對35kV變電站設計的建議必須要配直流電阻測試儀
對35kV變電站設計的建議必須要配直流電阻測試儀，摘要：該文結合安徽省近十個35 kV變電站的設計和建設，在總結了不少成功經驗的基礎上，就35 kV變電站的電氣主接線設計及電氣主設備選型、設備平面布置、變電站綜合自動化等方面進行了廣泛探討，對35 kV變電站的標準化、小型化設計和建設方案提出了一些有益的建議。關鍵詞：變電站；電氣主接線；設備平面布置；變電站綜合自動化中圖分類號：TM645 文獻標志碼：B 文章編號:1003-0867(2006)08-0008-03 近年來，為保證**、上等、經濟供電，更好地為地區經濟服務，國家籌集了巨額資金，進行了為期三年的“城、農網”即“兩網”改造工程。“兩網”改造工程中，安徽省安排了多個35 kV變電站建設。根據各具體項目，在實現工期短、造價低、布局新穎、技術先進等方面進行了多種有益嘗試和探討，取得了不少成功的經驗。現結合我省35 kV變電站的建設和設計，就35 kV變電站的標準化、小型化設計和建設方案進行探討，以期取長補短，取得更好的經濟效益和社會效益。1 35 kV變電站設計總則•符合國家政策及上級技術規范、規程要求；•滿足客戶對供電可靠性、電能質量的要求；•接線清晰明了、運行操作簡單、檢修方便；•投資節省、運行費用低；•留足擴建的余地；•防誤動功能齊全，自動化水平**，運行人員適應期短。2 主接線和主設備選擇2.1 主接線由于經濟基礎較弱，安徽各地區工業性用電比例較小，農業負荷比例較大，用電*大負荷處在第三季度（長時）或大年三十（短時），二、三季度在圩區防汛抗旱期間負荷較大，且必須保證供電，因此要保持一定水準的負荷平臺。設計時主接線一般分兩期實施，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。在布置上應對二期工程位置作預留，首期不上的斷路器、隔離開關等利用瓷柱過渡跳線；根據計量管理和電網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進線側，若是10 kV站變，也可接在10 kV母線上；10 kV側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線，兩臺主變壓器的主接線。35 kV側可采用橋形接線。對主變壓器運行方式相對比較穩定，操作較少的35 kV變電站，宜采用內橋接線；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省一臺斷路器，但操作復雜。35 kV側采用單母線接線。考慮今后城鄉用電標準一體化的要求，35 kV變電站*終將實現兩回進（出）線。35 kV采用雙回進（出）線將會大大加大35 kV線路的造價，可折中考慮采用各35 kV變電站一主一備（即能手拉手）方式，主供線帶正常負荷，事故及檢修情況下啟動備用線路。兩電源之間配置備用電源自動投入裝置（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斷路器已實現國產化，經濟壓力不是很大，操作可大大簡化，尤其有利于35 kV變電站實現遠方操作和無人值守。3回以上進出線的35 kV變電站電氣主接線。有些地區按區域性電網布點要求，應建設110 kV變電站，但負荷總量又不大，尚不到需建設110 kV輸變電等級，而該站又處在各35 kV變電站布點的中心。此時，該中心站35 kV配電裝置應考慮有3回以上進出線，35 kV母線宜采用單母線分段接線，每段母線進（出）線以2～3回為宜，其中電源進線每段母線以1回為宜，BZT裝置控制分段斷路器。此類接線，一期工程可以設隔離開關分段，待雙電源進站時再上分段斷路器。配電裝置布置時如地形許可，35 kV配電裝置可采用雙列布置，改、擴、升壓建設方便且靈活。如地形狹窄，只能單列布置。綜上所述，35 kV變電站35 kV側電氣主接線應按如下方式考慮：•35 kV側一進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側兩進線兩主變壓器的變電站，宜采用單母線接線；•35 kV側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，我們認為上述方式有以下優點：•接線清晰明了、運行操作簡便；•擴建時無浪費；•實現防誤動功能簡單；•無論線路檢修，對35kV變電站設計的建議必須要配直流電阻測試儀，還是變電設備檢修，方式靈活可替代，可很好地滿足用戶對供電可靠性的要求；•二次配置遠方監控容易實現，不易出錯。2.2 主設備選擇主變壓器的選擇：采用油浸、自冷、有載調壓、低損耗變壓器，容量為2～10 MVA為宜。設立兩臺主變時，其容量按1：2配置為宜；*大負荷利用小時較高者，如超過5 MVA時容量應按1：1配置。若運輸條件允許，優先選用全密封變壓器。高壓斷路器的選擇：35 kV等級優先采用SF6國產斷路器，如運行經驗較好的LW8系列產品。10 kV等級戶內布置的斷路器，優先采用機構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的廠家中選用，真空滅弧室和機構型式必須是與型式試驗相配套的產品。高壓隔離開關的選擇：35 kV高壓隔離開關，優先選用防污型、材質好、耐腐蝕的產品；無人值守變電站優先選用GW4型帶電動機構的隔離開關。高壓隔離開關配用接地開關必須選用手動操作機構。高壓熔斷器的選擇：高壓熔斷器價格不高，但要上等產品。互感器和避雷器的選擇：電壓互感器優先采用干式、過勵磁時呈容性的電壓互感器或電容式電壓互感器，避免鐵磁諧振的發生。采用電容器式電壓互感器時還可取消高壓側熔斷器。電流互感器則應選用0.2級專用電流互感器。若造價有余地，35 kV電流互感器也應專用，否則也應選用帶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，戶外優先選用瓷絕緣避雷器，戶內優先使用合成絕緣避雷器。電力電容器的選擇：優先選用全膜電容器；有兩組及以上電容器組時，需配用6%的空心或干式電抗器。變電站季節負荷較大者，宜選用可無載投切分組的集合式電容器組，對35kV變電站設計的建議必須要配直流電阻測試儀，或將分散式電容器組分屬兩個開關投切，容量變動可對單個電容器投切，實現合理的無功補償，提高電壓合格率及功率因數。直流電源的選擇：直流電源宜選用具有微機檢測及遠傳接口的高頻開關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閥控全密封鉛酸蓄電池，容量以40～80 Ah為宜。二次設備的選擇：考慮所選繼電保護設備具有先進性，又有成功的運行經驗，應優先選用微機型繼電保護設備。10 kV保護優先采用分散布置；35 kV保護在確定主供電電源后，備用電源當聯絡線用時應配備線路保護，且可與備用電源自投裝置（BZT）并屏安裝；35 kV饋線保護采用集中組屏布置形式。主變的縱差動保護是否配置，要根據主變容量及電流保護靈敏性、選擇性校驗情況安排。所選微機型保護裝置應具有能與變電站綜合自動化或RTU靈活的接口方式。變電站自動化系統的選擇：新建、技改的35 kV變電站宜按照綜合自動化要求建設。設備選型應滿足無人值守的要求。綜合自動化系統應具備微機“五防”閉鎖功能，具備接入火警信號等功能。通信的選擇：應選數字式載波通信，有條件的可利用一點多址、擴頻、光纖通信等手段。保留租用中國電信市話，保證通話獨立暢通。3 多樣化的設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，一般根據電網地理情況及環境條件并結合運行、檢修和安裝方便的要求，再考慮能節約用地、節省投資。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，主變壓器設在屋外，采用集中式控制保護。須設建筑物（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，設單層建筑物作控制室。主變安裝在地面的基礎上，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配電裝置之間設一條主干馬路，馬路直通大門并且設環形巡回通道。這種布置形式占地面積大，土建工程量和費用較小，10 kV布置清晰，建設周期短，相鄰設備間距較大，檢修、運行維護方便，容易擴建。但是整個高壓電器置于屋外受外界環境的影響，設備運行條件惡劣，須加強絕緣，雷雨時對設備的維護和操作不方便。（3）35 kV、10 kV配電裝置同模式（2），但有設主馬路的。10 kV控制保護采用就地方式，置于戶外；35 kV采用集中式控制保護。設單層建筑物作控制室。這種布置形式占地面積很小，土建工程量和費用較小，10 kV布置清晰，但間隔間距較小，檢修、維護不方便。沒有主馬路時，不易擴建。整個高壓電器和10 kV控制保護都置于屋外受外界環境的影響，設備運行條件惡劣，須加強絕緣，雷雨時對設備的維護和操作不方便。（4）35 kV采用屋外中型配電裝置，主變間隔和進出線間隔分別在母線兩側呈雙列布置，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一條主干馬路，馬路直通大門并且設環形巡回道。10 kV配電裝置及全站控制保護置于箱體內，不設控制室。這種布置形式占地面積較小，無需建房，土建工程量和費用小，現場安裝簡單方便，箱體內設環境溫控系統，設備運行條件好，可靠性高；箱體內每個間隔可雙面運行維護，檢修操作方便；擴建或搬遷容易。（5）35 kV采用屋外中型配電裝置，主變間隔和進出線間隔分別在母線兩側呈雙列布置。10 kV采用屋內成套配電裝置，可選用固定式或中置式高壓開關柜，布置于開關室內。主變安裝在地面的基礎上，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開關室墻中心距離為12 m。在主變與開關室之間設一條主干馬路，馬路直通大門并且設環形巡回道。全站控制保護集中安裝于控制室內。這種布置形式占地面積較小，室內設備維護量小、檢修操作方便，但是房屋建筑的工程量和費用較大，建設周期長。該模式也適用35 kV開關兼變電站的設備布置。農村35 kV布置方案要從建設規模、電網情況、地理環境、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）箱式開關室方式及模式（5）傳統開關室方式。4 變電站綜合自動化的考慮自從1987年清華大學研制成功**套變電站綜合自動化系統投運十多年來，由于技術水平的不斷提高，體系結構也在不斷改進。根據綜合自動化系統設計思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動化系統硬件結構形式可以分成很多種類。其結構形式有集中式、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備間隔設備上安裝等形式。典型的35 kV變電站綜合自動化系統采用分布式結構，裝置分成管理層、變電站層和間隔層，利用現場總線技術信息上傳，保護功能完全獨立，遠動與監控系統共用間隔層，利用現場總線技術信息，保護功能完全獨立，遠動與監控系統共用間隔層信息采集裝置，達到了分布式RTU技術標準。間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和斷電保護部分。間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨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據集中處理和保護管理，擔負著上傳下達的重要任務。管理層由一臺或多臺微機組成，這種微機操作簡單方便，界面漢化，使運行值班人員極易掌握主要功能包括：數據處理、畫面顯示、打印和諧波分析計算等。對已建成的35 kV變電站進行綜合自動化改造時，宜采用集中組屏的分層分布式綜合自動化系統，可以充分利用已有的二次電纜進行綜合自動化改造，縮短施工周期，且綜合自動化系統由于置于室內，運行環境穩定，維護方便。對新建35 kV變電站綜合自動化系統我們推薦采用分散分布式與集中組屏相結合的綜合自動化系統，該結構采用“面向對象”，即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計的，間隔層中各數據采集、監控單元和保護單元做在一起，并將這種機箱就地分散安裝在開關柜上或其它一次設備附近。這樣各間隔單元的二次設備相互獨立，僅通過光纖或電纜網絡由站控機對它們進行管理和交換信息，*大限度地壓縮了二次設備及其繁雜的二次電纜，節省了投資，又可減少二次回路調試工作量。
