淺析深入負荷中心的箱式變電站在縣級電網的應用

唐楷　于宏艷

摘 要：隨著用電負荷的增加，大容量低壓線路遠距離輸電需求側壓降大、線損高的缺點逐漸暴露，縣級供電公司上劃后，項目審批難度逐年加大，縣級供電公司在資金籌措方面遇到了一定的困難，而集約化變電站在縣級電網的應用則在一定程度上解決了上述問題。本文從生產過程中遇到的實際問題出發，著重闡述了解決問題的原理，集約化變電站在縣級電網中的應用的可行性分析以及集約化變電站的實際建設過程和應用情況，最后通過效益分析來說明應用集約化變電站帶來的經濟效益。

關鍵詞：負荷中心 箱式變電站 應用

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（c）-0123-01

1 課題的提出

石材加工業和礦山工業是公司駐地所在的招遠市的兩大支柱產業，石材加工和礦山工業用電具有負荷分散、地處山區、導線架設難度大、輸電半徑大、需求側壓降大、線損率高等特點，傳統的變電站已經難以滿足用戶對供電質量和公司日益提高的經濟指標的要求，加之負荷持續性難以預測等問題，一次性籌措建設傳統意義的標準化變電站的大量資金逐漸成為困難。如何解決這些困難成為公司工作中的一個重要課題。

2 解決方案的提出

眾所周知在功率傳輸一定的情況下，由公式P=U×I得知，電壓越高，電流越小，而電流在導線中流動因為導線阻抗的存在，會產生熱量、導致損耗和需求側壓降（p=I2R和U=I×R），在導線直徑一定的情況下，電流越大產生的熱量和損耗也越大，同時壓降也越大，所以采用深入負荷中心建站的方式可以減少到達需求側的輸電距離，有效的減少輸電線損和壓降，然而石材和黃金工業都地處山區，找一塊可以建設標準變電站的地點絕非易事，因此我們將目光投向集約化變電站。集約化變電站的主要組成部分是箱變式變電站，箱變具有體積小、全封閉、美觀、運行可靠和維護方便等特點；但傳統的箱變式變電站都是10 kV進線，0.4 kV出線，不能滿足我們的需要，所以公司進行了革新，我們的設計方案是將10 kV的高壓開關柜和全站的二次保護設備集成到箱變中，35 kV高壓設備放置在室外，這樣整個變電站結構簡單、外觀整潔而且占地面積可以縮小40%而成本降低30%。

3 可行性分析

首先，設備技術可行性。國內的設備提供商經過幾十年的設備研發和產品完善，國產的110 kV、35 kV、10 kV設備（包括一次設備和微機保護設備）及通訊自動化設備已經相當成熟，尤其是110 kV的GIS、35 kV敞開式組合電器都在向著占地面積小、結線簡單、集成度高、自動化程度高、運行維護成本低等方向發展，無論從安全可靠性、占地面積、維護成本、性價比等方面都能夠完全滿足箱變式變電站的需要。

其次，設計方案可行性。經過一代又一代設計人員的努力工作和經驗積累，縣級公司已經擁有了35 kV變電站的設計資質，利用已有的經驗和經常更新的設備信息，無論在土建設計、電氣設計、設備選型等方面都能做到在滿足設計要求的前提下與時俱進，能夠滿足集約化變電站的建設要求。

第三，工藝可行性。箱變設備提供商經過幾十年的發展和工藝完善，已經能夠提供大容量10 kV箱變產品且產品可靠性高、維護方便，從工藝上滿足了建設集約化變電站的要求。

第四，施工方案可行性。公司擁有專門的土建施工隊伍和一二次設備安裝、調試隊伍，完全掌握了35 kV、10 kV土建基礎及一二次設備的各種施工工藝，完全能夠滿足集約化變電站的建設要求。

4 工程介紹

（1）工程情況：35 kV欒家河輸變電工程新建35 kV進線一回，35 kV開關一組，主變一臺，10 kV電抗器一組，10 kV出線4回，10 kV高壓開關柜箱變及保護裝置箱變各一座，高壓開關柜及保護裝置箱變都采用箱內加支撐鋼架結構，整體占地面積僅70余平米加上基礎不過100余平米，極大的節省了占地面積。

（2）建設情況：經過工程設計、土建及設備招投標、一、二次設備安裝及調試三個階段后，工程于2012年1月25號順利通過驗收，一次性送電成功，投入縣網運行。

5 工程建設中的技術應用亮點

在35 kV欒家河站工程中，新做電子圍欄大門一扇，同時將報警和警戒系統與大門有機的結合了起來。同時由于電子圍欄周界個別點同變電站設備距離較近，為防止電子圍欄金屬導線非正常因素崩斷，給變電站設備造成危害后果，在PV過線桿之間縮短距離，加密PV過線桿，在PV過線桿絕緣子處固定金屬導線。通過安裝電子圍欄后，變電站安全防御能力大大增強，欒家河站從運行至今沒有發生過外界入侵，大大確保了變電站的安全運行。

同時電子安全圍欄和圖像監控系統實現了聯動，當有人非法翻越圍墻或進行破壞，探測器可立即將警情傳送到管理中心，同時外界的聲光報警開始報警，與圖像監控系統聯動，監控屏幕上跳出入侵區域的現場實時畫面，中心值班人員通知巡視人員立即趕往現場處理，處理完畢后對報警主機及探測器的報警狀態進行復位即可恢復正常。電子安全圍欄的報警不受自然環境（如霧、雨、雪）及小動物的影響，誤報率極低。

為了加強對無人值守變電站的設備巡查力度，我們對欒家河站安裝了應用PDA的的變電站設備巡檢系統，通過安裝在設備上的巡檢點對設備狀態進行采集，巡視人員利用PDA每周對設備巡檢點進行一次數據采集，然后將數據上傳至巡檢服務數據庫，分管副經理、生技部、調度所主任及變電專工都可以通過WEB網頁看到變電設備的實際運行狀況，便于及時發現并處理缺陷，有效的保證了設備的穩定運行。

6 效益分析

35 kV欒家河站所在的張星鎮是招遠市石材產品的中心產區，用電負荷具有輸電半徑大，負荷增長迅速的特點，由于近年來石材加工業的迅速發展，原來的廠站格局帶來的問題逐漸暴露，需求側電壓降高，線損大給公司和用戶都帶來了影響，雖然樞紐站埠南站已由35 kV升壓到110 kV，但仍難以滿足要求，欒家河站的建立，很大程度的解決了上述矛盾，由欒家河站電度報表可知，欒家河站所帶線路平均總負荷在5000 kW/h，每年供電4000余萬度，通過欒家河站供電相比原來通過10 kV線路輸電，綜合降損在1%左右，每年降低運行成本在300萬左右，而欒家河站的資金投入不過300余萬，投運當年即可收回成本，效益顯著。

參考文獻

[1]變電所總布置設計技術規程[S].DL/T 5056-2007.

[2]35～110 kV變電所設計規范[S].GB 50059-92.

[3]35～110 kV無人值班變電所設計規程[S].DL/T 5103-1999.