摘要：国家电网表示，今后将重点建设“三纵三横”的特高压主干网，为实现“西电东送”和“北电南送”奠定基础。超高压电力系统具有容量大，传输距离长的特点，在保障国家电力平衡方面发挥着巨大作用。特高压变电站的主接线直接关系到电网的整体运行的安全性，本文从不同电网结构和变电站选址等方面，对其与电网的交互作用进行了详细的研究。

关键词：电网协调发展；特高压变电站；电气主接线设计

引言

特/超高压变电站的电气主接线是上下级电网的连接点，特高压变电站的中压侧的主接线是以线路的形式与区域超高压变电站的主接线相结合，而高压侧则是与特高压电网相结合，所以，特/超高压变电站的电气主接线的可靠性，将会对特高压电网的安全经济运行产生重要的作用。一个好的特/超高压变电站的电气主接线方式应该能够适应特高压与超高压电网的整个运行模式的变化，这样才能方便地实现对电网的合理分布、继电保护和安全自动装置的合理配置，减少事故的影响范围。

1、国外枢纽变电站主接线的设计经验

1.1国外发达国家的设计理念

电网的规划与其所处的地域环境密切相关。美国、加拿大等国家，因其地域辽阔，电网输送功率大，传输距离远，在这样的条件下，如何确保电网的总体运行稳定性，是电力线路设计必须要关注的问题。在工程实践中，部分大枢纽变电所在高电压端普遍选用强度高、导电性好的高质量电线，并在关键电源部分采取三二分断器接线（三二分断或双断路器接线），以确保线路的安全性，故称三二分断器接线为“美国式”接线。而在欧洲，比如英国和法国，由于地域的原因导致他们的输电线路比较短，所以他们的输电线路比较平稳。而欧洲的电网连接比较紧密，存在着许多纵横交错、重合的情况，所以发生故障的概率也比较高。

1.2国外主接线设计给我国电力系统发展提供的经验

首先，在电力系统中，由于高压水平不断提高，电力系统的大规模长距离输电已逐渐显现出来，对于国家而言，在“西电东送”和“北电南送”的建设中，应在确保电力系统整体稳定的前提下，尽量减少电力系统的建设成本。第二是对现行接线方式进行了改进，此时可以通过使用环状线路或三二分断器来处理“美国式”的线路[1]。

2、变电站电气主接线与电网协调性的评判标准

2.1可靠性

电力系统的可靠度是反映电力系统之间和谐程度的一个重要指标。可以从下列几个方面着手：第一，检查断路器。在电网运行中，断路器既担负着全网用电的任务，又起着保护线路及用电设备的作用。当对断路器设备进行大修时，若不会对线路的正常电力供应造成干扰，则表明该设备的可靠性较高。其次，考虑到在发生了大规模的机组失效或者由于断电而无法正常工作的情况下，电网是否还能够保持平稳地持续运转。当大部分的电网没有受到电源关闭的冲击时，它的可靠度就会很高。

2.2灵活性

运行灵活性。主要的电力线路必须能够灵活地在不同的工作条件下工作，并且能够灵活地切换工作模式。在正常运转时，不但能安全可靠地供电，还能在发生系统故障或电气设备大修时，满足对调度的需求，可以灵活、简单、快速地对运行模式进行倒换，最大限度地缩短停电时间，减少影响范围。

检修灵活性。为便于维修，主接线能够在不对电力系统的运行造成影响的情况下，方便地停运断路器、母线、变压器、发电机等一次设备及继电保护装置。切换到维修模式时，要做到操作简便，影响范围较小。

扩建灵活性。从电网的发展需求来看，对于已经投入运行的发电装置或变电所，通常都会有扩大的需求，因此在设计主接线时，应该给扩大扩展的空间。

2.3经济性

整体建造投资较低，特别是设备投资较少，占地较小。运行费用较低，特别是电力损耗较低，停电损失最少。

3、特高压变电站与电网协调的设计原则

3.1不同电网发展阶段的可靠性、灵活性平衡匹配原则

在特高压电力系统单链架构的初始阶段，特高压变电所应该尽可能选用具有更高可靠度的接线方式，3/2接线方式是首选。当出入线回路数量较小，不能形成3个完整的3/2串时，应该首先采用双断路器串的过渡方案，形成多环结构，保证主接线的高可靠性。在形成环网架构的特高压电力系统中，其主接线选择重点关注如何防止同一条线路上的两条线路在运行过程中发生同步停电，进而使整个系统解环为单链架构，即既要防止同条线路上两条线路之间发生同条串联，又要尽可能地将两条线路进行异条串联。随着特高压电力系统向网格化方向发展，其主接线布线方式的选取可以忽略不计。

3.2不同特/超高压电网连接方式的平衡匹配原则

在使用点对网接入方式的特高压变电站中，由于变压器的回路数比较小（1～2回），因此在选择主接线型式时，要着重考虑到变压器的接线方式，在使用3/2接线时，需要将变压器配入到串中。在使用网对网接入的时候，特/超高压电网之间存在着密切的联系，因此单个变压器的故障所造成的冲击比较少，按照需求，将变压器的接入方式进行入串，也可以将其与母线相连的接线方式进行选择[2]。

3.3不同位置变电站的可靠性、灵活性优先原则

当变电站处于源端、受端和电网中间枢纽点时，因为其在系统中的功能定位不同，相应的可靠性、灵活性要求也不同。在电源端重点关注输出回路的可靠度设计；在受端点上，应着重于对变电所环路的可靠度进行设计；在中转站时，输电线路及变压器的可靠度要比较均衡，但操作的灵活性要高一些。

4、结语

综上所述，在特高压变电所进行主接线选型时，必须考虑到其与电网的相互作用，其中，如何进行主接线与电网的配合，是特高压变电所主接线选型中的一个重要问题。本文将针对不同的电网结构（单链式、单环网、网格状），变电站在电网中的不同位置（源端、受端、枢纽），还有特高压变电站接入地区500kV电网的方式（单通道、双通道），对主接线与电网之间的协调进行全面地分析，并给出了以上设计原则。

参考文献：

[1]李勇，黄宝莹，鲁宗相，等.基于电网协调发展的特高压变电站电气主接线设计原则[J].电力建设，2011，32（1）：27-33.

[2]路程，赵婉祯.基于电网协调模式的特高压变电站电气主接线设计[J].中国科技投资，2016（4）：109.

[3]刘一琛.基于运维管控的特高压电网发展研究[J].电力系统装备，2021（18）：2.

（作者单位：1.昆明供电设计院有限责任公司；

2.云南电网有限责任公司昆明供电局）