进行校验，看所有的设备是否能够满足要求。
        4.5防雷接地设计
        变电所屋顶避雷带原材料采用专门的特殊材料，设备上要解决生产问题，生产设备在制造、安装和维护等过程中，可能发生设备质量不符合的现象，不符合设计或技术协议要求，未达到预期的观感或使用功能。没有达到施工工艺质量要求，不满足要收标准，使设备造成缺陷。项目研究的设备可以用作为模板，为生产线提供样，可以解决生产方面的问题，确保质量和它的适用性。降低安全隐患，现场试验中发现许多线路混乱，在设备方面缺乏辅助试验工具，会导致试验工作不规范，可能存在着安全隐患，要合理研究的配网设备及线路试验工具套装就能有效的解决安全问题，很大程度上降低安全隐患，为项目试验提供安全的保障。在此基础上，可采用稍大尺寸导线与主接地网连接，保证直击雷能这样能导入大地，避免直击雷对变电站的影响。其次，从过电压保护的角度出发，为避免线路正常运行时雷击波过电压的侵入，要求在110kv进线和10kv出线母线上安装独立的避雷器装置。通过避雷器的应用，实现过电压的可靠保护，以便在电气设备的一部分和地面之间建立良好的电气连接。接地的目的是防止人触电。防止电气设备的机械损坏和火灾爆炸。
        结语
        综上所述，文通过选择变电站进行分析和设计，研究了变电站一次系统电气主接线的设计过程。为变电站的进一步详细设计提供依据，并为其他电压等级的变电站提供设计思路。
        参考文献
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        [3]范巍,兰春虎.新一代智能变电站集成优化设计研究[J].资源节约与环保,2016(4):8-9+13.
        [4]刘雪飞.220kV新一代智能变电站设计优化研究[D].保定：华北电力大学,2016.
        [5]罗耀滔.110kV智能变电站电气设计的要点分析[J].建材与装饰，2017（43）：220-221.