對35kV變電站設(shè)計(jì)的建議必須要配直流電阻測試儀，摘要：該文結(jié)合安徽省近十個(gè)35 kV變電站的設(shè)計(jì)和建設(shè)，在總結(jié)了不少成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，就35 kV變電站的電氣主接線設(shè)計(jì)及電氣主設(shè)備選型、設(shè)備平面布置、變電站綜合自動(dòng)化等方面進(jìn)行了廣泛探討，對35 kV變電站的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化設(shè)計(jì)和建設(shè)方案提出了一些有益的建議。關(guān)鍵詞：變電站；電氣主接線；設(shè)備平面布置；變電站綜合自動(dòng)化中圖分類號：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號:1003-0867(2006)08-0008-03 近年來，為保證**、上等、經(jīng)濟(jì)供電，更好地為地區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)，國家籌集了巨額資金，進(jìn)行了為期三年的“城、農(nóng)網(wǎng)”即“兩網(wǎng)”改造工程。“兩網(wǎng)”改造工程中，安徽省安排了多個(gè)35 kV變電站建設(shè)。根據(jù)各具體項(xiàng)目，在實(shí)現(xiàn)工期短、造價(jià)低、布局新穎、技術(shù)先進(jìn)等方面進(jìn)行了多種有益嘗試和探討，取得了不少成功的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)結(jié)合我省35 kV變電站的建設(shè)和設(shè)計(jì)，就35 kV變電站的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化設(shè)計(jì)和建設(shè)方案進(jìn)行探討，以期取長補(bǔ)短，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1 35 kV變電站設(shè)計(jì)總則•符合國家政策及上級技術(shù)規(guī)范、規(guī)程要求；•滿足客戶對供電可靠性、電能質(zhì)量的要求；•接線清晰明了、運(yùn)行操作簡單、檢修方便；•投資節(jié)省、運(yùn)行費(fèi)用低；•留足擴(kuò)建的余地；•防誤動(dòng)功能齊全，自動(dòng)化水平**，運(yùn)行人員適應(yīng)期短。2 主接線和主設(shè)備選擇2.1 主接線由于經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較弱，安徽各地區(qū)工業(yè)性用電比例較小，農(nóng)業(yè)負(fù)荷比例較大，用電*大負(fù)荷處在第三季度（長時(shí)）或大年三十（短時(shí)），二、三季度在圩區(qū)防汛抗旱期間負(fù)荷較大，且必須保證供電，因此要保持一定水準(zhǔn)的負(fù)荷平臺。設(shè)計(jì)時(shí)主接線一般分兩期實(shí)施，終期按兩臺主變考慮。首期工程電氣主接線：35 kV變電站首期工程一般采用一條35 kV進(jìn)線和一臺主變，因此首期工程電氣主接線宜采用線路——變壓器單元接線。在布置上應(yīng)對二期工程位置作預(yù)留，首期不上的斷路器、隔離開關(guān)等利用瓷柱過渡跳線；根據(jù)計(jì)量管理和電網(wǎng)位置情況決定是否上35 kV電壓母線變壓器；35 kV站變可接在35 kV進(jìn)線側(cè)，若是10 kV站變，也可接在10 kV母線上；10 kV側(cè)電氣主接線采用單母線接線。二期工程電氣主接線：二期工程安裝兩回進(jìn)線，兩臺主變壓器的主接線。35 kV側(cè)可采用橋形接線。對主變壓器運(yùn)行方式相對比較穩(wěn)定，操作較少的35 kV變電站，宜采用內(nèi)橋接線；對主變壓器操作較多的35 kV變電站，宜采用外橋接線。橋形接線和單母線接線相比較可節(jié)省一臺斷路器，但操作復(fù)雜。35 kV側(cè)采用單母線接線?？紤]今后城鄉(xiāng)用電標(biāo)準(zhǔn)一體化的要求，35 kV變電站*終將實(shí)現(xiàn)兩回進(jìn)（出）線。35 kV采用雙回進(jìn)（出）線將會(huì)大大加大35 kV線路的造價(jià)，可折中考慮采用各35 kV變電站一主一備（即能手拉手）方式，主供線帶正常負(fù)荷，事故及檢修情況下啟動(dòng)備用線路。兩電源之間配置備用電源自動(dòng)投入裝置（BZT）。雖然單母線接線與橋形接線相比要多用一臺斷路器，但目前35 kV SF6斷路器已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，經(jīng)濟(jì)壓力不是很大，操作可大大簡化，尤其有利于35 kV變電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作和無人值守。3回以上進(jìn)出線的35 kV變電站電氣主接線。有些地區(qū)按區(qū)域性電網(wǎng)布點(diǎn)要求，應(yīng)建設(shè)110 kV變電站，但負(fù)荷總量又不大，尚不到需建設(shè)110 kV輸變電等級，而該站又處在各35 kV變電站布點(diǎn)的中心。此時(shí)，該中心站35 kV配電裝置應(yīng)考慮有3回以上進(jìn)出線，35 kV母線宜采用單母線分段接線，每段母線進(jìn)（出）線以2～3回為宜，其中電源進(jìn)線每段母線以1回為宜，BZT裝置控制分段斷路器。此類接線，一期工程可以設(shè)隔離開關(guān)分段，待雙電源進(jìn)站時(shí)再上分段斷路器。配電裝置布置時(shí)如地形許可，35 kV配電裝置可采用雙列布置，改、擴(kuò)、升壓建設(shè)方便且靈活。如地形狹窄，只能單列布置。綜上所述，35 kV變電站35 kV側(cè)電氣主接線應(yīng)按如下方式考慮：•35 kV側(cè)一進(jìn)線一主變壓器的變電站，宜采用線路一變壓器單元接線；•35 kV側(cè)兩進(jìn)線兩主變壓器的變電站，宜采用單母線接線；•35 kV側(cè)有多路出線要求的變電站，宜采用單母線分段接線方式。10 kV側(cè)主接線，一般采用一期為單母線，終期為單母線分段。對照總則，我們認(rèn)為上述方式有以下優(yōu)點(diǎn)：•接線清晰明了、運(yùn)行操作簡便；•擴(kuò)建時(shí)無浪費(fèi)；•實(shí)現(xiàn)防誤動(dòng)功能簡單；•無論線路檢修，對35kV變電站設(shè)計(jì)的建議必須要配直流電阻測試儀，還是變電設(shè)備檢修，方式靈活可替代，可很好地滿足用戶對供電可靠性的要求；•二次配置遠(yuǎn)方監(jiān)控容易實(shí)現(xiàn)，不易出錯(cuò)。2.2 主設(shè)備選擇主變壓器的選擇：采用油浸、自冷、有載調(diào)壓、低損耗變壓器，容量為2～10 MVA為宜。設(shè)立兩臺主變時(shí)，其容量按1：2配置為宜；*大負(fù)荷利用小時(shí)較高者，如超過5 MVA時(shí)容量應(yīng)按1：1配置。若運(yùn)輸條件允許，優(yōu)先選用全密封變壓器。高壓斷路器的選擇：35 kV等級優(yōu)先采用SF6國產(chǎn)斷路器，如運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較好的LW8系列產(chǎn)品。10 kV等級戶內(nèi)布置的斷路器，優(yōu)先采用機(jī)構(gòu)本體一體化的真空斷路器，柜體選擇如金屬鎧裝中置式，GGIA柜配VSI、VD4一體化真空斷路器。10 kV等級戶外布置的斷路器優(yōu)先采用柱上真空斷路器；10 kV SF6斷路器在解決壓力指示表、密度繼電器等易引起漏氣的問題后也可選用。10 kV用于投切電容器的斷路器，必須從做過型式試驗(yàn)的廠家中選用，真空滅弧室和機(jī)構(gòu)型式必須是與型式試驗(yàn)相配套的產(chǎn)品。高壓隔離開關(guān)的選擇：35 kV高壓隔離開關(guān)，優(yōu)先選用防污型、材質(zhì)好、耐腐蝕的產(chǎn)品；無人值守變電站優(yōu)先選用GW4型帶電動(dòng)機(jī)構(gòu)的隔離開關(guān)。高壓隔離開關(guān)配用接地開關(guān)必須選用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。高壓熔斷器的選擇：高壓熔斷器價(jià)格不高，但要上等產(chǎn)品?；ジ衅骱捅芾灼鞯倪x擇：電壓互感器優(yōu)先采用干式、過勵(lì)磁時(shí)呈容性的電壓互感器或電容式電壓互感器，避免鐵磁諧振的發(fā)生。采用電容器式電壓互感器時(shí)還可取消高壓側(cè)熔斷器。電流互感器則應(yīng)選用0.2級專用電流互感器。若造價(jià)有余地，35 kV電流互感器也應(yīng)專用，否則也應(yīng)選用帶0.2級副線圈的電流互感器。若伏安特性等電氣性能滿足二次要求，保護(hù)用電流互感器可采用斷路器附帶的套管式電流互感器，否則須要選用獨(dú)立式電流互感器。避雷器一律采用金屬氧化物避雷器，戶外優(yōu)先選用瓷絕緣避雷器，戶內(nèi)優(yōu)先使用合成絕緣避雷器。電力電容器的選擇：優(yōu)先選用全膜電容器；有兩組及以上電容器組時(shí)，需配用6%的空心或干式電抗器。變電站季節(jié)負(fù)荷較大者，宜選用可無載投切分組的集合式電容器組，對35kV變電站設(shè)計(jì)的建議必須要配直流電阻測試儀，或?qū)⒎稚⑹诫娙萜鹘M分屬兩個(gè)開關(guān)投切，容量變動(dòng)可對單個(gè)電容器投切，實(shí)現(xiàn)合理的無功補(bǔ)償，提高電壓合格率及功率因數(shù)。直流電源的選擇：直流電源宜選用具有微機(jī)檢測及遠(yuǎn)傳接口的高頻開關(guān)電源的成套直流電源裝置，其中模塊以2塊5～10 A為宜。蓄電池宜選用性能較好的國產(chǎn)閥控全密封鉛酸蓄電池，容量以40～80 Ah為宜。二次設(shè)備的選擇：考慮所選繼電保護(hù)設(shè)備具有先進(jìn)性，又有成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)優(yōu)先選用微機(jī)型繼電保護(hù)設(shè)備。10 kV保護(hù)優(yōu)先采用分散布置；35 kV保護(hù)在確定主供電電源后，備用電源當(dāng)聯(lián)絡(luò)線用時(shí)應(yīng)配備線路保護(hù)，且可與備用電源自投裝置（BZT）并屏安裝；35 kV饋線保護(hù)采用集中組屏布置形式。主變的縱差動(dòng)保護(hù)是否配置，要根據(jù)主變?nèi)萘考半娏鞅Ｗo(hù)靈敏性、選擇性校驗(yàn)情況安排。所選微機(jī)型保護(hù)裝置應(yīng)具有能與變電站綜合自動(dòng)化或RTU靈活的接口方式。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的選擇：新建、技改的35 kV變電站宜按照綜合自動(dòng)化要求建設(shè)。設(shè)備選型應(yīng)滿足無人值守的要求。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)具備微機(jī)“五防”閉鎖功能，具備接入火警信號等功能。通信的選擇：應(yīng)選數(shù)字式載波通信，有條件的可利用一點(diǎn)多址、擴(kuò)頻、光纖通信等手段。保留租用中國電信市話，保證通話獨(dú)立暢通。3 多樣化的設(shè)備平面布置我省近幾年新建和改造的35 kV變電站的總體布置，一般根據(jù)電網(wǎng)地理情況及環(huán)境條件并結(jié)合運(yùn)行、檢修和安裝方便的要求，再考慮能節(jié)約用地、節(jié)省投資。大致有以下幾種模式：（1）35 kV采用屋外中型配電裝置，10 kV為屋外半高型配電裝置，主變壓器設(shè)在屋外，采用集中式控制保護(hù)。須設(shè)建筑物（二層樓），控制室位于二樓（考慮防洪）。（2）35 kV采用屋外中型配電裝置，布置方式同模式（1）。10 kV為屋外中型配電裝置，雙列布置，采用集中式控制保護(hù)，設(shè)單層建筑物作控制室。主變安裝在地面的基礎(chǔ)上，介于10 kV及35 kV配電裝置之間靠近10 kV配電裝置。在主變與35 kV配電裝置之間設(shè)一條主干馬路，馬路直通大門并且設(shè)環(huán)形巡回通道。這種布置形式占地面積大，土建工程量和費(fèi)用較小，10 kV布置清晰，建設(shè)周期短，相鄰設(shè)備間距較大，檢修、運(yùn)行維護(hù)方便，容易擴(kuò)建。但是整個(gè)高壓電器置于屋外受外界環(huán)境的影響，設(shè)備運(yùn)行條件惡劣，須加強(qiáng)絕緣，雷雨時(shí)對設(shè)備的維護(hù)和操作不方便。（3）35 kV、10 kV配電裝置同模式（2），但有設(shè)主馬路的。10 kV控制保護(hù)采用就地方式，置于戶外；35 kV采用集中式控制保護(hù)。設(shè)單層建筑物作控制室。這種布置形式占地面積很小，土建工程量和費(fèi)用較小，10 kV布置清晰，但間隔間距較小，檢修、維護(hù)不方便。沒有主馬路時(shí)，不易擴(kuò)建。整個(gè)高壓電器和10 kV控制保護(hù)都置于屋外受外界環(huán)境的影響，設(shè)備運(yùn)行條件惡劣，須加強(qiáng)絕緣，雷雨時(shí)對設(shè)備的維護(hù)和操作不方便。（4）35 kV采用屋外中型配電裝置，主變間隔和進(jìn)出線間隔分別在母線兩側(cè)呈雙列布置，10 kV采用箱式配電裝置，主變安裝在地面的基礎(chǔ)上，介于10 kV及35 kV配電裝置之間，靠近35 kV配電裝置。在主變與箱變之間設(shè)一條主干馬路，馬路直通大門并且設(shè)環(huán)形巡回道。10 kV配電裝置及全站控制保護(hù)置于箱體內(nèi)，不設(shè)控制室。這種布置形式占地面積較小，無需建房，土建工程量和費(fèi)用小，現(xiàn)場安裝簡單方便，箱體內(nèi)設(shè)環(huán)境溫控系統(tǒng)，設(shè)備運(yùn)行條件好，可靠性高；箱體內(nèi)每個(gè)間隔可雙面運(yùn)行維護(hù)，檢修操作方便；擴(kuò)建或搬遷容易。（5）35 kV采用屋外中型配電裝置，主變間隔和進(jìn)出線間隔分別在母線兩側(cè)呈雙列布置。10 kV采用屋內(nèi)成套配電裝置，可選用固定式或中置式高壓開關(guān)柜，布置于開關(guān)室內(nèi)。主變安裝在地面的基礎(chǔ)上，介于10 kV及35 kV配電裝置之間，靠近35 kV配電裝置，主變中心與10 kV開關(guān)室墻中心距離為12 m。在主變與開關(guān)室之間設(shè)一條主干馬路，馬路直通大門并且設(shè)環(huán)形巡回道。全站控制保護(hù)集中安裝于控制室內(nèi)。這種布置形式占地面積較小，室內(nèi)設(shè)備維護(hù)量小、檢修操作方便，但是房屋建筑的工程量和費(fèi)用較大，建設(shè)周期長。該模式也適用35 kV開關(guān)兼變電站的設(shè)備布置。農(nóng)村35 kV布置方案要從建設(shè)規(guī)模、電網(wǎng)情況、地理環(huán)境、投資工期等多方面要求入手，合理選用布置方式。綜合以上5種模式我們推薦模式（2）戶外布置方式、模式（4）箱式開關(guān)室方式及模式（5）傳統(tǒng)開關(guān)室方式。4 變電站綜合自動(dòng)化的考慮自從1987年清華大學(xué)研制成功**套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)投運(yùn)十多年來，由于技術(shù)水平的不斷提高，體系結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)。根據(jù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)形式可以分成很多種類。其結(jié)構(gòu)形式有集中式、分布式、分散（層）分布式；從安裝物理位置上來劃分集中組屏、分層組屏和分散在一次設(shè)備間隔設(shè)備上安裝等形式。典型的35 kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，裝置分成管理層、變電站層和間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息上傳，保護(hù)功能完全獨(dú)立，遠(yuǎn)動(dòng)與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息，保護(hù)功能完全獨(dú)立，遠(yuǎn)動(dòng)與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層信息采集裝置，達(dá)到了分布式RTU技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和斷電保護(hù)部分。間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨(dú)立的單元裝置直接通過總線接到站控層。站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和保護(hù)管理，擔(dān)負(fù)著上傳下達(dá)的重要任務(wù)。管理層由一臺或多臺微機(jī)組成，這種微機(jī)操作簡單方便，界面漢化，使運(yùn)行值班人員極易掌握主要功能包括：數(shù)據(jù)處理、畫面顯示、打印和諧波分析計(jì)算等。對已建成的35 kV變電站進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造時(shí)，宜采用集中組屏的分層分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可以充分利用已有的二次電纜進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造，縮短施工周期，且綜合自動(dòng)化系統(tǒng)由于置于室內(nèi)，運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定，維護(hù)方便。對新建35 kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)我們推薦采用分散分布式與集中組屏相結(jié)合的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο?rdquo;，即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的，間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護(hù)單元做在一起，并將這種機(jī)箱就地分散安裝在開關(guān)柜上或其它一次設(shè)備附近。這樣各間隔單元的二次設(shè)備相互獨(dú)立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)由站控機(jī)對它們進(jìn)行管理和交換信息，*大限度地壓縮了二次設(shè)備及其繁雜的二次電纜，節(jié)省了投資，又可減少二次回路調(diào)試工作量。