摘要：随着社会经济的快速发展，电力能源的需求日益增长。为了保障电力能源的稳定安全供给，变电站的建设发展力度不断加强，在用电量快速增多、电力安全指标日益严格的新形势之下，变电站电气一次设计的严格要求成为社会与电力企业的关注重点。本文从变电站的电气主接线及其设计原则出发，对变电站主接线的基本形式及对应的优缺点进行了深入的探讨研究。
关键词：变电站电气；一次主接线；设计
引言
由于变电站电气一次设备承担着发电、输电、配电等重要工作，所以必须要保证变电站一次设备的良好运行，包括任何一个细小的零件都不能出现任何故障，一次回路与二次回路更是要认真检查，确保正确。总而言之，设计人员只有通过不断加强变电站电气一次设计，才能努力规避变电站运行中的安全风险。
1变电站的重要性
变电站主要功能是通过转变电压，以及对转变完电压的传输和对电流流向的控制达到传输电流的目的。它沟通电压和电网，使不同等级电压的电流稳定有序的传输。由此可见，变电站的主要功能就是增加或减少电压。根据用电单位的不同用电需求，变电站负责将发电厂生产的固定压力电流通过加压或降压的方式进行处理，加压方便长距离运输，同时保护传输线路；降低压方便人们使用，同时保证人们用电安全。由于不同地网之间的构造不同，变电站的设计也不相同，主要有110kV、220kV和500kV等不同规格，不同规格的变电站对电压的调节也会不同。当今，220kV变电站的分布最广，因为我国家庭用电的规格几乎都是220V，所以必须要用220kV变电站进行变压。因此，对220kV变电站的设计工作必须重点关注它的实用性、安全性和绿色环保性能，确保它的传输安全和居民用电安全和减少对能源的使用和浪费，对整个国民经济都有着重要的作用。
2电气一次主接线的概述
在变电站中，电气一次主接线指的是高电流、高电压的电气模块中的主体结构，它在电力系统中发挥着至关重要的作用。电气一次主接线的科学设置，直接关系到电力生产的正常进行，与此同时，也会直接影响到配电装置以及电气设备等各方各面工作的有序开展。因此，在变电站的建设过程中，必须要积极开展好电气一次主接线的基础设计工作，根据电能的生产、传递以及配置程序等过程来对单相接线图进行绘制，综合考虑各方因素，在技术、经济以及可行性等方面充分比较分析，选择最佳方案。
3关于变电站进行电气一次设计方面的原则
由于变电站的适用范围非常广，在所有规格变电站中的特殊地位，故在进行变电站的设计时还要进行一定的特殊性设计。一是主接线的设计，这也是最主要的设计，要求安全可靠是第一位的，要求每一个模块的连接必须平顺紧密，安全可靠。二是要求整体变电站设计总体统一，使整体设计标准统一，避免出现前后矛盾，减少维护成本。三是充分考虑供电单位的经济效益，只有保证供电企业的合理经济效益，才能使整个供电网实现可持续发展。四是在变电站的选址和建设时应该充分考虑当地环境的承载能力，因地制宜进行建设施工，避免对环境造成不可逆后果。
4主接线设计问题
在目前变电站的设计上，为了首先保证整个供电网的安全可靠，在主接线的选择上一般选择安全性能最好的较复杂主接线。但这种选择有两个后果，一个是由于设计复杂，施工复杂，后期的维护成本比较高。一个是由于核心部件的体积增加了，造成变电站的体积也相应增加，造成占地成本增加。现在我们主要对目前市面流行的两种主接线方式，双母接线和单母分段接线，进行对比分析，发现其各自有哪些优缺点。从可靠性上分析，双母接线的优点是它有两组相互隔离的母线控制开关，在维修保养中可以轮流对单个母线控制开关进行关闭，而不影响整体线路使用，在对一个母线隔离控制开关进行维修后能够迅速恢复供电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其缺点是在进行线路检修时需要对整个线路进行断电，因为在操作母线隔离控制开关时容易导致失误。而单母分段连接的优点是采用分母分段连接，可以将供电线路分成N段进行处理，其中的一段上母线发生故障，由分段隔离器自动隔离故障段，其他分母段不会受到影响。从灵活性上分析，双母接线可以做到将电源和回路符合灵活地分配不同的母线段；而单母分段连接线能够满足不同运营方式的运用，更加的灵活。从经济性上分析：双母接线需要投入更多的设备，所需资金比较大；而单母分段需要投入的设备较少，所需资金比较少。
5主接线的基本形式及其优缺点
5.1?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。
5.2?角形接线
角形接线可以有效节约经济成本，在发生设备或者线路故障时，不用浪费过多的人力、物力与财力，只要拆除相应的故障元件便可以使线路恢复正常。而且这一拆除作业不会对电力系统的正常运转产生任何不良后果，但是这一接线方式的主要问题在于电气设备的选择非常复杂，往往需要综合考虑多方面因素，不利于变电站的扩建。
5.3?单母线
在变电站电气一次主接线设计过程中，单母线的应用最为常见。顾名思义，单母线只有一组母线，所有接在该母线上的电源和回路都需要经过一个开关进行控制。所有设备都是在该母线上串联运行。单母线接线方式的主要优点是线路结构非常简单，连接设备较少，相关操作比较方便，经济成本低，而且只要设备占地面积足够大，母线可以任意延伸，具有非常良好的可扩性。但是其主要缺点是可靠性低，灵活性差，当母线需要进行检修或发生故障时，需要中断所有设备以及回路的电力供应。因此，单母线的接线方式比较适用于回路较少、对电力供应可靠性要求不是非常高的变电站中。
5.4双母线
科技双母线形式的主接线的两组母线可以实现同时工作，并且能够通过母线联络断路器实现并列运作，电源和负荷实行平均分配，这种形式的主接线的主要优点有：（1）电力供应稳定可靠。能够通过两组母线的隔离开关进行倒换，对其中一条母线进行检修时，另一组母线可以正常运转，进而避免了由于电力检修而中断电力供应的情况。而且当其中一组母线出现意外故障时，另一组母线能够迅速切换过来，实时恢复正常供电。（2）调度的高灵活性。各个电源与回路负荷能够随意分配至任意一组母线中，根据电力系统的实际需要实现灵活调度
结束语
总而言之，在新的电力发展形势下，变电站电气一次主接线设计需要满足多方面的实际要求，具有较高的现实性与复杂性，相关设计人员要在积极遵循基本设计原则和要求的基础上，选择正确的设计方法与接线方式，制定出最合理、最可行的设计方案。
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论文作者:曹恩积
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/5
标签：变电站论文; 接线论文; 母线论文; 电气论文; 线路论文; 回路论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;