35kV變電站設計中節能技術的應用

廣西壯族自治區河池水利電力勘測設計研究院

摘要：目前隨著我國經濟的發展，不少小城鎮日漸繁榮，35kV 變電站已經不能夠完全滿足其與日俱增的用電需求。所以，如何從技術和節能的角度對目前35KV變電站的設計進行優化，是我們急需要解決的重點問題。本文首先分析了目前35 kV 變電站常見的設計類型、存在的問題和耗能現狀，再詳細論述了變電站節能技術的要點及其應用，以期能對今后35KV變電站設計提供理論依據。

關鍵詞：35kV變電站；節能技術；設計與應用

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；我國農村地區的經濟供電半徑大約為15千米，負荷密度為10～20 kW/km2。因此，35kV 變電站已經能夠完全滿足中小型城鎮和鄉村地區的用電需求，目前的應用十分廣泛。與此同時，35 kV 變電站還具有安裝檢修便利、建設周期短、投資規模小、投資見效快的特點，很多縣級供電部門都采用了35KV 變電站。但是，隨著我國經濟的發展，不少小城鎮日漸繁榮，對用電量的需求與日俱增。所以，如何從技術和節能的角度對目前35KV變電站的設計進行優化，是我們急需要解決的重點問題。

針對上述問題，本文首先分析了目前35 kV 變電站常見的設計類型、存在的問題和耗能現狀，再詳細論述了35kV變電站節能技術的要點及其應用，以期能對今后35KV變電站設計提供理論依據。

一、35 kV 變電站常見的設計類型及存在的問題

1、35 kV 變電站常見的設計類型

對現如今35 kV 變電站的調查發現，其常見的設計類型主要有以下三個類型。

第一，常規設計方案。這個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。常規設計方案因為其在安裝、維護、運行和檢修過程中技術要求低，而且運行比較穩定，所以在我國一些偏遠鄉鎮和技術力量相對薄弱的地區被廣泛使用。盡管如此，該方案還是存在很多技術問題，設計方案比較落后，例如設備落后、效率低、損耗高，投資規模較大、占地面積過多、結構不合理等。

第二，具有特殊防污防塵要求的設計方案。這個方案主要是針對大型化工企業或者鋼鐵廠而言的，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，它直接影響著企業的正常運行。同時，因為這些企業特殊的環境條件，該設計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，經濟節約型設計方案，這個方案主要應用于簡易應急變電站中。例如在我國農網改造工程中，這個方案被普遍采用，正是看重了它建設周期短、投資規模小和見效快的特點，在一定程度上滿足了當地的用電需求。

2、當前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用于經濟較落后的中小型城鎮或鄉村地區，因此，這些地方對于變電站不管是在技術層面還是管理層次上都有明顯的滯后性。具體來說，主要體現在：①設備落后，運行過程中缺乏檢查和維修，加速了設備的老化，影響設備功能的正常發揮。②極度缺少專業技術人員，在實際工作中經常會出現因錯誤操作而導致的設備損壞。③雖然35KV變電站覆蓋的區域廣，但是變電站點很少，導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，同時還要滿足該區域的用電需求，我們必需從技術、經濟以及安全等角度全面地對35KV變電站進行優化設計，以降低變電站的能耗損失，使變電站安全穩定的運行。

二、35kV變電站中的節能技術

針對上述問題，相關部門一定要在科學評估和分析的基礎之上，采用環保節能的新設備、新技術、新材料和新工藝，確保經濟節能的運行。

1、主變壓器的設計選擇

主變壓器是35KV變電站中最重要的設備，它的功率損耗占整個電力損耗的20%到50%，因此合理選擇主變壓器是節能降損的關鍵環節和重點工作。涉及到具體工作上，我們要主要考慮一下幾個方面。

第一，主變壓器容量的選定。變壓器的功率損耗隨負荷的變化而變化，中小型容量的變壓器負載為其額定容量的50%至60%之間時效率最高，在滿負載或者功率因數較小的情況下，效率都會下降。因此，我們要從節能的觀點出發，根據變壓器的經濟運行區來選擇主變壓器的容量，從而達到損耗最小的目的。

第二，主變壓器臺數的選定。如果變電站只設置一臺主變壓器是非常不合理的，因為變電站的負荷一般波動較大，一臺主變壓器的負荷率是難以滿足要求的，不能經濟有效的運行；而且一旦發生主變壓器檢修的情況，就會造成大范圍停電，給人們生活生產帶來麻煩。因此考慮到這些情況，主變壓器設置的數量應該不少于2 臺，還要考慮并列運行的可能性，盡量做好節能工作。

第三，主變壓器型號的選擇。S9或S11型系列變壓器采用了新的材料和新技術工藝，與舊型號相比下，有質量小、體積小和耗能小的優點。因此，從節能的角度出發，我們應該優先選擇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%；有載調壓變壓器可以保證電壓的穩定輸出。現在這兩種變壓器的型號和規格都比較齊全，只要選擇合理的話，既可以減少投資又可以降低損耗。

2、無功功率的合理補償

在這一點上，目前并聯電力電容器補償技術應用得最為廣泛。這個技術的關鍵點在于補償點和補償容量的合理選擇，如果選擇不正確，會造成過補償而適得其反。所以，在變電站設計之前我們就應該先調查清楚變電站的綜合負荷結構情況。通常來說，一般都是采用分散補償與就地補償相結合、集中補償與分散補償相結合、供電企業補償與用戶補償相結合的方式。

三、利用節能技術對35 kV 變電站設計進行優化

1、經濟性視角下的設計方案

這類變電站一般設置在室外，采用一臺主表容量為3150KVA變壓器，35KV進線一回，10KV出線三回，高壓熔斷器保護變壓器、真空開關保護線路。

2、技術視角下的設計方案

隨著互聯網技術的快速發展，它也滲透到了變壓站設計方面，在35KV變電站中出現了微機控制和集成電路保護等裝置。計算機網絡的運用可以對變電站各個受控系統的數據進行搜集和處理，再經過分析之后將信息反饋到變電站控制中心，等待專業人員對其做出反應，能夠及時的進行故障分析和處理。所以，微機控制系統減少了35KV 變電站的維護工作，大大減少了很多不必要的損耗。該類變電站的設計方案是將變電站布置在戶外，采用35KV進線一回，10KV出線六回，控制系統為微機保護控制。繼電保護裝置方面：主機采用微機差動保護，后備保護為三段式復壓閉鎖過電流保護，本體保護為重瓦斯保護、輕瓦斯保護；線路采用二段式相問過流保護。該類變電站有很明顯的優勢，它占地面積小且工程造價低，安裝、運行、調試都簡單。除此之外，由于控制系統為微機控制系統，變電站運行過程中可控性很強。

3、基于自動化控制的變電站設計方案

該類方案主要是將自動化技術和變電站技術結合在一起。一般來說，采用低損耗和地磁密的大型變壓器，電源為雙電源自動切換，開關為直流系統開關和智能高頻開關。該變電站的系統結構為變電站層、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，戶外配電裝置為35kV進線一回，10kV出線四回，10kV電容器兩組；采用微機對設備進行保護。隨著自動化技術的發展，相信在設計中注意各種設備合理的規劃和布置，會達到節能的目標。

四、結語

綜上所述，35 kV 變電站作為國家電力網中的一個重要電壓等級，在我國的農村地區發揮了重要的作用。但是隨著目前農村經濟的發展，我們不能固步自封，要用發展的眼光看待這個問題。這就需要合理在保證人們用電需求的基礎上，對35 kV 變電站的設計方案進行優化。我們一定要選擇從節能、經濟、環保的角度出發，尋找出最合適的設計方案，提高設計方案的合理性和可靠性。

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