阿克蘇水庫35kV變電站電氣一次設(shè)計(jì)分析

許 笛

(水利部新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

隨著大型施工設(shè)備的普及，各類工地對電力需求很大，因此變電站成了重要的配套設(shè)施。變電站工程既要保證施工地的電力供應(yīng)正常，又要保證絕對安全，因此對電氣設(shè)備、接線敷線等要求很高。

1 工程概況

阿克蘇水庫工程施工用電負(fù)荷約2800kW，生產(chǎn)生活管理區(qū)用電負(fù)荷約460kW，根據(jù)當(dāng)?shù)仉娫捶植记闆r及施工負(fù)荷分布情況，綜合考慮，本工程采用35kV電壓供電。為保證施工用電及生活用電的可靠性，本工程新建1座35/10kV降壓變電站，主變?nèi)萘?000kVA，變電站位于施工負(fù)荷中心區(qū)域。35kV施工變電站新建1回35kV線路引至東溝鄉(xiāng)35kV變電站。線路長約22km，導(dǎo)線采用LGJ-120/20。

2 電氣一次部分主要設(shè)計(jì)

2.1 電氣主接線設(shè)計(jì)

2.1.1 主變?nèi)萘?/p>

本項(xiàng)目變電站設(shè)計(jì)安裝1臺(tái)SZ11-4000-35/10.5三相雙繞組油浸自冷有載調(diào)壓降壓變壓器[1]，部分技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 SZ11-4000-35/10.5型變壓器技術(shù)參數(shù)(部分)

2.1.2 35kV側(cè)接線

根據(jù)變電站建設(shè)規(guī)模及進(jìn)、出線特點(diǎn)，本工程35kV側(cè)接線可采用線路—變壓器組接線與單母線接線2種接線方式。由于本變電站為施工變電站，從施工負(fù)荷的不確定性及后期變電站擴(kuò)建難易程度及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等各方面綜合考慮，本工程35kV設(shè)計(jì)采用單母線接線：1回35kV線路，1回主變進(jìn)線。35kV電壓等級短路電流為31.5kA[2]。

2.1.3 10kV側(cè)接線

本工程10kV設(shè)計(jì)采用單母線接線：終期4回10kV電纜饋線，1回10kV電容器無功補(bǔ)償裝置饋線、1回主變進(jìn)線，變電站按終期規(guī)模一次建成。10kV電壓等級短路電流為25kA[3]。

2.2 主要電氣設(shè)備選擇

主要電氣設(shè)備選擇時(shí)，以電氣設(shè)備長期額定工作條件和短路條件下的動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)等為準(zhǔn)則，主要對變電站內(nèi)高壓斷路器、隔離開關(guān)、主母線、電力電纜等進(jìn)行了選擇，并根據(jù)海拔高度對其進(jìn)行校驗(yàn)[4]。

2.2.1 35kV主要設(shè)備

35kV配電裝置可采用戶外AIS設(shè)備或戶內(nèi)鎧裝移開式高壓開關(guān)設(shè)備，從變電站運(yùn)行維護(hù)難易程度、當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素綜合考慮，本工程35kV采用戶外AIS設(shè)備布置形式，具體配置見表2[5]。

表2 35kV主要設(shè)備

2.2.2 10kV主要設(shè)備

10kV配電裝置采用KYN-12型鎧裝移開式高壓開關(guān)設(shè)備，室內(nèi)布置形式。斷路器選用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)固封極柱式真空型斷路器。電壓互感器采用抗鐵磁諧振型，主要設(shè)備選擇技術(shù)參數(shù)見表3[6]。

表3 10kV主要設(shè)備

2.3 變電站導(dǎo)體選擇

本工程導(dǎo)體選擇根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T 5222—2005)進(jìn)行。

2.3.1 35kV導(dǎo)體選擇

a.主母線選型。根據(jù)變電站規(guī)劃容量，在滿足動(dòng)、熱穩(wěn)定，電暈，機(jī)械強(qiáng)度等條件下，本工程35kV主母線選擇鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線型號LGJ-150/20。

b.35kV線路及主變壓器進(jìn)線回路導(dǎo)體選擇。由經(jīng)濟(jì)電流密度及熱穩(wěn)定控制，選用LGJ-150/20導(dǎo)線。

2.3.2 10kV導(dǎo)體選擇

主變壓器低壓側(cè)進(jìn)線工作電流230A。10kV主變進(jìn)線選用ZR-YJV22-8.7/15-3×150電纜，10kV主母線選用矩形銅封閉母線80×10。

10kV電纜其截面按允許工作電流選擇，滿足載流量、經(jīng)濟(jì)電流密度及熱穩(wěn)定的要求。選型為YJV22，電纜線規(guī)格型號為YJV22-8.7/15-3×70～3×120[7]。

3 變電站一次部分輔助設(shè)計(jì)

3.1 防雷接地設(shè)計(jì)

3.1.1 直擊雷保護(hù)

為防止屋外配電裝置遭受雷擊，根據(jù)《電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(SDJ 7—79)的要求，在變電站內(nèi)設(shè)置1座30m高獨(dú)立避雷針，用作防直擊雷保護(hù)，主變及站內(nèi)所有配電裝置均在其保護(hù)范圍內(nèi)。

3.1.2 侵入波保護(hù)

為防止由線路雷電侵入波以及雷電感應(yīng)過電壓和斷路器操作時(shí)的過電壓對電氣設(shè)備的損壞，根據(jù)《交流電氣設(shè)備的過電壓和絕緣配合》(DL/T 620—1997)的要求，在35kV輸電線路終端、主變高低壓側(cè)進(jìn)線、35kV變電站各級母線、10kV電纜饋線終端[8]裝設(shè)氧化鋅避雷器。

3.1.3 變電站接地

本工程35kV變電站為不接地系統(tǒng)，接地電阻應(yīng)滿足R≤4Ω。變電站接地網(wǎng)是以水平接地體為主、垂直接地體為輔的聯(lián)合接地網(wǎng)。接地網(wǎng)及設(shè)備接地引下線，根據(jù)流過單相接地短路電流熱穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算，主接地網(wǎng)考慮75%分流系數(shù)。水平接地體均采用-60×6熱鍍鋅扁鋼，垂直接地體采用熱鍍鋅鋼管和接地模塊，35kV設(shè)備接地引下線、主變壓器接地引下線截面均采用-60×6熱鍍鋅扁鋼。

3.2 電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)

站內(nèi)低壓電力電纜和控制電纜采用電纜溝、穿管的敷設(shè)方式。電纜溝采用角鋼電纜支架敷設(shè)電纜；在電纜溝的接口處，公用主電纜溝與引接分支電纜溝的接口處，屏、柜、箱的底部電纜孔洞等處，采用耐火材料進(jìn)行封堵；電纜溝內(nèi)每隔60m處設(shè)置阻火墻。

戶外電纜溝支架全部采用熱鍍鋅防腐處理；在控制電纜與電力電纜之間設(shè)置層間耐火隔板；對直流電源、事故照明、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的全部電纜，屏、柜、箱底部1.0m長的電纜，戶外電纜進(jìn)入戶內(nèi)后1.0m長的電纜，阻火墻兩側(cè)各1.0m長的電纜，采用電纜防火涂料進(jìn)行涂刷；對靠近含油設(shè)備的電纜采用穿管敷設(shè)，鄰近的電纜溝蓋板用水泥砂漿做預(yù)密封處理。

本站二次設(shè)備集裝箱保護(hù)柜下層抗靜電地板內(nèi)、二次電纜溝道中及開關(guān)場的就地端子箱內(nèi)，敷設(shè)截面不少于120mm2的裸銅排(纜)，構(gòu)建室內(nèi)、外的二次等電位接地網(wǎng)。

4 結(jié) 語

阿克蘇水庫工程施工變電站的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合了工地的實(shí)際情況，各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)均滿足使用要求，可以為工地提供可靠、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在設(shè)計(jì)變電站時(shí)，一定要注意設(shè)備選型應(yīng)保證匹配良好，施工時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行。35kV變電站是目前國內(nèi)工地最常見的形式之一，本文所闡述的該型變電站的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可以為類似工程提供必要的參考經(jīng)驗(yàn)。