夏磊
新疆伊犁河流域开发建设管理局 新疆伊宁835000
摘要：随着我国综合国力的提升，我国各行各业的发展水平都有了极大的变化，众所周知，电力安全是社会稳定运行、经济健康发展的重要保障，变电站作为电力供应的节点已成为城市重要基础设施。随着城市快速发展，电力需求不断提升，变电站布点数量越来越多，运行可靠性要求也越来越高。本文主要对变电站一次系统电气主接线设计进行分析，希望通过本文的分析研究给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：变电站;一次系统;电气;主接线;设计
引言
变电站是整个电网中极为关键的构成，其运行的稳定性直接干扰电力系统工作状态，也是相关企业与客户的沟通途径，负责转换以及分配电能。由此，需要其设计满足基本的质量以及经济需求。
1变电所供电要求
变电所主接线需满足的基本要求是:1.满足供电可靠性并保证电能质量;2.接线简单、清晰且操作方便;3.运行具有一定的灵活性、检修方便;4.具有经济性，投资少、运行维护费用低。5.具有扩建的可能性。城轨110kV变电所的主要负荷是牵引负荷，为一级负荷，要求采用双路电源供电;常用的主接线方案主要有单母线分段接线、内桥接线、外桥接线、线路变压器组等。各接线方案各有特点，实际工程中都有应用，但在主接线方案选择时原则性分析多，量化分析少，方案确定存在一定的盲目性。
2变电站一次系统电气主接线设计
2.1电气主接线设计
变电站一次系统电气主接线设计之一是电气主接线设计。水电站电气主接线主要受装机台数、容量及接入系统要求等条件约束。根据当地接入系统设计要求，某水电站以2回500kV出线送至山萝变电站，并在每回出线设置一组50MV的并联电抗器，以满足系统对无功要求。电气主接线设计需满足以下要求：（1）可靠性高。（2）运行灵活、检修方便、开停机操作简单。（3）经济合理、技术先进。（4）继电保护和控制简单可靠。发电机与变压器组合通常有单元接线、扩大单元接线、联合单元接线，考虑电站的装机台数及规模，采用单元接线，即每台发电机各自和1台容量为467MVA的500kV三相主变相接。采用此种方式接线简单清晰，运行灵活，继电保护简单，主变故障或检修时仅本台机组容量受阻，影响范围小，可靠性高。电站500kV高压侧3回进线，2回出线，可采用单母线接线、双母线接线、角形接线等方式，结合当地电网习惯，采用五角形接线，该接线在任一断路器故障时能确保全厂容量正常送出。任一出线故障不影响电站机组的正常运行，另一回出线可以送出全厂的全部容量，可靠性高。电站的正常运行操作由断路器进行，隔离开关只作为断路器或进出线回路检修隔离之用，结合电站布置，500kV设备采用GIS。考虑电站机组容量及特性，发电机中性点采用经接地变压器的高电阻接地方式。发电机出口设置发电机出口断路器，考虑电站厂房布置较为紧凑，将电压互感器、避雷器等集成至发电机出口断路器中。电站机组制动采用电气制动和机械制动相结合的方式，并设置专用电制动设备，加入电制动可以克服纯机械制动方式存在制动闸块磨损大、产生粉尘污染定子线圈和噪声大的弊端，改善机组自动系统运行条件，延长使用寿命，减少检修工作量和强度。当机组转速为50%的额定转速时，投入电气制动；当转速下降到额定转速的5%～10%时，投入机械制动至停机；当电气制动或发电机内部故障时采用机械制动。
2.2分级式中端及终端设备控制技术
变电站一次系统电气主接线设计之二是分级式中端及终端设备控制技术。
分级式中端及终端设备控制技术主要是在智能化变电站设备运行中，使用分级式终端控制技术，能够对变电站结构中可能存在的问题进行有效监督，充分发挥各自线路的重要作用，有效降低了变电站设备的负荷，避免了智能化变电站集中化管理中可能存在的安全隐患。在该变电站运行中，做好终端设备控制技术，能够改善整体运行环境，借助二次设备，对整体线路检测与保护具有较强的效果。使用分级式中端及终端设备控制技术，能够改善整体工作质量，有效实现现阶段监控信息的共享，为无人值守的变电站发展提供技术支持。
2.3电气系统的一次设计
变电站一次系统电气主接线设计之三是电气系统的一次设计。在变电站设备的一次设计中，需要设计人员重视电气平面，对整体施工工作现场进行勘测，为电气设计工作进行有效规划。现阶段技术人员在对变电站设备进行一次设计时，需要选择合适的设备，从而确保相应设备能够在电力系统中发挥应有的作用。在110kV变电站设计中，需要重视对电气设备的稳定性进行分析，确保整体设备能够在变电站内部承担相应功能，为变电站有效运行提供便利的条件。设计人员需要做好主接线设计，从而确保电力系统能够在日常工作中发挥应有的作用。在变电站整体设备设置中，需要充分发挥一次设备在电路系统中的重要作用，改善整体工作质量。变电站设备需要做好防雷设计，避免雷雨天气出现雷击现象，对整体设备产生较大的影响。在110kV智能化变电站设计中，技术人员采用了通用的总平面设计工作，利用IEC61850的通信协议，提高当前电力输送质量。在该设计中，技术人员将部分外接智能接口有效连通，发挥控制智慧终端的重要作用，完成一次设备的在线监测工作，组成高效的处理机制，进一步提升变电站技术含量；将部分监测设备与传感器有效接入高压线路外部，完成变电站一次设备安装工作。技术人员结合当前变电站运行中存在的问题，提出了可行性方案，进一步提升当前工作质量，从而提高整体设备的使用寿命。智能化变电站主要使用半户内站设计，使用GIS配电装置，整体建筑面积为0.23hm2，其中设备占地为1038m2，其中设备编号为推广类，主变压器使用油色谱进行监测。设计人员在该变电站一次设计中，使用了常规电流互感器与合并单元，从而提升当前工作质量。整体设备数字采量主要是有“常规互感器+合并单元”来实现。
2.4单母线分段接线
变电站一次系统电气主接线设计之四是单母线分段接线。单母线分断接线一般使用于110kV出线在4～6回的110kV变电所，城轨牵引变电所一般引入双回路电源，引入后除本所牵引变压器无其它负荷出线。单母线分断接线需要5台110kV断路器，且需布置母线等设备，接线复杂，设备占地较多，虽然扩展性较好但是不适用于城轨变电所及类似终端变电所。城轨110kV变电所常采用无母线的桥型接线、线路变压器组接线等接线形式，接线更为简洁，设备少占地面积较小。
结语
总而言之，变电站在设计期间，应注重线路整体的便捷程度，并考虑投入使用后一旦出现异常情况应如何处理。通过合理调整设计，选用更为合理的接线方案以及电气装置，使相关企业能够平稳运行，为电力系统的发展做出应有的贡献。
参考文献
[1]陈赛男.变电站一次系统电气主接线设计方案分析[J].科技创新与应用，2020（3）：96-97.
[2]雷艳娜.220kV变电站一次系统优化设计分析[J].科技经济导刊，2019，27（35）：51.
[3]陈学智.变电站一次系统电气主接线设计研究[J].山东工业技术，2019（7）：197.
[4]徐小宁.变电站主接线方式可靠性评估与方案优选［J］．电工技术学报，2015，30(12):441-446.
[5]段永强，王艳.城轨变电站接线方式及高可靠性费用比较［J］．都市快轨交通，2012，25(3):72-74.