35 kV变电站电气一次部分设计技术分析

覃予春

（广西智鑫电力设计有限公司，广西 南宁 530022）

1 引言

随着我国经济建设的高速发展，现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，电网实时信息传送量成倍增多，对电网运行的可靠性要求也越来越高，而电力系统对变电站又提出了减人增效的要求，这两者之间的矛盾可以通过变电站自动化技术来解决。实际上，随着计算机及通信技术的发展，信息采集、处理、传输均可通过计算机完成，变电站自动化系统就是以计算机和网络通信技术为基础，将微机保护、微机控制、微机远动、微机自动装置、微机故障录波等分散的技术集成在一起，从而实现电网的现代化管理，并可以给运行、安全、设计、施工、检修、维护、管理等诸多方面带来直接或间接的经济效益、社会效益。

本论文重点针对35 kV变电站的一次电气设备部分中的部分问题进行深入的分析和探讨，以期从中可以找到管理变电站电气一次部分的模式与经验方法，并以此和广大同行分享。

2 35 kV变电站电气一次部分总体设计概述

对于变电站、变电所的电气一次部分的主接线，是由高压电器设备通过连接线组成的接受和分配电能的电路，也称为一次接线；它反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系，从而构成发电厂或变电所电气部分的主体。电气主接线是保证出力、连续供电和电能质量的关键环节，它直接影响着配电装置的布置、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，它必须满足工作可靠、调度灵活、运行检修方便且具有经济性和发展的可能性等基本要求。

2.1 电气主接线的基本要求

2.1.1 保证必要的供电可靠性和电能质量

安全可靠是电力生产的首要任务，停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更严重，往往比少发电能的价值大几十倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。电压、频率和供电连续可靠是表征电能质量的基本指标，主接线应在各种运行方式下都能满足这方面的要求。

2.1.2 具有一定的灵活性和方便性

主接线不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。

2.1.3 具有经济性

在主接线设计时，在满足供电可靠的基础上，尽量使设备投资费和运行费最少，注意节约占地面积和搬迁费用，在可能和允许的条件下应采取一次设计，分期投资、投产，尽快发挥经济效益。

2.1.4 具有发展和扩建的可能性

在设计主接线时应留有余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。

2.2 设计步骤

电气主接线的一般设计步骤如下：

（1）对设计依据和基础资料进行综合分析。

（2）选择发电机台数和容量，拟定可能采用的主接线形式。

（3）确定主变压器的台数和容量。

（4）厂用电源的引接。

（5）论证是否需要限制短路电流，并采取相应措施。

（6）对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。

3 35 kV变电站电气一次部分设计探讨

3.1 变电站电气一次主接线设计分析

3.1.1 主接线方案论证

主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的设备尽量简化电气主接线；在满足可靠性、灵活性要求的前提下力求经济合理，满足投资少、占地面积小和电能损失少的要求。

3.1.2 35 kV变电站一次电气主接线设计

35 kV变电站电气主接线，其主接线方案分析论述如下：

采用一台半断路器接线，当进出线回路数为六回及以上，配电装置在系统中具有重要地位时，宜采用一台半断路器接线；进出线回路数少于六回，如能满足系统稳定性和可靠性的要求时，也可采用双母线接线。

在一台半断路器的接线中，电源线宜与负荷线配对成串，同名回路配置在不同串内。初期仅两串时，同名回路宜分别接入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关。当一台半断路器接线达三串及以上时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装设隔离开关。

这里结合实际35 kV变电站电气设计工程为例进行分析，本工程一期、二期机组35 kV进出线回路数共7回，其中＃l、＃4发电机一变压器组进线4回，35 kV终期出线3回，故35 kV电气主接线采用一台半断路器接线，包括三个完整串和一个不完整串；为提高系统的可靠性，将同名元件接入不同侧母线，进出线不装设隔离开关。

3.2 一次电气接线设计中应该注意的问题

根据国家对于变电站建设的相关规定要求，“容量为200 MW及以上的机组，应设置交流保安电源。交流保安电源宜采用自动快速启动的柴油发电机组”，“每台300 MW或600 MW机组宜设置一台柴油发电机组。”“当机组采用计算机监控时，应设置交流不停电电源”。为此，对于本论文所讨论的35 kV变电站，本工程交流保安电源和不停电电源设置如下：

（1）每台机组设置一套快速起动的柴油发电机组作为事故保安电源。根据保安负荷计算，柴油发电机组容量为1 200 kW。

（2）每台机组设置两个保安段，机组保安负荷接于保安段，分别由柴油机引接。正常时由机组两个不同的锅炉工作段为保安段供电，事故时快速切换至柴油发电机组供电。

（3）两台柴油发电机组的保安PC之间设联络开关，当一台机组的保安 MCC段失电时，同时起动两套柴油发电机组，以提高起动成功率。

（4）柴油发电机组可以远方或就地，手动或自动起动，负荷可按其重要性和投入时间分批投入。

（5）不停电电源系统设置：每台机组设1套不停电电源装置，向热工控制仪表、调节装置、DCS系统及其他自动装置供电；输出电压220 V，容量100 kVA，单相50 Hz，两台机组设一套供脱硫控制系统用的UPS，容量40 kVA，单相50 Hz。

4 结束语

对于变电站电气设备一次接线的设计，其接线设计的稳定性、可靠性在很大程度上将直接影响整个变电站电气系统的工作安全性，因此对于本论文所讨论的35 kV变电站电气一次部分的设计，其设计方法与设计中应该注意的问题，对于更高电压等级的变电站，如220 kV、500 kV甚至是目前大力发展的800 kV特高压变电站电气接线设计，都是具有一定借鉴和指导意义的，因此本论文对于35 kV变电站电气系统接线所作的设计无论是在理论还是在实践上均是具有推广应用价值的。