10kV变电站电气主接线方案选择

张烈金 葛树国

（广东顺德电力设计院有限公司，广东 顺德 528300）

1 主接线方式初步选择方法

典型110kV变电站主变压器的远景规模与本期规模分别为3×63MVA、2×63MVA，主要由3台主变压器及3条进线组成，远景规划与进线本期分别为3回、2回，变电站接入口为220kV，共有3座。南方电网主要采用线路加内桥接线的方式进线变压器组，是110kV变电站的一种设计方法，接线形式为远期加本期建设方式。以下进一步对内桥、线路－变压器组、T型等接线方式进行分析，以此介绍选择典型110kV变电站接线方法。

（1）内桥接线：采用该接线方式时，会将断路器设置在线路侧，若送电线路出现问题时，可断开送电线路断路器，解决故障问题，不会对其他线路运行造成影响，线路切除与安装操作较简便。110kV变电站主要采用内桥接线方式，该方式可分为普通内桥接线与扩大内桥接线两种。在普通内桥接线运行中，主变压器及进线数量都为2，由于该接线方式断路器较少，布线简洁，解决线路故障时操作简单、方便快捷，已成为终端变电站主要采用内桥接线方式。变电站处于正常运行状态时，打开断路器，可见每条进线配备一台主变压器。扩大内桥接线运行方式为主变压器3台、进线3条，二次回路与布线都较为复杂。

（2）线路一变压器组所采用的是110kV变电站例最简单的接线方法，设备单元为3个，所占面积较小，且接线操作简便，布线清晰，当送电线路出现问题时，可通过断开断路器解决。当处于正常运行状态时，装置为主变压器1台以及进线1条，接线十分简单，且具有运行经济、可靠性高等优点，对于变电站智能化、自动化操作具有一定促进作用。

表1 典型10kV变电站两种主要接线方案

（3）T型接线在运行过程中具有较高的可靠性，运行方式为主变压器3台、进线3条，但必须在两侧配置电源，每个电源需配置3条出线。

表2 两种接线方案的主要配置对比

以上为典型110kV变电站主要接线方式，应根据电网规划的具体情况，结合技术指导，在该变电站以2台主变压器作为本期规模的情况下，根据运行负载率大小选择合适的接线方式，当负载率处于0.5～0.65范围时，可考虑采用普通内桥接线作为变电站接线方式。若变电站以3台主变压器及3条进线作为远景规模时，在长时间的运行情况下，应对负荷率进线严格控制，使其处于0.67～0.87范围内，在这种情况下，接线方式可考虑线路一变压器组接线。典型110kV变电站主要接线方案，如表1所示。

表3 两种接线方案运行可靠性

2 两种接线方案的经济性对比

通过分析，对比两种接线方案的经济性。两种接线方案主要配置对比，见表2。

用C表示两种接线方案的设备投资，a表示附加费系数，10表示10kV，110表示110kV，经济性计算方法：C=（a/100＋1）C0。根据表1中的两种接线方式案所需配置，结合市场上的配置价格，采用经济计算公式计算得出，第一种接线方案，并对主接线进行优化，最后可节约资金约为200万元。

3 两种接线方案的运行灵活性对比

在第一种接线方案中，远期接线方式为线路一变压器加普通内桥接线，在运行过程中灵活性较高，两种接线方案中的本期接线方式在运行时灵活性一致。两种接线方案的区别体现在以下方面：在第一种接线方案中，3号主变压器接线方式为线路一变压器组接线，存在进线供电限制，供电需经过3号进线，但由于停运原因，3号主变压器在运行过程中，可靠性容易受到影响，从而导致停运率增加。且当3台主变压器都处于正常运行的状态时，其负载率保持在0.67～0.87范围内，若3号线发生停运，可将备用电源安装在低压侧上，并通过启动装置确保供电。在第二种接线方案中，主要采用3台主变压器及3条进线运行，在操作方面，较为繁琐，且配置的继电保护具有较高的复杂性。

4 两种接线方案运行可靠性对比

若将每百公里内110kV架空线路的停运率假设为0.2次/a，修复平均时间假设为50h/a，每百台金属气体绝缘封闭设备停运率假设为3次/a，修复平均时间假设为45h/a，每百台主变压器停运率假设为2.5次/a，修复平均时间假设为80h/a，将110kV架空线路假设为10km，以电力运行可靠性理论为根据，内桥接线、线路一变压器组接线这两种接线方案运行可靠性，如表3所示。

从表3可得，当3台主变压器出现停运事故时，两种接线方式“不允许”事件发生率以及期望修复时间一致，1年修复平均时间小于1min。当2台主变压器出现停运事故时，第一种线路一变压器组接线方式“不允许”事件发生率明显高于内桥接线，约为内桥接线方式的8倍，且修复时间远远多于内桥接线方式。当1台主变压器出现停运事故时，第一种线路一变压器组接线方式“不允许”事件发生率高于内桥接线，约为内桥接线方式的3倍，且修复时间明显多于内桥接线方式，1年修复时间大约在4h左右。因此，可考虑线路一变压器组加普通内桥接线方式。但考虑到典型变电站接线情况较为复杂，共有3台主变压器以及3条进线，根据城市电网规划要求，变电站变压器负载率应保持在0.67～0.87范围内，以确保用电安全性，或通过投入备用电池装置确保供电安全及其可靠性。由此可见，在变压器负荷率处于0.67～0.87范围时，两种接线方式的可靠性接近，但当变电器负荷率超过0.87时，3号变压器则会出现故障，并有可能发生停运，因此，应发展自动化配电网，并以此降低变电器负荷率。

5 主接线方案的最终确定方法

通过综合分析可得，典型110kV变电站主接线方案可根据以下标准确定：当变电站以2台主变压器和2条进线为本期规模时，由于运行过程中负载率可能保持在0.5～0.65范围内，接线方式应考虑普通内桥接线。当变电站以3台主变压器和3条进线为远景规模时，为确保运行可靠性，应使负荷率保持在在0.67～0.87范围内，在这种情况下，接线方式应考虑线路一变压器组接线。以上两种接线方式均具有较高的运行灵活性及经济性，且接线操作简便，可满足南方电网配电接线要求。

典型10kV变电站六分段环形与单母线六分段两种接线方式作对比，采用六分段环形接线可有效提高变电站负荷平衡率，但由于该接线方式在实现自动化及机电保护方面，较为困难，且运行操作较为复杂，因此主接线方式应考虑单母线四分段接线，有效提高变压器负荷平衡率，促进变电网自动化实现。

结语

综上所述，变电站的电气主接线方案，对变电站电气主接线的供电可靠性、经济性和灵活性有着重要影响。因此，在确定电气主接线方案时，必须全面分析相关影响因素，综合评价各项技术经济指标，只有这样才能确保变电站的稳定运行。

[1]孙作文.220kV变电站电气主接线的设计及探讨[J].中国科技博览，2010，12（33）：162-163.

[2]汪海.浅谈110kV变电站的电气主接线选择问题[J].科技创新导报，2012，20（13）：214-215.