農(nóng)村35 kV變電站方案設(shè)計

鄒雪 竇悉絲 江鈺婷 于云霞

摘要：變電站在電力系統(tǒng)中有著的重要地位，它影響著整個電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。根據(jù)35 kV變電站在國內(nèi)變配電系統(tǒng)中所占有的重要地位以及設(shè)計對象的需要，文章為農(nóng)村設(shè)計一座35 kV變電站，設(shè)計相關(guān)的母線選擇、變壓器選擇、進線出線、結(jié)構(gòu)布局，介紹相關(guān)的接線設(shè)計和設(shè)備布局。依據(jù)變電站設(shè)備和線路保護的短路電流計算，根據(jù)變電站設(shè)置的過電流保護的一般要求，用繼電保護整定并選擇符合要求的熔斷器等保護設(shè)備，保證變電站的正常運行。

關(guān)鍵詞：變電站；繼電保護；短路電流

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力工業(yè)不僅對國民經(jīng)濟的發(fā)展有影響，同時也對人民的文化與物資生活水平的提高和整個社會的發(fā)展有影響。改革開放之后，人們對電的依賴在不斷增強，用電量不斷增加。在國內(nèi)外變配電系統(tǒng)中，35 kV的變電站起著至關(guān)重要的作用。本設(shè)計是在一般設(shè)計的步驟和規(guī)范的基礎(chǔ)上進行的，包括主變壓器的選擇模塊，接線模塊，負荷的統(tǒng)計模塊，短路相關(guān)計算模塊，繼電保護模塊，防雷措施模塊等幾大塊。由相關(guān)法律法規(guī)，確保其滿足變電站的整體要求。一個完善的變電站要求其設(shè)施運轉(zhuǎn)可靠、操作靈敏、便于擴展等，基于這些方面的思考，本文設(shè)計一個35 kV變電站。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

我國農(nóng)村電網(wǎng)點多、線長、面廣。東中部地區(qū)農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展還很不平衡，有些地方的農(nóng)網(wǎng)基礎(chǔ)相對薄弱，實現(xiàn)電力普遍服務均等化還面臨巨大挑戰(zhàn)?？h級35 kV變電站在建設(shè)之初，電氣主接線簡單，設(shè)備容量較小。但由于設(shè)備技術(shù)參數(shù)偏低，容量小，檢修維護工作量大，易滲漏油，給文明生產(chǎn)帶來一定的困難，產(chǎn)生的企業(yè)效益和社會效益較低。目前我國的高壓電器技術(shù)水平有了很大的提高，結(jié)合農(nóng)電的實際情況，采用新技術(shù)、新設(shè)備，淘汰老設(shè)備，使企業(yè)效益和社會效益有很大提高。我國的電力工業(yè)自動化水平正在逐年提高，許多的變電站已實現(xiàn)無人值班，電力系統(tǒng)已實現(xiàn)調(diào)度自動化[1]。

2 參數(shù)、方案的選擇

2.1 變壓器的選擇

2.1.1主變壓器臺數(shù)的選擇

（1）首先應滿足供電可靠性的要求。對重要負荷比較多的變電站，應采用兩臺主變壓器，以防其中一個變壓器不能供電的時候，備用變壓器可以對重要負荷供電。當變電站只有2級負載時，它只能使用一臺變壓器，但必須有一個備用電源，它包含了相關(guān)的接觸線。

（2）在需要思考經(jīng)濟狀況或者負荷變化較大時可用兩臺變壓器。

（3）通常車間的變電站應用單變壓器。在特殊情況下應

采用兩個變壓器，比如變電站所能承受的容量比較大時[2]。

2.1.2 主電壓器容量的選擇

變壓器應滿足的條件：（1）單變壓器獨自運轉(zhuǎn)時提供70%的總負荷電能。（2）單變壓器獨自運轉(zhuǎn)時應符合一二級負荷的要求。

由上述可知應選擇型號為S9-12500/35的變壓器兩臺。

2.2 接線方案的選擇

為設(shè)計變電站高壓為雙入雙出回路，可用于內(nèi)外橋接線，變電站低電壓為兩進八出回路，而2個出設(shè)間隔的電容器，主接線為6個方案[3]：（1）單母線分段內(nèi)橋接線；（2）單母線無橋連接段；（3）單母線旁路連接外接橋；（4）外橋接線單母線部分；（5）外橋單母線部分；（6）單母線旁路連接內(nèi)部橋。根據(jù)經(jīng)濟、可靠性、損耗等性能的比較，通過比較各方案接線特點，最終確定選擇方案一。

2.3 電氣設(shè)備的選擇

電氣設(shè)備選擇的原則：（1）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核；（2）應力圖經(jīng)濟合理；（3）同類設(shè)備應盡量減少品種；（4）選用的新產(chǎn)品應實驗數(shù)據(jù)可靠，并征求上級同意[4]。

2.4 斷路器隔離開關(guān)的選擇

本設(shè)計為SF6斷路器的選擇35 kV側(cè)，與以前相比，其流動阻力等方面有很多重大改進。于是可選用LW8—35A型戶外高壓SF6斷路器。

對于35 kV的高壓隔離開關(guān)的選擇，優(yōu)先考慮材質(zhì)較好、耐腐蝕性較好的產(chǎn)品，在配用接地開關(guān)時，高壓隔離開關(guān)必需選用手動操作機構(gòu)。

隔離開關(guān)選擇GW14—35/630型號隔離開關(guān)[5]。

2.5 母線的選擇

矩形硬母線通常適用于35 kV母線，選擇LMY-1006矩形鋁母線+40，電流是由1 155 A允許，允許的最大電流是1 097 A，符合持續(xù)電流的要求[6]。

2.6 互感器的選擇

2.6.1 電流互感器的選擇

有兩種類型的35 kV電流互感器：室外和室內(nèi)。戶外型電流互感器，油浸式瓷通常獨立的電流互感器，如LB系列、LABN系列?？紤]到保護、測量、計算的要求，通常選用LCZ—35（Q）型澆注絕緣加強型電流互感器。

額定二次電流5 A。

采用LCZ—35（Q）型電流互感器，計量用0.2 級25 VA，測量用0.5級40 VA，保護用10P15級50 VA[7]。

2.6.2 電壓互感器的選擇

采用JDZXF9—35型電壓互感器，此型號的電壓互感器是全封閉型的環(huán)氧樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)?？紤]采用額定頻率為50 Hz、額定電壓35 kV的戶內(nèi)電力系統(tǒng)。

2.7 熔斷器的選擇

額定電壓35 kV RW5-35/600選擇了開放融合，符合條件的，600 MVA中斷能力，必須和一定的限流電阻滿足條件。

最大開斷電流為100 kA，大于短路沖擊電流，符合條件。

2.8 變電站相關(guān)保護

2.8.1 35 KV側(cè)的繼電保護

可選DL-11/10型電流繼電器，設(shè)置2.5?10 A范圍，在系列2.5-5a動作時限為0.03 s線圈，動作時間和相關(guān)上級保護整定配合，因此選用DS-36 0.5?5 s型時間繼電器，符合條件。35 kV母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)保護整定，采用的是DL-11/50型電流繼電器，整定范圍是12.5?50 A。

2.8.2 接地與接地裝置

用導體把電氣設(shè)備和大地聯(lián)接在一起稱作接地。接地網(wǎng)是指由許多接地體在大地內(nèi)聯(lián)接而形成的。為了達到保護設(shè)備和人身安全的目的，電力設(shè)備的外殼必須接地。

避雷器通常采用金屬氧化物避雷器，

對于戶外，首先采用瓷絕緣避雷器，對于戶內(nèi)，首先采用合成絕緣避雷器[8]。

接線圖如圖1所示。

3 結(jié)語

本設(shè)計主要是研究35 kV變電站設(shè)計，為了滿足農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活用電和農(nóng)民農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電的需要。針對大幅度提高變電站電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計應用水平，獲得更高電壓等級變電站的電氣系統(tǒng)設(shè)計應用水平這些問題，本次設(shè)計有一定的意義。本次設(shè)計中采用需要系數(shù)法進行計算，并由此得出一系列數(shù)據(jù)，進行變電站各種系數(shù)的選擇、各種器件的挑選。多年來，農(nóng)村35 kV變電站采用仿蘇設(shè)計的普通屋外配電裝置，10 kV開關(guān)室及主控制室均為單層建筑，主要的缺點是占地面積大。根據(jù)我國人均耕地面積較少的國情特點，設(shè)計建造農(nóng)村變電站，在保證安全運行和滿足安裝檢修的前提下，盡量減少占地面積。

[參考文獻]

[1]張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2005.

[2]劉滌塵.電力工程基礎(chǔ)[M].武漢：武漢理工大學出版社，2003.6.

[3]沈培坤，劉順喜.防雷與接地裝置[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.

[4]丁毓山.變電所設(shè)計（10?220 kV）[M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1993.

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[7]熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].3版.北京：中國電力出版社，2004.

[8]曹繩敏.電力系統(tǒng)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計參考資料[M].南京：東南大學出版社，2004.