110kV变电站电气主接线方案选择

摘 要：本文对110kv变电站电气主接线的方案进行了对比选择，包括了经济性比较、运行灵活性分析和比较、可靠性分析和比较，最后确定了电气主接线的方案。

关键词：110kV变电站；主接线方式；方案选择；经济性；灵活性；可靠性

中图分类号：TM645 文献标识码：A

1 概述

电气主接线是变电站电气部分的主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；它的确定与电力系统整体及变电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有很大影响。因此建立一个科学的电气主接线的评价系统，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术经济比较，合理选择主接线方案是十分必要的。

2 主接线方式初步选择方法

（1）内桥接线：采用该接线方式时，会将断路器设置在线路侧，若送电线路出现问题时，可断开送电线路断路器，解决故障问题，不会影响其他线路，线路切除与安装操作较简便。110kV变电站主要采用内桥接线方式，该方式分为普通内桥接线与扩大内桥接线两种。普通内桥接线运行中，主变压器及进线数量都为2，由于该接线方式断路器较少，布线简洁，解决线路故障时操作简单、方便快捷，已成为终端变电站主要采用内桥接线方式。变电站正常运行时，打开断路器，可见每条进线配备一台主变压器。扩大内桥接线运行方式为主变压器3台、进线3条，二次回路与布线都较复杂。

（2）线路一变压器组所采用的是110kV变电站例最简单的接线方法，设备单元为3个，所占面积较小，且接线操作简便，布线清晰，当送电线路出现问题时，可通过断开断路器解决。正常运行状态时装置为主变压器1台以及进线1条，接线简单且具有运行经济、可靠性高等优点，对于变电站智能化、自动化操作有一定促进作用。

（3）T型接线在运行过程中具有较高的可靠性，运行方式为主变压器3台、进线3条，但必须在两侧配置电源，每个电源需配置3条出线。

以上为典型110kV变电站主要接线方式，应根据电网规划的具体情况，结合技术指导，在该变电站以2台主变压器作为本期规模的情况下，根据运行负载率大小选择合适的接线方式，当负载率处于0.5～0.65范围时，可考虑采用普通内桥接线作为变电站接线方式。若变电站以3台主变压器及3条进线作为远景规模时，长时间运行下应控制负荷率，使其处于0.67～0.87范围内，这种情况下，接线方式可考虑线路一变压器组接线。由此可得，典型110kV变电站主要接线方案，见表1。

3 两种接线方案的经济性对比

通过分析，对比两种接线方案的经济性。两种接线方案主要配置对比，见表2。

用C表示两种接线方案的设备投资，a表示附加费系数，10表示10kV，110表示110kV，经济性计算方法：C=（a/100+1）C0。根据表1的两种接线方式案所需配置，结合市场的配置价格，用经济计算公式算出第一种接线方案，优化主接线可节约资金约200万元。

4 两种接线方案的运行灵活性对比

第一种接线方案远期接线方式为线路一变压器加普通内桥接线，运行中灵活性较高，两种接线方案中的本期接线方式在运行时灵活性一致。两种接线方案的区别体现在以下方面：第一种接线方案中，3号主变压器接线方式为线路一变压器组接线，存在进线供电限制，供电需经过3号进线，由于停运原因，3号主变压器在运行中，可靠性易受影响，导致停运率增加。当3台主变压器都处于正常状态时，负载率保持在0.67～0.87范围内，若3号线停运，可将备用电源安装在低压侧上，并通过启动装置确保供电。第二种接线方案采用3台主变压器及3条进线运行，操作繁琐且继电保护较复杂。

5 两种接线方案运行可靠性对比

若将每百公里内110kV架空线路的停运率假设为0.2次/a，修复平均时间假设为50h/a，每百台金属气体绝缘封闭设备停运率假设为3次/a，修复平均时间假设为45h/a，每百台主变压器停运率假设为2.5次/a，修复平均时间假设为80h/a，将110kV架空线路假设为10km，以电力运行可靠性理论为根据，内桥接线、线路一变压器组接线这两种接线方案运行可靠性，见表3。

从表3可得，当3台主变压器出现停运事故时，两种接线方式“不允许”事件发生率以及期望修复时间一致，1年修复平均时间小于1min。当2台主变压器出现停运事故时，第一种线路一变压器组接线方式“不允许”事件发生率高于内桥接线，约为内桥接线方式的8倍，修复时间多于内桥接线方式。1台主变压器停运时，第一种线路一变压器组接线方式“不允许”事件发生率高于内桥接线，约为内桥接线方式的3倍，修复时间多于内桥接线方式，1年修复时间约4h。因此可考虑线路一变压器组加普通内桥接线方式。但考虑到典型变电站接线情况较复杂，有3台主变压器以及3条进线，根据城市电网规划要求，变电站变压器负载率应在0.67～0.87范围内，以确保用电安全，或通过投入备用电池装置确保供电安全及其可靠性。变压器负荷率处于0.67～0.87时，两种接线方式可靠性接近，当变电器负荷率超过0.87，3号变压器会出现故障，可能发生停运，因此应发展自动化配电网以此降低变电器负荷率。

6 主接线方案的最终确定方法

通过综合分析可得，110kV变电站主接线方案可根据以下标准确定：当变电站以2台主变压器和2条进线为本期规模时，运行中负载率能保持在0.5～0.65范围内，接线方式应考虑普通内桥接线。当变电站以3台主变压器和3条进线为远景规模时，为确保运行可靠，应使负荷率保持在在0.67～0.87范围内，这种情况下接线方式应考虑线路一变压器组接线。以上方式均有较高运行灵活性及经济性，且接线操作简便，可满足南方电网配电接线要求。

典型10kV变电站六分段环形与单母线六分段两种接线方式作对比，采用六分段环形接线可有效提高变电站负荷平衡率，由于该接线方式在实现自动化及机电保护方面较困难，操作较复杂，因此主接线方式应考虑单母线四分段接线，有效提高变压器负荷平衡率，促进变电网自动化实现。

结语

变电站的电气主接线方案，对变电站电气主接线的供电可靠性、经济性和灵活性有着重要影响。因此在确定电气主接线方案时，必须分析相关影响因素，综合评价各项技术经济指标，只有这样才能确保变电站运行稳定。

参考文献

[1]汪海.浅谈110kV变电站的电气主接线选择问题[J].科技创新导报，2012，20（13）：214-215.