農(nóng)村３５ｋＶ變電所設(shè)計(jì)方案探討

方長(zhǎng)健　李　濤

摘要：文章針對(duì)目前采用較多的農(nóng)村35kV變電所典型設(shè)計(jì)方案存在供電可靠性、靈活性及節(jié)能方面的問(wèn)題，提出了注意事項(xiàng)及建議。

關(guān)鍵詞：農(nóng)民用電；供電可靠性；側(cè)電器設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）14-0177-02

農(nóng)村變電所多由35kV電壓等級(jí)供電，從1998年農(nóng)村電網(wǎng)第一批建設(shè)與改造工程開(kāi)始，至今已經(jīng)歷經(jīng)十一年，根據(jù)35kV變電所“戶外式，小型化，造價(jià)低，安全可靠，技術(shù)先進(jìn)”的建設(shè)原則，期間各種設(shè)計(jì)形式層出不窮、百花爭(zhēng)艷，推出了一些典型的建設(shè)方案。

一、目前采用較多的典型設(shè)計(jì)方案

（一）典型方案一（全戶外敞開(kāi)式）

變電所35kV進(jìn)線一回，主變1～2臺(tái)，單臺(tái)容量一般為6300kVA以下，10kV線路4～8回，10kV電容補(bǔ)償1～2回，補(bǔ)償容量為變電所總?cè)萘康?0%～15%。10kV線路6回以下時(shí)，10kV母線采用單母線接線；10kV線路6回及以上并有兩臺(tái)主變壓器時(shí)，10kV母線采用單母線分段或簡(jiǎn)易分段接線。主變壓器為1臺(tái)時(shí)，35kV側(cè)采用線路變壓器組接線；主變壓器為2臺(tái)時(shí)，35kV側(cè)采用單母線接線。變電所設(shè)所用變壓器一臺(tái)，裝于變電所35kV進(jìn)線側(cè)。

主變35kV側(cè)采用戶外快速熔斷器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合做控制保護(hù)，主變10kV側(cè)及10kV出線采用自動(dòng)重合器作為線路的控制保護(hù)。10kV電容器回路采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器配合做控制保護(hù)，10kV電容補(bǔ)償設(shè)備采用戶外型產(chǎn)品。所有電氣一次設(shè)備均采用戶外敞開(kāi)式布置形式。

電氣二次采用單元式微機(jī)保護(hù)裝置，可分散安裝于戶外控制箱內(nèi)，也可以采用集中組屏的方式安裝于中央控制室內(nèi)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)選用交流電源機(jī)構(gòu)。配置一套2～3kVA在線式UPS電源，作為全所控制、保護(hù)、信號(hào)及遠(yuǎn)動(dòng)通信的后備電源，省去直流屏。

通訊采用光纖或載波通道與調(diào)度連接，具備“三遙”功能，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。

（二）典型方案二（10kV采用箱式開(kāi)關(guān)站）

電氣主接線及主要電氣設(shè)備電氣主接線方式同方案一，主變35kV側(cè)采用快速熔斷器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合做控制保護(hù)。變電所選用一套無(wú)人值班箱式變電所，該設(shè)備將變電所的二次系統(tǒng)、10kV一次系統(tǒng)在工廠內(nèi)安裝調(diào)試好后，裝到一個(gè)可移動(dòng)、全密封、防潮、防腐的箱體內(nèi)，內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)，二次設(shè)備集中或分散布置在箱內(nèi)。

全所二次設(shè)備采用分層分布式結(jié)構(gòu)、全分散單元機(jī)箱配置，單元機(jī)箱可集中布置，也可與各一次設(shè)備間隔對(duì)應(yīng)分散布置。操作電源采用交流，配置一套2～3kVA在線式UPS電源。

變電所主變、所變及35kV設(shè)備為戶外布置，10kV設(shè)備集中布置在箱式變電所內(nèi)，當(dāng)10kV補(bǔ)償容量不大時(shí)，電容補(bǔ)償裝置可布置在箱變內(nèi)。

二、針對(duì)典型設(shè)計(jì)方案的建議

通過(guò)近十年建設(shè)的35kV變電所運(yùn)行情況，對(duì)農(nóng)村35kV變電所典型設(shè)計(jì)提出一些觀點(diǎn)及建議。

（一）關(guān)于主變35kV側(cè)電氣設(shè)備

目前許多變電所設(shè)計(jì)主變35kV側(cè)采用戶外快速熔斷器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)配合做控制保護(hù)，可簡(jiǎn)化二次保護(hù)設(shè)施，節(jié)省投資。

由于快速熔斷器動(dòng)作特性為反時(shí)限，對(duì)變壓器內(nèi)部輕微事故靈敏性較差，導(dǎo)致事故進(jìn)一步惡化或電網(wǎng)保護(hù)越級(jí)動(dòng)作；筆者曾遇到兩次主變事故擴(kuò)大的實(shí)例，故建議對(duì)容量較大、地位較為重要的農(nóng)村變電所，變壓器35kV側(cè)還是采用斷路器作為控制保護(hù)元件，提高保護(hù)的靈敏度及速動(dòng)性。

（二）關(guān)于操作電源

變電所一般在35kV進(jìn)線側(cè)設(shè)置一臺(tái)所用變壓，農(nóng)村變電所操作電源多采用交流，配置2～3kVA的UPS電源。如果整個(gè)變電所失電，變電所無(wú)需操作，影響不大。但是一旦變電所正常運(yùn)行時(shí)所用變壓器故障，變電所保護(hù)及通訊設(shè)備將因小容量的UPS電能快速耗盡停止工作。故變電所交流操作電源盡量采用兩套，可從變電所外引來(lái)一回電源或在10kV母線側(cè)裝一臺(tái)所用變壓器，變電所交流系統(tǒng)裝設(shè)備自投裝置，保證變電所交流電的供給。

（三）關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償控制方式

農(nóng)村用電日負(fù)荷峰谷變化較大，為保證功率因數(shù)，提高電壓水平，無(wú)功設(shè)備投切頻繁，變電所多為無(wú)人值班運(yùn)行模式，采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)無(wú)法遠(yuǎn)方控制。建議電容器采用斷路器進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)遙控分合閘，便于變電所靈活運(yùn)行。

（四）關(guān)于箱式開(kāi)關(guān)站節(jié)能

箱式開(kāi)關(guān)站具有設(shè)備集成化程度高、安裝便利及電氣設(shè)備工作環(huán)境良好等優(yōu)點(diǎn)，在部分風(fēng)沙、鹽漬或粉塵較嚴(yán)重的地區(qū)經(jīng)常使用。但是由于箱式開(kāi)關(guān)站結(jié)構(gòu)密閉緊湊，空間較小，電氣設(shè)備產(chǎn)生的熱能不易散失，需要采用空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，導(dǎo)致變電所能耗增大，根據(jù)對(duì)比，采用箱式開(kāi)關(guān)站的變電所用電量較常規(guī)變電所多出近一倍。作為能源生產(chǎn)及配送的電力工程，這種箱式開(kāi)關(guān)站形式與國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排策略背道而馳。實(shí)際工程中開(kāi)關(guān)室可采用輕型彩鋼板建筑形式，增大對(duì)流空間，利于散熱。采用彩鋼板建筑建設(shè)便捷，節(jié)省投資，同時(shí)減少能耗。

（五）變電所設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)實(shí)際情況相應(yīng)調(diào)整

農(nóng)村變電所設(shè)計(jì)工作中，不能生搬硬套，一概而論，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)及實(shí)際情況做相應(yīng)的簡(jiǎn)化或深化。我院有一個(gè)工程實(shí)例：用電負(fù)荷為單純灌溉性用電負(fù)荷，一年僅需用電3～4個(gè)月，10kV出線2回路。在設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)易模式，變電所裝設(shè)一臺(tái)2000kVA主變，35kV側(cè)采用線路變壓器組接線，10kV線路采用戶外柱上真空斷路器，內(nèi)附電壓互感器及電流互感器，保護(hù)采用斷路器自帶的兩段式電流保護(hù)；電度表裝設(shè)于斷路器控制箱內(nèi)。變電所未裝設(shè)專(zhuān)用保護(hù)、通訊及無(wú)功補(bǔ)償裝置，大大減少運(yùn)行維護(hù)工作量，并且投資僅為同等規(guī)模變電所的一半左右，運(yùn)行四年，供電正常，滿足要求。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，生活水平及觀念不斷進(jìn)步，并伴隨著農(nóng)村工業(yè)的興起，農(nóng)村用電已不再是單純的照明及灌溉，用電負(fù)荷等級(jí)逐步升級(jí)，供電可靠性及靈活性要求大幅度提高。隨著現(xiàn)代化新農(nóng)村建設(shè)，農(nóng)村不僅要求有電，還要求“優(yōu)”電，農(nóng)村變電所設(shè)計(jì)也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，適應(yīng)用電負(fù)荷要求。