电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点研究
刘洋
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刘洋,. 电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点研究[J]. 电力研究,2022.9. DOI:10.12721/ccn.2022.157081.
摘要:
在电力系统设计中,选择科学、合理的接线技术和方法至关重要,是保证供电可靠性、经济性的关键。一般来说,在目前的电能系统设计中主要的设计内容包含了电压、频率、以及可靠性等方面。而主线设计则是一个多元化工作,需要从工作内容、工作条件以及工作模式等方面进行分析。电气接线设计要想做好经济性,除了需要在设计工作中选择合理、可靠性的供电策略和供电方法之外,对于基础设备的投资、运行费用也要给予明确的控制,并采取占地小、性能好的设备来进行控制,从而达到减少投资的目的,将整个电力设计的经济性充分发挥出来,从而达到科学、系统应用的目的。
关键词: 电力系统接线设计原则电气一次设计技术要点
DOI:10.12721/ccn.2022.157081
基金资助:

1电力系统主接线的主要要求

1.1可靠与稳定性

为了使得国家电力企业的能够高效稳定的为居民、企业供电,供电的稳定性是首要原则。而电力系统中的主线路的稳定性,主要由两个可靠性进行综合汇总,即电气的首次主接线设计以及二次主接线设计在整个电力系统中是否稳定、可靠、适应当地电力要求。

1.2灵活性

通常意义上,较高的灵活方便程度是设计工作的重点,在实际中出现需要或者故障,可以第一时间进行调整和变更,从而满足突发情况下的电力调度和电能分配的实际需求。通俗的得讲,主接线的方便与灵活,能够极力降低电力系统发生故障断电的次数,同时在处理故障时,能够降低处理的时间。

1.3经济性

主接线这个整体中,可以将其设备分为以下四个方面:设备断路器、设备的防雷器、通过的电流总量,可以通过节省以上四个部分的购入资金、投入资本,来减少整体的花费,达到经济性的特点。

2主线路的载荷计算以及功率补偿法

在供电企业中,电路的载荷以及功率的计算是不可忽略的,在电气主电路的设计环节中,载荷的计算承担着整体电路的经济原则以及合理化规定,因此准确的以及真实的计算数据是必不可少的。就当下的电气负荷计算方法,相关研究人员一般采用系数法以及二项系数法来进行计算的。功率为大家所熟知,也是电气企业中目前为止设计电路的主要考虑因素。因为在现实生活中,倘若主电路系统中的功率计算不到位,势必会出现各种问题,例如过量的电感产生、过量的电流流失,造成输电器的性能降低,能源产生浪费。所以,为了满足更长时间的供电周期,发挥设备的最大潜力又不至于发生事故,在设计方法固定的情况下,采用人工调节功率的补偿数实现功率的稳定。这样的情况下一般采用低压集中补偿的途径来实现功率的一致,以达到最周全的方案。

3电力系统接线设计原则

3.1保证电力系统接线的安全可靠性

电力生产的首要任务就是安全可靠。如果出现了停电事故会严重影响到国民经济各个部门的利益,对发电厂造成损失,甚至出现人身伤亡等重大事故。因此在选择主接线接线形式时,一定要将供电的可靠性放在首要位置进行考虑。根据国内外长期运行的实践经验,综合考虑电气一次部分和相应组成的二次部分在运行中的可靠性,兼顾电气设备本身的发展,选用可靠性高的电气设备,依照该系统在整个电力系统中的地位和作用合理选择主接线形式,避免全站全停的可能性。目前工程运用中,使用较多的接线方式分别为单母线接线、分段单母线接线、内桥接线、外桥接线及线变组接线形式等等。

3.2接线设计应当灵活方便

实际工程中电力系统的供电范围内,既存在人群聚集的小区、商业广场等设施的区域,也存在用电需求较大的厂矿等区域,因此对电力系统主接线接线提出了很高的要求。一方面,电力系统供电应满足该区域的用电需求,除特殊情况外应对该区域进行不间断供电;另一方面,在接线设计时需在保证供电需求的前提下对接线进行灵活设计,如由于线路老化及恶劣天气等原因需对接线进行检修与维护,但检修与维护期间也需保证供电需求。这就需要电力系统可通过其余接线的弥补对电能进行调度,调换电力系统的运行方式,利用其他接线输送的电能来弥补检修期间所无法输送的电能,确保该地区可正常用电。

在检修过程中应及时断掉断路器、母线及继电保护器等设备,保护检修人员的人身安全。为了检修的灵活方便,电源、变压器、电线及接线负荷等需按照要求进行连接。通过调整以上设备的接线可使输送的电能进行灵活调度,满足在突发情况下的用电需求。同时对接线进行灵活设计也可有效降低线路复杂程度,进而降低检修人员工作强度,便于后续的检修与调度。

3.3在保证质量的前提下降低成本支出

为保障前两个主要原则,即主接线设计既需保证其安全可靠性、又需确保灵活方便,势必增加了主接线设计的成本与支出。当前节约资源成为主接线设计的一大趋势,因此应在保证以上两个原则的基础上降低成本支出。如减少电力系统设备的占地面积,并在此基础上降低电力设备的投资费用和维修费用。采用电气一次设计技术,有效减少电力系统在接线以及分阶段维护等方面所花费的费用,提高电力系统的运行效率,降低不必要的损耗。

4电气一次设备设计的合理选择

4.1变电器的选择

供电系统中,变电器的设计是首要环节。在变电器的设计之中,主要变压器又是重中之重。首先。我们选择110kV的电压,主变压器的决定与设计就该考虑以下几方面内容:第一,一些具有冷却效果的设备,考虑其外处的地理环境、当地供电总量、以及本身的构造形状;第二,选择载压型变电器或是调压型变电器需要根据其各类所处因素考虑;第三,变压器的相位数、组数目以及接线的选择是设计的最后一步。

4.2断路器的选择

作为研究人员,对于断路器的选择也是要进行相当重视的,因为断路器的选择会对电力系统是否能够安全运行产生直接的影响。首先,断路器作为电路的安全器件,其寿命以及质量是保障线路正常可靠运行的基础,所以为了保证电气设备稳定供电,寿命长、好检修的断路器是不二之选;其次,在断路器工作时,应保证强导电性的产生。这样的优点在于确保负荷电流和短路电流在通过的时刻,整个设备依然拥有动稳定性能与热稳定性能,这也是研究人员所希望看到的。

5电气设备的接地以及防雷设计方法

强大的电流是电力系统中潜在的安全隐患,当瞬间电流超过了人类可以承受的上限,人类就会瞬间触电身亡。所以在电力系统中,设计人员还要提升对于电流的管理,从而保障电力系统能够正常运作,同时把对人身安全的威胁降到最低可能,那必然是电气接地设计。电气接地设计:将电气设备的其中的具体结构与地球大地相连接,当较大电流出现时,过量的那部分电流可以从大地得到全部分散,这样工作人员的人身安全就得到保障。不仅这样,电气接地设计还可以减少电力火灾和爆炸的概率性。角钢作为实际应用中最为广泛、最实用的接地体,在安装时,将其一端打磨呈现尖端后,插入地面即可。一般情况下围绕变电所铺设即可,同时将变压室的高压和低压配电器选择两处与接地设备连接。雷击作为电气设备中最为常见的故障原因,一直被广大供电企业重视,近些年,防雷电的设计也在演化、改变。到目前为止,一共有三种电气化防雷技术,分别如下:雷电直击保护设计、防雷电导致电压过载设计以及电气接地体的防雷电保护设计。它们有着各自的特点,也起到了不同的实际效果。

6结束语

综上,在主接线设计时应贯彻安全可靠、经济实用及灵活方便等原则,针对不同等级处或连接处进行主接线设计。在电气设计技术应用时,应注意电力变压器、断路器以及电流互感器等核心设备的类型和参数选择,根据不同电压等级选择合适的电力设备,充分保障区域的用电需求。

参考文献

[1]郭静峰.电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点分析[J].华东科技(综合),2019,8.

[2]陆丽君,胡凯.电力系统接线设计原则和电气一次设计技术难点分析[J].华东科技(综合),2019,2.

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