220 kV变电站高、中压侧母线接线方式问题浅析

高瑞鑫

摘 要：近年来，随着科技的进步和人民生活水平的提高，企业单位和家庭个人的用电量在不断攀升。一方面，用电量的增长标志着我国经济社会发展到新的历史阶段；另一方面，供电市场的飞快发展，对我国的电力技术提出了更高的要求。为了提高电网供电的安全性和稳定性，必须降低变电站的故障率。文章以现阶段我国电网运行的实际情况为基础，结合相关的技术资料，探析有关220 kV变电站高、中压侧母线的最佳接线方式，目的在于提高供电的稳定性和安全性，预防和减少因停电带来的损失。

关键词：电网；变电站；母线；接线方式；不足

中图分类号：TM645 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）14-0087-02

国家统计局数据显示，2013年我国全年发电量为52 451亿kW·h，同比增长7.6%。从总体上看，全国电力供需基本平衡，局部地区用电紧张，出现“电荒”现象。之所以发生“电荒”，除了我国现阶段的电力生产和电网供应水平与西方发达国家仍然存在差距外，很大程度上取决于变电站的工作效率。面对这些困难，我们应该积极面对，并提出切实有效的解决方案。

1 220 kV变电站高、中压侧母线的现行接线方式

1.1 500 kV变电站母线接线方式

在供电网络中，500 kV变电站的作用十分重要。作为高压变电站，它的运行方式和运行效率直接关系着200 kV和110 kV的正常工作。

从当前技术发展的情况来看，国内500 kV变电站电气主接线通常采用双母线四分段带旁路和3/2断路器的接线方式。

1.1.1 3/2断路器接线方式的使用特点

①两组母线同时运行，所有断路器和隔离开关均合上时，属于正常运行方式。

②主体变电站停电时，合上检修线路的断路器，拉开检修主变侧的隔离开关，属主变（线路）停电时断路器合环的运行方式。

③如果任何一台断路器进行检修操作，拉开两侧隔离开关，属断路器检修时运行方式。

④断开母线断路器及其两侧隔离开关。

这种方式相当于单母线运行，属于母线检修时的运行方式。

1.1.2 3/2断路器接线方式的优点

3/2断路器接线方式之所以使用范围越来越广泛，是因为3/2断路器接线方式具有的优点主要有：

①提高了供电可靠性。发生母线故障或断路器故障时，因为每一回路有两台断路器供电，不会导致出线停电。

②变电站正常运行时，两组母线和所有断路器都投入工作，形成了多环路供电方式，提高了运行和调度的灵活性。

③一般而言，隔离开关仅作检修用。有关人员在进行检修断路器操作时，直接操作即可；在检修母线时，也无需进行二次回路切换。

1.1.3 3/2断路器接线方式的不足

主要不足在于：CT配置的增多，提高了二次接线复杂程度；如果在重叠区发生故障，保护动作较为繁杂；与双母线相比，国内的运行和管理经验还有待提高。

综上所述，3/2断路器接线方式的优点大于缺点。对于3/2断路器接线方式的缺点，应该在继电保护选用上下功夫，全面提高继电保护动作的精度和准度，简化配制，提高保护的单一性。

1.1.4 两种方式的比较

针对500 kV典型的双母线带旁路接线和3/2断路器接线方式，从经济上比较两种接线方式。投资比较不仅仅局限于断路器组数的差异，还应考虑其它电气设备如隔离开关、电流互感器等等因素的影响。按照不同规模，总回路数从2～12回两种接线方案的主设备比较可参考见表1。

从表1中的数据可以看出，在进出线回路数较少时双母线接线比一个半断路器过渡接线的设备的造价低了几十万元；在进出线回路数为6～8回时，两种接线方案的设备费几乎相等。随着进出线回路数的增加，半断路器接线的花费越高，到12回时它比双母线分段带旁路母线接线设备费贵352万元，占总设备费的13.7%。

1.2 220 kV变电站高压侧母线接线方式

220 kV变电站高压侧母线接线方式主要有：四个双母线隔离开关单分段接线、一个双母线断路器单分段接线、三个双母线接线、一个单母线分段接线、两个终端站（线路变压器组不带高压侧开关接线，有使用时线路变压器组带高压侧开关接线）。

如220 kV变电站的占地面积较小，不适合使用常规的接线模式；可以在有限的场地内采取多角形接线或者是双母线带旁路母线接线。200 kV变电站高压侧母线接线方式较为灵活，可以根据场地原因或其他问题进行调整。

但是，进行接线方式调整的前提是确保变电站的正常工作和运行，不能影响供电网络的正常供电，要尽可能降低变电站各种故障的发生率，确保供电的稳定性和连续性。

1.3 110 kV变电站中压侧母线接线方式

目前，110 kV变电站中压侧母线的接线形式主要为双母线带旁路母线接线。在使用GIS设备的110 kV变电站中，可使用双母线单分段接线方法、双母线双分段接线方法，或者是单母线分段接线法。

如果110 kV变电站的占地面积较小，受到场地因素的限制，可以使用单母线隔离开关分段带旁路母线借线法，具体的接线方法应立足现实情况，综合考察场地、技术等因素。

1.4 现行接线方式的缺点和不足

现行220 kV变电站高、中压侧母线接线方式存在着一定的缺点和不足；在现行的使用过程中也容易发生故障，既影响了供电的安全性和稳定性，也给有关电力部门带来了人力物力财力的损失。分析原因，得出了如下结论：现行220 kV变电站高、中压侧母线接线方式过于单一化和固定化，没有立足于变电站的实际情况，也没有根据变电站设备类型和数量的改变而改变。千篇一律的接线方式不可能适应所有变电站的接线工作，由此带来的供电故障和后期的检修工作也是十分复杂的。

有关资料显示，如果没有旁路母线代供电能力的接线形式，电网所承受的风险是十分巨大的。因此，改变现有的千篇一律的接线模式，探索出220 kV变电站高、中压侧母线最有效的接线方式，是现阶段电力保障工作的重点和难点。

2 现行电网设计技术原则

2.1 国家相关技术规定

2.1.1 500 kV变电站中220 kV母线侧

根据国家相关技术规定，500 kV变电站中220 kV母线侧通常使用双母线接线方法，并设有专用的母线联络断路器。如果变电站需要解环，其母线应该使用双母线双分段接线方法，间隔排列方式应该充分满足分段的需要。

2.1.2 220 kV变电站

目前，在220 kV变电站中，220 kV一侧的接线方式为双母线接线或双母线双分段接线。双母线接线方法多适用于中心枢纽变电站及中间变电站，双母线双分段接线方式多适用于环形电网中需要分母线运行的变电站，终端变电站多采用线路变压器组接线。110 kV侧通常使用双母线分段接线的方法。

2.2 220 kV变电站高、中压侧母线的接线原则

220 kV和110 kV主接线通常使用双母线接线模式，如果变电站的最终规模为四台主变压器，220 kV主接线采用双母线接线模式。110侧如果使用架空、电缆混合出线的接线方式，应采用双母线双分段接线方式，如果是全电缆出现方式，应采用双母线单分段接线方式。

具体的接线方式应以各个地区的电网结构特点和变电站设备型号为基础，综合考察，选择最合适的接线方式。

2.3 电网结构

根据国家相关规定，电网结构应该满足如下要求：

①具有灵活性，能够满足各种运行方式的客观需要，能够适应电力系统向前发展的需要。

②如果某一元件发生无故障断开，不能影响整个电力系统供电的安全性和稳定性，且不会造成对其他元件的损害以及超过电压允许偏差的情况。

③电网结构应该具有较大的抗干扰能力，运行过程中不易受到外界因素的影响。

④具有控制电网系统短路电流的功能。

⑤电网结构应能满足分区供电和分层供电的工作需要。

2.4 不足之处

现行电网有关220 kV变电站高、中压侧母线接线方式相关技术规定过于简单和笼统，缺乏具体的指导原则和方法。简单的说，现行的这些规定或原则并没有涉及到不同规模、不同类型变电站的具体接线方式；缺乏指导性和有效性。如果工作人员在开展接线工作时，盲目遵循现有的工作方法和原则，势必会影响变电站的工作效率和水平，甚至提高变电站接线故障的发生率。

3 最佳接线方式探究

3.1 220 kV侧

使用常规设备的变电站：宜使用双母线带专用旁路母线借线法；终端规模为三台主变压器的变电站应使用双母线单分断带有专用旁路母线的接线方法；四台应使用双母线双分段各带有专用旁路母线的接线；GIS设备变电站中，两台主变压器应使用双母线单分段接线法，三台应使用双母线单分段接线法；四台应使用双母线双分段借线法。

3.2 110 kV侧

常规变电站应使用双母线带专用旁路母线的接线方法；GIS设备枢纽站和终端站应使用与220 kV母线接线方式一致的接线方法。

4 结 语

220 kV变电站高、中压侧母线接线方式，需要结合具体的工作情况来确定，其核心原则是充分考虑变电站的终端规模和机器信号。在未来的发展中，有关电力工作人员应在实际工作中不断总结经验，不断更新220 kV变电站高、中压侧母线接线方式，提高供电的安全性和稳定性。

参考文献：

[1] 王红霞.变压器零序功率方向保护接线的正确性分析[J].继电器，2005，（12）.

[2] 李方红.220 kV变电站高、中压侧母线最佳接线方式探讨[J].广东电力，2008，（2）.

[3] 广东省广电集团有限公司.广东电网规划设计技术原则[Z].广州：广东省广电集团有限公司，2005.