变电所电气主接线可靠性分析

发表时间：2018-07-26T11:25:53.200Z 来源：《电力设备》2018年第10期 作者： 王志宏

[导读] 摘要：变电站电气主接线其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。 （华东送变电工程有限公司 上海 201804）

摘要：变电站电气主接线其形式与电力系统整体及变电所的运行可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置的布置 、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。所以，主接线设计是一个综合性问题，应根据电力系统发展要求，着重分析变电所在系统中所处 的地位、性质、规模及电气设备特点等，做出符合实际需要的经济合理的电气主接线。 关键词：变电所；主接线；可靠性 1引言

电气主接线的可靠性不是绝对的。同样的形式在一些发或变电所来说是可靠的，但对另一些发或变电所则不一定能满足可靠性要求。所以在 分析主接线图时，要考虑发或变电所在整个系统中的地位和作用，也要考虑用户的负荷性质和类别。

2 电气主接线可靠性的高低直接决定着经济损失的大小，可靠性越高停电时的经济损失越少，反之，则越多。按重要性的不同，将负荷分为 三类：

2.1 Ⅰ类负荷――停电后将造成人员伤亡和重大设备损坏的最重要负荷。如机场和军事设施等电力负荷，以及电弧炼钢炉和大型铝电解槽等 短时间停电就要损坏重大设备的用电。对Ⅰ类负荷的供电要求是任何时间都不能停电。

2.2 Ⅱ类负荷――停电后将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失。对Ⅱ类负荷的供电要求是必要时可以短时期停电，不允许长时间停电。

2.3 Ⅲ类负荷――Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷，停电后不会造成太大的影响，属非重要负荷。对Ⅲ类负荷的供电要求是必要时可以长期停 电。

3变电所电气主接线的可靠性比较 3.1元件的可靠性数据

假设发装机容量为150MW，线路的总长度设置为150m，那么元件的原始可靠性参数，就可以设置为PN：元件正常情况下的概率；PR：故障切除 后修复状态的概率；PS：扩大型故障状况下的概率；PM计划中检修的概率，Pf断路器拒动时的概率。 3.2可靠性指标的计算

通过对以上列出的元件的可靠性指标，并赋予相应的数据，利用最小割集法，针对该发的电气主接线进行可靠性评估和计算，从而得到各个 负荷点的供电连续性指标，以及在运行当中的安全性指标。 3.3可靠性的比较分析

对于可靠性指标本身来说，尤其是在电气主接线中，其3/2断路器接线的可靠性指标不管是在何种故障状态下都有着较高的可靠性，如单重故 障、双重故障，与双母线的可靠性指标相比有着较强的优势，分析出现这种情况的原因为：

首先，对于双母线接线而言，多环路供电模式难以形成，它的回路供电则是仅仅由一台断路器提供，这种接线方式可靠性不高；3/2断路器则 属于多环路供电的方式之一，称之为环网，它的回路供电由两台断路器提供，不管是电源的进线处，还是在负荷的出线处，都具有很好的可 靠性能，即使是其中的一个断路器出线故障，供电也不会受到很大的影响。

其次，3/2断路器的接线隔离开关在使用过程中具有极大的便利性，它应用于电气设备的检修，在此过程中倒闸工作完全不需要进行，从而有 效规避了操作失误而带来的危险；当出现事故情况时，此时的3/2断路器还起到了快速解决问题的作用；对于双母线的隔离开关来说，它的操 作较为复杂，需要进行运行方式的改变，不可避免地要使用倒闸，事故发生概率提高，同时也不利于事故的处理与抢修，可靠性远远不及3/2 断路器。

最后，在断路器的检修过程中，3/2断路器接线方式不需要进行改变，即旁路的操作；当出现故障时能够及时发现和快速解决，其工作的稳定 性得到了很好的保证；而当检修过程中采用双母线的连接方式，就必须要进行旁路操作，如此一来，供电的可靠性大大降低。 4 变电所中的电气主接线所需要注意的基本原则

电力系统的运行可靠性是电力生产和分配的主要要求，因此，电力主接线必须满足可靠性的要求。主接线的可靠性主要是由它的各组元件所 决定的，包括一次部分和二次部分。因此，主接线的设计要同时考虑一次设备和二次设备的故障以及对供电的影响；主接线要保证其灵活的 操作、投入以及切除某些机组、线路、变压器等，满足系统在检修方式、事故运行方式以及特殊运行方式下的调度要求，主接线系统要做到 方便停运母线、断路器以及继电保护设备等，满足安全检修的需求，保证电厂的正常运行；主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，尽量 减少设备的投资，主接线的设计要简单清晰，节约使用断路器、电流电压互感器、隔离开关以及避雷针等一次设备，然后采用简单的控制保 护电路，方便运行并节约二次设备的投资，主接线的配电装置应尽量节约占地面积以及架构、绝缘子、导线、安装等的费用；主接线的设计 要保证从初期接线到终期接线的方便可行，减少扩建过程中，一次设备和二次设备的改造情况。

在变电所中，其电气主接线需要注意一些基本上的原则，对于这些原则的适用，就需要充分考虑他们的作用。由于变电所在每一个电力系统 中都发挥着非常重要的作用，这对一般的电气主接线而言，就非常重要。变电所有不同的种类，其功能也会不同，这就需要从不同实际需求 来运用，最好就是运用以上三原则，同时具体的结合这些要求对这些实际情形进行管理。同时变电所还有近期、远期的考虑，尤其近些年我 国经济的飞速发展，对供电需求量逐年增加，变电所也有非常大的作用。对于其规模设计，就需要从地区的经济情形，环境条件，运行负荷 能力等方面进行考虑，只有从这些某方面考虑，才能够切实做到比较好的功效。 5 变电所中的电气主接线可靠性的实施

电力系统是由输送电、变电、配电、与用电各个环节组成的集电能的生产与消费与一体的系统，再加上电机的容量不同、电压输送不同以及 符合的组成也有差异，因此就构成的系统极为复杂。因此，要想切实解决电力系统的安全性问题，就要重视基础性的研究，研究出符合当代 电力系统的理论与方法，进而找到相应的问题解决方法和措施。只有这样才能使电力系统运营的安全性得到保证。从国

家的角度出发，应该 要落实建立国家级或者电力企业方面的研究资金，用以解决我国电网问题高额资金的投入问题，尤其是与安全性相关的基础性研究工作。此 外，电力电网问题涉及领域非常广泛而且属于长期建设的项目，笔者认为有必要把电力系统的研究工作添入国家的长期发展规划当中；并且 积极的邀请国际上权威的合作伙伴参与研究，对于过去的电力事故事件要善于总结、汲取教训，避免类似事件再度发生。

互联网在电力系统中的应用在很大程度上良好的实现了电力资源的优化配置，既能互通有无又能相互支持。但是，它也有可能存在“因小失 大”的现象。电力系统中的某部门出现故障时很有可能引起整个电网链接的连锁反应，最终演化为重大的停电事故。因此，针对电力系统的 管控工作要建立完善的互联网运行管理制度，确保电力运营的安全性。与此同时，定期对管理人员和调度人员展开培训学习，对提高工作人 员面对突发事件的应急能力是非常有帮助的，这也是重视电力系统的管理工作的具体表现。

总结：电气主接线是电站的核心部分，在电站的运行中扮演着重要的角色，是构成电力系统的重要环节。因此要做好中小型电站电气主接线 可靠性分析，保证整个工程的正常运行。电气主接线与电站本身运行的可靠性密切相关，能为科学决策提供依据。建议我国大量借鉴、引用 以改进电站电机组的运行操作条件。本文围绕着中小型电站电气主接线可靠性展开讨论，希望本文的分析能够给相关的工作人员以启示和借 鉴。 参考文献：

[1] 万飞，220kV变电站电气主接线设计分析。《工业技术创新》，2017，4（3）：155-157。

[2] 张立伟、安向勇、苏晓学、张慧洁，变电站电气主接线方案优化研究。《现代工业经济和信息化》，2017，7（10）：65-67。 宋博，供电可靠性的变电站主接线经济性研究。《中国科技投资》，2017（26）。

[3]