論35KV以下變電所綜合自動化系統的設計

摘要:35kV變電所綜合自動化系統設計應服從電網調度自動化的總體設計，其配置、功能包括設備的布置應滿足電網安全、優質、經濟運行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。因此，本次設計我們將以此作為設計指導原則展開設計工作。整個設計過程包括總降壓變電所電氣設計、10kV中性點接地設計與所用電設計、微機保護及綜合自動化系統設計。我們將從各種相關方案中比較確定出最佳設計方案。

關鍵詞:變電所 配電網 綜合自動化系統 電氣主接線 互感器

1電氣主接線

電氣主接線以運行可靠，簡單清晰，操作方便為原則，并留有發展的可能。方案采用:35kV進、出線各一回;主變二臺;35kV進線側只裝設隔離開關，對于轉供型變電所，35kV出線側要預留斷路器和隔離開關間隔;35kV、10kV母線均為單母線布置，10kV出線考慮6回，其中電容器1回，各出線均選擇隔離開關和SF6斷路器作為控制設備。總降壓變電所采用內橋式的接線方式，10kV中性點采用經過小電阻接地，所用電采用接地變壓器兼所用變壓器的形式。

方案按系統短路容量300MVA進行短路電流計算和設備選型。主變壓器:選擇節能型、低損耗、有載調壓變壓器(S9-35型)，容量根據供電區域的實際負荷和規劃負荷確定，一般選擇3150或4000kVA。35kV設備:選用GW5-35(Ⅱ)W型隔離開關和LW8-35型SF6斷路器，該斷路器具有技術性能優良，檢修周期長，運行維修費少等特點。LW8-35型斷路器額定電流1600A，額定開斷電流為25kA，配用GT-14型彈簧操作機構，在操作機構箱內，裝有真空壓力表及密度控制器，用于對斷路器實行自動監控。10kV設備:選用LW3-10型SF6斷路器和GW1-10型隔離開關;考慮到計量的精確度，單獨配備LB-10型電流互感器，電壓互感器則選用JDX-10型。在10kV母線上裝設一臺并聯電容器成套裝置，使用SF6斷路器和隔離開關作為控制設備。取消了常規變電所電容器室的建設，減少了安裝、維護工作量，減小了占地面積。設置三基24m獨立鋼結構避雷針以防止直擊雷襲擊;在35kV、10kV母線、電容器、10kV出線上配置保護性能良好的金屬氧化鋅避雷器。變電所隸屬于局調度所調度管理，應向縣調發送遙測、遙信、遙控等信息;PTV系統為集控式結構，集中放在控制室內。所用電由一臺S9-50/35所用變提供，接在35kV進線側。全所設有工作照明和事故照明。當全所停電時，事故照明回路能自動切換至直流系統供電。

2 35kV變配電所主接線方案確定

通過閱讀各類相關資料可知，為了降低電能損耗，應選用低損耗節能變壓器。在電壓偏差不能滿足要求時，35kV降壓變電所的主變壓器應首先采用有載調壓變壓器。在我們這組設計中35kV變電所主接線一般有單母線、單母線分段、雙母線接線、單元接線、內橋式、外橋式方式可以考慮其可行性。

35kV變電所主接線應根據變電所在電力網中的地位、進出線回路數、設備特點及負荷性質等條件確定。并應滿足供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、節約投資和便于擴建等要求。變電所主接線要滿足安全、可靠、靈活、經濟的基本要求。其中，安全包括設備安全及人身安全;可靠應滿足一次接線應符合一、二級負荷對供電可靠性的要求;靈活即用最少的切換來適應各種不同的運行方式，檢修時操作簡便，另外，還應能適應負荷的發展，便于擴建。盡量做到接線簡化、投資省、占地少、運行費用低。

35kV變配電所型式一般分為戶內式和戶外式兩種，從規范里我們可以看出這兩種方式的優缺點。戶內式運行維護方便，占地面積少。而戶外式則節省土建費用，可以設置報警，散熱條件好。我們也可以看出戶內式的優點幾乎就是戶外式的缺點，綜合著兩種方式的優缺點我們這里取一種較為折中的方式即:半戶內式，僅主變壓器為戶外布置。35kV、10kV配電裝置均為戶內式布置。這樣將變壓器置于戶外就可以直接利用自然條件使變壓器直接散熱，也可以省去一筆建造變壓器室的土建費用，但是考慮到安全方面的因素我們可以在變壓器的周圍建設圍墻。這樣安全、經濟、運行維護方便等方面的要求基本都可以兼顧到了。

3 供電可靠性

供電可靠就是要求不間斷供電。供電中斷時不僅會影響礦井的原煤產量，而且可能損壞設備，甚至發生人身事故和造成礦井的破壞。例如煤礦井下的空氣中含有瓦斯氣體，并且有水不斷涌出，突然停電，將會使排水和通風設備停止運轉，可能造成水淹礦井，工作人員窒息死亡或引起瓦斯、煤塵爆炸，危及礦井和人身安全。因此，對煤礦中的重要用電設備，要求采用兩個獨立電源的雙回路或環式供電方式，兩路電源線路互為備用，當一路電源線路故障或停電檢修時，則由另一路電源線路繼續供電，以保證供電的可靠性。

保證供電質量，衡量供電質量高低的技術指標是頻率的穩定性和電壓的偏移。交流電的頻率對交流電動機的性能有著直接的影響，頻率的變動會影響交流電動機的轉速。按照《電力工業技術管理法規》規定，對于額定頻率為50Hz的工業用交流電，其頻率相對于額定值的偏差不允許超過±0.2-±0.5Hz，即為額定頻率的±0.4-±1%。

電壓偏移是衡量供電質量的又一重要指標。所謂電壓偏移，是指用電設備在運行中，實際的端電壓與其額定電壓的偏差。用電設備對—定范圍內的電壓偏移具行適應能力，但隨著電壓偏移的增大，用電設備的性能將會惡化，嚴重時會造成設備的損壞。例如，白熾燈在超過額定電壓5%的電壓下工作時。其工作壽命將縮短一半;因此.我國對用電設備電壓偏移的允許值做了具體的規定，例如電動機的電壓偏移不允許超過其額定電壓的±5%，白熾燈的電壓偏移不允許越過其額定值的+3%和-2.5%。

4 建設中應注意的問題

設計方案要區別于初期小型化設計時的方案，特別是在自動化裝置的配置方面，按常規變電所自動化配置，并考慮到將來無人值班的可能性，以便于功能擴展及縣調接收遠動終端配置為原則。 電氣設備選擇應優先采用國內先進設備，滿足性能穩定，工作可靠，安裝方便，不檢修周期長，維護工作量小等要求。10kV出線間隔距離:10kV出線的間隔距離必須滿足\"平行的不同時停電檢修的無遮欄帶電部分之間\"的安全凈距。方案中10kV出線間隔距離取3.4m，這樣雖增大了一些變電所的占地面積，但減少了不必要的停電范圍，提高了經濟效益。

35kV變電所小型化設計和常規變電所設計相比，存在以下優點:①節約占地:電氣設備采用了全戶外，立體框架式布置，少占土地面積1/3～1/12。②減少建筑面積:取消了10kV開關室和電容室的建設，使生產用房控制在100m2左右。③建設周期短:電氣設備的構架采用等徑電桿和裝配式結構，土建工程量減少，建設周期60～90天，縮短工期2～3月。

參考文獻:

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