35kV無(wú)人值班變電所設(shè)計(jì)及分析

摘要隨著國(guó)家城網(wǎng)的改造完成及電力系統(tǒng)的發(fā)展，老式的繼電式變電所逐步改造成為綜合自動(dòng)化變電所，并開(kāi)始實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，新建的變電所從建設(shè)之初就開(kāi)始全面進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，因此設(shè)計(jì)也就成了變電所無(wú)人值班運(yùn)行的關(guān)鍵一步。本文介紹了35kV無(wú)人值班變電所的一些設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其中一些問(wèn)題進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞變電所綜合自動(dòng)化配電

一、概述

為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，根據(jù)國(guó)務(wù)院的部署，國(guó)家電力公司對(duì)全國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)組織進(jìn)行了大規(guī)模的改造、建設(shè)，各地電力公司根據(jù)這一精神安排了本地區(qū)的城網(wǎng)改造，許多老式的繼電式變電所經(jīng)過(guò)一、二次設(shè)備的更新改造，實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化，并開(kāi)始實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，新建的變電所從方案之初就開(kāi)始以無(wú)人值班為運(yùn)行模式，進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中變電所數(shù)量最多的要數(shù)35 kV變電所，而35 kV無(wú)人值班變電所設(shè)計(jì)上有多種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)配電裝置布置方式的不同，可分為A、B、C三種類型，三種類型變電所適應(yīng)的用電場(chǎng)所和供電對(duì)象各有不同。下面就這些類型的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹，并加以分析，以供讀者作為設(shè)計(jì)參考。

二、各類型變電所的特點(diǎn)

1.A型：全戶外式。該型變電所主要適合農(nóng)村、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和偏遠(yuǎn)油田的供電。正常運(yùn)行由遠(yuǎn)方控制端（獨(dú)立的集中控制中心、兼管監(jiān)控的調(diào)度所或中心變電所）通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道對(duì)變電所實(shí)施監(jiān)控，隔離開(kāi)關(guān)就地操作，設(shè)備定期巡視維護(hù)。

具體內(nèi)容：

（1）全所占地30 m×30 m，變壓器2×3.15～6.3 MVA；35 kV采用單母線接線，2條進(jìn)線；10 kV也采用單母線接線，6條出線。

（2）35 kV設(shè)備采用柱上跌落式熔斷器+負(fù)荷開(kāi)關(guān)，10 kV設(shè)備采用柱上真空重合器+隔離開(kāi)關(guān)，同時(shí)在35 kV母線上設(shè)一臺(tái)50 kVA所用變，在10 kV母線上設(shè)一組2000 kvar密集型電容器（電容器抽頭500、1 000、2 000）。

（3）采用交流操作，設(shè)兩組交流不間斷電源（UPS）。

（4）為保證控保設(shè)備運(yùn)行的可靠性，設(shè)一間20 m2的二次設(shè)備室。

（5）設(shè)一條可靠的通信通道，另設(shè)一門系統(tǒng)電話接口，通信設(shè)備可設(shè)置在二次設(shè)備室內(nèi)。

2.B型：半戶內(nèi)式。該型變電所主要適用于中小城市、城郊或鄉(xiāng)鎮(zhèn)的供電。主變壓器為戶外布置。10 kV配電裝置為屋內(nèi)布置成套移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜。正常運(yùn)行由遠(yuǎn)方控制端（獨(dú)立的集中控制中心、兼管監(jiān)控的調(diào)度所或中心變電所）通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道對(duì)變電所實(shí)施監(jiān)控，隔離開(kāi)關(guān)就地操作，設(shè)備定期巡視維護(hù)。

根據(jù)35 kV配電裝置的不同布置方式，可分為B1型（屋外配電裝置）和B2型（屋內(nèi)布置成套開(kāi)關(guān)柜）。具體內(nèi)容：

B1型：

（1）為平房式結(jié)構(gòu)，全所占地40 m×40 m。變壓器2×8～10 MVA；35 kV采用內(nèi)橋接線，2條進(jìn)線；10 kV采用單母線分段接線，8條出線。

（2）35 kV設(shè)備采用SF6斷路器，10 kV設(shè)備采用固定或手車式真空開(kāi)關(guān)柜，同時(shí)在35 k I段母線上和10kV II段母線上各設(shè)一臺(tái)50 kVA所用變，在10 kV兩段母線上各設(shè)一組1600 kvar密集型電容器（根據(jù)需要調(diào)整配置）。

（3）采用直流操作，設(shè)一套50 Ah免維護(hù)蓄電池和充電裝置。

（4）35 kV進(jìn)線不設(shè)保護(hù)，主變及10 kV出線保護(hù)按照規(guī)范要求設(shè)置。

（5）二次設(shè)備室、電容器室與10 kV配電室構(gòu)成一棟平房，并設(shè)一間廁所。

（6）設(shè)一條可靠通信通道，另設(shè)一門系統(tǒng)電話接口，通信設(shè)備設(shè)置在二次設(shè)備室內(nèi)。

全所設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置，火災(zāi)信號(hào)送至遠(yuǎn)方監(jiān)控端。B2型：

（1）為樓房式結(jié)構(gòu)，主變?cè)趹敉猓?0 kV及電容器室在一層，35 kV及二次設(shè)備室在二層，全所占地35 m×25 m。

（2）變壓器2×8～20 MVA；35 kV采用內(nèi)橋接線，2條進(jìn)線；10 kV采用單母線分段接線，12條出線。

（3）35 kV設(shè)備采用固定或手車式SF6開(kāi)關(guān)柜，10 kV設(shè)備采用固定或手車式真空開(kāi)關(guān)柜，同時(shí)在10 kV I、II段母線上各設(shè)一臺(tái)50 kVA所用變，在10 kV兩段母線上各設(shè)一組2 400 kvar密集型電容器（根據(jù)需要調(diào)整配置）。

（4）采用直流操作，設(shè)一套50 Ah免維護(hù)蓄電池和充電裝置。

（5）35 kV進(jìn)線不設(shè)保護(hù)，主變及10 kV出線保護(hù)按照規(guī)范要求設(shè)置。

（6）設(shè)一條可靠通信通道，另設(shè)一門系統(tǒng)電話接口，通信設(shè)備設(shè)置在二次設(shè)備室內(nèi)。

（7）全所設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置，火災(zāi)信號(hào)送至遠(yuǎn)方監(jiān)控端。

3.C型：全戶內(nèi)式。該型變電所主要適用于大中城市市區(qū)的供電。主變壓器為屋內(nèi)布置，35、10kV配電裝置等均為戶內(nèi)布置成套開(kāi)關(guān)柜。正常運(yùn)行是由遠(yuǎn)方控制端（獨(dú)立的集中制、兼管監(jiān)控的調(diào)度所或中心變電所）通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道對(duì)變電所實(shí)施監(jiān)控、隔離開(kāi)關(guān)就地操作、設(shè)備定期進(jìn)行巡視維護(hù)。

具體內(nèi)容：

（1）為樓房式結(jié)構(gòu)，主變、10 kV及電容器室在一層，35 kV及二次設(shè)備室在二層，全所建筑占地24 m×18 m。

（2）變壓器2×8～20 MVA；35 kV采用內(nèi)橋接線，2條進(jìn)線；10 kV采用單母線分段接線，12條出線。

（3）35 kV設(shè)備采用固定或手車式SF6開(kāi)關(guān)柜，10 kV設(shè)備采用固定或手車式真空開(kāi)關(guān)柜，同時(shí)在10 kV I、II段母線上各設(shè)一臺(tái)50 kVA所用變，在10 kV兩段母線上各設(shè)一組2400kvar密集型電容器（根據(jù)需要調(diào)整配置）。

（4）采用直流操作，設(shè)一套50 Ah蓄電池和充電裝置。

（5）35 kV進(jìn)線不設(shè)保護(hù)，主變及10 kV出線保護(hù)按照規(guī)范要求設(shè)置。

（6）設(shè)一條可靠通信通道，另設(shè)一門系統(tǒng)電話接口，通信設(shè)備設(shè)置在二次設(shè)備室內(nèi)。

（7）變壓器室采用全自動(dòng)滅火裝置，全所設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置，火災(zāi)信號(hào)送至遠(yuǎn)方監(jiān)控端。

三、設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題

1.因?yàn)檎婵諗嗦菲魅菀桩a(chǎn)生截流過(guò)電壓和合閘過(guò)電壓，使用時(shí)必須配用過(guò)電壓措施，而SF6斷路器因?yàn)閿嗫谀蛪焊撸_(kāi)端容量大，而且不存在過(guò)電壓的問(wèn)題，所以35 kV斷路器應(yīng)選用SF6斷路器，不宜選用真空斷路器。

2.當(dāng)10 kV全部采用電纜出線時(shí)，必須考慮10 kV系統(tǒng)的接地電容電流，可根據(jù)電纜線路的截面和長(zhǎng)度計(jì)算電容電流，設(shè)置接地變壓器（可與所用變合用，此時(shí)接地變壓器應(yīng)同時(shí)滿足接地和所用兩種工況））和消弧線圈。同時(shí)為滿足接地變壓器零序阻抗低，空載阻抗高，損失小的特性要求，接地變壓器應(yīng)采用曲折接法的，接線組別為ZN，yn0。

3.二次設(shè)備可選采用國(guó)產(chǎn)全微機(jī)控制保護(hù)，除主變控制保護(hù)外，其余控制保護(hù)全部下放到開(kāi)關(guān)柜上，以節(jié)約二次電纜及施工工作量。

4.值班室等有人處設(shè)采暖，配電室可不采暖，僅在開(kāi)關(guān)柜的二次設(shè)備內(nèi)設(shè)置溫控電加熱器，這樣可以節(jié)約一次投資，也降低了設(shè)備的故障率。

5.在外部條件不滿足的情況下，遠(yuǎn)動(dòng)通訊方式可采用電力載波。

6.當(dāng)變電所處在偏遠(yuǎn)油田或?qū)φ嫉匾蟊容^寬松時(shí)，B2型變電所也可采用半戶外式平房式結(jié)構(gòu)，變電所設(shè)兩座廠房，布置形式為“呂”字形，分別為35 kV配電室、主控及10 kV配電室，主變采用戶外布置，布置在中間。

7.當(dāng)變電所電容補(bǔ)償采用分組自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，C型變電所可采用三層樓房：一層為變壓器室、主控室、10 kV配電室；二層為電容器室、工具間；三層為35 kV配電室。

四、結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的不同，35 kV無(wú)人值班變電所的設(shè)計(jì)上還會(huì)由多種變體，布置方式與文中的方法有所不同，但不會(huì)離開(kāi)戶內(nèi)、戶外、半戶外三種有多種設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有所取舍，尤其是在沙漠中，大多采用半戶外式平房結(jié)構(gòu)的布置方式，同時(shí)隨著35 kV、10 kV設(shè)備開(kāi)關(guān)小型化及35 kV箱式變的逐漸成熟推廣使用，將會(huì)使35 kV無(wú)人值班變電所的應(yīng)用也更加廣泛。

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