無人值班變電站設計的注意事項

貴州萬峰電力股份有限公司　丁　媛

無人值班變電站設計的注意事項

貴州萬峰電力股份有限公司丁媛

隨著我國電力行業的不斷發展，變電站建設規模在不斷擴大，同時無人值班變電站建設規模也在不斷的擴大，無人變電站的設計工作也變的越來越重要。本文主要闡述了無人變電站設計中應該注意的事項。

無人；變電站；設計；接線；設備

1　無人值班變電站設計原則

（1）在無人值班變電站設計中需要與當地的電網規劃、通信規劃以及電網調度自動化系統規劃情況進行結合，同時還需要以變電站所處地區的自然環境、地質情況、交通情況、社會經濟情況為依據，根據當地的實際情況因地制宜的制定設計方案；

（2）在對自動化技術設計進行設計和配置時，需要嚴格按照經濟實用、安全和可靠的原則，同時還應該與近期建設以及遠期建設的關系進行有效的處理；

（3）為了降低電網建設的成本和造價，同時保證電網運行的安全和經濟，設計方案應該做到節約用電和節約建筑面積；

（4）盡可能的做到簡化一次設備、二次設備以及土建等，對于一些不必要的措施可以盡量的取消；

（5）在無人值班變電站設計中還應該必須要對備用電源自投、電壓調節以及無功功率進行滿足。

2　無人值班變電站設計注意事項

2.1變電站選點和接線

變電站的選點和接線是無人值班變電站設計的首要工作之一，變電站的選點應該做到選擇與城區的終端變電站和高壓側電源進出線比較少的聯絡電站比較靠近的區域。而對于變電站的接線，需要盡量的簡化接線，主要目的是將變電站中如斷路器控制、有載調壓主變壓器的調壓工作轉移到調度端進行。但是調度段通常要控制比較多的變電站，如果無人值班變電站一次結線比較復雜，那么就會導致調度人員的工作量增加，會導致誤操作的出現，從而給電網帶來嚴重的損失。高壓側電源進出線較少的聯絡變電站以及終端變電站的一次接線通常都不是特別復雜，可以設計成比較簡單并且清晰的單母線或者橋型接線，單母接線既具有單母線接線簡單、經濟、方便的優點，又在一定程度上克服了它的缺點，提高了供電可靠性。橋型接線依照連接橋的位置可分為內橋和外橋。當輸電線路較長，故障機率較多而變壓器又不需經常切換時，采用內橋接線較合適。當輸電線路較短，變壓器隨經濟要求需經常切換時，比較合理的方案是選擇外僑接線。內橋接線中，如果變壓器產生故障，那么應該將相應的線路停止切斷。外橋接線時，當線路故障時，需停相應的變壓器，而且隔離開關又做為操作電氣，所以可靠性較差。由于斷路器少、布置簡單、造價低，內橋接線方式往往在35——220kV配電裝置中廣泛應用。見圖1。

圖1　橋型接線示意圖

2.2一次設備的選擇

2.2.1斷路器選擇

對于10kV、35kV和110kV變電站可以選擇SF6斷路器或者真空斷路器，真空斷路器的特點是：結構輕巧，操作功率體積小、重量輕；燃弧時間短；熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快；觸頭壽命長因而斷路器的壽命也長；維修工作量少，能防火防爆。F6斷路器的特點：斷口耐壓高，斷口數少，結構簡單；允許開斷次數多，檢修周期長；開斷能力強，滅弧時間短；占地面積小。少油斷路器的特點：體積小、質量輕、占地面積小；防爆防火；不適宜于多次重合閘；不適宜于嚴寒地區；附裝電流互感器比較困難。根據斷路器運用的滅弧介質和滅弧方式，通常可以分成多油斷路器、少油斷路器、真空斷路器以及SF6斷路器四種。因為真空斷路器具有不爆炸、低噪音、體積小、重量輕、連續開斷次數多、結構簡單、調試方便、無污染、可靠性高、檢修中期長，而少油斷路器開斷次數少，為了避免頻繁檢修，故采用真空斷路器，作為10kV斷路器。

2.2.2隔離開關選擇

變電站中，隔離開關是比較常用的設備，是與斷路器配套進行使用的。但是由于隔離開關不存在滅弧裝置，因而無法用來對短路電流以及負荷電流進行接通和切斷。隔離開關具有比較多的形式，根據其安裝地點的不同，可以將隔離開關分為屋內式和屋外式，而過呢局不同的絕緣支柱數量，又可以分成單柱式、雙柱式和三株式。隔離開關對于配電裝置的布置以及占地面積具有比較大的影響，在對其型式進行選擇式，需要以配電裝置的使用要求和特點以及技術經濟條件為依據進行選擇。

2.2.3主變壓器選擇

正確合理地選擇主變壓器的臺數、容量和類型是電力系統規劃和具體變電站主接線設計中的一個主要問題。為了提高供電安全和可靠性，避免一臺主變壓器故障或檢修時影響供電，變電站通常會設置兩臺變壓器。對于大型超高壓樞紐變電站裝設兩臺大型變電站，由中壓側供給整個城市及工業區。在一臺變壓器故障時，要切斷大量的負荷是非常困難的，根據各工程的具體情況，安裝2-4臺主變壓器可提高其可靠性。主變壓器的容量選擇就根據電力系統5-10年的發展規劃進行選擇。變壓器容量的選擇必須力求使其切合實際需要。為此，必須盡力能把5-10年負荷發展規劃做得正確，這是最根本的。變電站的最大負荷按以下公式確定：

式中：Pm—變電站最大負荷。Ko—同時率。∑P—按負荷登記統計的綜合用電負荷。

對于兩臺變壓器變電站的主變容量按下式選擇：

式中：Pm—變電站最大負荷；SH—變壓器容量。

對于城市變電站，為了避免噪音對市民產生干擾，主變壓器應該選擇低噪音自冷變壓器，并且選用安全可靠的有載調開關。110kV無人值班變電站用變壓器應該選擇干式變壓器。35kV站用變壓器如果沒有干式變壓器也可以選擇油侵式，但是需要將其布置在室外，同時還應該距離一定的防火距離。

2.3變電所的防雷設計及避雷針布置

為防止雷電直擊變電所設備及其架構、電工建筑物等，變電所需裝設獨立避雷針，其沖擊接地電阻不宜超過10Ω。為了避免因為

避雷針落雷而產生的反擊事故，獨立避雷針與配電裝置架構之間的空氣距離不宜小于5m，獨立避雷針的攔地裝置與接地網之間的地中距離就大于3m。為防止雷電侵入波損壞電氣設備，應從兩方面采取保護措施：一是在變電所母線上安裝氧化鋅避雷器；二是在距變電所1-2km內裝設可靠的進線保護。對于變電所接地可以采用環形接地網。采用水平（4×40）扁鋼，垂直體（＜50×5×2500）角鋼作接地體，埋深1m，保證接地電阻不大于4Ω。

圖2　監控和保護相對獨立模式

為保護變電所安全運行，可將獨立避雷針的集中接地裝置在地中與變電所的共用接地網連接，但為避免雷擊避雷針時主接地多電位升高太多造成反擊，應保護連接點至35kV及以下設備的接地線的入地點沿地的地中距離應大于15m。

2.4監控和保護系統設計

無人值班變電站的監控和保護應該選擇綜合自動化設備。主要有兩種方式：第一種方式是監控和保護分別由兩個廠家供貨再組成綜合自動化，監控和保護是相對獨立的；第二種方式是監控和保護都是由同一廠家提供的，如圖2所示。上述兩種方式進行監控和保護之間的聯絡都可以通過控制電纜和通信接口進行聯絡。但是由于第一種方式適用于就站改造，也可以進行新站的建設，但是很容導致監控和保護之間的通信不匹配，導致部門遙調功能無法實現。所以，除非是舊站改造，否則新站建設應該使用第二種方式。

3　結語

變電所是電力系統的重要組成部分，具有分配和變化電能的重要作用，變電站設計的好壞對于整個電網的安全和經濟運行具有直接的影響。而隨著智能電網的發展，無人值守變電站在電網中有著極其重要的作用。在無人值班變電站設計中，要嚴格按照設計原則進行，并且要根據實際情況選擇設備和接線方式。

［1］賈榮.淺談農網35KV變電站的綜合自動化設計［J］.民營科技，2008（3）：2.

［2］俞雯.小型化35kV變電站的設計探討［J］.安徽建筑，2005，1：97.