关于供配电系统一次回路的分析与研究

夏红普?王巧玲

摘要：配变电站（或者配变电所）是电力系统供配电的关键角色。一次回路是指配变电站/所的主接线和主电路，是构成电力系统的主体，担负着分配和输送电能的任务。一次回路当中的各种设备分别担负着不同的任务和功能，它们主要包括电压和电流变换设备（例如电流互感器、电压互感器、电力变压器）、控制设备（例如各种高低压开关柜）以及保护设备（例如避雷器、高压熔断器）。对供配电系统一次回路的相关问题进行了分析和探讨，希望能够为相关工作人员提供有益的借鉴。

关键词：供配电系统；一次回路；接线；安全保护

作者简介：夏红普（1975-），男，湖北襄阳人，东莞市篁电电气安装有限公司工程部，一级建造师；王巧玲（1976-），女，浙江永康人，东莞市大源电力技术咨询有限公司审图室，二级建造师。（广东?东莞?523000）

中图分类号：TM64?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0144-02

一、高压配电系统的接线方法分析

高压配电系统的接线方式需要根据电力负荷分布的实际情况来确定，变电所变压器数量以及供电负荷范围和数量都是影响高压配电系统接线方式的重要因素。通常而言，高压配电系统的接线方式主要包括以下几种：第一，单电源“T”接接线方式。该种接线方式主要是指，由一个电源（即一个变电所）同一段母线的单条馈线为多个终端变电所进行供电的一种多“T”接接线。这种接线方式电路简单，使用设备少，初次建造费用低，但可靠性和灵活性较差，适用于对供电可靠性和连续性要求不高的用户。第二，辐射接线方式。该种接线方式主要是指由一个电源（通常是一个220kV的变电所）馈线向一个或者多个低等级变电所（通常是110kV）和用户供电的一种接线方式。第三，双电源双辐射、“T”和链式接线。双电源双辐射、“T”和链式接线指由两个电源（变电所）的两条馈线供电，中间T接或采用链式接线，这种接线方式的运行灵活性、可靠性比上述两种好，适用于负荷密度较大的地区。第四，多电源、多联络环形接线。当断路器都合上时，构成多电源供电的环形接线，在形成220kV供电网络后，110kV网络需开环运行，此时闭合断路器中有一个处于开断状态，构成双电源供电的单电源辐射式接线多联络接线。显然，这种接线的运行灵活性和可靠性更高。

不同的高压配电系统接线方式具有不同的适用性和独特之处，因此在接线的过程中必须要根据当地的实际情况来确定接线方式，依照供电网架的布局情况、配电网络的发展情况以及中压配电网的完善程度等多种信息来综合设计高压配电系统的接线方式。举例来说，如果需要保证即便是在上级一个220kV变电所无法供电时也能够为用户提供稳定安全的供电，则建议采用双电源链式接线方式或者是环形接线方式；如果对供电可靠性要求比较高并且预期符合密度同样较高，则建议采用双电源辐射接线方式。反之，则建议采用单侧电源辐射形接线方式。

二、主接线的基本要求

所谓的主接线，主要是指由一系列电气设备依照特定的次序相互连接的用于进行电能接受和分配的电路。其中，主接线的电气设备主要包括电力变压器、电压互感器、电流互感器、开关电器、电力电缆、母线、避雷器以及移相电容器等。依照有无汇流母线可以将主接线分为两种，即有汇流母线的主接线（可以细分为单母线接线和双母线接线）和无汇流母线的主接线（可以细分为单元接线、桥式接线以及多角接线）。为了保证有良好的接线质量，主接线必须要满足以下基本要求：第一，可靠。可靠是主接线最为基本的要求之一，它要求能够满足不同级别用户的用电负荷的供电可靠性。对于一级负荷和二级负荷居多的区域供电网络而言，必须要设立两个独立的供电电源，对于三级负荷居多的用户而言，设计单电源进行供电便可以满足要求；如果是具有重要价值的一级负荷用户，则需要设置两个相互独立的供电电源点进行供电。其中，所谓的独立电源点主要是指两个电源分别位于不同的来源地，如不同的区域变电站。如果其中的任何一个电源点由于故障问题导致无法正常供电时，则另一个电源点的正常供电能力不受到任何影响。第二，安全。主接线的安全性要求不论是在检修状态下，还是运行状态下，都必须要确保工作人员以及相关设备的安全性。第三，灵活。可靠与安全是主接线必须要满足的基本性要求，同时应该在此基础上注意主接线的灵活性，即能够满足适应不同运行方式的相关要求。第四。经济。所谓的经济性要求主要是指主接线不仅要争取一次投资的最低化，而且需要满足年运行费用的最低化。第五，可拓展。预留发展余地对于电气主接线而言同样非常重要，尤其是在电力系统发展迅速的今天，可拓展能力同样是电力系统应该具备的能力之一。其具体要求是，在考虑最终接线实现的基础上，同时需要考虑分阶段施工的可行方案以及由初期接线过渡至最终接线的可能，力求在不影响正常供电的情况下保证过渡方案的顺利实施。

三、变电所各关键部位的布置优化

第一，优化高压配电装置、高压进出线布置。首先，一列式布置。若两种电压（指所内最高的两级电压，下同）的出线方向相同时，或所址为一宽度较小的长条形场地时，可将两个配电装置布置成一列。其次，双列式布置。若两种电压出线方向相反，或一个高压配电装置为双侧出线而另一高压配电装置出线与其平行，且所址场地又较方整时，则将两配电装置排成两列。再次，转角式（“L”形）布置。两种电压分别向相互垂直的两个方向出线时，两配电装置应配置成相互垂直的L形。最后，Ⅱ形布置。当有三种电压架空出线时，如220/110/35kV，则三个高压配电装置可采用Ⅱ形布置。

第二，优化主变压器的布置。为了防止引线的交叉以及方便引线的连接，主变压器应该布置在静止补偿装置与各级电压配电装置靠近中央的地方，并尽可能地缩短各侧引线长度。主变压器不仅体积大，而且非常笨重，搬运的难度非常大，所以建议在主变压器的周围安装检修场地。首先，优化室外变压器的布置。综合考虑日后管理维护的方便性、可靠性以及安全性等因素，对于露天或半露天变电所的变压器应设立不低于1.7米的固定围墙或栅栏，并且固定围墙或栅栏与变压器外廓的净距不应小于0.8米，对于相邻的变压器外廓而言，它们之间的净距离必须要大于1.5米。其次，合理组合室内相关功能模块。可燃油油浸变压器室属于一级耐火等级标准，门窗必须选用非燃体或难燃体材料甲级防火材料。油量高于100kg的变压器必须要安装在独立的变压器室内。变压器室墙壁与压器外廓的最小净距离必须要符合相关标准的设计要求。最后，优化室内相关附属设施的配置。变压器室进深过大、变压器室防鼠挡板与通风百叶窗设置不合理，都会使变压器室有效通风面积变小，通风效果变差。这些方面，设计时要统筹考虑。

第三，优化静止补偿装置的布置。静止补偿装置宜邻近主变压器低压侧和控制楼，但电容器组易发生火爆事故，电容器室与其他生产建筑分开布置时，其防火间距不小于10m，连接布置时，其间隔的墙应为防火墙。为了保证运行人员的人身安全，高压电容器宜装设在单独房间内，当容量较小时可装设在高压配电室内，但与高压配电装置的距离应不小于1.5m。低压电容器一般装在低压配电室内或车问内，当低压电容器容量较大时宜装设在单独房间内。

第四，规范优化部分设备装置。随着城市建设的迅速发展和人们对环境要求的不断提升，同时伴随着电网企业进行城配网改造的过程，电缆分支箱以其占地小、供电安全可靠、转供电灵活、环境美化等优点正被广泛应用。我国目前没有统一的电缆分支箱技术规范，电网企业、生产企业等只是引用参考GB 3906-1991《3～35KV交流金属封闭开关设备》、GB 16926-1997《交流高压负荷开关—熔断器组合电器》、GB 311.1-1997《高压输变电设备的绝缘配合》等作为遵循的企业标准，致使改造更换电缆分支箱时麻烦重重。相关标准化部门应尽快制定具体国家标准，统一箱体尺寸、箱内设备等，以避免在维修更换电缆分支箱或其箱体内设备、元器件时由于标准混乱而带来不必要的麻烦，缩短用户停电时间，提高用户供电质量。

四、结束语

总而言之，供配电系统一次回路设备接线及布置工作的开展将直接关系着各个供配电系统的运行稳定性与可靠性。包括可靠性、安全性、灵活性、经济性以及可拓展性在内的五个方面要求是相关工作人员在进行供配电系统一次回路配置工作中需要始终遵循的基本原则，在此基础之上确保变电所各关键部位的优化布置也尤为关键。

参考文献：

[1]杨耀杰,姚凯.变电所电气一次部分设计[J].科技资讯,2007,(30):

152-153.

[2]DL/T 5222-2005,导体和电器选择设计技术规定[S].

[3]潘露,王秋红,龚峰.仙居顶风电场集电线路电缆选型及敷设[J].电气应用,2010,(17):252-253.

[4]张熠,李岩峰.上海外高桥第三发电厂2×1000MW机组工程电气设计特点[J].电力建设,2010,(11):169-170.

[5]窦飞,乔黎伟.架空线路输电能力计算[J].电力建设,2010,(12):

152-153.

[6]李信,李巨泽.广州地区110kV变电站10kV侧优化接线方式[J].电网技术,2008,(S2):223-224.

（责任编辑：刘辉）