浅谈电气主接线设计的原则和要求

摘要:电气主接线是由高压电器通过连接线，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，故又称为一次接线或电气主系统。本文以变电所的电气主接线为例来简要说明电气主接线设计的原则和要求。变电所电气主接线是变电所电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的主要组成部分。它的设计是变电所设计的首要任务，与全厂电气设备的选择，配电装置的布置，机电保护和自动装置的确定密切相关，直接影响着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，因此，电气主接线的设计是一个全面、综合性的问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，结合电力系统和变电所的具体情况，进行反复比较和优化，最后确定出最佳方案，力求使其技术先进、经济合理、安全可靠。

关键词:主接线 要求 原则 变电所 经济 灵活 可靠

1、电气主接线的设计原则

设计变电所电气主接线时所遵循的原则有：(1)符合设计任务书的要求；(2)要以国家相关的方针、政策、法规、规程为准则；(3)结合工程实际情况和具体的特点，全面、综合地加以分析，力求保证供电可靠、调度灵活、操作方便、节省投资的原则，设计出技术先进、经济合理的电气主接线。

1.1变电所主接线要与变电所系统中的地位、作用相适应

根据变电所在系统中的地位和作用确定对主接线的可靠性、灵活性和经济性的要求。

1.2 变电所主接线的选择应考虑电网安全稳定运行的要求，还应满足电网出故障时应处理的要求

1.3 正确选用接线形式

各种配置接线的选择，要考虑该配置所在的变电所的性质，电压等级、进出线回路数、采用的设备情况，供电负荷的重要性和本地区的运行习惯等因素。具体原则如下：(1)变电所的电压等级不宜过多，以不超过三个电压级为原则；(2)单母线接线：适用于小容量变电所；(3)单母线分段接线：应用于6～10kV时，每段容量小于25MW；35～60 kV时，出线回路数小于八回；110～220 kV时，出线回路数小于四回；(4)单母线带旁路母线接线：多用于35kV以上系统的屋外配电装置。35kV时，出线回路数大于八回；110 kV时，出线回路数大于六回；220 kV时，出线回路数大于五回；(5)单母线分段带旁路母线接线：应用于35～110kV变电所；(6)双母线接线：应用于变电所出线带电抗器的6～10 kV配电装置，以及35～60 kV出线数目超过八回或连接电源较多负荷较大、110～220 kV出线数为五回及其以上的情况；(7)双母线带旁路母线接线：多应用于35kV以上系统的屋外配电装置。35kV时，出线回路数大于八回；110 kV时，出线回路数大于六回；220 kV时，出线回路数大于五回；(8)桥形接线：应用于35～220kV的配电装置中；(9)角形接线：应用于全部回路数小于5～6回，工作电流不大，最终规模明确的110kV及其以上的配电装置中，一般接线不宜超过六角形，以四角形应用最广。(10)近期接线与远景接线相结合，方便接线的过程。

1.4 旁路母线的设置原则

采用分段单母线或双母线的110～220kV配电装置，当断路器不允许停电检修时，一般需要设置旁路母线。主变压器的110～220kV侧断路器，宜接入旁路母线。

当有旁路母线时，应首先采用以分段断路器或母联断路器兼做旁路断路器的连接。

当220kV出线为五回线及其以上、110kV出线为七回线及其以上时，一般装设专业的旁路断路器；当采用可靠性较高的SF6的断路器可不用旁路母线；对于6～10kV屋内配电装置一般不设旁路母线。

1.5 在确定变电所主接线时要进行技术经济比较

2、电气主接线设计的一般要求

2.1 可靠性

供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，停电会对国民经济各部门带来巨大的损失，往往比少发电能的损失大几十倍，导致产品报废、设备损坏、人身伤亡等。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。因事故逼迫中断供电的机会越小，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。研究主接线可靠性的标志是：(1)断路器检修时，能否不影响供电。(2)线路、断路器或母线故障时以及母线隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对Ⅰ、Ⅱ类重要用户的供电。(3)发电厂或变电所全部停电的可能性。(4)对大机组超高压情况下的电气主接线，应满足以下可靠性准则的要求。1)任何短路器检修，不得影响对用户的供电。2)任一进、出线断路器故障或拒动，不应切除一台以上机组和相应的线路。3)任一台断路器检修和另一台断路器故障或拒动相重合时，以及分段或母联断路器故障或拒动时，都不应切除两台以上机组和相应的线路。4)一段母线故障（或连接在母线上的进出线断路器故障或拒动），宜将故障范围限制到不超过整个母线的二分之一。

2.2 灵活性

电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，其灵活性要求有如下几个方面：(1)调度灵活，操作简便：应能灵活地投入或切除某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。(2)检修安全：应能方便的停运短路器、母线及其机电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。(3)扩建方便：应能容易地从初期过度到最终接线，在扩建过渡时应尽可能的不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，完成过度方案的实施，使改造工作量最少。

2.3 经济性

在满足技术要求的前提下，做到经济合理。(1)投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以便选择价格合理的电气设备。(2)占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省架构、导线、绝缘子及安装费用。在运行条件许可的地方，都应采用三相变压器。(3)电能损耗少：在变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，所以应经济合理地选择主变压器的型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。

参考文献

[1]发电厂变电所电气设备.中国电力出版社.

[2]相晓鹏,邵玉槐.基于最小割集法的配电网可靠性评估算法[J].电力学报,2006.(2).