1 变电所设备尽量无油化
近些年来,变电所采用无人值班模式,设备水平的无油化、免维护是变电所设计时必须考虑的问题。为增进农网变电所运行可*性,农网变电所设计也应坚持这一原则。
在农网110kV变电所的设计中,110kV配电装置采用户外布置,110kV电气设备为SF6断路器;35kV及10kV配电装置户内布置,35kV采用GBC开关柜,内装真空断路器;10kV采用金属铠装封闭中置式开关柜,内装VSI(或VD4)真空断路器。开关柜与10kV电容器组、接地所内变之间以高压交联聚乙烯电缆连接。控制电缆采用C类阻燃。而主变压器、电容器、110kV电流互感器、户外所内接地变和消弧线圈可以采用常规油设备。
2 优化接线及布置,减少变电所占地面积
以前,农网变电所的建设规模110kV均采用内桥接线,所内安装两台三线圈或两线圈变压器。但是,随着负荷的增长,变电所往往需要增加容量,由于没有预留扩建余地,就需要新建变电所。为此,在变电所占地尽可能小的情况下,考虑新建变电所的设计。在负荷中心区的新建变电所采用简化扩大桥接线,即110kV电源进线两回,两个桥断路器,所内安装三台变压器,变压器容量3×50MVA,其中两台三线圈变压器,一台两线圈变压器。35kV采用单母线分段接线,10kV采用单母线三分段接线。如图1所示。由于1#和3#主变压器带35kV负荷,因此,在一台变压器故障时,故障变电所负荷可以通过健全主变压器的35kV和10kV一起均分。如果1#主变压器故障,其35kV负荷倒向3#主变压器供电,10kV负荷由2#主变压器供电。如果2#主变压器故障,其10kV负荷可由1#(或3#)主变压器供电,此时,若1#(或3#)主变压器负荷过重,可将其35kV负荷倒向3#(或1#)主变压器供电。
而在开发区的新建变电所,由于负荷密度不大,仍采用内桥接线,110kV电源进线两回,所内安装两台三线圈或两线圈变压器,变压器容量2×50MVA。35kV和10kV均采用单母线分段接线。
《农村电力网规划设计导则》中,农网低压负荷已考虑无功补偿,所内仅补偿变压器的损耗。经与部分郊区县联系,调查得知目前低压已进行了有效无功补偿,35kV~110kV变电所的无功配置可以采用就地补偿的原则。
110kV配电装置、主变压器、电容器及35kV消弧线圈布置于户外。35kV及10kV配电装置、所内接地变及消弧线圈、主控室均布置于户内。35kV单列布置,10kV采用双列布置,与变压器之间均采用母线桥连接。10kV配电装置下设电缆夹层。
附属房间设会议室、料具间、警卫室、厨房及厕所。
3 采用综合自动化,优化变电所设计
国内变电所自动化发展进程分为三个阶段。第一阶段由集中配屏以装置为核心的方式,向分散下放到开关柜以系统为核心的方式发展;第二阶段由单一功能、相互独立向多功能、一体化过渡;第三阶段由传统的一次、二次设备相对分立向相互融合方式发展。变电所综合自动化就是在第二阶段。
可见,变电所采用综合自动化是必然的。但是,由于北京供电的特殊性,城市变电所的自动化设计大部分还处于第一阶段。10kV微机保护分散安装在10kV开关柜上,后台监控系统、110kV自投盘、10kV自投盘、主变微机保护、电能表盘、所内盘、直流盘、RTU消防控制及通风控制均置于主控室。设备分别招标,使变压器保护和10kV保护厂家都很少一致。而对于农网变电所,这种特殊性就不存在了。设计中可采用综合自动化,当地设监控系统、110kV自投盘、10kV自投盘、主变保护和10kV保护可采用同一厂家的设备,这样,就简化变电所二次接线,优化了变电所设计。
4 通信设施并入主控室
现在变电所均设有单独的30m2左右的通信机房,内装蓄电池、数字配线架、光端设备。对于农网所,可以借鉴外省市已有的经验,取消通信机房,将蓄电池、光配线架、光端设备组成一面光纤通信屏置于主控室内。在某个变电所可试点采用逆变电源方式,即与变电所合用蓄电池。对于无线扩频通信和一点多址微波通信方式,室外需装设微波塔,其它设备安装在主控室内。
5 简化附属设备,降低不必要的投资
配电网构成多以架空线路为主,单相接地故障比重很大。中性点不接地和经消弧线圈接地的系统,单相接地故障的接地电流很小,大多数瞬时性单相接地故障的故障电流电弧能自行熄灭,系统能恢复正常运行,即使是金属性单相接地或单相接地电弧不能自熄,由于单相接地故障不影响电压的三相平衡,为了能继续向用户供电,允许带故障运行1~2h,以查找并切除故障线路。因此,农网35kV和10kV系统采用中性点不接地和经消弧线圈接地的运行方式。由于大部分农网变电所的出线电缆短,线路充电电流小,一期工程大部分不装35kV和10kV消弧线圈,考虑负荷发展的余地,只预留安装位置。部分安装10kV消弧线圈的变电所也不考虑自动调谐装置。
另外,农网110kV变电所采用一套直流系统。不需使用两套直流系统。
6 小结
总之,农网变电所通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以及综合自动化技术,并将通信设施并入主控室,简化所内附属设备,从而达到减少变电所占地面积,优化变电所设计,降低投资的目的。