电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点分析

电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点分析

秦业钊

东方电气（成都）工程设计咨询有限公司 四川成都 610000

摘 要：近几年来，我国居民的生活水平越来越高，对于电力的需求量越来越大，因此电力系统所负担的压力也逐渐增大，原有的电力系统设计原则和设计技术已经不能满足现阶段居民的基本需求，为了保证居民的日常生活不受影响，提高我国电力系统的运行质量和效率，详细研究和分析电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点十分有意义。基于此，本文首先简要叙述了目前电力系统接线设计的原则；其次，在上文的基础上，对电气一次设计技术要点进行了简要分析。以此供专业人士进行讨论和研究。

关键词：电力系统；接线设计原则；电气一次设计技术；要点分析；

引 言：

为保持电力系统的稳定和安全，需要电力公司和企业考虑多种因素，在居民电力需求量日益增大的情况下，电力在保持持续的稳定和不间断的供电方面具有较大困难；不仅如此，随着中国进入新时代，随之而来的是一场改革与蜕变，社会实现转型要求电力、水利等各方面提供更加充足的支撑。目前我国的用电网络还存在一定的安全隐患，在稳定方面也具备提升的空间，通过详细规定电力系统接线的设计原则和电气一次设计的技术要点，是使电气设计人员对接线设计能够有目的、有约束完成工作的前提。

一、电力系统接线设计原则简述

（一）灵活性

为了保证电力系统能够安全稳定地进行，接线系统必须在电压、供电量以及供电频率方面进行考虑，一方面要满足居民日常生活的供电需求；另一方面还要满足电路系统出现故障时，面对极其特殊的情况，线路能够具有较高的适应性，简单快速的进行线路转换，因此在设计接线时，要保证线路能够具有较高的灵活性和便捷性。居民用电属于居民日常生活中极为基础的生活需求，若不出现意外情况，每日一定地区的用电量峰值，将不会有太大变动，只要接线设计能够满足一定的灵活性，就能够满足日常居民的电力应用情况；当线路设备出现故障，产生突发情况时，需要及时调度，如果线路设计不能满足灵活便捷切换的原则，那么将延长居民停电时间，为居民的日常生活带来更多的不便^[1]，并对电力企业造成大量的经济损失。

（二）经济性

进行电力工程建设及电气线路设计属于大项花销之一，因此在保证线路的安全稳定外，要尽可能地节约资金成本，在资金可控的范围内，选择最优的设计方案及线路设备和材料；电力系统主接线应保证安全可靠前提下尽量做到能限制短路电流且简单廉价的方案，以节省如断路器、电流互感器和隔离开关及避雷器等电气一次主设备，并尽可能力求二次保护接线简单以节省继保成本及控制电缆。电气设备属于消耗设备，在进行选择时要考虑到耐耗性和经济性；进行线路铺设时，要制定科学的铺设原则，尽可能保证线路不破坏村民的耕地，减少由于线路铺设而产生的经济损失；同时，还要考虑到如何快速的收获经济效益，在目前常用的付款方式中，可采用对线路进行终期设计，并进行分期付款的方式，使投资商快速的收到回报，缓解经济压力^[2]。

（三）可靠性

最后，进行电力系统接线设计时，要尽量满足主接线长期运行的可靠性原则，电力系统设计可靠性应借鉴国内和国外长期运行的实践经验总结，包括电气一次部分和二次部分的综合可靠性，使部分设备检修或故障时不宜影响其他线路和造成更大的故障。电力使用是一件长久且不终止的事件，因此线路的设计要具有可发展性。在未来，随着科技的不断进步，电气设备一定会进行自我升级和革新，随着电气设备水平的提升，对电力主接线的要求也越来越高，在这种情况下，如果当初的电力线路设计不能够进行简单的调节，适应性极差的话，那么在进行线路重设将会耗费大量资金，带来极大的损失，对于居民的日常生活也会产生一定的影响，对于国家、企业和居民而言都十分不便^[3]。

二、电气一次设计技术要点分析

（一）电气接线及平面布置

进行电气一次设计的技术要点分析时，首先要从最重要的主接线设计分析，主接线设计不仅与所有线路的整体设计和操作有关，还与线路的供电功能外的其他辅助功能密切相关，是辅助功能实现完美运行的前提和基础，也可以说主接线的设计是整个电力系统设计质量的保障。因此，进行主接线设计时，要尽可能满足上文中所提到的电力系统接线的设计原则，接线设计要尽可能满足灵活性、经济性和可靠性。目前，110千伏的主接线方式主要有线路-变压器组接线、单母线接线、内桥连接接线和双母线形式接线四种方式^[4]。线路-变压器组接线方式设计较为简单，占地面积较小，线路运输过程中所使用到的高压设备较少，资金耗费少，简单的设计只能提供较为简易的功能，对于线路-变压器组接线，线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时，线路停运；单母线接线方式的高压端使用单母线进行连接，也能够提供较为安全稳定的电压和电能，在出现故障时能够及时反应，但总体而言设备较为复杂、占地面积较大，成本较高；内桥接线方式在高压端采用内桥连接，虽能进行便捷的线路切换，但是灵活性较差，线路易出现故障，且无法及时反应；双母线接线方式，通过将进线、出线均配置在两组母线上，两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷均匀配置在两组母线上，虽然供电可靠性、调度灵活且便于扩建和试验，但当母线故障或检修时，隔离开关倒换操作容易误操作，防误操作回路复杂且造价较贵。四种方式各有各自的优缺点，设计人员在进行主接线设计和平面布局时要考虑具体情况进行谨慎选择，实现合理的平面布局是未来电气设备进行长久持续高效运行的基础和前提。

（二）电气计算及设备选择

进行电气一次设计技术要点分析时，还要对电气计算及设备选择进行详细分析。选择电气设备虽然要考虑资金等方面的需求，但是最重要的，是进行详细的电气计算，保证设备能够满足居民具体的需求。在进行电气主设备选择和校验、继保装置的整定及校验等工作时，需要进行短路电流的计算，首先画出系统电抗图，确定短路点，然后通过标幺值进行短路点短路电流计算。随后根据短路电流计算结果进行主要设备的选择校验，选择适宜的仪表进行计量，进行整定计算后，选择适宜的设备和仪表有助于保证电能的快速有效传递，同时也可以保证施工人员的生命安全，在设备选择完毕后，进行电路铺设过程中以及铺设完毕后，对各个指标的预测和验证都要进行各项实验，保证电力输送过程中的持续稳定性和持续电力安全。此外，通过不断对线路过程中连接的电气设备进行计算，掌握实时的数据，能够有助于实现对电气设备的改良和完善，在保证电力输送高效稳定的前提下，对电力设备进行改良和提升，能够在原有基础上提升运输效率，增加电能输送的经济价值。

（三）电缆设计及照明技术

在进行电缆铺设的过程中，为了保证电缆铺设的高质量和有效性，既要保证铺设过程中所使用的材料，符合相关规定中对设备的详细要求，又要保证铺设过程中施工工人的施工质量。因此在进行施工工人选择时，尽可能选择专业素质较高、拥有专业性人才的施工团队，人才是实现创新和改革的源动力，通过选择拥有专项人才的施工团队，很有可能设计一份较为完善且拥有创新点的施工进程安排，质量上也很容易得到保障，故障产生的可能性会变小。此外，还要考虑到照明系统这一方面的设计要求，这是电力系统中极为重要且不可忽视的辅助设计。为保证电力系统能够充分发挥自身作用，且不影响其他系统板块运行，在进行初始设计时要对整个系统中的辅助系统进行合理划分，在必要的区域安装照明设施，安排人员对施工过程进行全程监督，保证各系统的质量。

三、结束语

综上所述，为了提升电力系统的运行效率和质量，在进行接线设计时，要保证具有灵活方便性、经济适用性、适应可调节性的原则；同时，在进行电气一次设计技术要点分析时，要主要进行电气接线及平面布置分析，电气计算及设备选择分析以及电缆设计及照明系统分析。我国不断培养人才，运用科学的方式，高效的技术，保证我国电力系统的稳定与安全，为居民的生活提供基本保障。

参考文献：

[1]鲁祥凤.变电站电气工程设计的问题分析[J].集成电路应用,2019,36(12):60-61.

[2]彭大志.变电站电气一次设计现状及改善对策分析[J].科学技术创新,2019(24):35-36.

[3]陈华.解析电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点[J].低碳世界,2016(36):77-78.

[4]李润莹.分析电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点[J].通讯世界,2016(17):186-187.

作者简介：

秦业钊（1984-），男，汉族，大本，工程师，主要从事发电厂电气专业设计工作.

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