摘要：在新形势下，随着社会经济的不断发展，能源的需求量在不断提升，其中电力能源需求量提升的最为显著，所以要想保障电力能源的有效供给，变电站数量的快速增长，变电站电气设计显得越来越重要，是确保安全供电的基础和关键.因此一定要制定出科学合理的变电站设计方案，对变电站布局进行合理规划，从而才能确保电力供电的正常运作.基于此，本文主要对新形势下变电站电气一次主接线设计进行详细分析.
关键词：新形势；变电站；电气一次主接线设计
一、电气一次主接线的概述
电气一次主接线又叫“电气主接线”，它是变电站高电压、大电流电气部分的主体结构，在整个电力系统体系中占据重要地位。电气主接线的布置，将直接影响到电力生产过程能否顺利进行，同时也会对配电装置的设置、电气设备的选型、控制模式等各方面产生决定性的影响。所以在变电站建设与改造中，必须做好电气一次主接线的设计工作，按照电能生产、传递、配置的标准程序和要求绘制出单相接线图，并全面考虑各方面的影响因素，在经济、技术、效益、可行性等方面进行充分分析和比较，进而选出最适用的方案。
二、电气主接线设计原则
2.1灵活性原则
在当今经济、科技飞速发展的时代背景下，变电站随时可能更新、改造，因此，电气一次主接线设计必须遵循灵活性的原则。具体来说，要遵循“扩建灵活、调度灵活、检修灵活、事故处理灵活”的原则。在扩建灵活原则上，要求主接线的设计要满足变电站分期建设的要求，要适应从初期到完工的过程中扩建的要求；在调度灵活原则上，必须满足系统持续、正常运行的需要，方便操作，并能快速灵活地投入、更换或切除无功补偿装置、变压器等，最大限度提升电力系统的安全性、可靠性和经济性；在检修灵活上，要求必须能够方便地进行安全检修或更换开关设备、变压器等；在事故处理灵活上，要求在遇到变电站系统故障时，能快速隔离故障发生部位，及时恢复供电正常，以保护电力系统的安全、持续运行。
2.2可靠性原则
电能的输送是一项对人们的生产、生活具有重大影响的工作，因此，必须高度重视电气一次主接线设计的可靠性，确保电能生产、输送和分配的可靠性。遵循可靠性原则，要求在设计过程中着重考虑以下3个方面：①要考虑变电站全部停止运行的概率；②要考虑断路器在检修的过程中是否会影响到电能的供给；③要考虑在发生线路故障或维护时，可能导致的停电线路数量、停电的时间和对重要用户用电需求的保障。
2.3经济性原则
所谓“经济性原则”，指的就是电气一次主接线的设计必须考虑到各方面费用的花费，最大限度降低成本。遵循经济性原则，首先要节约设计成本，尽量选择高效益的设备，减少设备的使用量，同时还可通过限制短路电流、选择相对质优价廉的电气设备或者尽量避免使用截面较大的电缆，从多方面着手来达到节约成本的目的。另外，要尽量缩小占地面积。这就需要设计人员从接线方式的选择上入手，充分考虑设备布置所需的土地面积，通过充分的对比论证，选择占地最小、效果最佳的接线方案，同时还要考虑征地的价格，降低配电装置征地所需费用。
三、变电站电气一次主接线设计
3.1主接线设计
在对变电站进行一次主接线设计时，要考虑到以下三个方面：第一，变电站负荷；第二，变电站建设规模和占地面积；第三，在整个电网中变电站所发挥的作用和地位。对于变电站中的三级负荷，要结合设计要求，进行一个供电电源的设置；对于变电站中的二级、一级负荷，进行两个相互独立供电电源的设置，当其中一个电源在运行时出现了故障，另外一个，还能继续安全的供电，保证运行正常。同时，变电站一次主接线设计时，还要考虑变压器容量大小，如果变电站系统中包含多台变压器，当其中某台变压器出现故障时，其它变压器必须能够满足变电器的运行负荷要求，以确保变电站二级、一级负荷的稳定性。
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3.2主接线选择
结合变电站的实际规划设计要求，按照《变电站设计技术要求》，优化接线形式，若配电设备出线数小于2，可以采用桥形接线形式；若出线数小于4，可以设置分段单母线接线形式，并且尽量在变压器路旁设计双母线和单母分段配电装置。同时，变电站主接线选择时，应充分考虑多方面因素，尤其是中间变电站和终端变电站，在靠近变电站负荷中心区域的终端变电站接线要分两路设计进线，合理设置两台变压器，高压侧主接线设计包含变压器组接线、内桥接线和单母线接线，根据变电站的接线设计、容量大小等实际情况，选择最合适的接线形式。
3.3变电器的选择
变电站变电器的设计应当要把主变压器作为设计的关键，设计人员对变电器的设计就是对主变压器的选择与设计。以110kV变电站为例，其主变压器的选择与设计应当充分考虑以下内容：对于具有冷却功能的设备，要依据主变压器的外部工作环境、本身结构特征等决定选择；还要对有载调压或无激磁调压进行确定，在此基础上进行决定选择；要严格依据电力系统对设备的相数、绕组数等实际需求，作为最终的选择条件。
3.4断路器的选择
断路器的选择会对变电站运行的安全性产生重要影响，因此设计人员应当对断路器的选择给予充分的重视，设计人员应当尽可能延长断路器的使用寿命以及保证其性能发挥正常。尽量选择安装方便，简于检修的断路器。断路器的选择应当确保其在电力系统合闸运行时还具备足够的导电性，以保证在负荷电流以及短路电流通过时，设备还具有良好的动稳定性能与热稳定性能。
3.5电气接地设计
在实际的变电站设计建造过程中，为确保变电站电气一次设备的正常运行以及避免施工人员因触电而发生安全事故，一般会将电气设备的某部分与大地进行良好的连接，这就是我们所说的电气接地设计。电气接地除了可以有效防止触电，还可以避免电气一次设备的机械性损害，有效避免火灾、爆炸的发生。一般地，变电站电气一次设备的正常接地装置主要是由接地体与接地线组成，接地体一般分为自然接地体与人工接地体两种，最常用的是自然接地体，接地体多采用角钢，只要将其端部削尖，则可直接打入地中；而接地线一般都采用扁钢或圆钢。接地体一般是环绕着变电所进行敷设，而变电所的高压配电室与低压配电室分别有两处都与接地体连接，变压器只有一点与接地体连接起来的。另一方面，变电所内高压配电室、低压配电室与变压器室均在室内用扁钢连接成一整体。最后，接地电阻的计算值应当满足高压小接地系统的保护接地以及低压电气设备保护接地与工作接地电阻计算值。
3.6无功补偿
变电站一次主接线设计为了提高供电质量应注意做好无功补偿，保持变电站线路的无功功率平衡。在变电站中，无功电源远远小于自然无功负荷，通过电压控制和无功补偿，一方面可以提高变电站电压质量，另一方面有效降低变电站线损，提高经济性、安全性和稳定性。在变电站运行过程中，当发电机失磁或者电气回路线路跳闸以后，变电站系统必须保持正常供电，输出稳定的电压，因此应合理设置变电站无功电源配电方式和内用容量。
结束语
总之，新形势下变电站电气一次主接线设计工作具有一定的复杂性，设计人员必须严格遵循设计的基本原则和要求，采用科学的设计方法，根据变电站的具体情况，选择最为适宜的主接线形式，进而拟定出最佳的设计方案，确保方案的可行性。
参考文献：
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[3]李莉平.浅析110/220kV变电站电气一次主接线设计[J].通讯世界，2015（23）：178-179.
论文作者:吴跃
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
标签：变电站论文; 接线论文; 电气论文; 变压器论文; 断路器论文; 负荷论文; 灵活论文; 《电力设备》2018年第25期论文;