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摘要：近年来，我国高速发展，这些都离不开电力系统的支持。变电站又是电力系统的一个重要构成部分，它对于我国社会经济的发展有着不可或缺的作用。那么设计出安全可靠高效的变电站电气主接线对于变电站以及电力系统的运行来说非常重要的。本文主要是基于 110kV 变电站的电气主接线设计问题来进行阐述的。
关键词：110kV变电站；电气主接线；设计要点
引言
110kV变电站主接线是电力系统的关键性构成内容之一，其对电网运行稳定、继电保护控制、电气设备选择和配电装置的布置方案等都有较大影响。
1 主接线的概念
电气主接线是由高压电器通过连接线，以电源进线和引出线为基本环节，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，又称为一次接线。即指变电所中变压器、断路器、母线、隔离开关以及线路等之间的连接线，是表示变配电系统中电能输送和分配路径的电路，它是由各种开关电器、电力变压器、导线等电气一次设备按一定顺序相连接而成的。电气主接线是变电所电气部分的主体，主接线的拟定与设备的选型、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定、运行的可靠性、经济性以及电力系统的稳定性和调度灵活性等密切相关。
2 110kV电气主接线设计的关键因素
2.1单母线接线
作为主接线中相对简单的接线方式之一，单母线接线主要应用于只有一台主变压器的变电站当中。这种情况下能够充分发挥单母线接线优势，不仅仅接线简单清晰，而且涉及到的相关设备更少，操作更加方便。但是在单母线接线中还存在一定问题，其中不够灵活、可靠性较差是最典型的问题。采用单母线接线方式，如果其中某一设备出现问题，在维修中需要让整个系统停止运行，严重影响供电质量以及供电安全。而当前人们对于110kV变电站以及供电质量要求越来越高，因此这种接线方式存在的弊端让其应用较少。
2.2 单母分段
单母分段这种接线方式，主要是利用断路器对母线进行分段，将客户分为几个节段，由断路器分隔电源对客户提供供电服务。这种接经方式有效的避免了单母线接线方式带来的各种弊端，即将某一处母线发生故障时，不需要对整个供电装置进行停电设置，只需要将发生故障的这一段母线隔进行检修即可，对其他段的母线不会产生影响。在这种情况下，不仅有效的提高了供电效率，同时还显著的提高了供电的可靠性和稳定性，使用户能够得到更加优质的电力服务。这种接线方式相对于单母线接线式来说，做出了较为显著的改进，也是电力建设过程中的重要进步，对我国的电力发展建设具有较为重要的意义。
2.3 配电装置的设计
变电站电气主接线的设计是要依据变电站的最高电压等级情况，今天我们主要说的是 110kV 的变电站，根据此选择出一种满足变电站正常高效运转的接线方式。变电站的电气主接线主要包括高中低三种压测接线，这三种接线都有不同的作用。目前 110kV 高压配电装置主要是分屋内布置和屋外布置两种方式。断路器又分为普通、小车、全封闭屋内布置三种方式。每一种组合起来的情况都不一样，要根据当地具体的状况进行组合设计，不可以盲目的进行使用。例如:如果当地的环境状况不好，污染较严重或者是空地面积比较大，这个时候就可以选择普通电器和小车屋内布置。反之，如果当地建筑比较密集，人流量较大，投资的成本较高则选择全封闭组合器屋内布置。环境因素对于变电站主接线设计的影响是非常大的，要多加注意。屋外布置又分为屋外半高、高型、以及中型布置。如果进出线比较复杂、回路较多，可以选用半高型的布置。如果是双母线设置，则可以选用高型布置。如果想造价低廉，维修方便，则可以选择中型布置。每一种都各有利弊，要根据当地的具体情况进行设计，不能够停滞不前，要自主创新设计出一套符合多种情况且可以克服多种障碍的变电站电气主接线。
2.5双母线接线
双母线接线主要是在系统中引入两组母线，并将两组母线协调使用以保证变电站的运行可靠性，通过这种方式还能够进一步提高供电质量。在110kV变电站一次主接线设计中，在电源和出线位置配备相应的断路器是进行双母线接线的必要前提，另外还需要配备相应的双母线控制开关以实现有效控制功能。双母线接线具有显著优点，尤其是维修保养比较方便简单。当对其中一路母线进行维修的时候，另一路母线仍然能够运行，不会影响用户生产生活的需求。但是这种接线方式同样存在一定的弊端，进行维修保养的过程中需要增加相应的保险措施进行保护，以免出现异常断电情况。也正是由于这一弊端，导致双母线接线不是很好 220KV 变电站一次主接线设计欢迎。
2.6变配电所主接线的设计
首先是拟定初步方案，根据系统运行要求，通过分析原始资料，为各个电压等级的系统初步拟订数个技术上可行的主接线方案，确定母线的连接方式及电压等级、出回路等。各主接线方案都应满足供电可靠性的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设计主线接线方式时，应根据变电所在电力系统中的地位、负荷性质，进出线数、设备特点、周围环境及规划容量等条件，综合考虑供电可靠、操作方便、运行灵活、投资节约和便于过渡等要求，选择应考虑以下因素：在 35kV 及以下变配电所，一般不设置旁路母线，也不用采用双母线；在 10kV 及以下的变配电所其高压及低压母线宜采用单母线或分段单母线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用单母线带旁路母线或双母线的接线。最后对拟订的各方案进行灵活性、经济性、技术可行性，以及今后的扩容和发展趋势等多方面进行综合比较，选出最佳方案作为最终方案。综上所述为保证供电的可靠性以及经济性，对电气主接线设计，可用电源为两路进线，两台变压器。一次侧使用单母线接线，二次侧使用单母线分段接线。一样的两路电源容量可负担悉数负荷配置，行使一用一备工作形式就足以保证 变电站的运行。
2.7电气设备的保护装置设计
如果110kV变电站发生故障，仅仅依靠工人的维修是远远不够的。要设计出可以自我保护的装置。如果变压器长期超过负荷，就容易损坏。如果设计出当变压器感觉自身温度过高时候，自动减负荷或
者跳闸来保护自身，就可以大大的降低伤害。当变压器的内外部发生故障时，可能会引起变压器绕组过电流的状况，所以可以设计出电流保护装置。这样当发生状况时，电流保护装置就可以保护自己了。当变压器的油量不足或者发生各种故障的时候，要设计出可以自动启动瓦斯保护和差动保护的装置。这样的保护装置不仅可以减轻工作人员的工作量，还可以保护变电站，减轻对变电站的损害。
2.8相关电气设备及电气接线的设计
我们可以对变电站高压电气主接线进行设计改造。例如:安装在夏季克服雷暴的避雷针，继电保护装置，以及隔离开关等设备。110kV 的电气主接线简单清晰，有利于操作，检修简单方便。它与任何装置进行配置时都不会产生断电的状况，这种主接线费用还较低。但是这种方案的可靠性较低，这也是一大需要改进的设计点。对于变电站电气主接线的设计要尽可能的安全可靠，并且设计要进行创新。目前世界上大多都采用了自动化运转，我们的设计也要规范化、无人化。不仅要考虑到经济和社会因素，还要减少对耕地的占用，设计出价格低廉，电能消耗较少，同时又能满足人们日常的生活、工作用电的电气主接线。才能保证工业等正常运转，促进国民经济的发展和提升，推动中国的发展与壮大。
2.9桥形接线
桥形接线方式可以分为外桥与内桥。对外桥接线而言，由于无需大量设备，所以变压器的调整也非常简单，但是主要缺点是在变更线路时，变更操作非常复杂。当断路器发生故障时，经常需要中止变压器的正常运转，这必然会直接影响电力供应。而对内桥接线而言，其主要优点在于高压断路器的数量较少，线路的变更与切换都十分简单，主要缺点在于对变压器进行切换相对比较复杂。当断路器出现故障时，检修时间往往较长，而且检修时必须要中断线路的电力供应。
2.10一个半断路（3/2）接线
一个半断路接线中引入了三台断路器，并且两个元件就能够实现三台断路器的母线连接，这种一次主接线方式主要是前面几种接线方式基础上完善并提出的。这种新型的接线方式需要两个母线进行连接，极大保证了供电的可靠性，而且相比较而言更加灵活。一个半断路接线方式在检修方面也具有明显优势，当检修某一条母线的时候，另一条母线运行状态不会受到威胁。但是这种接线方式同样也存在一定的问题和缺点，首先是需要较大的占地面积，其次是其有一定的适用范围，一般在超高压电网中应用较多。
结语
随着我国电力系统的不断发展，需要改进的地方也越来越多。只有设计出一套综合性的变电站电气主接线，才能够满足多方面的需求。110kV 变电站设计应该注意分析短路的状况和改造变电器的保护设置，提高国家电网的综合水平。这对于保障国家经济平稳运行也有重要的作用。我相信我们国家的电路系统必将更上一层楼，综合实力也必将得到进一步的提升。
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作者简介：张俊亮（1983-），男，壮族，籍贯：广西南宁市人，本科，工程师，主要从事电力行业设计工作。
论文作者:张俊亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/24
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