用戶35kV微型變電所設(shè)計(jì)的探討

關(guān)鍵詞: 微型變電所 變壓器 斷路器
摘要:對(duì)用戶來(lái)講，小型所的模式，不完全適用。比如我市沿海1個(gè)鎮(zhèn)屬沙礦，方圓幾公里，用10多臺(tái)、400多kVA的10/0.4kV變壓器供電，結(jié)果因線路長(zhǎng)、負(fù)荷重，造成線損高、電壓低，無(wú)法正常供電。爾后在其中心建設(shè)了一座35/10kV的微型所，仍利用了原來(lái)的支線和配變。使供電狀況得到了明顯的改變。本文想就對(duì)這類用戶，談?wù)勎⑿妥冸娝脑O(shè)計(jì)和應(yīng)用。

關(guān)于小型所，對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)說(shuō)已人所共知，由于具有"小"字的特點(diǎn)，已被廣泛采用，并對(duì)電力的發(fā)展起到了不可估量的作用。而對(duì)用戶來(lái)講，小型所的模式，不完全適用。比如我市沿海1個(gè)鎮(zhèn)屬沙礦，方圓幾公里，用10多臺(tái)、400多kVA的10/0.4kV變壓器供電，結(jié)果因線路長(zhǎng)、負(fù)荷重，造成線損高、電壓低，無(wú)法正常供電。爾后在其中心建設(shè)了一座35/10kV的微型所，仍利用了原來(lái)的支線和配變。使供電狀況得到了明顯的改變。本文想就對(duì)這類用戶，談?wù)勎⑿妥冸娝脑O(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1、設(shè)計(jì)原則

小型所一般為供電于一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)或范圍較大區(qū)域的公用變電所，而微型所則為負(fù)荷較重，并且分散的用戶變電所，因此對(duì)微型所來(lái)說(shuō)，則要求在保證安全的前提下，占地更小一點(diǎn)，投資更省一點(diǎn)，操作維護(hù)更簡(jiǎn)便一點(diǎn)。因此必須堅(jiān)持：設(shè)備先進(jìn)免維護(hù)，結(jié)線簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)少；經(jīng)濟(jì)實(shí)用建設(shè)快；它不是粗糙設(shè)備的簡(jiǎn)單組合，而是新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的科學(xué)運(yùn)用，在一定意義上講，代表一種現(xiàn)代化的水平。

2、電壓等級(jí)

由于負(fù)荷分散，用單臺(tái)35/0.4kV變壓器供電，低壓供電半徑必然過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)半徑標(biāo)準(zhǔn)，如用多臺(tái)，半徑可短，但造價(jià)偏高，用戶不好接受；如用多臺(tái)10/0.4kV變壓器，損耗劇增，因?yàn)榫€損與電壓的平方成反比。所以用35/10.5kV變壓器比較合適。

3、容量范圍

小型所的主變?nèi)萘恳话銥?×5000kVA(或2×6300kVA)，微型所應(yīng)更小一點(diǎn)，可按其一半考慮，即2×2500kVA(最大為2×3150kVA)，這對(duì)一般用戶還是可以滿足要求的。為了有效地利用變壓器，設(shè)計(jì)成一大一小比較合適，且容量比不超過(guò)3:1即可。

4、設(shè)備選擇

4．1主變壓器

應(yīng)選用S9節(jié)能型，有條件的可采用干式，以減少占地面積。

4．2斷路器

應(yīng)采用小型化、保護(hù)性能好、價(jià)格便宜的新型產(chǎn)品。

(1)主變進(jìn)線斷路器:

如果是35kV專線且只有一臺(tái)主變，選用35kV負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)，作為斷開(kāi)主變的操作用，并有明顯斷開(kāi)點(diǎn)，主變保護(hù)則由上級(jí)變電所的出線保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

如果T接在公用線上或有兩臺(tái)主變運(yùn)行，考慮到主變的故障不至于影響35kV線路的正常運(yùn)行，或一臺(tái)主變的故障不影響另一臺(tái)主變的運(yùn)行，則應(yīng)選用斷路器帶保護(hù)的設(shè)備。這些設(shè)備其優(yōu)點(diǎn)是既有保護(hù)功能，又能避免變壓器的缺相運(yùn)行，當(dāng)然在選擇此類斷路器時(shí)，應(yīng)作好短路電流的計(jì)算，使斷路器的轉(zhuǎn)移電流大于切斷處的短路電流，以保證斷路器的可靠動(dòng)作。

(2)10kV出線斷路器:

作為小型所，10kV斷路器一般采用重合器，而微型所，10kV出線距離相對(duì)較短，因而故障機(jī)率很小。另外，一般也沒(méi)有大分支，用不著與分段器相配合，因此采用較便宜的負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)即可，考慮到出線仍帶有配變，為防止配變?nèi)毕噙\(yùn)行，應(yīng)優(yōu)先采用負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器，這是區(qū)別于小型所又一特點(diǎn)。

4．3所用電

有兩種設(shè)計(jì)方法，一是設(shè)在35kV側(cè)，二是在10kV側(cè)，因35kV所變最小為50kVA，對(duì)于微型所來(lái)說(shuō)顯然是個(gè)浪費(fèi)，而用S9-10/10-20，投資必然小得多，并可滿足照明和維護(hù)用電的需要，但這樣，正如單臺(tái)110kV變電所無(wú)110/0.4kV的所變一樣，無(wú)法做高壓側(cè)的交接和定期試驗(yàn)，如果在10kV出線上引入鄰近電源，問(wèn)題就迎刃而解，而且提高了該所的供電可靠性。

4．4計(jì)量裝置

如果是專用線路，可在上一級(jí)變電所內(nèi)計(jì)量，如果是T接線路，需加專用的計(jì)量裝置，為減少設(shè)備，縮小空間，可在35kV側(cè)加高壓TA、TV組合電器。

4．5保護(hù)配置

35kV、10kV皆采用熔斷器保護(hù)，其原則是，保護(hù)動(dòng)作時(shí)間：10kV在前，35kV在后，上一級(jí)變電所最后。

4．6主結(jié)線

結(jié)線力求簡(jiǎn)單清晰，環(huán)節(jié)少，先進(jìn)實(shí)用，免維護(hù)，便于操作，安全可靠。如果是T接在35kV干線上，則應(yīng)加計(jì)量裝置和熔斷器(如圖虛線所示)。在主變故障時(shí)，不至于影響35kV干線的運(yùn)行。熔斷器的采用有四種形式：一是負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器；二是帶撞針的負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器；三是帶行程開(kāi)關(guān)的跌落開(kāi)關(guān)配負(fù)荷開(kāi)關(guān)；四是裝K型熔絲的跌落開(kāi)關(guān)。其中四，投資最少，只是可能引起主變的非全相運(yùn)行。

雙主變的結(jié)線形式，如果是專用線則可省去計(jì)量箱。為運(yùn)行靈活，安全可靠，主變高低壓側(cè)皆應(yīng)加負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器，選擇方法可參照上面的說(shuō)明。

兩種結(jié)線形式皆為單母線不分段，10kV斷路設(shè)備采用國(guó)產(chǎn)成熟的負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器，價(jià)格便宜，安裝方便。如果用所變監(jiān)視電壓，也可用其他形式的放電裝置取代TV，以減少投資。主變10kV側(cè)加單相TA可監(jiān)視主變的負(fù)載情況。

6、經(jīng)濟(jì)效益

投資效益:微型所由于結(jié)線簡(jiǎn)單、設(shè)備少、價(jià)格便宜，因此投資必然少，例如一臺(tái)3150kVA的變壓器，四路出線，采用室內(nèi)安裝方式，面積在100m2左右，投資50萬(wàn)足夠，比起小型所可節(jié)約投資50%，用戶極易接受。

線損效益:若采用10kV供電，其損耗包括10kV主干線損耗、支線損耗、配變損耗，而采用35kV微型所，其損耗等于35kV干線線損+主變損耗+支線損耗+配變損耗，后兩項(xiàng)是相同的，只做前面的比較。由于用同樣截面導(dǎo)線輸送同等容量，其損耗35kV是10kV的1/1225，損耗將明顯降低，比如3150kVA主變?nèi)舭礉M載運(yùn)行，采用95m2導(dǎo)線，線路長(zhǎng)5km，一年可節(jié)約線損108萬(wàn)kW·h，按0.65元/kW·h算，一年可節(jié)約70萬(wàn)元，常年累月，其效益是十分可觀的。如果再算上按10kV供電時(shí)主變的損耗，效益就更明顯。

7、綜合評(píng)價(jià):

小型所由于設(shè)計(jì)新穎而廣泛采用，而微型所比小型所設(shè)備更少，投資更省，效益更高，且安全可靠。筆者認(rèn)為更應(yīng)逐步推廣，只是35kV負(fù)荷隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器組應(yīng)進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化，及時(shí)開(kāi)發(fā)(例如室外帶破冰的撞針，50～100A的熔斷器)，以適應(yīng)電力發(fā)展的需求