10kV变电站电气主接线设计与实现

10kV变电站电气主接线设计与实现

齐国辉

基准方中建设设计股份有限公司  四川省成都市  610000

摘要：变电站是电力系统的核心组成部分，电气主接线作为变电站向外供电的主要途径，直接关系到供电的可靠-9否，所以，做好电气主接线设计十分必要。本文就对10kV变电站电气主接线设计进行分析，并探讨其实现方案，以期为同类工程施工提供一定借鉴。

关键词：10kV变电站；电气主接线；设计；实现

10kV变电站在电力工程中较为常见，做好其电气主接线，对变电站供电可靠性有着极大影响，因此，研究10kV变电站电气主接线设计、实现方法，有着一定现实意义。

1. 10kV变电站电气主接线设计

1.1设计原则

在电气主接线设计中，其需要遵循的原则包括：可靠性原则：确保主接线工作的可靠，从而保证变电站供电的正常，也是变电站、电力系统安全的根本要求；灵活性原则：是指可以灵活的调整运行方式、调度方便，且易于检修，留足未来扩建的空间；经济性原则：是指在做到主接线设计可靠、灵活的前提下，尽量减少主接线建设成本，提高主接线的经济效益。

1.2设计依据

在10kV变电站电气主接线设计时，是不能无任何根据随意设计的，一般来说，设计的依据主要包括：变电站的重要性、承担的功能等；变电站的规模大小、分期建设情况等；变电站的负荷情况。一般来说，在电气主接线设计中，需要对一、二级负荷设计两个相互独立的电源，作为主用和备用，且备用电源能够满足一、二级负荷正常运行的需求；三级负荷则只需要设计一个电源，这是由于一、二级负荷是相对较小的，在主用电源失效后可以换为备用电源继续供电，三级负荷较大，相对较为危险，在出现失效情况时，需要立刻对检查电源的安全性，以免形成重大安全事故。

1.3设计内容

在10kV变电站电气主接线设计中，其设计的内容主要包括以下四个方面，分别是：

一是主接线方式的选择

对于10kV变电站而言，电气主接线设计需要考虑的因素包括变电站实际情况、容量等，禁止采取统一的模式，常用的主接线方法有双母接线、单母分段接线两种，各有其优劣。从可靠性方面来看，双母接线采用的两组母线之间可以相互为补充，通过操作隔离开关来将发生故障的母线断开，换用另一母线，实现迅速恢复供电；从灵活性方面看，双母线可以将电源、回路负荷分配到任意母线，但单母分段接线更适合各种不同运行方式，灵活性更好；从经济性方面来看，单母分段接线在设备、投入方面都少于双母线，经济性更佳。

二是变压器的选择

对于10kV变电站，在变压器选择中，需要先确定相数，通常为两相；然后是绕组数和接线类别，多选择双绕组、YN型绕组接线；最后是冷却、调压方式，需要根据实际情况来选择；对于一些特殊情况，变电站变压器数量应最少设置2台，来为变电站安全、稳定提供保障。具体情况包括：①变电站供电中一级负荷数量较多或者为保证二级负荷安全；②负荷会随季节变化出现较大幅度变化的地区；③电源系统不接地、动力电与照明变压器共用以及电气装置外露等情况。

三是断路器的选择

断路器是变电站安全的一个重要保障设备，在设计时，应当考虑的内容有：①在合闸时，断路器要保证负荷电流、短路电流能够长期通过，且热稳定性、动稳定性等性能要良好，所以，必须确保断路器质量优良；②在出现跳闸情况时，断路器应具备良好绝缘性能，起到应有的阻断功能，保护变电站安全；③断路器应当具有良好断路能力，且分闸时间要适宜；④断路器本身结构应尽量简单、使用寿命要尽量延长，体积应尽量小，以便于安装与维护。

四是其它电气设备的选择

在10kV变电站电气主接线设计中，除了要选择上述设备外，还有其他一些电气设备，需要考虑的因素有：①其它设备要满足变电站正常运行的基本需求，有长远发展的空间，其维护成本要尽量低；②其它设备要适用于变电站所处的实际环境，减少环境因素对变电站运行产生的不良影响；③其它电气设备应尽量选择高技术含量的，确保设备的可靠，更好地满足变电站需求。

2. 10kV变电站电气主接线实现

以某10kV变电站为例，其母线侧馈线数量有30多条，为·78·确保变电站供电的可靠，在电气主线设计中，其实现方案有。

2.1双母线接线设计方案

对于某一供电线路，用两条母线、隔离开关与变电站相接，在供电时，合上一条母线的隔离开关，完成整个线路的供电；当这一母线出现故障或需要检修时，启用另一条母线来继续供电，其优点体现为供电更为可靠、检修较为方便、可以灵活调度且适合扩建等。但是，该种接线方案也存在一定不足，主要有需要较多的设备，比如隔离开关，隔离器作为操作开关容易出现误动作情况，自动化难以实现，其运行经济性相对较差。特别是在出现母线系统故障情况时，需要在短时间内将大量的电源、线路切除，是无法满足大部分负荷要求的。

2.2单母线分段接线设计方案

对于10kV变电站承担的两个或多个重要负载，采取双回路供电的方式，将重要负载分别接在10kV母线的不同段上，可以避免彼此的相互干扰，即使某一荷载的母线出现故障或者需要检修，也只会对此负载产生影响，其它母线段依然可以继续供电的可靠。在此种接线方案中，母线分段是通过利用断路器来实现的，从不同母线段引出双回路供电来一一对应重要负荷，在出现故障时，利用断路器来切除故障路段，其他正常的母线段供电不会出现中断，对重要负荷的安全、稳定有着重要作用。对于单母线分段接线方案来说，当有某段母线出现短路故障时，分段断路器、故障段电源回路断路器会自动断开，将故障段从整个供电系统中切除，非故障段母线运行不会受到影响，从而有效缩小故障范围，对于控制短路电流的负面影响有着重要作用。比较上述两种接线方案，对于变电站承担的重要负荷，其主母线接线在保证足够可靠、灵活的基础上，单母线分段接线在经济性上是优于双母线接线方案的，所以，适用于本变电站。

结语

综上所述，在变电站电气设计中，电气主接线是一个十分重要的内容，对整个变电站供电系统的可靠性、稳定性等起着至关重要的作用，因此做好变电站电气主接线设计，是有着重要现实意义的。在变电站电气主接线设计中，需要优先考虑供电的可靠性、电能质量以及经济性等诸多因素，以此为基础，选择合适的变压器、断路器以及其它各种设备，然后再结合变电站长远发展的需求，选择合适的主接线设计方案，在确保适应变电站运行实际的基础上，最大程度的提高供电的稳定性。

参考文献

[1]潘国思．110／10kV总降压变电站电气设计与防雷保护研究[J]．黑龙江科技信息，2017(02)：9．