变电站电气主接线设计及主变压器的选择

变电站电气主接线设计及主变压器的选择

王学梁

天津市津源电力工程设计有限公司 天津市 300161

摘要：随着人们生活水平的提高，对电力行业的发展要求也越来越高。变电站是维持电力传输，保证居民日常用电质量的关键连接系统，在传输的过程中能够保证电压的高压度以及用户使用时的低压度。虽然我国的电力连接系统和电力变压系统的相关技术有着较大的改善，但是，在实际工作的过程中仍然存在着一定的设计和选择问题。为了保证变电站工作的实效性、安全性，连接正确的主接线，并根据相应的电力需求更改合适的变压器，专业人员就需要结合实际工作环境对现阶段的变电站专用设施进行设计。本文通过分析变电站电气主接线的设计原则，提出主接线的设计方式和主变压器的选择方式。

关键词：变电站；电气主接线设计；主变压器；选择

引言

社会的发展和进步都需要能源进行支撑，随着时代的发展，社会对电能的需求量变得越来越大，需求量增加之后就会对发电厂的要求也越来越高，但是因为发电厂自身的原因，大部分的大型发电厂建设会选择在比较偏僻的地方，并且和电力负荷中心有着一段距离，要想把发电厂和电力负荷中心更好的进行连接，消除这一段距离，就需要变电站来从中进行连接，让人们能够更安全的使用电能。变电站能够决定电网的稳定，所以在设计的时候就变得尤为重要。

1概述

变电站一次设计主要是指相关人员在变电站运行中，为维护变压器、隔离开关、断路器、输电线路、发电机等电力设备平稳运行所制定的设计方案。变电站输电、供电、配电等工作的完成，都需要依赖于电气一次设计中，对电气设备的有效连接。为保障变电站电气一次设计的可行性、安全性，还需结合变电站工作性质的特殊性，坚持科学、合理的设计原则。电气一次设计需符合所在地区电力规划要求，并根据该区域近期、长期电力负荷合理设计规模。在设计主接线时，应重视电气设备可靠性、运行灵活性，以及变电站经济效益。针对不同区域，需要制定不同一次设计方案，并调整设计形式、设计规模，以此适应变电站供电需求。总而言之，变电站电气一次设计，应在符合变电站供电标准、地区电力规划、电力设备安全运行的基础上，制定科学性、可行性、可靠性的设计方案。借此维护变电站整体效益，促进我国电气企业进一步发展。

2新型自动化监测方法的实现

在变电站主变压器低压侧故障数据修正处理的基础上，通过搭建数据采集单元、监测地址编码等环节，实现新型自动化监测方法的顺利应用。

2.1低压侧故障数据采集单元搭建

变电站主变压器低压侧故障数据采集单元以BGK-MICRO分布式监测仪作为核心搭建设备。随着自动化监测程序的不断运行，变电站主变压器低压侧故障数据大量堆积于自动化监测模块中，且这些数据自身都携带大量的可连接物理节点。

2.2自动化监测的地址编码

地址编码是新型自动化监测方法搭建的关键环节。为保证新型自动化监测方法具备良好的执行效果，数据采集单元在对变电站主变压器低压侧故障数据进行重排操作之前，会设定多个格式相同、权限不同的地址信息，并根据故障数据中关键节点的存在形式，对这些地址信息进行初级编码，进而生成完善的自动化监测地址编码结果。这种新型的自动化监测地址编码形式借鉴了二叉树转存格式，通过转化上级存储数据类型的手段，得到单一的目的参数值，并将这些参数值作为头结点插入下级故障数据中，再通过节点首尾相连的方式，得到准确的自动化监测编码地址。

3主变压器的选择方式

3.1保证选择原则合理性

主变压器在选择的过程中应该以主接线的设计为主要选择参考对象，对于一些线路负荷较大，或是一级、二级负荷的线路而言，就可以选择两个及以上的变压器，从而保证电力运输的稳定性和安全性，同时，在这种类型的线路中选择两个及以上数量的变压器还可以减少后期的线路维修工作，降低线路故障率，能够有效保证电力企业的基本利益。对于负荷较小、等级较低的线路而言，就可以选择一到两台变压器，这样既可以保证电力运输工作的稳定运行，还可以避免出现资源浪费的情况，能够有效的保证电力企业的基本经济利益，符合变压器选择合理性的原则。

3.2保证选择台数准确性

对变压器台数的选择时可以根据目标线路所属区域的主要用电量来进行选择。对于用电量较大的城市或城郊区域而言，在选择时就可以先了解清楚中低压的环网情况，并根据整体用电情况和环网情况选择合适数量的变压器，一般情况下选择两台主变压器为最佳选择方案。对于位置较偏僻，工业生产厂或加工厂分布较密集的开发区而言，就需要选用三台及以上的主变压器，这样才能在保证工业供电正常的情况下，降低线路的故障率。

3.3保证选择容量有效性

目前，我国大部分地区的变电站的主变压器容量是根据未来的负荷计划来决定的，或者是根据变电站的主要负荷量和区域内的电网结构来决定的。因此，为了保证线路运输电力的稳定性，在选择主变压器时就需要先考察好该区域内的以上两个因素，并综合其用电者的数量进行选择。

3.4变电站一次系统电气主接线的基本接线形式

主接线设计可以按有无汇流母线进行接线，有汇流母线又分为单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线和增设旁路母线或旁路隔离开关接线五种；无汇流接线分为单元接线、桥形接线和角形接线三种。（1）单母线接线的特点。这种接线操作相对比较简单，成本比较低，在以后维修上也比较方便，但缺点就是可靠性比较差，如果母线或者是连接母线的断路器出现故障时，就会造成全站停电的隐患。（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）双母线接线的特点。双母线接线的特点在检修的时候非常方便，调度灵活。但是使用这种接线方式需要很多的隔离开关和配电装置，比较容易发生接线失误。（4）双母线分段接线的特点。双母线分段接线的主要特点就是如果一段母线发生故障之后其他段落依然可以正常运行，其次每个元件之间都能够在两段母线上进行切换。但是双母线分段接线还有一个缺点就是母线的差动保护过程非常繁琐。（5）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。（6）无汇流母线接线形式的特点。a.单元接线：能独立的进行连接。b.桥形接线：使用的断路器和隔离开关少，配置装置占地的面积也比较小，能满足变电所的可靠性。c.角形接线的特点：在检修时不会出现中断供电的情况，有非常高的可靠性和灵活性。

结语

变电站的电气主接线是保证电压稳定输出的关键之一，该设备能够通过相应的接线保持供电质量，将零散的供电区连接在一起。为了增强供电系统的灵活性和安全性，电力技术人员就需要对电气主接线、配电零部件、变压零部件做出相应的调整，安装专业的报警系统和自主修复系统，减少不必要的损失。同时，技术人员还可以借助相关计算机技术实现电力控制自动化，从而在保持电力输送稳定的状况下，推动电力事业的发展。

参考文献

[1]曹沙.110kV变电站一次系统设计[D].湖南工业大学，2018.

[2]闵万雄.变电站改造工程中的电气一次设计研究[J].企业技术开发，2016（4）：65-66.