廣西壯族自治區(qū)河池水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院

摘要：目前隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不少小城鎮(zhèn)日漸繁榮，35kV 變電站已經(jīng)不能夠完全滿足其與日俱增的用電需求。所以，如何從技術(shù)和節(jié)能的角度對目前35KV變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是我們急需要解決的重點(diǎn)問題。本文首先分析了目前35 kV 變電站常見的設(shè)計(jì)類型、存在的問題和耗能現(xiàn)狀，再詳細(xì)論述了變電站節(jié)能技術(shù)的要點(diǎn)及其應(yīng)用，以期能對今后35KV變電站設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：35kV變電站；節(jié)能技術(shù)；設(shè)計(jì)與應(yīng)用

通常來說，35 kV 輸電線路的輸送距離為20至50千米，輸送容量為2 000至10 000千瓦；我國農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)供電半徑大約為15千米，負(fù)荷密度為10～20 kW/km2。因此，35kV 變電站已經(jīng)能夠完全滿足中小型城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村地區(qū)的用電需求，目前的應(yīng)用十分廣泛。與此同時(shí)，35 kV 變電站還具有安裝檢修便利、建設(shè)周期短、投資規(guī)模小、投資見效快的特點(diǎn)，很多縣級(jí)供電部門都采用了35KV 變電站。但是，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不少小城鎮(zhèn)日漸繁榮，對用電量的需求與日俱增。所以，如何從技術(shù)和節(jié)能的角度對目前35KV變電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是我們急需要解決的重點(diǎn)問題。

針對上述問題，本文首先分析了目前35 kV 變電站常見的設(shè)計(jì)類型、存在的問題和耗能現(xiàn)狀，再詳細(xì)論述了35kV變電站節(jié)能技術(shù)的要點(diǎn)及其應(yīng)用，以期能對今后35KV變電站設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

一、35 kV 變電站常見的設(shè)計(jì)類型及存在的問題

1、35 kV 變電站常見的設(shè)計(jì)類型

對現(xiàn)如今35 kV 變電站的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，其常見的設(shè)計(jì)類型主要有以下三個(gè)類型。

第一，常規(guī)設(shè)計(jì)方案。這個(gè)方案主要采用高壓配電裝置和戶外裝置，一般多使用W12-35 戶外多油斷路器。常規(guī)設(shè)計(jì)方案因?yàn)槠湓诎惭b、維護(hù)、運(yùn)行和檢修過程中技術(shù)要求低，而且運(yùn)行比較穩(wěn)定，所以在我國一些偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和技術(shù)力量相對薄弱的地區(qū)被廣泛使用。盡管如此，該方案還是存在很多技術(shù)問題，設(shè)計(jì)方案比較落后，例如設(shè)備落后、效率低、損耗高，投資規(guī)模較大、占地面積過多、結(jié)構(gòu)不合理等。

第二，具有特殊防污防塵要求的設(shè)計(jì)方案。這個(gè)方案主要是針對大型化工企業(yè)或者鋼鐵廠而言的，因此這些地方35 kV 變電站對于供電的安全性和可靠性有較高的要求，它直接影響著企業(yè)的正常運(yùn)行。同時(shí)，因?yàn)檫@些企業(yè)特殊的環(huán)境條件，該設(shè)計(jì)方案對防污防塵的要求比較高，必須提高戶外裝置的防污防塵性能。

第三，經(jīng)濟(jì)節(jié)約型設(shè)計(jì)方案，這個(gè)方案主要應(yīng)用于簡易應(yīng)急變電站中。例如在我國農(nóng)網(wǎng)改造工程中，這個(gè)方案被普遍采用，正是看重了它建設(shè)周期短、投資規(guī)模小和見效快的特點(diǎn)，在一定程度上滿足了當(dāng)?shù)氐挠秒娦枨蟆?/p>

2、當(dāng)前35KV變電站普遍存在的問題

如前所述，目前35KV變電站較多地還是應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)較落后的中小型城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村地區(qū)，因此，這些地方對于變電站不管是在技術(shù)層面還是管理層次上都有明顯的滯后性。具體來說，主要體現(xiàn)在：①設(shè)備落后，運(yùn)行過程中缺乏檢查和維修，加速了設(shè)備的老化，影響設(shè)備功能的正常發(fā)揮。②極度缺少專業(yè)技術(shù)人員，在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因錯(cuò)誤操作而導(dǎo)致的設(shè)備損壞。③雖然35KV變電站覆蓋的區(qū)域廣，但是變電站點(diǎn)很少，導(dǎo)致輸電線路半徑過長、線路損耗較大。因此，要完美的解決以上缺陷，同時(shí)還要滿足該區(qū)域的用電需求，我們必需從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及安全等角度全面地對35KV變電站進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低變電站的能耗損失，使變電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

二、35kV變電站中的節(jié)能技術(shù)

針對上述問題，相關(guān)部門一定要在科學(xué)評(píng)估和分析的基礎(chǔ)之上，采用環(huán)保節(jié)能的新設(shè)備、新技術(shù)、新材料和新工藝，確保經(jīng)濟(jì)節(jié)能的運(yùn)行。

1、主變壓器的設(shè)計(jì)選擇

主變壓器是35KV變電站中最重要的設(shè)備，它的功率損耗占整個(gè)電力損耗的20%到50%，因此合理選擇主變壓器是節(jié)能降損的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重點(diǎn)工作。涉及到具體工作上，我們要主要考慮一下幾個(gè)方面。

第一，主變壓器容量的選定。變壓器的功率損耗隨負(fù)荷的變化而變化，中小型容量的變壓器負(fù)載為其額定容量的50%至60%之間時(shí)效率最高，在滿負(fù)載或者功率因數(shù)較小的情況下，效率都會(huì)下降。因此，我們要從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)來選擇主變壓器的容量，從而達(dá)到損耗最小的目的。

第二，主變壓器臺(tái)數(shù)的選定。如果變電站只設(shè)置一臺(tái)主變壓器是非常不合理的，因?yàn)樽冸娬镜呢?fù)荷一般波動(dòng)較大，一臺(tái)主變壓器的負(fù)荷率是難以滿足要求的，不能經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行；而且一旦發(fā)生主變壓器檢修的情況，就會(huì)造成大范圍停電，給人們生活生產(chǎn)帶來麻煩。因此考慮到這些情況，主變壓器設(shè)置的數(shù)量應(yīng)該不少于2 臺(tái)，還要考慮并列運(yùn)行的可能性，盡量做好節(jié)能工作。

第三，主變壓器型號(hào)的選擇。S9或S11型系列變壓器采用了新的材料和新技術(shù)工藝，與舊型號(hào)相比下，有質(zhì)量小、體積小和耗能小的優(yōu)點(diǎn)。因此，從節(jié)能的角度出發(fā)，我們應(yīng)該優(yōu)先選擇S9或S11型系列變壓器。

第四，合理選用三繞組變壓器及有載調(diào)壓變壓器。三繞組變壓器可以減少變壓器電能損耗將近30%；有載調(diào)壓變壓器可以保證電壓的穩(wěn)定輸出。現(xiàn)在這兩種變壓器的型號(hào)和規(guī)格都比較齊全，只要選擇合理的話，既可以減少投資又可以降低損耗。

2、無功功率的合理補(bǔ)償

在這一點(diǎn)上，目前并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用得最為廣泛。這個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于補(bǔ)償點(diǎn)和補(bǔ)償容量的合理選擇，如果選擇不正確，會(huì)造成過補(bǔ)償而適得其反。所以，在變電站設(shè)計(jì)之前我們就應(yīng)該先調(diào)查清楚變電站的綜合負(fù)荷結(jié)構(gòu)情況。通常來說，一般都是采用分散補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合、集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合、供電企業(yè)補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合的方式。

三、利用節(jié)能技術(shù)對35 kV 變電站設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

1、經(jīng)濟(jì)性視角下的設(shè)計(jì)方案

這類變電站一般設(shè)置在室外，采用一臺(tái)主表容量為3150KVA變壓器，35KV進(jìn)線一回，10KV出線三回，高壓熔斷器保護(hù)變壓器、真空開關(guān)保護(hù)線路。

2、技術(shù)視角下的設(shè)計(jì)方案

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，它也滲透到了變壓站設(shè)計(jì)方面，在35KV變電站中出現(xiàn)了微機(jī)控制和集成電路保護(hù)等裝置。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用可以對變電站各個(gè)受控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和處理，再經(jīng)過分析之后將信息反饋到變電站控制中心，等待專業(yè)人員對其做出反應(yīng)，能夠及時(shí)的進(jìn)行故障分析和處理。所以，微機(jī)控制系統(tǒng)減少了35KV 變電站的維護(hù)工作，大大減少了很多不必要的損耗。該類變電站的設(shè)計(jì)方案是將變電站布置在戶外，采用35KV進(jìn)線一回，10KV出線六回，控制系統(tǒng)為微機(jī)保護(hù)控制。繼電保護(hù)裝置方面：主機(jī)采用微機(jī)差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)為三段式復(fù)壓閉鎖過電流保護(hù)，本體保護(hù)為重瓦斯保護(hù)、輕瓦斯保護(hù)；線路采用二段式相問過流保護(hù)。該類變電站有很明顯的優(yōu)勢，它占地面積小且工程造價(jià)低，安裝、運(yùn)行、調(diào)試都簡單。除此之外，由于控制系統(tǒng)為微機(jī)控制系統(tǒng)，變電站運(yùn)行過程中可控性很強(qiáng)。

3、基于自動(dòng)化控制的變電站設(shè)計(jì)方案

該類方案主要是將自動(dòng)化技術(shù)和變電站技術(shù)結(jié)合在一起。一般來說，采用低損耗和地磁密的大型變壓器，電源為雙電源自動(dòng)切換，開關(guān)為直流系統(tǒng)開關(guān)和智能高頻開關(guān)。該變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為變電站層、通訊層和間隔層三大部分。變電站層配置主變壓器容量6300kVA變壓器兩臺(tái)，戶外配電裝置為35kV進(jìn)線一回，10kV出線四回，10kV電容器兩組；采用微機(jī)對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，相信在設(shè)計(jì)中注意各種設(shè)備合理的規(guī)劃和布置，會(huì)達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

四、結(jié)語

綜上所述，35 kV 變電站作為國家電力網(wǎng)中的一個(gè)重要電壓等級(jí)，在我國的農(nóng)村地區(qū)發(fā)揮了重要的作用。但是隨著目前農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們不能固步自封，要用發(fā)展的眼光看待這個(gè)問題。這就需要合理在保證人們用電需求的基礎(chǔ)上，對35 kV 變電站的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。我們一定要選擇從節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的角度出發(fā)，尋找出最合適的設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)方案的合理性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉錦明. 試議小型化35kV變電站的設(shè)計(jì)[J]. 中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2013（10）.

[2] 齊文超，郭俊杰，楊振華. 幾種35kV變電站設(shè)計(jì)方案優(yōu)化的分析團(tuán)[J]. 電源技術(shù)應(yīng)用，2013（11）.

[3] 宋敬國，徐玉華. 傳統(tǒng)變電站智能化改造解決方案淺析[J]. 軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2015（2）：105-106.