35kV變電站設(shè)計中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

廣西壯族自治區(qū)河池水利電力勘測設(shè)計研究院

摘要：目前隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，不少小城鎮(zhèn)日漸繁榮，35kV 變電站已經(jīng)不能夠完全滿足其與日俱增的用電需求。所以，如何從技術(shù)和節(jié)能的角度對目前35KV變電站的設(shè)計進行優(yōu)化，是我們急需要解決的重點問題。本文首先分析了目前35 kV 變電站常見的設(shè)計類型、存在的問題和耗能現(xiàn)狀，再詳細論述了變電站節(jié)能技術(shù)的要點及其應(yīng)用，以期能對今后35KV變電站設(shè)計提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：35kV變電站；節(jié)能技術(shù)；設(shè)計與應(yīng)用

通常來說，35 kV 輸電線路的輸送距離為20至50千米，輸送容量為2 000至10 000千瓦；我國農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟供電半徑大約為15千米，負荷密度為10～20 kW/km2。因此，35kV 變電站已經(jīng)能夠完全滿足中小型城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的用電需求，目前的應(yīng)用十分廣泛。與此同時，35 kV 變電站還具有安裝檢修便利、建設(shè)周期短、投資規(guī)模小、投資見效快的特點，很多縣級供電部門都采用了35KV 變電站。但是，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，不少小城鎮(zhèn)日漸繁榮，對用電量的需求與日俱增。所以，如何從技術(shù)和節(jié)能的角度對目前35KV變電站的設(shè)計進行優(yōu)化，是我們急需要解決的重點問題。

針對上述問題，本文首先分析了目前35 kV 變電站常見的設(shè)計類型、存在的問題和耗能現(xiàn)狀，再詳細論述了35kV變電站節(jié)能技術(shù)的要點及其應(yīng)用，以期能對今后35KV變電站設(shè)計提供理論依據(jù)。

一、35 kV 變電站常見的設(shè)計類型及存在的問題

1、35 kV 變電站常見的設(shè)計類型

對現(xiàn)如今35 kV 變電站的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其常見的設(shè)計類型主要有以下三個類型。

第一，常規(guī)設(shè)計方案。這個方案主要采用高壓配電裝置和戶外裝置，一般多使用W12-35 戶外多油斷路器。常規(guī)設(shè)計方案因為其在安裝、維護、運行和檢修過程中技術(shù)要求低，而且運行比較穩(wěn)定，所以在我國一些偏遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)和技術(shù)力量相對薄弱的地區(qū)被廣泛使用。盡管如此，該方案還是存在很多技術(shù)問題，設(shè)計方案比較落后，例如設(shè)備落后、效率低、損耗高，投資規(guī)模較大、占地面積過多、結(jié)構(gòu)不合理等。

第二，具有特殊防污防塵要求的設(shè)計方案。這個方案主要是針對大型化工企業(yè)或者鋼鐵廠而言的，因此這些地方35 kV 變電站對于供電的安全性和可靠性有較高的要求，它直接影響著企業(yè)的正常運行。同時，因為這些企業(yè)特殊的環(huán)境條件，該設(shè)計方案對防污防塵的要求比較高，必須提高戶外裝置的防污防塵性能。

第三，經(jīng)濟節(jié)約型設(shè)計方案，這個方案主要應(yīng)用于簡易應(yīng)急變電站中。例如在我國農(nóng)網(wǎng)改造工程中，這個方案被普遍采用，正是看重了它建設(shè)周期短、投資規(guī)模小和見效快的特點，在一定程度上滿足了當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨蟆?/p>

2、當(dāng)前35KV變電站普遍存在的問題

如前所述，目前35KV變電站較多地還是應(yīng)用于經(jīng)濟較落后的中小型城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村地區(qū)，因此，這些地方對于變電站不管是在技術(shù)層面還是管理層次上都有明顯的滯后性。具體來說，主要體現(xiàn)在：①設(shè)備落后，運行過程中缺乏檢查和維修，加速了設(shè)備的老化，影響設(shè)備功能的正常發(fā)揮。②極度缺少專業(yè)技術(shù)人員，在實際工作中經(jīng)常會出現(xiàn)因錯誤操作而導(dǎo)致的設(shè)備損壞。③雖然35KV變電站覆蓋的區(qū)域廣，但是變電站點很少，導(dǎo)致輸電線路半徑過長、線路損耗較大。因此，要完美的解決以上缺陷，同時還要滿足該區(qū)域的用電需求，我們必需從技術(shù)、經(jīng)濟以及安全等角度全面地對35KV變電站進行優(yōu)化設(shè)計，以降低變電站的能耗損失，使變電站安全穩(wěn)定的運行。

二、35kV變電站中的節(jié)能技術(shù)

針對上述問題，相關(guān)部門一定要在科學(xué)評估和分析的基礎(chǔ)之上，采用環(huán)保節(jié)能的新設(shè)備、新技術(shù)、新材料和新工藝，確保經(jīng)濟節(jié)能的運行。

1、主變壓器的設(shè)計選擇

主變壓器是35KV變電站中最重要的設(shè)備，它的功率損耗占整個電力損耗的20%到50%，因此合理選擇主變壓器是節(jié)能降損的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重點工作。涉及到具體工作上，我們要主要考慮一下幾個方面。

第一，主變壓器容量的選定。變壓器的功率損耗隨負荷的變化而變化，中小型容量的變壓器負載為其額定容量的50%至60%之間時效率最高，在滿負載或者功率因數(shù)較小的情況下，效率都會下降。因此，我們要從節(jié)能的觀點出發(fā)，根據(jù)變壓器的經(jīng)濟運行區(qū)來選擇主變壓器的容量，從而達到損耗最小的目的。

第二，主變壓器臺數(shù)的選定。如果變電站只設(shè)置一臺主變壓器是非常不合理的，因為變電站的負荷一般波動較大，一臺主變壓器的負荷率是難以滿足要求的，不能經(jīng)濟有效的運行；而且一旦發(fā)生主變壓器檢修的情況，就會造成大范圍停電，給人們生活生產(chǎn)帶來麻煩。因此考慮到這些情況，主變壓器設(shè)置的數(shù)量應(yīng)該不少于2 臺，還要考慮并列運行的可能性，盡量做好節(jié)能工作。

第三，主變壓器型號的選擇。S9或S11型系列變壓器采用了新的材料和新技術(shù)工藝，與舊型號相比下，有質(zhì)量小、體積小和耗能小的優(yōu)點。因此，從節(jié)能的角度出發(fā)，我們應(yīng)該優(yōu)先選擇S9或S11型系列變壓器。

第四，合理選用三繞組變壓器及有載調(diào)壓變壓器。三繞組變壓器可以減少變壓器電能損耗將近30%；有載調(diào)壓變壓器可以保證電壓的穩(wěn)定輸出。現(xiàn)在這兩種變壓器的型號和規(guī)格都比較齊全，只要選擇合理的話，既可以減少投資又可以降低損耗。

2、無功功率的合理補償

在這一點上，目前并聯(lián)電力電容器補償技術(shù)應(yīng)用得最為廣泛。這個技術(shù)的關(guān)鍵點在于補償點和補償容量的合理選擇，如果選擇不正確，會造成過補償而適得其反。所以，在變電站設(shè)計之前我們就應(yīng)該先調(diào)查清楚變電站的綜合負荷結(jié)構(gòu)情況。通常來說，一般都是采用分散補償與就地補償相結(jié)合、集中補償與分散補償相結(jié)合、供電企業(yè)補償與用戶補償相結(jié)合的方式。

三、利用節(jié)能技術(shù)對35 kV 變電站設(shè)計進行優(yōu)化

1、經(jīng)濟性視角下的設(shè)計方案

這類變電站一般設(shè)置在室外，采用一臺主表容量為3150KVA變壓器，35KV進線一回，10KV出線三回，高壓熔斷器保護變壓器、真空開關(guān)保護線路。

2、技術(shù)視角下的設(shè)計方案

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，它也滲透到了變壓站設(shè)計方面，在35KV變電站中出現(xiàn)了微機控制和集成電路保護等裝置。計算機網(wǎng)絡(luò)的運用可以對變電站各個受控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行搜集和處理，再經(jīng)過分析之后將信息反饋到變電站控制中心，等待專業(yè)人員對其做出反應(yīng)，能夠及時的進行故障分析和處理。所以，微機控制系統(tǒng)減少了35KV 變電站的維護工作，大大減少了很多不必要的損耗。該類變電站的設(shè)計方案是將變電站布置在戶外，采用35KV進線一回，10KV出線六回，控制系統(tǒng)為微機保護控制。繼電保護裝置方面：主機采用微機差動保護，后備保護為三段式復(fù)壓閉鎖過電流保護，本體保護為重瓦斯保護、輕瓦斯保護；線路采用二段式相問過流保護。該類變電站有很明顯的優(yōu)勢，它占地面積小且工程造價低，安裝、運行、調(diào)試都簡單。除此之外，由于控制系統(tǒng)為微機控制系統(tǒng)，變電站運行過程中可控性很強。

3、基于自動化控制的變電站設(shè)計方案

該類方案主要是將自動化技術(shù)和變電站技術(shù)結(jié)合在一起。一般來說，采用低損耗和地磁密的大型變壓器，電源為雙電源自動切換，開關(guān)為直流系統(tǒng)開關(guān)和智能高頻開關(guān)。該變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為變電站層、通訊層和間隔層三大部分。變電站層配置主變壓器容量6300kVA變壓器兩臺，戶外配電裝置為35kV進線一回，10kV出線四回，10kV電容器兩組；采用微機對設(shè)備進行保護。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，相信在設(shè)計中注意各種設(shè)備合理的規(guī)劃和布置，會達到節(jié)能的目標(biāo)。

四、結(jié)語

綜上所述，35 kV 變電站作為國家電力網(wǎng)中的一個重要電壓等級，在我國的農(nóng)村地區(qū)發(fā)揮了重要的作用。但是隨著目前農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，我們不能固步自封，要用發(fā)展的眼光看待這個問題。這就需要合理在保證人們用電需求的基礎(chǔ)上，對35 kV 變電站的設(shè)計方案進行優(yōu)化。我們一定要選擇從節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保的角度出發(fā)，尋找出最合適的設(shè)計方案，提高設(shè)計方案的合理性和可靠性。

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