电气主接线设计浅析

电气主接线设计浅析

姚鉴钊

肇庆市新程机电工程有限公司526060

【摘要】随着工业化的发展，电力能源的重要性愈加明显。为了更好地满足社会的电力需求，变电站的数量不断增加。受用电量加剧以及电力安全指标越发严格等因素的影响，如何做好电气主线接线工作逐渐成为人们关注的重点。基于此，文章探讨了变电站电气主接线的相关设计，并基于电气主线接线设计原则，深入分析电气主线接线设计的有效策略，以期促进电力系统的稳定运行。

【关键词】变电站；电气一次主接线；设计原则

受发电厂自身特征的影响，大规模的发电厂的选址往往位于偏僻位置，且该位置多与电力负荷中心相距较远。为了在发电厂与电力负荷中心之间建立稳定的连接，将二者之间存在的距离消除，应充分发挥变电站的作用，为人们的生活生产提供更加稳定的电力资源。从某种意义上来说，变电站在电网的稳定性方面发挥着关键作用，因此，变电站一次系统电气主接线设计就显得格外重要。

1电气主接线设计的要点

变电站一次系统电气主接线设计要点：（1）电气主接线。通常来说，在发电厂、变电站电气设计之中，电气主接线十分关键。主接线可以与电力系统整体、发电厂以及变电站直接连接，关系到这些运行的安全与否，甚至还会关系到电气设备的选择以及配电装置的布置等方面。（2）计算短路电流。经济社会的不断发展，科学技术水平的提升，极大地促进了电力系统的优化与完善。现如今，在电力系统中，短路故障是比较常见的故障类型，因此，在实际设计过程中，需要对短路电流进行准确计算，并在设计工作中对计算结果进行科学合理的利用。[1-3]（3）变电站防雷接地保护的选择。变电站设计期间，还需对防雷保护工作进行考虑，假如电气设备遇到较强雷击的时候，就会对变电设备产生破坏，进而对整个变电站运行的正常性产生不利影响。因此，在实际设计期间，需要综合考虑防雷工作，对有效的防雷措施进行应用，促使变电设备承受雷击的影响程度得以尽可能地降低。

2变电站电气的主接线及其设计原则

2.1灵活性原则

灵活性主要表现在主接线是否能够应对扩建、调度、检修以及事故处理等四个层面的需求。首先，扩建作业时，电气主接线设计应当满足对变电站进行分期建设的基本需要。不论是变电站建设前期还是后期，主接线要充分适应并满足扩建的需要。在调度工作中，要求主接线能够适应电力系统的变化，直至其正常运转。此外，调度工作要求主接线操作简便，尽快投入生产状态，在稳定运行的基础上，提高电力系统的经济收益。在检修方面，主接线应当能够支持电力系统的安全维修以及设备更新等状况。[4]在事故处理层面上，若电力系统出现问题，主接线应当迅速发现问题部位，并开启隔离机制，尽快使电力系统恢复至安全稳定状态。

2.2 可靠性原则

主接线是电力传递系统的主要组成部分，而电力的稳定传递就是电力供应正常的保障。因此，应当切实改进电气主接线的可靠性。为了提高电气主接线的可靠性，设计者应当关注以下三个问题。第一，变电站是否会出现整个系统停滞的状况及出现这种状况的几率。第二，在检修断路器时，供电系统是否会受到影响。第三，如若出现系统故障，可能出现电力供应中断问题的区域以及中断时间。

2.3经济性原则

在电气一次主线设计中，经济型原则是指建设主线时应当关注经济成本问题，也就是说，设计人员应当尽量避免额外的经费支出。加强电气主接线经济性设计，应从设备选择入手，挑选性价比较高的电气设备，比如可以选择质量可靠的设备，去替代质量较差设备，避免电气设备数量过多，以优质来减少电气设备数量，使其更加经济高效。最后，应关注占地面积问题，将地理资源的优势发挥出来，避免面积的浪费。因此，设计人员应当调整接线方式，并对不同接线方式所需的空间进行分析，结合实际情况，选择最佳的电气接线形式。

3变电站一次系统电气主接线设计的策略

3.1主变电器

要保证电气主线接线质量，首先要考虑变电站的设备选型。对此，电气设计人员需要通过详细设计和计算，选择可靠的设备和程序，保证用电安全，尤其是配电的反馈线路和配电的频率等，需要基于计算选择。另外，电气设计人员还需要根据设备容量，同时考虑电气设备在异常情况下，产线的工作水平问题。在一般的变电站中，一旦主变电器处于异常工作状态，则整个变电装置能够承载的电荷将大幅度提高，这种情主要是因为设备故障，不能正常承载电荷。要确保供电顺利，则必然会将电荷转移至其他正常设备。所以在电气主线接线设计时，要充分考虑用电时间数据，在程序设计和安装过程中，考虑多种具体实施计划，保证用电的安全性和可靠性。[5]

主变压器的关键作用是保证用电电压、功率以及用电安全。一旦电气线路故障问题不能及时解决，则会引起大面积停电，同时电气设备本身也会遭受不同程度损坏。对此，电气设计人员在考虑设备容量时，要基于电力系统具体用电负荷情况来确定，当其中某台设备出现故障，那么要考虑另外设备能否满足供电需求，所以，要根据实际情况开展设计。用电负荷较小的地方，当主设备无法正常运行，则在另外一台设备需要具备承担原负荷的80%以上。用电负荷较大的区域可以适当增加设备数量，保证线路连接数量，可以在线路中连接两台及以上的主变设备。

3.2主接线形式

（1）单母线接线形式。这种形式电气接线投入较低，并且作业方式很简单，后期运行维护工作便捷，但是其稳定性不足。[6]当母线与电气设备装置之间出现故障，将会导致电站无法工作，甚至会导致全部停电。

（2）分段接线方式。这种分段接线方式出现故障只会影响部分线路，某条母线发生故障时，也只会对与之连接的线路停电。所以这种主线接线方式适合对用电标准较高的用户。

（3）双母线接线。该主线接线方式有利于后期运行与维护工作，并且调度工作也非常方便，但是这种接线方式连接的设备数量较多，在建设过程很容易出现问题，需要重点注意，其主线接线方式如下图1所示。

图 1 双母线接线

（4）双母线分段接线。这种接线方式比双母线接线更佳，一旦其中某段母线发生故障问题，其他分段能够照常工作。不仅如此，双母线分段接线中各元件能够自由切换，其灵活度非常高，更加安全和稳定。但是这种接线的缺点也很明显，后期线路保护工作也相对复杂，导致运行成本增加。双母线分段接线如下图 2 所示。

图 2 双母线分段接线

（5）无汇流母线。这种接线方式分为单元式、桥型以及角型模式。其中单元式的接线独立性较好；桥型接线方式不需要占用较大空间，而且不用接入大量的隔离开关以及断路装置等，后期改造也相对方便，能够满足用电可靠性的基本要求；角形模式最大特点是能够不中断电力系统进行维护，其稳定性和灵活性非常高。

3.3电气设备装置

通常来说，体积较小的装置能有效节约空间，所以往往选择接触高阻抗新的装置，该装置工艺较为完善，同时具备较好的模式，能有效保证电网的正常工作。电气设备装置能有效提升电网工作效率，使电力系统保持正常的运转和工作，大大降低了其他设备装置的管理成本，使企业运行管理费用及养护费用的大大降低，为企业资金运转提供了较大的帮助。[7-8]电力系统能否正常运行，受到以下三个因素的影响：第一是变电站本身，变电站的质量好坏会直接影响到电力系统运行的稳定与否；第二是主接线，主接线的设置及其质量问题都会对电力系统的运行产生影响；第三是实际的负荷量，电力系统运行的过程中，实际产生的负荷量会对电力系统的稳定性提出考验。 要全面提高电力系统的运行稳定性，必须采用模块化的电力装置，先进的技术装置是电力系统运行的前提，模块化的电力装置能使数据分层计算，避免负荷过大影响电力系统的正常运转。与此同时，电力单位还要对电气设备装置进行定期的检查，及时发现电气设备装置可能出现的问题，以及对已出现的问题采取行之有效的解决措施。对于变电站一次系统中的其他电气装置，可采用隔离断路设备等集成式的装置，比如隔离开关装置就能有效确保变电站的稳定性。在变电站的全部设备选择及安装好后，以对电流及电压等进行校验，以此判断相关设备是否能满足变电站正常运转的需求。

4结论

要保证电力系统的正常运行，必须对变电站、主接线、电网运行负荷等诸多因素进行判断。当前，必须不断提高电力装置的质量，使电力系统的运行更加灵活与安全，以更好的保证人们的用电需求和用电安全，同时，为了降低电力运行成本，还应该防患于未然，对电力设备进行实时监测，及时更换老旧设备，避免设备故障造成严重的运行事故。为不断推动电力事业的发展，相关技术人员可充分利用智能应用知识将电力控制实现自动化及高效化，以此实现电网的稳定发展。

参考文献

[1]郭约华. 变电站一次系统电气主接线设计分析[J]. 低碳世界, 2020, 10(11):2.

[2] 奚好冉, 宋斌. 变电站电气主接线设计及主变压器的选择分析[J]. 华东科技：综合, 2020(3):1.

[3] 王骞, 佟静. 变电站一次系统电气主接线设计研究[J]. 文渊（高中版）, 2020(35):0211-0211.

[4] 李海月. 电气控制线路的设计方法与探索[J]. 数字通信世界, 2020(5):1.

[5]陈赛男. 变电站一次系统电气主接线设计方案分析[J]. 科技创新与应用, 2020(3):2.

[6] 周田田. 变电站电气主接线设计及主变压器的选择[J]. 科技风, 2020(8):1.

[7] 周春生. 变电站一次系统电气主接线设计[J]. 学生电脑, 2021(008):000.

[8] 杨红霞. 变电站一次系统的电气主接线设计[J]. 集成电路应用, 2022(005):039.