220kV变电站电气一次主接线设计研究

王超

摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，对城市电力负荷有着重要影响。对于220kV变电站而言，一次主接线设计的好坏将直接影响变电站的正常运行。良好的设计不仅能充分满足运行中高压电流的传输要求，而且能保证各种电气设备接入变电站后的稳定运行能力。基于此，本文就220kV变电站电气一次主接线设计开展探究与分析。

关键词：220kV变电站;电气一次设计;主接线

变电站是电厂与用户之间的重要桥梁，是电厂与用户之间的媒介。变电站的主要功能是分配和转换电能，以满足用户对电能的需求。变电站由不同功能的电气设备组成，根据不同的技术要求相互连接，实现变电站的整体运行，从而实现变电站的变电转换和分配电力的这一功能。电气一次主接线是通过连接线，对高压电气设备进行有效的连接，使其发挥整体作用的一种方法。目前，一次主接线已经发展成为变电站的重要电气装置，其主要功能是有效地传输高压电流。

一、220kV变电站电气一次主接线的设计步骤

（一） 明确主接线设计要求及细节。在220kV变电站一次主接线设计过程中，首先要了解变电站的具体情况，然后根据变电站一次主接线的实际要求，坚持“灵活、可靠、经济”的原则，结合现场调查数据进行一次主接线设计，制定出优良的一次主接线方案[1]。

（二） 选择和确定方案。在设计过程中，需要结合变电站的实际情况，选择最科学、最合适的方案。这是由于数据的分析，在设计过程中会有不同的方案，这些方案会有一些不足之处，一些会与变电站的实际运行不一致，所以有必要选择和确定方案。

（三） 高压电气设备的选型。对一次主接线的电压、电流进行分析，可以满足系统的要求，将变压器的损坏率降到最低。对于220kV变电站而言，需要连接大量的电气设备才能正常运行。一次主接线设计方案的目的是保证电气设备的稳定运行。变电站一次主接线的设计和高压电气设备的选择都需要充分考虑变电站的实际情况，从而相互配合发挥作用。

二、220kV变电站电气一次主接线方式

（一）单母线接线。单母线接线作为主接线中比较简单的接线方式之一，主要应用于只有一台主变压器的变电站。这种情况可以充分发挥单母线接线的优点，不仅接线简单明了，而且设备少，操作更方便。然而，单母线接线仍然存在一些问题，其中最典型的问题是缺乏灵活性和可靠性差。采用单母线接线方式，如果其中一台设备出现故障，整个系统在维修过程中需要停机，严重影响供电质量和安全[2]。目前，人们对变电站和供电的质量要求越来越高，单母线接线方式的弊端使其应用越来越少。

（二）单母分段。在单母分段主接线设计中引入断路器，实现了客户分段的功能。电源可以通过断路器分离，大大提高了用户供电服务的效率。单母分段节点模式相对于单母线连接模式有明显的优势，尤其是当一台设备出现故障时，不影响系统的稳定性和安全性，不仅保证了供电效率，而且大大提高了系统供电的可靠性。单母分段的实质是优化和改进单母线接线方式。随着单母线接入技术的进步，进一步推动了电力事业的发展。

（三）双母线接线。双母线接线是将两组母线引入系统并协调使用，以保证变电站的可靠性。在变电站一次主接线的设计中，需要在双母线的供出线位置配置相应的断路器，还需要配置相应的双母线控制开关，以实现有效的控制功能[3]。双母线连接具有明显的优点，特别是维护更方便、简单。一条母线修复时，另一条母线仍能正常运行，不影响用户的需要。但这种接线方式也存在一些弊端，维修过程中需要增加相应的保护措施，以避免出现非正常停电现象。

（四）3/2接线。在3/2接线连接中需要引入三个断路器，三个断路器的母线连接可由两个元件实现。这种一次连接方式主要是在上述几种连接方式的基础上改进提出的，这种新的接线方式需要两个母线连接，保证了供电的可靠性，比其他接线方式更灵活。3/2接线方式在维护方面也有明显的优势，当一条母线检修时，另一条母线的运行状态不受到影响。但是，这种接线方式也存在一些问题和不足，占地面积大，有一定的适用范围，一般在特高压电网中使用较多。

（五）桥形接线。与其他主要接线方式相比，桥形接线方式具有明显优点，断路器的数量很少，这决定了桥式接线方式主要应用于只有两条输电线的变电站。桥形连接有内桥连接和外橋连接两种类型，但应用范围不同。输电线路较长常采用内桥连接，短传输线多采用外桥连接，目前我国220kV系统主要采用外桥接线方式。

（六）角形接线。角形接线主要针对系统中不同的断路器，采用相适应的连接方式，这种接线方式大大缩短了开环时间，同时也保证了在检修过程中能够可靠地运行。变电站一般采用角形接线，线路少，不需要扩展配电设备，节约了变电站的建设成本，在施工时间上有明显的优势。

（七）单元接线。220kV变电站很少使用单元接线，它的特点类似于单母线接线，只能在一台变压器上使用。在检修过程中，需要切断整个电路，正是由于这种明显的缺陷，所以在220kV变电站中逐渐被其他更完善的主接线方式所取代，目前这种接线方式已不再使用。

三、结束语

综上所述，随着市场经济体制的不断完善，对电力能源提出了更高的要求。当前，电力建设已成为中国社会经济建设进程中的重要内容之一，为社会经济发展和人们的日常生活提供稳定、安全、可靠的电能和优质电力服务，已成为人们广泛关注的重要社会问题。在这种情况下，深入探索220kV变电站一次接线的设计，将对提高我国变电站的性能和优化电力系统起到积极的作用，对促进电力工业的发展具有深远的意义。

参考文献：

[1]王宇之.220kV变电站电气一次主接线设计研究[J].南方农机，2019，50（24）：142.

[2]宋世伟.220kV变电站电气一次主接线设计研究[J].建筑工程技术与设计，2019，（32）：3107.

[3]吴劲松.220kV变电站电气一次主接线设计研究[J].电子测试，2019，（6）：8-10.

（作者单位：江苏中电科电力设计院有限公司）