摘要：近年來，我國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，國家電網(wǎng)建設不斷增強，電力體制改革力度也隨之越來越大。變電站的設計在一定程度上決定著電力系統(tǒng)的工作質(zhì)量與進度。文章結(jié)合作者多年的變電站設計經(jīng)驗，探討了35kV變電站設計，從電氣主接線設計、設備平面布置、變電站綜合自動化等方面展開論述和探討，并提出建議。

關(guān)鍵詞：變電站；主接線；設備平面布置；綜合自動化；電氣主接線

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0100-02

為了提高地區(qū)的供電質(zhì)量，我國如火如荼地進行著電網(wǎng)改造工程，35kV變電站建設工程也有大力發(fā)展。工程人員在各種不同項目中不斷探索各種新技術(shù)、新方法，力求達到縮短工期、降低造價、提高質(zhì)量的要求。

1 主接線和主設備的選擇

1.1 主接線選擇

某地區(qū)農(nóng)業(yè)負荷相對于工業(yè)用電比例更大，全年中二、三季度用電負荷相對較大，對負荷平臺水平有一定的要求。電氣主接線設計分兩期進行，終期按照兩臺主變進行考慮。

對于首期工程。35kV變電站若采用一條35kV進線和一臺主變，單元接線為變壓器-線路。設計時還注意給二期工程做預留，若斷路器、隔離開關(guān)等于首期不上，利用瓷柱過渡跳線。35kV電壓母線變壓器的安裝需要結(jié)合計量管理及電網(wǎng)位置狀況決定；可在35kV進線側(cè)接35kV站變。對于二期工程。主接線采用兩回進線，兩臺主變壓器。35kV側(cè)可采用橋形接線分內(nèi)橋接線和外橋接線，前者適合于操作簡單，主變壓器運行相對穩(wěn)定的變電站，后者更適合于操作較為復雜的變電站。與單母線接線相比，橋形接線少斷路器一臺卻增加了操作難度，而我國當前35kV斷路器已國產(chǎn)化，沒有太大的經(jīng)濟壓力。所以，35kV側(cè)兩進線兩主變壓器的變電站，宜采用單母線接線。為滿足未來城鄉(xiāng)用電標準一體化需求，雙回進（出）線將成為變電站的發(fā)展趨勢，但其造價也大幅度上漲。對此，35kV變電站采取一主一備（即能手拉手）形式，檢修時啟動備用線路。主備電源設有自動投入裝置（BZT）。若主接線超過3回，可采用單母線分段接線，每段宜2～3回，電源進線母線各段宜1回，分段斷路器由BZT控制，若地形條件滿足，35kV配電裝置可進行雙列布置，否則只能單列布置。10kV側(cè)主接線，一般采用一期為單母線，終期為單母線分段。

上述接線方式清晰有序、運行方便、經(jīng)濟可靠且運行及檢修方式靈活。

1.2 主設備選擇

采用低損耗、油浸、自冷、有載調(diào)壓變壓器，容量為2～10MVA。主變?nèi)魹?臺，容量比宜為1∶2；若負荷高峰（≥5MVA）持續(xù)時間長，容量比宜為1∶1。全密封變壓器在條件允許時優(yōu)先選擇。高壓斷路器優(yōu)先選擇SF6國產(chǎn)斷路器。10kV等級戶外布置斷路器優(yōu)先采用柱上真空斷路器；解決漏氣問題后也可選擇10kVSF6斷路器。對于10kV等級戶內(nèi)布置斷路器采用機構(gòu)本體一體化的真空斷路器較合適。高壓隔離開關(guān)要求材質(zhì)好、耐腐蝕的防污型產(chǎn)品；無人值守變電站優(yōu)先選用GW4型帶電動機構(gòu)的隔離開關(guān)。高壓熔斷器盡量選擇質(zhì)量較好的?；ジ衅骱捅芾灼鳎簽榉乐硅F磁出現(xiàn)諧振，優(yōu)先選擇干式電壓互感器，過勵磁時呈容性。若選擇電容器式電壓互感器，可省去高壓側(cè)熔斷器。選擇帶0.2級副線圈專用電流互感器。保護用電流互感器選擇獨立式的，但斷路器附帶的套管式電流互感器也可在電氣伏安特性滿足二次要求的情況下采用。避雷器選金屬氧化物材料，戶外選瓷絕緣避雷器，戶內(nèi)選合成絕緣避雷器。電力電容器：優(yōu)先選用全膜電容器；若電容器組超過2組，要配置6%的空心或干式電抗器。針對季節(jié)負荷較大變電站，為提高功率因數(shù)，實現(xiàn)無功補償，宜選可無載投切分組的集合式電容器組。直流電源：優(yōu)先選擇帶微機檢測和遠傳接口的高頻開關(guān)電源的成套直流電源裝置，采用5～10A2塊模塊。蓄電池可選閥控全密封鉛酸蓄電池，容量40～80Ah。二次設備：優(yōu)先選用具有與變電站綜合自動化或RTU靈活接口的微機型繼電保護設備，分散布置10kV保護；35kV保護備用電源發(fā)揮聯(lián)絡線功能時需配備線路保護，集中組屏布置饋線保護；根據(jù)實際情況考慮配置主變縱差動保護。變電站自動化系統(tǒng)：設備選型要求滿足無人值守需要。綜合自動化系統(tǒng)應具備微機“五防”閉鎖及接入火警信號等功能。通信采用數(shù)字式載波通信，條件允許可選擴頻、光纖等方式。

2 設備平面布置

合理的35kV布置需考慮到各個方面，主要包括五種：第一，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用屋外半高型配電裝置，屋外設主變，采用集中式控制保護，設2層建筑物，控制室設于2層。第二，35kV同上，10kV采用屋外中型配電裝置，雙列布置，設集中式控制保護，控制室設于單層建筑物。于10kV和35kV配電裝置間且偏向10kV的地面上設主變壓器。設一帶環(huán)形巡回通道的主干馬路于35kV配電裝置和主變之間。此種布置雖清晰明了、維護方便、易擴建，但高壓電器暴露于室外，設備運行條件相對惡劣。第三，35kV、10kV配電裝置同上，戶外就地設10kV控制保護，35kV設集中式控制保護。控制室設于單層建筑內(nèi)。此種布置比較節(jié)約土地，但比較緊湊導致維護不便，不利于擴建。同第二點設備運行條件較差，對絕緣工作要求較高。第四，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用箱式配電裝置。于10kV和35kV配電裝置間且偏向35kV的地面上設主變壓器。設一帶環(huán)形巡回通道的主干馬路于10kV配電裝置和主變之間。箱體內(nèi)置10kV配電裝置和全站控制保護，控制室不需另外設置。此種布置節(jié)約土地、安裝簡便、設備運行環(huán)境好、檢修方便且有利于搬遷擴建。第五，35kV采用屋外中型配電裝置，10kV采用屋內(nèi)成套配電裝置。于10kV和35kV配電裝置間且偏向35kV的地面上設主變壓器。設一帶環(huán)形巡回通道的主干馬路于10kV配電裝置和主變之間?？刂剖覂?nèi)集中設置全站控制保護。此種布置節(jié)約土地，檢修維護方便，但房屋建設開支大。

針對不同的情況，相對而言，我們推薦第二、第四及第五種模式。

3 變電站綜合自動化設計

按照設計思想和安裝物理位置的區(qū)別可以將系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)形式分為許多類別，如分布式、集中式、分散分布式等。

分布式為35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)一種典型的結(jié)構(gòu)形式。裝置劃分為管理層、變電站層以及間隔層，傳送信息采用現(xiàn)場總線進行，獨立設計保護系統(tǒng)，間隔層信息采集系統(tǒng)供遠動系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)共同使用，滿足分布式RTU技術(shù)標準的要求。依照一次設備來組織間隔層，其組成成分為許多不同獨立的單元裝置，這些單元由擔負這集中處理和管理數(shù)據(jù)，上傳下達信息任務的站控層通過現(xiàn)場總線控制。通常根據(jù)斷路器間隔進行結(jié)構(gòu)布設，分為測量部分、控制部分以及斷電保護部分。管理層的主要構(gòu)成就是計算機，通常為數(shù)臺微機，要求界面清晰、操作簡便。值班人員通常必備的基本技能包括：簡單數(shù)據(jù)處理分析、顯示畫面、打印等。

集中組屏的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)一般比較適用于改造35kV變電站的工程中。綜合自動化改造時，為縮短工期，工程人員還可對現(xiàn)有的二次電纜進行充分利用。分散分布式與集中組屏相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)比較適用于新建35kV變電站的工程中。這種結(jié)構(gòu)設計方法是面向電氣一次回路或電氣間隔的，是一種“面向?qū)ο蟆钡脑O計理念。在間隔層中集中設計各種數(shù)據(jù)采集單元監(jiān)控單元及保護單元，并于開關(guān)柜上或者別的一次設備旁進行就地分散安裝。如此，每個間隔單元的二次設備便獨立起來，管信交換和息理由站控機通過光纖或電纜線路實現(xiàn)，從而將二次設備及電纜的材料降低到最低限度，節(jié)約了開支并簡化了二次回路調(diào)試工作。

4 結(jié)語

當前，我國35kV變電站建設和改造工程十分緊迫，也極具挑戰(zhàn)性。在設計階段，必須結(jié)合變電站實際情況，進行合理的規(guī)劃和設計，減少甚至徹底消除變電站的缺陷，最大限度地保證人身、電網(wǎng)及設備安全。

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作者簡介：賈立榮（1973—），女，河北東光人，河北省東光縣供電有限責任公司工程師，研究方向：輸配變電設備、電網(wǎng)設計。