關(guān)于中壓變電所設(shè)計(jì)的討論

1、<p>　　關(guān)于中壓變電所設(shè)計(jì)的討論</p><p>　　摘要：對(duì)用戶來(lái)講，小型變電所的模式，不完全適用。建設(shè)一座35/10kV的變電所，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。本文針對(duì)微型變電所的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：35kV微型變電所；設(shè)計(jì)；變壓器 </p><p>　　Abstract: The user

2、is concerned, small model substation, does not apply. Substation construction of a 35/10kV, it still use the original branch and distribution transformer. The power supply situation has changed significantly. This paper

3、discusses the miniature substation design and application. </p><p>　　Key words: 35kV miniature substation transformer; design; </p><p>　　中圖分類號(hào)：TM63 </p><p>　　關(guān)于小變電所，對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)部來(lái)說(shuō)已人所共知，由

4、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。 </p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)原則 </b></p><p>　　小型所一般為供電

5、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。 </p><p><b>　　二、電壓等級(jí) </b>

6、</p><p>　　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。 </p><p><b>　　三、容量范圍 </b></p><p>　　小型所的

7、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。 </p><p><b>　　四、設(shè)備選擇 </b></p><p>　　1、主變

8、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。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。 </p><p>　　(1)主變進(jìn)線斷路器： </p><p>　　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)。 </p><p>　　如果T接在公用線上

9、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。 </p><p>　　(2)10kV出線斷路器： </p><p>　　作為小型

10、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)。 </p><p>　　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

11、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。 </p><p>　　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

12、壓TA、TV組合電器。 </p><p>　　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。 </p><p>　　五、變壓器型式的選擇原則 </p><p>　　1、相數(shù)的確定。電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價(jià)格低、占地面積小，而且

13、運(yùn)行損耗減少12～15％。因此，在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。 </p><p><b>　　2、繞組數(shù)的確定 </b></p><p>　　變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當(dāng)發(fā)電廠只升高一級(jí)電壓時(shí)或35kV及以下電壓的變電所，可選用雙繞組普通式變壓器。 </p><p>　　

14、當(dāng)發(fā)電廠有兩級(jí)升高電壓時(shí)，常使用三繞組變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，其主要作用是實(shí)現(xiàn)高、中壓的聯(lián)絡(luò)。其低壓繞組接成三角形抵消三次諧波分量。 </p><p>　　110kV及以上電壓等級(jí)的變電所中，也經(jīng)常使用三繞組變壓器作聯(lián)絡(luò)變壓器。 </p><p>　　當(dāng)中壓為中性點(diǎn)不直接接地電網(wǎng)時(shí)，只能選用普通三繞組變壓器。 </p><p>　　3、調(diào)壓方式的確定 </p&g

15、t;<p>　　為了保證供電質(zhì)量可通過(guò)切換變壓器的分接頭開(kāi)關(guān)，改變變壓器高壓繞組的匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：一種是不帶電壓切換，稱為無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±2×2.5％以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30％，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 </p><p>　　變電所在以下情況時(shí)，宜選用有載調(diào)壓變壓器： </p><p

16、>　?。?）地方變電所、工廠、企業(yè)的自用變電所經(jīng)常出現(xiàn)日負(fù)荷變化幅度很大的情況時(shí)，又要求滿足電能質(zhì)量往往需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； </p><p>　?。?）330kV及以上變電站，為了維持中、低壓電壓水平需要裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器； </p><p>　?。?）110kV及以下的無(wú)人值班變電站，為了滿足遙調(diào)的需要應(yīng)裝設(shè)有載調(diào)壓變壓器。 </p><p>　　4、

17、繞組接線組別的確定 </p><p>　　我國(guó)110kV及以上電壓，變壓器三相繞組都采用“YN”聯(lián)接；35kV采用“Y”聯(lián)接，其中性點(diǎn)多通過(guò)消弧線圈接地；35kV以下高壓電壓，變壓器三相繞組都采用“D”聯(lián)接。因此，普通雙繞組一般選用YN，d11接線；三繞組變壓器一般接成YN，y，d11或YN，yn，d11等形式。近年來(lái)，也有采用全星形接線組別的變壓器，即變壓器高、中、低三側(cè)均接成星形。這種接線零序組抗大，有利于限

18、制短路電流，也便于在中性點(diǎn)處連接消弧線圈。缺點(diǎn)是正弦波電壓波形發(fā)生畸變，并對(duì)通信設(shè)備產(chǎn)生干擾，同時(shí)對(duì)繼電保護(hù)整定的準(zhǔn)確度和靈敏度均有影響。 </p><p>　　5、冷卻方式的選擇 </p><p>　　變壓器的冷卻方式主要有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻、水內(nèi)冷變壓器、SF6充氣式變壓器等。 </p><p>　　

19、綜上所述，本變電所采用兩繞組的三相變壓器，無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在±2×2.5％以內(nèi)，YN，d11接線，強(qiáng)迫風(fēng)冷。 </p><p>　　六、主變壓器和所用變壓器的確定 </p><p>　　1、變電所以工廠生產(chǎn)用電的三類負(fù)荷為主，考慮到負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求、供電質(zhì)量的要求，決定采用一臺(tái)主變壓器。 </p><p>　　2、根據(jù)各線路負(fù)荷情況和變

20、壓器形式選擇原則分析，最終決定選用一臺(tái)S9-10000/35型雙繞組風(fēng)冷式變壓器。此變壓器的參數(shù)為：額定高壓側(cè)，低壓側(cè)10KV，連接組別為YN，d11，阻抗電壓百分比，。 </p><p>　　3、所用變壓器容量一般選擇所用電負(fù)荷容量的10%，為保證變電所內(nèi)部全部停電情況下，有可靠的操作和檢修電源，所用變壓器裝于35kV進(jìn)線隔離開(kāi)關(guān)前面，故所用變壓器選擇SC9-50/35/0.4kV型干式變壓器一臺(tái)，作所用微機(jī)裝

21、置及二次保護(hù)電源，同時(shí)作照明及檢查、試驗(yàn)電源。 </p><p><b>　　七、經(jīng)濟(jì)效益 </b></p><p>　　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。 </p><p>

22、　　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

23、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。 </p><p><b>　　八、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　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，50～100