方勁松，鄭長(zhǎng)青，張朝輝，項(xiàng)華敏，張影俠

(溫州龍灣永強(qiáng)供電公司，浙江 溫州 325000)

1 概 述

浙江省溫州市龍灣空港新區(qū)是2018年國(guó)家發(fā)改委第一批公布的增量配電區(qū)域，永強(qiáng)供電公司是業(yè)主單位。該區(qū)域內(nèi)有20 kV和10 kV電力用戶，區(qū)域內(nèi)惟一電源點(diǎn)的溫州沙園變電所是110/20 kV，因此在龍灣空港新區(qū)增量配電區(qū)域內(nèi)必須建1座20/10 kV降壓變電站，即為永強(qiáng)港城變電站，以滿足用戶用電的需求。根據(jù)需求，港城20/10 kV變電站設(shè)定容量為50 MVA，第一期在2019年已建3臺(tái)12.5 MVA容量主變，2020年上半年再擴(kuò)建1臺(tái)12.5 MVA容量主變。20/10 kV港城變電站從110 kV沙園變電所輸進(jìn)20 kV線路4條，經(jīng)降壓后10 kV饋線8條輸出。

建設(shè)4×12.5 MVA 20/10 kV變電站及其接線方式布置模式等，在現(xiàn)有國(guó)家和行業(yè)規(guī)范里沒(méi)有可具體參考的資料，也沒(méi)有這么大容量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例可參照。因此我們自己規(guī)劃，用創(chuàng)新和摸索的舉措設(shè)計(jì)一個(gè)既要安全可靠又簡(jiǎn)易實(shí)用的方案；即采用分體廂式變電站，與常規(guī)室外變電所的構(gòu)架裝設(shè)有些不同。港城變電站安裝投運(yùn)以后已經(jīng)過(guò)1年多運(yùn)行實(shí)踐，情況良好。

2 變電站創(chuàng)新特點(diǎn)分析

港城變電站有20 kV進(jìn)線4條，配置12.5 MVA20/10kV Ddo接線的油浸式主變4臺(tái)，輸出10 kV饋線8條，每條輸送容量6.25 MVA。

(1)一次系統(tǒng)主接線為單元式，20 kV和10 kV開(kāi)關(guān)室?guī)浇M裝、變壓器單獨(dú)室外安裝、設(shè)備之間電纜連接。1個(gè)接線單元含20 kV進(jìn)線1條，配12.5 MVA 20/10 kV主變1臺(tái)，輸出10 kV饋線2條(見(jiàn)圖1)。

圖1 港城變一次系統(tǒng)單元式接線示意

對(duì)圖1說(shuō)明如下：

①20 kV進(jìn)線側(cè)選用西門(mén)子SF6氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜8DJH型，共計(jì)進(jìn)線電纜柜、壓變柜、斷路器柜3個(gè)柜，組裝在1個(gè)長(zhǎng)2.0 m、寬1.5 m、高2.8 m的廂式開(kāi)關(guān)室內(nèi)。

②10 kV側(cè)選用鎧裝移開(kāi)式交流金屬Kyn—28型真空斷路器中置柜，共計(jì)總柜、壓變柜、饋電柜等4個(gè)柜，也組裝在1個(gè)長(zhǎng)4.5 m、寬3.5 m、高3.0 m廂式開(kāi)關(guān)室內(nèi)。

③主變分別安裝在室外混凝土基礎(chǔ)上，共4個(gè)間隔，中間用防火墻隔離。20 kV進(jìn)線、10 kV出線、各廂式開(kāi)關(guān)室、主變等設(shè)備用電纜連接。

④10 kV單母線，每條母線饋電2條10 kV線路。此2條線路與其他系統(tǒng)10 kV線路之間通過(guò)聯(lián)絡(luò)線斷路器進(jìn)行環(huán)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)線路之間熱倒網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)相互備用，以滿足(N-1)供電需求。

⑤10 kV母線上不裝設(shè)補(bǔ)償電容器。因?yàn)?0 kV母線空載運(yùn)行的機(jī)會(huì)很小，只要帶上10 kV線路以后，用電側(cè)用戶配電房都設(shè)計(jì)安裝有補(bǔ)償電容器。

運(yùn)行實(shí)踐證明，運(yùn)行中實(shí)時(shí)變壓器的功率因數(shù)在0.9以上。

⑥選擇主變壓器的容量為12.5 MVA主要考慮兩個(gè)因素：一是為了和1條20 kV線路及2條10 kV線路的輸送容量融合。二是當(dāng)主變20 kV側(cè)空載合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流不會(huì)引起上一級(jí)110 kV沙園變電所的出線斷路器跳閘(運(yùn)行實(shí)踐確認(rèn)情況良好)。主變采用Ddo接線組別是為了本10 kV系統(tǒng)與其他10 kV系統(tǒng)熱倒網(wǎng)相位一致。

⑦目前站內(nèi)用電是通過(guò)10 kV線路外接100 kVA 10/0.4 kV臺(tái)變供電實(shí)現(xiàn)的。今后將改裝成廂式變，安裝在變電站4號(hào)20 kV開(kāi)關(guān)室旁邊。

(2)二次系統(tǒng)設(shè)備組裝廂式集控室，不建土建房屋。

①變電站的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)人值班，定期巡檢。由永強(qiáng)供電公司調(diào)度中心調(diào)控，溫州森脈電力設(shè)備有限公司管理，并定期巡檢和維修。

②4臺(tái)12.5MVA 20/10kV主變配保護(hù)屏4面，每面屏安裝PCS—9671變壓器差動(dòng)保護(hù)裝置、PCS—9681變壓器后備保護(hù)裝置、PCS—9661變壓器非電量保護(hù)裝置，南京南瑞繼保電氣有限公司產(chǎn)品。保護(hù)版本由PCS—9671 DV2、PCS—9681 D2.36和V2.31組成。裝設(shè)有差動(dòng)、差動(dòng)速斷、輕重瓦斯、低電壓閉鎖過(guò)電流、零序過(guò)電流、主變過(guò)溫等保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作斷開(kāi)主變20/10 kV兩側(cè)斷路器，并發(fā)警告信號(hào)。

③公用自動(dòng)化屏安裝PCS—9799運(yùn)動(dòng)通訊屏、PCS—9794通訊管理裝置、電力數(shù)據(jù)網(wǎng)屏等。能對(duì)20 kV線路、主變、10 kV饋線等設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控等三遙功能。采集各信息及模擬量有三相電流、三相電壓、有功無(wú)功功率和電能、系統(tǒng)頻率、斷路器位置狀態(tài)、直流電源電壓、站用交流電電壓、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等均可傳輸?shù)接缽?qiáng)供電公司調(diào)度中心。永強(qiáng)供電公司調(diào)度中心可實(shí)時(shí)監(jiān)控并實(shí)現(xiàn)對(duì)各斷路器的遠(yuǎn)方分合操作。

④主變保護(hù)屏、自動(dòng)化屏、直流電源屏，交流電源屏等二次設(shè)備屏均組裝在1個(gè)長(zhǎng)5.0 m、寬2.8 m、高2.8 m的廂式集控室內(nèi)，集控室與各20 kV開(kāi)關(guān)室、10 kV開(kāi)關(guān)室及主變之間用控制電纜連接。在廂式集控室內(nèi)中間的過(guò)道約1.0 m寬，平時(shí)巡查、定期保護(hù)調(diào)試、設(shè)備維護(hù)等可以容納3～4人進(jìn)行工作，并配有照明、空調(diào)，能基本滿足工作需求。戶外箱體材質(zhì)采用201不銹鋼、雙層隔熱、國(guó)網(wǎng)綠色、四周嵌木條、防護(hù)性能良好。

(3)主變高低壓引出線套管由油箱頂部出線改側(cè)面引出,供電纜接線，主變油箱頂部沒(méi)有導(dǎo)電接線。

一般變電所油浸主變的高低壓引出線套管都裝設(shè)在變壓器油箱頂部，以適應(yīng)高壓側(cè)導(dǎo)線經(jīng)門(mén)型架引接到高壓線卷上及低壓側(cè)銅排引出到室內(nèi)開(kāi)關(guān)室去的方式。考慮到主變的高壓側(cè)進(jìn)線和低壓側(cè)出線都是用電纜連接，如果主變進(jìn)出線套管仍裝設(shè)在變壓器頂部，那電纜固定架子的空間就很大，使整個(gè)主變的外型空間也變大。所以為了接線方便，經(jīng)與制造廠商量同意，把主變高低壓引出線的套管位置從油箱頂部改裝到油箱的兩個(gè)側(cè)面上部左右2個(gè)散熱器的中間位置。同時(shí)，增裝電纜插接頭密封箱，20 kV進(jìn)線側(cè)采用630 A的插接頭，10 kV出線側(cè)采用1 260 A的雙插接頭，實(shí)現(xiàn)全封閉式連接。

密封箱正面可開(kāi)門(mén)，便于運(yùn)行及檢查維護(hù)中可以把門(mén)打開(kāi)(見(jiàn)圖2)。

圖2 主變套管電纜側(cè)面接線

這種接線有2個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

一是主變高低壓側(cè)用電纜連接接線更方便，使主變的高度降低和空間相對(duì)變小。

二是主變高低壓引出線都在箱體內(nèi)沒(méi)有裸露的導(dǎo)電接頭部分。由于變壓器外殼和電纜接頭箱的箱體都可以直接接地，接地電阻都能到1 Ω以下，其他20 kV開(kāi)關(guān)廂和10 kV開(kāi)關(guān)箱、二次集控廂的廂體高度都在4 m以下，接地電阻都達(dá)到1 Ω以下。變電站的四周是工業(yè)小微園，廠房都很高，且屋頂上都有避雷帶裝置。另外，4臺(tái)主變之間的防火墻頂部都安裝有接地扁鐵并引下至接地網(wǎng)?？紤]上述諸因素，對(duì)整個(gè)變電站不安裝獨(dú)立避雷針裝置。20 kV電纜進(jìn)線端和10 kV電纜出線端仍安裝有避雷器。

(4)港城變電站設(shè)備平面布置緊湊、省地。

根據(jù)圖1單元式接線示意圖，1號(hào)20 kV廂式開(kāi)關(guān)室、1號(hào)主變、1號(hào)10 kV廂式開(kāi)關(guān)室構(gòu)成1個(gè)電氣單元，其他3個(gè)電氣單元以此類(lèi)推。整個(gè)變電站的占地面積是長(zhǎng)40 m、寬25 m，合計(jì)1 000 m2；比本系統(tǒng)內(nèi)的2×20 MVA 35/10 kV的常規(guī)式上璜變電所(35 kV室外構(gòu)架式結(jié)構(gòu))占地面積2 000 m2少了一半，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少的優(yōu)點(diǎn)(見(jiàn)圖3)。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)50 MVA 20/10 kV港城變電站的分析與本系統(tǒng)40 MVA 35/10 kV常規(guī)室外上璜變電所相比，具有下列特點(diǎn)：

(1)變電站沒(méi)有設(shè)備構(gòu)架，沒(méi)有進(jìn)出線門(mén)型架，沒(méi)有土建房屋，沒(méi)有獨(dú)立避雷針。除主變外，其余電氣設(shè)備的組裝廂式結(jié)構(gòu)成模塊化。它的最大優(yōu)點(diǎn)是從制造廠設(shè)備組裝調(diào)試以后運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，直接可以安裝到混凝土基礎(chǔ)上。通過(guò)電纜連接，就可以完成整個(gè)變電站的安裝，施工比較方便。今后擴(kuò)容或搬遷都方便，而且占地少，是1座簡(jiǎn)易實(shí)用且節(jié)省土地的變電站。

圖3 港城變電所設(shè)備平面布置示意

(2)主變壓器高低壓線卷引出線套管裝設(shè)從頂部改進(jìn)到側(cè)部，且裝設(shè)帶門(mén)的終端電纜接頭箱；使電纜進(jìn)出線安裝更方便，主變接線沒(méi)有裸露的導(dǎo)電部分，而且密封，主變頂部更加安全。放瓦斯繼電器內(nèi)空氣更安全。

(3)變電站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，由永強(qiáng)供電公司調(diào)度中心實(shí)時(shí)監(jiān)控。變電站有三遙功能，安全性能滿足運(yùn)行要求。變電站從2019年初安裝投運(yùn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)1年多的運(yùn)行考驗(yàn)，一二次設(shè)備運(yùn)行正常，10 kV線路與其他10 kV系統(tǒng)之間環(huán)網(wǎng)聯(lián)絡(luò)熱倒網(wǎng)都正常，確保了對(duì)用戶的正常供電；整個(gè)工程達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。

(4)港城50 MVA 20/10 kV變電站從規(guī)劃設(shè)計(jì)到安裝投運(yùn)，都是永電職工自力更生完成的，充分體現(xiàn)了永電職工的積極向上、創(chuàng)新改革的精神，為龍灣永強(qiáng)空港增量配電區(qū)域提供了1座50 MVA 20/10 kV廂式結(jié)構(gòu)變電站的實(shí)側(cè)，也填補(bǔ)了本市在變電站規(guī)范上50 MVA 20/10 kV廂式結(jié)構(gòu)的空白，有一定的實(shí)用意義。