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变电站一次系统电气主接线设计研究韩少槐

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：韩少槐

[导读] 摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速。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。

        身份证号码：4205211985****1215
        摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速。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。本文主要分析变电站一次系统电气主接线的有关规划，简要阐述该方面的设计要点，着重探究具体的设计方式，包括主变电装置、接线连接形式以及其他电气装置，致力于提升电力系统运行的稳定性和可靠性，以供相关人士参考。
        关键词：变电站；一次系统；电气主接线
        引言
        随着全球经济的快速发展，电力需求呈递增趋势，我国作为世界第二大经济体系，在电力方面的需求更是日益剧增。电网系统是电力供给的基本保障，系统的安全性、稳定性关系电力供应质量和效率，变电站作为电网系统的基本元素，具有电能传输、转换的重要作用，在电气设计技术应用时，应注意电力变压器、断路器以及电流互感器等核心设备的类型和参数选择，根据不同电压等级选择合适的电力设备，充分保障区域的用电需求。
        1接线设计原则
        1.1接线设计应当灵活方便
        实际工程中电力系统的供电范围内，既存在人群聚集的小区、商业广场等设施的区域，也存在用电需求较大的厂矿等区域，因此对电力系统主接线接线提出了很高的要求。一方面，电力系统供电应满足该区域的用电需求，除特殊情况外应对该区域进行不间断供电；另一方面，在接线设计时需在保证供电需求的前提下对接线进行灵活设计，如由于线路老化及恶劣天气等原因需对接线进行检修与维护，但检修与维护期间也需保证供电需求。这就需要电力系统可通过其余接线的弥补对电能进行调度，调换电力系统的运行方式，利用其他接线输送的电能来弥补检修期间所无法输送的电能，确保该地区可正常用电。在检修过程中应及时断掉断路器、母线及继电保护器等设备，保护检修人员的人身安全。为了检修的灵活方便，电源、变压器、电线及接线负荷等需按照要求进行连接。通过调整以上设备的接线可使输送的电能进行灵活调度，满足在突发情况下的用电需求。同时对接线进行灵活设计也可有效降低线路复杂程度，进而降低检修人员工作强度，便于后续的检修与调度。
        1.2可靠性
        电气主接线只有满足了可靠性特点才能实现电能生产要求。在变电站中电能很难进行大量储存，因此，电力的产生、运输、使用都是在一瞬间完成的，任何一个环节出现问题都会造成供电质量下降或供电中断。但可靠性并不是完全绝对的，对于要求不高或不重要的客户来说，太高的可靠性很有可能会造成电力浪费。电气主接线的可靠性应当从以下几个方面进行考虑：第一，变电站在整个电力系统中所占据的位置和重要性；第二，电力负荷的类别和性质；第三，电力设备的可靠程度；第四，变电站和电力工作人员是否有长期的实践运行经验。
        2变电站一次系统电气主接线设计的策略
        2.1主变电器
        变电站的电气主接线设计中，设备选择是极为重要的。对于此方面，需结合借助细节设计，提高选用程序的可靠性，其中包括配电的频率、反馈线路等。相关的设计师应注重设备的容量，检测设备在异常情况下工作，产线的工作水平和超负荷。常规变电站中，若主变电器未能处于较好的工作状态，其他变电装置所承载的电荷会大幅提高。出现该种情况主要是由于其发生故障后，已经无法正常承载电荷，而为确保正常供电，会转至其他无问题设备。结合实践数据进行分析，在安装程序中需规划多项具体的实施计划，提升整体设计的可靠性，有效协调各方面的因素。主变压器的主要作用是保证用电安全、在转变线路中的功率及电压。若其出现故障问题且未能立即解决，会引发大范围的停电问题，装置本身也会受损。在选用设计时，首先，应考量其容量，根据电力系统负荷情况以及局部的负荷情况进行确定。若处于负荷比重较高的地区，需考虑若其中的一台设备无法正常工作，另一台设备能否满足正常供电。在负荷量较小的地区，若主设备出现问题停止运行，另一台设备也应可承担超过原有负荷的八成。其次，连接数量。为确保变电站的正常工作，线路中会连接两台主变电器，而若是工作量较重的变电站，也可适当增设设备的总数。最后，形式的选用，应达到相应调压数据的最小容量，选用无功的容量，并定期校验。
        2.2一次接线类型
        变电站中一次接线的种类较多，具体包括通信电缆、控制电缆以及电力电缆3种类型。通信电缆以满足通信需求为主，包括各种内部、音频等信号的传递；控制电缆以实现设备、电气、仪表信息的检测、管控为主，以维持电气设备的正常运行；电力电缆主要满足电力运输需求，与直流系统、高压设备等相互衔接。在多种一次接线的作用下，可以更好实现变电站的稳定、有序运行。
        2.3电流互感器和电压互感器配置合理的参数
        电流互感器按照绝缘介质分为干式电流互感器、浇注式电流互感器、油浸式电流互感器、气体绝缘电流互感器等类型，在参数配置时应根据配电设备的额定电压进行选择，如在6~20kV的配电设施，应选择浇注式电流互感器，35kV以上的配电设施则可选择油浸式电流互感器。如果产品使用环境较好则可使用电压互感器，如三相五柱式电压互感器或单向互感器，技术人员需根据配电设施的额定电压进行灵活选择，确保电流互感器和电压互感器的工作效率。通过配置合理的互感器可保证配电设施的安全。
        2.4主接线选择
        电气主接线设计方案常用的有单母分段接线和双母接线方式、无汇流母线，这3种接线方式的可靠性均较高。单母分段接线方式主要是借助断电器分割母线，一旦其中某段母线发生故障，剩余母线还能正常供电，为变电站的供电稳定性、持续性提供了保障。双母接线方式是指２组母线轮流工作，当其中一组母线检查或维修时，另一组母线能够正常运行。将分段单母接线方式与双母接线方式进行对比，能够发现分段单母接线的经济性能较好，双母接线的供电可靠性较高。分段单母接线的经济性能主要表现为分段单母接线所使用的设备较少，因此经济投入和使用成本较低；但双母接线方式使用的设备和经济投入则较高。值得注意的是，分段单母接线的灵活性较差。双母接线方式的供电可靠性体现在，一旦变电站发生故障只需停掉故障线路的供电便可进行维修，并且故障线路的负荷能自动转移到正常运行的线路中，以灵活调动电力。无汇流母线。首先，单元式的接线方式，其具有较强的独立性；其次，桥形模式，无须连入大量的断路装置以及隔离开关，且需要加设的设备不会占据扩大的空间，能够达到变电站对其可靠程度的要求标准；最后，角形模式，在进行线路维修过程中，不必中断正常的电力运行，且具有较强的稳定性及灵活性，双母线分段接线如图1所示。

                    图1双母线分段接线
        结语
        变电站在电力输送系统中的作用不言而喻，其中电气安装施工的科学合理性更是决定着整个电力输送的稳定、安全，所以，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。
        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.