王志鋼

[摘要] 由于社會(huì)對于電力的總的需求不斷增大，同樣對于農(nóng)村電網(wǎng)設(shè)施的改造、長遠(yuǎn)規(guī)劃以及設(shè)備選型等技術(shù)要求也更加嚴(yán)格，變電站的選址、建設(shè)規(guī)模和配電設(shè)備的設(shè)計(jì)成為電力部門非常重視的問題，文章講述了變電站的選址、發(fā)展、規(guī)模以及設(shè)備的選型設(shè)計(jì)詳情策略及應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 規(guī)劃建設(shè)設(shè)備節(jié)能技術(shù)

本人十幾年在農(nóng)村電網(wǎng)的輸配電系統(tǒng)中做技術(shù)管理工作，對農(nóng)村輸配電系統(tǒng)的特點(diǎn)及規(guī)律有一定的了解，對農(nóng)村配電設(shè)施的選擇上有深層次的認(rèn)識(shí)，特別是國家在2000年前后對農(nóng)村電網(wǎng)實(shí)施的改造工程，解決和補(bǔ)償了農(nóng)村電力設(shè)施選擇上的技術(shù)要求和長遠(yuǎn)規(guī)劃要求，盡管如此，有些中小型的輸變電設(shè)施，從技術(shù)性、節(jié)能性以及長遠(yuǎn)規(guī)劃要求都存在一定的問題，在近幾年農(nóng)村發(fā)展用電負(fù)荷劇增的矛盾中顯現(xiàn)出來。因此，在農(nóng)村電網(wǎng)的設(shè)備選擇上，應(yīng)該堅(jiān)持科技進(jìn)步、節(jié)能降耗、安全可靠運(yùn)行為原則，尤其是中小型變電所的電氣設(shè)備，應(yīng)選擇自動(dòng)化、智能化、無油化和免維護(hù)和少維護(hù)的產(chǎn)品，運(yùn)行方式靈活的變電站，以提高農(nóng)村電網(wǎng)整體運(yùn)行水平，但也要滿足今后農(nóng)村長期發(fā)展的供電需求。

一、在變電所的選址上

應(yīng)以降低造價(jià)為原則，力求減少占地和建筑面積，在以往的變電站的新建和擴(kuò)建工程中，由于設(shè)備技術(shù)的局限和人為因素，造成變電站的整體占地建筑面積增大，而且占地面積的利用率較低，無形增大了工程的投資。近年由于電力工業(yè)快速發(fā)展，我們在變電所的設(shè)計(jì)選形上盡力采用新技術(shù)、新材料、新工藝，目前，很多技術(shù)資料上推廣的將配電設(shè)施集為一體，集中控制，而且采用無人值班的箱式變電站，減少了建筑占地面積，又節(jié)省投資，還能滿足供用電需求。

二、在選擇變電所的主接線的形式上

要有長遠(yuǎn)規(guī)劃的要求，做到循環(huán)經(jīng)濟(jì)，可持續(xù)發(fā)展，在主接線的選擇上可靈活多變，運(yùn)行方式簡單，可靠性強(qiáng)，易操作，但要根據(jù)用電戶的具體情況、用電的規(guī)模和性質(zhì)確定變電站的接線方式，便于檢修維護(hù)和運(yùn)行方式的調(diào)整，一般的中小型農(nóng)村變電所的主接線采用單母線分段和單母線不分段的兩種接線方式，這主要由農(nóng)村供電負(fù)荷性質(zhì)所決定。

三、在主變的選擇上

應(yīng)考慮運(yùn)行方式降耗節(jié)能和發(fā)展規(guī)劃需求相結(jié)合，運(yùn)行靈活可靠性，便于檢修，安全可靠。從運(yùn)行方式來說，農(nóng)村用電的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)上要考慮兩臺(tái)變壓器的并列運(yùn)行方式或單臺(tái)運(yùn)行，一般稱為暗備用運(yùn)行的方式，隨時(shí)可投切和并列兩臺(tái)主變的運(yùn)行，錯(cuò)開了高低峰周期的電力負(fù)荷，既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能，同時(shí)對檢修期間能保證用戶的不間斷供電，在降耗節(jié)能方面來說，應(yīng)采用國際先進(jìn)降損節(jié)能的低耗變壓器，一般采用S9系列變壓器,它比S7系列的變壓器，其空載損耗降低了8%左右，負(fù)載損耗降低25%左右，雖然價(jià)格增高，但其所增加的初始投資，可在3—5年收回成本，特別是負(fù)載率較高的變壓器，其經(jīng)濟(jì)效益更加可觀。目前，我國正在開發(fā)生產(chǎn)非晶合金鐵芯的變壓器，其空載損耗較常規(guī)鐵芯的損耗有顯著的降低，如有條件可使用非晶合金電力變壓器，對主變?nèi)萘康倪x擇一定要根據(jù)當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)用電發(fā)展的需求確定，要考慮投資受益，同時(shí)要做出五至十年的長遠(yuǎn)規(guī)劃，但要留有可發(fā)展空間。

四、在斷路器設(shè)備的選擇上

我們盡可能采用技術(shù)先進(jìn)、安全可靠，目前對農(nóng)村電網(wǎng)，由于年代的不同，相當(dāng)一部分設(shè)備落后，年限已久、老化，而且故障率很高，造成了供電質(zhì)量和斷電的機(jī)率很高，但在技術(shù)改造中盡可能采用新技術(shù)和產(chǎn)品。 在我們的電網(wǎng)系統(tǒng)中有10kv、35kv、110kv中使用少油斷路器，真空斷路器和六氟化硫斷路器，而真空斷路器和六氟化硫斷路器都優(yōu)于少油斷路器，目前是首選的兩種斷路器，而真空斷路器只在10kv配電系統(tǒng)中采用，因此六氟化硫斷路器做首選的設(shè)備。該斷路器性能優(yōu)，額定參數(shù)高，使用壽命和使用周期長，而六氟化硫氣體做為絕緣和滅弧的良好介質(zhì)，沒有火災(zāi)危險(xiǎn)，整體結(jié)構(gòu)簡單，體積小，占地面積小，可大大提高供電可靠性，宜在農(nóng)村的各種電壓等級下的電網(wǎng)中推廣使用

五、選擇無功補(bǔ)償裝置

在農(nóng)村電網(wǎng)，由于線路長，季節(jié)性的周期性負(fù)荷影響和設(shè)備的利用率低，一般在農(nóng)村電網(wǎng)感性負(fù)荷較 大,其無功電流偏大，從而引起線損增加。因此在其設(shè)計(jì)時(shí)要考慮在變電站內(nèi)采取集中安裝電容器補(bǔ)償裝置，對配電線路無功補(bǔ)償較 普遍選用負(fù)荷端采用電容屏進(jìn)行補(bǔ)償，該無功補(bǔ)償屏運(yùn)用微機(jī)監(jiān)測監(jiān)控的自動(dòng)化投切裝置。而電容器采用技術(shù)先進(jìn)的集合式、自愈式電容器，其性能良好、可靠。在運(yùn)行使用中，可維持線路的功率因數(shù)值恒定，達(dá)到了無功補(bǔ)償?shù)墓πА?/p>

六、在二次設(shè)備的選配上，盡可能選擇高新技術(shù)的產(chǎn)品，用微機(jī)對所有設(shè)備實(shí)施監(jiān)測、監(jiān)控的自動(dòng)化單元保護(hù)裝置

各種控制、保護(hù)、信號(hào)及中央音響裝置部分，由原來模擬控制方式發(fā)展為由微機(jī)控制的數(shù)字控制方式。微機(jī)控制的應(yīng)用,使電力操作的運(yùn)行自動(dòng)化程度大大提高，并可實(shí)現(xiàn)變電站電氣設(shè)備的四遙功能，即遙調(diào)，遙控，遙測，遙信。數(shù)據(jù)的采集，設(shè)備的調(diào)整與控制，微機(jī)抄表、保存和打印存檔，實(shí)現(xiàn)供電管理的各環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)功能以滿足變電站無人值班的要求。尤其是直流電源的選擇，要保證保護(hù)裝置不受配電系統(tǒng)運(yùn)行的變化而變化，或是受停送電的影響，一般將供給直流系統(tǒng)的變壓器裝于系統(tǒng)的恒壓源35kv側(cè)，而蓄電池采用免維護(hù)的鉛酸蓄電池組，其性能可靠，使用壽命長。電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及功能器件制造工藝技術(shù)的提高，更使高頻開關(guān)電源的可靠性及使用性優(yōu)于機(jī)控電源和磁飽和式電源。它的體積小，重量輕，效率高，輸出紋波小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制程度高，模塊不疊加輸出，可智能化管理等特點(diǎn)，取代了機(jī)控電源或磁飽和式電源，它的運(yùn)用大勢所趨，因此，對農(nóng)村配電設(shè)施的選擇上，選用自動(dòng)化程度高的二次保護(hù)設(shè)備以提高變電站二次設(shè)備技術(shù)管理水平來滿足供電的需求。

七、選擇負(fù)荷開關(guān)加限流熔斷器組合的電器

農(nóng)村電網(wǎng)中有常用熔斷器來保護(hù)變壓器，但為防止熔斷器的單相熔斷時(shí)設(shè)備的非全相運(yùn)行，必須由負(fù)荷開關(guān)配合動(dòng)作，完成三相電路的開斷，所以選用負(fù)荷開關(guān)加限流熔斷器的組合電源來保護(hù)變壓器。負(fù)荷開關(guān)有產(chǎn)氣式和壓氣式為一般型，真空和六氟化硫負(fù)荷開關(guān)為頻繁型，如操作頻繁和大電流，容量1000kvA—1600kvA最好選用頻繁型。對操作次數(shù)不多，轉(zhuǎn)移電流不超過800A，容量在800kvA以下，可選用一般型限流熔斷器，它的特性應(yīng)滿足分?jǐn)喙δ芨?，最小開斷電流小，運(yùn)行溫度低，伏安特性曲線陡峭，特性曲線誤差小及耐老化。熔斷器的額定電流要與變壓器容量相匹配，選擇熔斷器時(shí)，當(dāng)其環(huán)境溫度達(dá)40度的功率，損失不得超過75w。

八、選擇金屬氧化物避雷器

它具有較好的保護(hù)特性，流容量大，動(dòng)作反應(yīng)快，結(jié)構(gòu)簡單和體積小等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)部設(shè)計(jì)不帶串聯(lián)間隙，這對在中性點(diǎn)直接接地的農(nóng)村電網(wǎng)推廣是十分適合，可另一方面，有些地區(qū)10—35kv電網(wǎng)中性點(diǎn)絕緣大部分是不接地或經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)生一相接地故障時(shí)，允許帶故障運(yùn)行兩小時(shí)，線路斷路器不跳閘，此時(shí)，健全相對地電壓升高為線電壓，這對無串聯(lián)間隙的金屬氧化避雷器來說是嚴(yán)峻的考驗(yàn)，解決辦法是提高金屬氧化物避雷器放電電壓或選用帶有串聯(lián)間隙的金屬氧化物避雷器，該避雷器已被納入避雷器的國家標(biāo)準(zhǔn)，適合在10—35kv農(nóng)村電網(wǎng)中推廣。

以上是針對變電站電氣設(shè)備的選擇談一點(diǎn)自己的初淺認(rèn)識(shí)，由于各單位實(shí)際情況不盡相同，解決問題的方法也多種多樣，因此，這些方法僅供參考。