淺談我國(guó)220kV變電站設(shè)置35kV電壓等級(jí)惻的必要性

余姍姍 張亞瓊

（河南省輕工業(yè)學(xué)校，河南 鄭州450006）

目前，我國(guó)35kV及以下線(xiàn)路一般采用三相電力系統(tǒng)傳輸，大多沒(méi)有地線(xiàn)，系統(tǒng)的電力通信采用傳統(tǒng)的方式。若用光纖復(fù)合相線(xiàn)替代三相電力線(xiàn)路中的1相，可形成由2根導(dǎo)線(xiàn)和1根光纖復(fù)合相線(xiàn)組成的電力傳輸系統(tǒng)，故可不另外架設(shè)通信線(xiàn)路來(lái)解決電網(wǎng)的自動(dòng)化、調(diào)度、通信等問(wèn)題，還可大大提高傳輸?shù)馁|(zhì)量和數(shù)量。我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，220kv和110kV電網(wǎng)的問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，已難以適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的供電要求[1]，因此，有必要對(duì)如何改造220kv和110kV電網(wǎng)進(jìn)行討論研究。

1 35kV電網(wǎng)及接入電源現(xiàn)狀

1.1 35kV電網(wǎng)

根據(jù)我國(guó)35kV電網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展過(guò)程，結(jié)合近年來(lái)我國(guó)35kV電網(wǎng)投資建設(shè)情況，依據(jù)鄉(xiāng)村、邊遠(yuǎn)地區(qū)負(fù)荷特點(diǎn)、人口密度等，發(fā)電量主要向中東部輸送，其他二次設(shè)備及安全自動(dòng)裝置按照接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告意見(jiàn)進(jìn)行配置和完善。最好投資建設(shè)110KV或35KV線(xiàn)路作備用電源，滿(mǎn)足工程運(yùn)行管理需要[2]。

1.2 接入電源現(xiàn)狀

目前我國(guó)城鎮(zhèn)居民家庭電視、冰箱及空調(diào)等電器的普及率較高，生活電氣化已達(dá)相當(dāng)程度。隨著房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，今后幾年居民戶(hù)數(shù)會(huì)大幅度增加，將成為用電新的增長(zhǎng)點(diǎn)。1998-2000年國(guó)家加大對(duì)農(nóng)村電網(wǎng)的改造力度，降低農(nóng)村電價(jià)，預(yù)計(jì)電視、冰箱、空調(diào)等家用電器在農(nóng)村的普及率將逐步提高。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，隨著人民生活水平的進(jìn)一步提高，居民生活用電水平將逐步增加，預(yù)計(jì)我國(guó)人均生活用電量將逐年增加，平均每年的用電量將達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，確保電力供應(yīng)穩(wěn)定、充足、可持續(xù)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)遠(yuǎn)景目標(biāo)的基本保障條件之一。

2 220kV變電站設(shè)置35kV惻與110kV變電站設(shè)置35kV惻對(duì)比研究

在電力系統(tǒng)中，所有電感性負(fù)載均需大量的無(wú)功功率，而無(wú)功功率若不是由電容器提供，就需輸電系統(tǒng)供給。因此設(shè)計(jì)輸電系統(tǒng)的傳輸能力時(shí)必須考慮有功功率和無(wú)功功率，需要使用較大容量的輸電線(xiàn)路及變壓器來(lái)輸送全部的視在功率。但是無(wú)功功率的傳輸將造成輸電線(xiàn)路及變壓器損耗的增加，降低經(jīng)濟(jì)效益，并且嚴(yán)重影響電壓質(zhì)量。因此，在一般電力系統(tǒng)中，可在高壓側(cè)和低壓用戶(hù)側(cè)分別對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行改善，以提高電力系統(tǒng)傳輸效率，改善電壓質(zhì)量。低壓側(cè)投切電容器雖能降低更多的線(xiàn)損，而高壓側(cè)投切電容器便于支撐電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性，并且易于管理，因此，高壓無(wú)功補(bǔ)償有其獨(dú)特的用處和優(yōu)越性。

2.1 220kV變電站設(shè)置35kV惻

幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到變壓器，它的原理較為簡(jiǎn)單，但在不同的使用場(chǎng)合（不同的用途），對(duì)變壓器的繞制工藝的要求有所不同。220kV變電站35kV系統(tǒng)上由消弧線(xiàn)圈接地改為電阻接地。對(duì)于采用小電阻接地方式的變電站而言，不同的小電阻接地位置，同一設(shè)備的零序電流保護(hù)范圍不同。單相接地故障后，若220kV變電站35kV電阻接地方式下的主變35kV側(cè)零序電流保護(hù)動(dòng)作，則事故處理方法有所不同。如220kV變電站35kV1#、2#電容器熔絲經(jīng)常熔斷，由于35KV線(xiàn)路上裝有管形避雷器，下一級(jí)35KV站倒閘時(shí)的過(guò)電壓造成管形避雷器瞬間擊穿，造成過(guò)電壓傳遞，致使35kV電容器熔絲經(jīng)常熔斷，從中可以看出35kv電壓的優(yōu)劣。由于35kv為連接和220，110kv系統(tǒng)的線(xiàn)電壓角為零度，當(dāng)電壓比為220/110/35時(shí)，高中壓為自動(dòng)連接，變壓器的第三繞組不能用三角形連接，否則不能和原有35kv系統(tǒng)并網(wǎng)。

2.2 110kV變電站設(shè)置35kV電壓等級(jí)惻

110kV配電裝置均為室外中型布置。35kV配電裝置有2種布置形式：6座為室外中型布置，占地面積大，尤其是沿海幾個(gè)縣，空氣濕度大，含鹽量高，事故時(shí)有發(fā)生，戶(hù)外電氣設(shè)備的金屬外殼和構(gòu)架銹蝕嚴(yán)重，維護(hù)量大；其余采用室內(nèi)布置，早期設(shè)計(jì)的為裝配式2層布置，結(jié)構(gòu)龐大，土建投資大，近年來(lái)開(kāi)始選用GBW 35手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜，減少了土建投資，但檢修、試驗(yàn)較不方便。35kV線(xiàn)路長(zhǎng)度為2km－30km，部分為“T”接線(xiàn)或雙電源線(xiàn)路，配置兩段式電壓速斷、電流閉鎖（或電流速斷）和限時(shí)過(guò)流保護(hù)，電壓速斷按主運(yùn)行方式下，電流、電壓繼電器保護(hù)范圍相等來(lái)整定。實(shí)際運(yùn)行中，對(duì)于小于10km的線(xiàn)路，這種保護(hù)很難達(dá)到保護(hù)范圍不小于線(xiàn)路全長(zhǎng)100%的要求，而‘丫’接線(xiàn)路很難僅依靠整定計(jì)算來(lái)達(dá)到要求，多數(shù)情形下只能是11段保護(hù)動(dòng)作。110kV變電站均設(shè)有電容補(bǔ)償裝置，而35kV變電站僅部分有補(bǔ)償裝置。由于負(fù)荷波動(dòng)較大，電容器投切頻繁，造成運(yùn)行不便，部分裝置未投運(yùn)。應(yīng)加強(qiáng)用戶(hù)補(bǔ)償，對(duì)大工業(yè)用戶(hù)建議設(shè)置線(xiàn)路補(bǔ)償電容器自動(dòng)投切裝置；對(duì)5000kVA以上的35kV變壓器建議選擇有載調(diào)壓式，取代站內(nèi)電容補(bǔ)償裝置，盡管其價(jià)格高出普通變壓器20%，但節(jié)能和調(diào)壓效果較顯著。

3 新建220kV變電站設(shè)置35kV惻的必要性及35kV電網(wǎng)繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)

我國(guó)目前有較多變電站采用35kV電壓等級(jí)送電，35kV電壓等級(jí)未能完全取消。大中型城市以及縣城區(qū)主要采用110kV電壓等級(jí)進(jìn)行供電，而山區(qū)則還存在35kV電壓等級(jí)，以滿(mǎn)足小水電上網(wǎng)和給鄉(xiāng)村等低負(fù)荷密度地區(qū)供電的需要。

3.1 新建220kV變電站設(shè)置35kV惻的必要性

220kV電網(wǎng)無(wú)功電源安裝容量應(yīng)大于電網(wǎng)最大自然感性無(wú)功負(fù)荷。一般情況下，感性無(wú)功負(fù)荷按1.2倍的最大有功負(fù)荷來(lái)估算，而最大的容性無(wú)功源可按1.15倍的最大感性無(wú)功負(fù)荷來(lái)設(shè)置。容性無(wú)功功率主要由發(fā)電機(jī)所發(fā)出無(wú)功功率、線(xiàn)路充電功率、電容器無(wú)功功率等構(gòu)成。

結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，少數(shù)預(yù)測(cè)負(fù)荷密度很小或水電外送且遠(yuǎn)離220kV、110kV規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的鄉(xiāng)村地區(qū)可保留35kV供電電壓，但應(yīng)控制發(fā)展，其它地區(qū)逐步取消35kV電壓等級(jí)。規(guī)劃今后我國(guó)省市區(qū)域以及縣城區(qū)主要采用110kV電壓等級(jí)進(jìn)行供電，而山區(qū)則還保留35kV電壓等級(jí)，以滿(mǎn)足小水電上網(wǎng)和給鄉(xiāng)村等低負(fù)荷密度地區(qū)供電的需要。

3.2 35kV電網(wǎng)繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)

35KV變電站設(shè)施較為落后，變電容量不能滿(mǎn)足供電需求，季節(jié)性用電時(shí)，出現(xiàn)供電卡殼，站內(nèi)主要變電設(shè)施陳舊老化，且大都運(yùn)行了10年以上，部分區(qū)域供電半徑較大，供電質(zhì)量較差，線(xiàn)路損失較高，現(xiàn)有供電設(shè)備和供電能力遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人民生活用電的需求。220kV變電站設(shè)置35kV電壓等級(jí)惻投運(yùn)后，我國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將大大改善，可較好地滿(mǎn)足人民的用電需求。仍以滿(mǎn)足負(fù)荷供電需求、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為目標(biāo)，通過(guò)在220kV變電站設(shè)置35kV電壓等級(jí)惻，新建35KV變電站再次調(diào)整和分配電網(wǎng)負(fù)荷，來(lái)滿(mǎn)足全國(guó)人民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電能的需求。

4 總結(jié)

應(yīng)加快推進(jìn)我國(guó)220kV變電站設(shè)置35kV電壓等級(jí)惻工作，以滿(mǎn)足城市快速發(fā)展的用電負(fù)荷需求，同時(shí)適當(dāng)增加縣區(qū)的35kV變電站布點(diǎn)，相應(yīng)增加35kV線(xiàn)路和調(diào)整部分35kV網(wǎng)絡(luò)。本文對(duì)電網(wǎng)的供電能力和預(yù)期達(dá)到的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)建設(shè)方案提出了建議。

［1］楊靜，田生林，賀俊杰，等．華北電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與實(shí)施［J］．電力標(biāo)準(zhǔn)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2007（3）：32-35．

［2］江蘇科能電力工程咨詢(xún)有限公司．江蘇電網(wǎng)110kV、35 kV變電站電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初步設(shè)計(jì)［R］．2007．

［3］王益民．國(guó)家電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施［J］．電網(wǎng)技術(shù)，2005，29（22）：1-6．