35 kV變電站設(shè)計(jì)方案優(yōu)化探討

劉貝克

摘 要：35 kV變電站的供電方式在農(nóng)村地區(qū)被廣泛使用。35 kV變電站具有檢修便利、維護(hù)方便、運(yùn)行和安裝便利、建設(shè)周期短、投資見(jiàn)效快和投資規(guī)模小等特點(diǎn)，適用于流量比較小、用電負(fù)荷小的地區(qū)。分析了35 kV變電站的幾種常見(jiàn)設(shè)計(jì)方案，探討了35 kV變電站設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)方案；35 kV變電站；輸電線路；輸電容量

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.156

文章編號(hào)：2095-6835（2015）15-0156-02

在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)，35 kV變電站的應(yīng)用仍然比較廣泛。35 kV輸電線路的輸送距離為20～50 km，輸送容量為2 000～10 000 kW；10 kV輸電線路的輸送距離為6～20 km，輸送容量為20～2 000 kW。一般情況下，我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)供電半徑為15 km左右，負(fù)荷密度為10～20 kW/km2。35 kV變電站能夠滿(mǎn)足農(nóng)村電網(wǎng)建設(shè)的需求?，F(xiàn)階段，一般是由縣級(jí)供電部門(mén)自行設(shè)計(jì)35 kV變電站。優(yōu)化35 kV變電站的設(shè)計(jì)方案，有利于降低電價(jià)、節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用、提高運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 35 kV變電站常見(jiàn)的設(shè)計(jì)類(lèi)型

1.1 常規(guī)設(shè)計(jì)方案

常規(guī)的設(shè)計(jì)方案主要是使用戶(hù)外裝置和高壓配電裝置，一般多使用W12-35戶(hù)外多油斷路器。常規(guī)的10 kV高壓配電裝置主要是使用ZN-10戶(hù)內(nèi)高壓真空斷路器或SN10-10少油斷路器、GG-IA（F）高壓開(kāi)關(guān)柜，采用戶(hù)內(nèi)裝置。一般情況下，多選擇PK型控制屏和繼電保護(hù)屏，并使用電磁式繼電器進(jìn)行繼電保護(hù)。

常規(guī)的35 kV變電站設(shè)計(jì)方案存在很多問(wèn)題，包括設(shè)備效率低、損耗高、投資規(guī)模較大、占地面積過(guò)多、結(jié)構(gòu)不合理和設(shè)備落后等。從設(shè)計(jì)水準(zhǔn)方面考慮，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案比較落后，特別是二次設(shè)備和一次開(kāi)關(guān)的選型仍然停留在20世紀(jì)五六十年代的水平。

盡管如此，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)方案在檢修、維護(hù)、運(yùn)行和安裝過(guò)程中具有較低的技術(shù)要求，運(yùn)行比較穩(wěn)定，所以，在我國(guó)一些偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和技術(shù)力量相對(duì)薄弱的地區(qū)，仍然使用這種設(shè)計(jì)方案。

1.2 具有特殊防污防塵要求的設(shè)計(jì)方案

一些35 kV變電站承擔(dān)著為大型化工企業(yè)和鋼鐵廠提供電力的任務(wù)，變電站的負(fù)荷對(duì)企業(yè)的正常運(yùn)行有直接的影響，因此，對(duì)變電站的供電可靠性和安全性也有比較高的要求。與此同時(shí)，該設(shè)計(jì)方案對(duì)防污防塵的要求比較高，必須提高戶(hù)外裝置的防污防塵性能。

與常規(guī)的35 kV變電站設(shè)計(jì)方案相比，該設(shè)計(jì)方案對(duì)于設(shè)備有更高的要求，相應(yīng)地?cái)U(kuò)大了設(shè)備的投資規(guī)模，而土地占有面積則有所減少。

1.3 經(jīng)濟(jì)節(jié)約型設(shè)計(jì)方案

經(jīng)濟(jì)節(jié)約型設(shè)計(jì)方案主要用于簡(jiǎn)易應(yīng)急變電站，其具有建設(shè)周期短、見(jiàn)效快和投資規(guī)模小的特點(diǎn)。在我國(guó)農(nóng)網(wǎng)改造工程中，該設(shè)計(jì)方案被廣泛使用。在此需要注意的是，這種設(shè)計(jì)方案不僅要滿(mǎn)足當(dāng)前的供電需求，還要在征地、布置和設(shè)計(jì)方面留下擴(kuò)容技改的余地?，F(xiàn)階段，我國(guó)的貧困山區(qū)、偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)大多采用了這種設(shè)計(jì)方案，取得了較好的效果，在一定程度上滿(mǎn)足了當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨蟆?/p>

2 35 kV變電站設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化

2.1 使用集成電路保護(hù)和微機(jī)控制

與常規(guī)的35 kV變電站設(shè)計(jì)方案相比，該設(shè)計(jì)方案是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的保護(hù)和控制，由計(jì)算機(jī)采集和加工電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)，并向運(yùn)行人員反饋，而運(yùn)行人員也可以實(shí)時(shí)控制電力系統(tǒng)。

如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還可以利用CPU發(fā)揮一定的保護(hù)功能，并將短路故障前后的參數(shù)打印出來(lái)。利用計(jì)算機(jī)可以有效提高系統(tǒng)的自檢能力，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)便利、投資規(guī)模小和占地面積小。在電源、信號(hào)、測(cè)量和控制等裝置上使用計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有較高的整定精度和較強(qiáng)的通用性，運(yùn)動(dòng)速度快、動(dòng)作離散值小、保護(hù)功能完善。事實(shí)證明，這種設(shè)計(jì)方案的使用效果良好。

2.2 無(wú)人值班變電站

無(wú)人值班變電站的設(shè)計(jì)方案在10 kV及以下變電站中的應(yīng)用比較廣泛，已經(jīng)成為了電網(wǎng)自動(dòng)化的重要發(fā)展方向。優(yōu)化35 kV變電站設(shè)計(jì)也可以實(shí)現(xiàn)35 kV變電站無(wú)人值班。在優(yōu)化過(guò)程中，主要是使用遠(yuǎn)動(dòng)RTU和調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，或者使用裝備綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)35 kV變電站的無(wú)人值班。

在該方案中，最好幾個(gè)35 kV變電站能夠同時(shí)使用遠(yuǎn)動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班。該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是投資規(guī)模小、占地面積少。由于無(wú)需建設(shè)生活設(shè)施，無(wú)人值班的35 kV變電站布局更加緊湊，控制室的面積減小，有利于節(jié)約占地面積和投資規(guī)模。因此，35 kV無(wú)人值班變電站是電網(wǎng)自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展的重要方向。

2.3 推動(dòng)升壓，增容擴(kuò)建

作為電力網(wǎng)中的一個(gè)重要電壓等級(jí)，35 kV電壓在我國(guó)的供電系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，我國(guó)縣級(jí)電網(wǎng)必然還要長(zhǎng)期使用35 kV變電站。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和技術(shù)水平的提高，新型設(shè)備不斷涌現(xiàn)，電力設(shè)備等相關(guān)產(chǎn)品也在不斷更新。這就要求優(yōu)化35 kV變電站的設(shè)計(jì)方案，使其更加清晰、簡(jiǎn)單，具有更強(qiáng)的操作性和可靠性，能夠盡量減少生活辦公設(shè)施和生產(chǎn)設(shè)施建筑物的土建面積。與此同時(shí)，還要限制工程造價(jià)，達(dá)到節(jié)約造價(jià)、節(jié)約土地的目的。因此，35 kV變電站的設(shè)計(jì)要逐步向無(wú)人值班、綜合自動(dòng)和小型化的方向發(fā)展。

在優(yōu)化35 kV變電站設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到將來(lái)是否需要升壓擴(kuò)建，能否與調(diào)度自動(dòng)化有效配合；要綜合考慮當(dāng)?shù)氐慕煌l件、備品備件的購(gòu)置條件、維護(hù)搶修的技術(shù)力量和用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)承受能力等。同時(shí)，還要了解當(dāng)?shù)氐墓╇娔芰Α⒐こ烫攸c(diǎn)、環(huán)境條件、用電容量和負(fù)荷性質(zhì)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，滿(mǎn)足35 kV變電站升壓擴(kuò)容的要求，為其后續(xù)發(fā)展留有余地。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為電力網(wǎng)中的一個(gè)重要電壓等級(jí)，35 kV變電站在我國(guó)的農(nóng)村地區(qū)發(fā)揮了重要的作用，并將長(zhǎng)期存在。這就需要合理優(yōu)化35 kV變電站的設(shè)計(jì)方案，在常規(guī)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上繼續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)，選擇最合適的設(shè)計(jì)方案，從大局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧各項(xiàng)因素，從而提高設(shè)計(jì)方案的合理性和可靠性。

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〔編輯：白潔〕