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摘要：在电力系统中变电站是十分重要的构成部分，对于保证电力系统运行有着十分重要的意义，本文从设计原则出发，论述了相关变电站一次系统电气主接线设计措施。
关键词：变电站；一次系统；主接线；设计
1、电力系统接线设计原则
1.1、保证电力系统接线的安全可靠性
电力生产的首要任务就是安全可靠。如果出现了停电事故会严重影响到国民经济各个部门的利益,对发电厂造成损失,甚至出现人身伤亡等重大事故。因此在选择主接线接线形式时,一定要将供电的可靠性放在首要位置进行考虑。根据国内外长期运行的实践经验,综合考虑电气一次部分和相应组成的二次部分在运行中的可靠性,兼顾电气设备本身的发展,选用可靠性高的电气设备,依照该系统在整个电力系统中的地位和作用合理选择主接线形式,避免全站全停的可能性。目前工程运用中,使用较多的接线方式分别为单母线接线、分段单母线接线或桥型接线形式等等。
1.2、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形式提出了很高的要求。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。
1.3、在保证质量的前提下降低成本支出
为保障前两个主要原则,即主接线设计既需保证其安全可靠性、又需确保灵活方便,势必增加了主接线设计的成本与支出。当前节约资源成为主接线设计的一大趋势,因此应在保证以上两个原则的基础上力求简单、降低成本支出。如减少电压等级和简化线路，以此来减少电力系统设备的占地面积,并在此基础上降低电力设备的投资费用和维修费用。采用合理的电气一次设计技术,有效减少电力系统在接线以及分阶段维护等方面所花费的费用。
2、变电站一次系统电气主接线设计关键点分析
2.1、电气主接线
电气主接线主要是发电厂、变电站电气设计最为重要部分。主接线同电力系统和发电厂、变电站自身运行灵活性、可靠性以及经济性等有着紧密的关系，同时对选择电气设备、配电装置布置等有着十分重要的影响。
2.2、短路电流计算
电网系统逐渐完善，与之相关技术也有了一定提升，在进行设计中，要求精准记录短路电流，将其作为设计的参考依据。短路电流计算可以选择导体以及电器、确定中性点接地形式、计算软导线的短路摇摆、确定出分裂导线间隔棒的距离等等。
2.3、电气设备
变电站可以在相关技术慢慢发展向智能化，为了尽快适应发展的速度，要求在进行的前期设计过程中选择较为先进设备装置。与此同时，设备的装置自身必须具备收集和故障检测能力，必须注重设备的使用寿命，实现对后续检修维护费用的维护。
2.4、做好防雷接地保护
在实际运行过程中电气设备会承受过电压，一般是来自外部雷电和系统参数的变化过程中电磁会有震荡以及集聚发生。变电站也会被客观环境的影响，造成出现故障问题，造成了变电站工作不能继续。
3、电站一次系统电气主接线设计的策略
3.1、电气一次系统保护
为了确保电厂一次系统应用的可靠性需要满足当出现故障时及时对系统进行保护，避免故障范围的进一步扩大。电厂一次系统的保护主要包括继电保护、主变压器的保护及过电流保护等。继电保护系统主要是当系统发生故障时，确保被保护的电气元件及时跳闸的一种装置。
在电站一次系统内，要求继电保护具有选择性、灵敏性、可靠性三个方面的要求。选择性主要是指当系统发生故障时，保护装置应该在最接近故障位置处进行动作保护，将系统的故障范围维持在尽可能小的范围内。灵敏性主要是指当发生故障时能够第一时间启动保护，避免影响范围的进一步扩大。可靠性主要是指当故障发生后系统的保护动作应正确，同时能够正确区分正常工作时的电流冲击和故障电流。
要保证一次系统的正常稳定运行离不开可靠的二次控制电源。在进行设计时应保证如果系统出现控制电源失电现象则可通过后备电源向各直流母线和直流馈线进行负荷供电。该不间断电源应采用双套主机的联动供电模式。直流后备电源系统采用单母线分段接线结构，同时还需要设置微机高频开关电源充电装置，用于充电，确保系统的连续、稳定运行。
3.2、主接线形式
在实际项目设计中，主接线设计应根据项目当地供电情况、负荷容量大小、负荷性质、变压器容量及台数、设备特点等综合分析来确定。中高压系统中主接线方式主要采用单母线、分段单母线或桥型接线这三种类型。
单母线接线形式，此种方式接线简单清晰、设备少、操作方便，同时投入的资金总体比较少，后续管理运维总体便利。但是稳定性比较弱，不够灵活可靠。任一主元件故障或检修时，均需要整个配电装置停电，就会造成变电站不能进行工作，出现停电事故的负面影响。
分段单母线接线形式，此种方式接线简单清晰、设备较少、便于扩建和采用成套配电设备。当一段母线发生故障，该段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电，不致使重要负荷停电。此种接线方式适用于具有两回电源线路，在大中型企业中采用较多。
桥型接线形式，此种方式系统接线清晰、占地少、可靠性和灵活性较好。但是线路的切除和投入较复杂，此种连接方式要求连接比较多的设备，所以在进行建设过程中，较为容易发生操作难题。
3.3、变电站主要一次设备的配置
变压器的类型及选择
电力变压器是用来改变交流电压大小的电气设备。常用变压器分为干式变压器与油浸式变压器。一般多层或高层主体建筑内变电站、防火要求较高的场所应选用干式变压器。油浸式变压器依靠油作冷却介质，所以需要安置在空气流通性比较好的地方，故而油浸式变压器大部分在户外使用。
断路器的类型及参数选择
断路器是一种能关合、耐受、开断运行回路的正常电流，也能在规定的时间内关合、耐受及开断规定的过载电流(包括短路电流)的开关设备。变电站中，出线回路较多或需要带负荷操作、有继电保护和自动装置要求时应采用断路器。
变电站中使用的高压交流断路器主要有六氟化硫断路器和真空断路器等。六氟化硫断路器具有体积小、可靠性高、开断性能好、燃弧时间短、不重燃、可开断异相接地故障等特性。在项目设计中，一般35kV及以下电压等级或66kV、110kV电压等级的高压交流断路器宜选用六氟化硫断路器。但是在高寒地区，需考虑SF6气体液化问题。真空断路器具有体积小、可靠性高、可连续多次操作、开断性能好、灭弧迅速、灭弧室不需检修、运行维护简单、无爆炸危险及噪音低等技术性能，所以一般在35kV及以下电压等级中被广泛使用。但是真空断路器在各种不同类型电路中的操作，都会使电路产生过电压，在使用时注意需要限制操作过电压。
4、结语
变电站在进行前期设计过程中，必须注重线路整体的便捷性，同时应该考虑到投入应用到出现异常情况处理，对其进行合理调整设计，选择最为合适接线方案和电气装置，促使进行合理调整设计，选择合适的接线方案和电气装置，保证相关企业稳定运行。
参考文献
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