农村偏远地区组合变电站的典型设计与应用.doc

1、1农村偏远地区组合变电站的典型设计与应用摘要：本文主要研究设计的组合变电站能够满足农村电网特点，适合农村电网建设和运行需要，符合国家电网公司倡导的“两型一化”的发展战略而提出的用“三新”服务“三农”的农电发展理念。本着“典型化设计、模块化结构、工厂化生产、成套化供应、积木化搭建”的设计原则，进而设计适合进行工厂化、成套化、积木化生产的小型化组合变电站，更好地适应农网特别是偏远地区复杂条件下的农网需求，促进农网建设和发展，提高农网建设的经济性和适用性。 关键字：组合变电站、工厂化、成套化 中图分类号：G812.42 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 农业、农村和农民问题，始终是关系我国经济和

2、社会发展全局的重大问题。党的十六届五中全会提出了全面建设社会主义新农村的重大历史任务。建设新农村、构建和谐社会为农电事业发展带来了新的机遇，国家电网公司适时制定了“新农村、新电力、新服务”面向全国农村的“三新”农电发展战略。组合变电站的设计和应用势在必行。 以往推出的户外成套变电所称之为箱式变电站。由于其具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点广泛用于城区、农村 10110kV 中小型变电站的建设与改2造。但此类箱式变电站还存在着一些不足，具体表现在： 1) 防火问题：箱体内存在着火灾隐患，一旦发生火灾，不利于通风，也不利于火灾的扑救。 2) 扩容问

3、题：箱式变电站受体积及制造成本所限，出线间隔的扩展裕度小，如果想在原箱体中再增加 12 个出线间隔是比较困难的，必须再增加箱体才能做到。 3) 检修问题：检修空间小，不利于设备检修。 1 组合变电站设计的技术特点 本文设计的组合变电站其电气设备构、支架及厂房可实现工厂化成套生产、大大缩短了工程建设周期，降低了工程造价；采用科技含量高的小型化免（少）维护电气设备，减小了占地面积，节约了土地，也减少了日常维护费用；组合变电站全部按照无人值班设计，大幅降低了运行成本的同时提高了自动化水平，主要体现在以下几点。 1） 技术先进安全可靠：墙体部分采用目前国内领先技术及工艺，外壳采用防锈保温金邦板，框架采

4、用 H 型钢，采用良好的制作工艺，有良好的防腐性能，厂房内安装空调及除湿装置，除第四方案外设备运行不受自然气候环境及外界污染影响，可以保证在4040的恶劣环境下正常运行。 2） 自动化程度高：全站智能化设计，保护系统采用变电站微机综合自动化装置，分散安装，可实现“四遥” ，即遥测、遥信、遥控、遥调，每个单元均具有独立运行功能，继电保护功能齐全，可对运行参数进行远方设置，根据需要还可实现图像远程监控。 33）工厂预制化：设计时，只要设计人员根据变电站的实际要求，作出一次主接线图，就可以选择不同的组合变电站的型号和规格，所有设备在工厂生产、调试合格，只需在现场花上一两天，就安装完毕，真正实现变电站

5、建设工厂化，缩短了设计制造周期。 4）组合方式灵活：户内单层布置、户内双层布置、半户内半户外布置、全户外布置可以满足各种不同的现场运行需要。 5）投资省见效快：组合变电站较同规模常规变电站减少投资 20左右，以 35kV 单台主变 5000kVA 规模变电站计算，土建工程（包括征地费用）组合变要比常规变电所节约 100 余万元；变电站可实行状态检修，减少维护工作量，每年可节约一定的运行维护费用。 6）占地面积小：以 5000kVA 单台主变规模变电站为例，建设一座常规 35kV 变电站，大约需占地 3000?；而选用组合变电站，整体占地面积最小可至 36?，包括其他走廊围墙，最大仅为 100?

6、，仅为同规模变电站占地面积的 1/30，符合国家节约土地的政策。 7）外形美观，易于环境协调：组合变电站墙体采用环保材料金邦板，外形设计美观，通过选择墙体的颜色，从而极易与周围环境协调一致；扩容方便、组合灵活、占地面积小、工厂化程度高、运行（维护）成本低、自动化水平高、造型美观大方、易于环境协调等特点。 2 典型设计方案 2.1 单层户内式(如图一) 42.1.1 技术参数 1）额定电压：高压 35kV 低压 10kV；2）额定容量：13150-210000kVA ；3）35kV 进线：本期 1 回，终期 2 回；4）10kV 出线：终期 8 回（单母线分段） ；5）无功补偿：终期 2 回（容

7、量按照主变容量 15%配置） 。 2.1.2 设计特点 1）全户内单层布置，设备运行环境好,占地面积少；2）线路变压器组接线形式，取消 35kV 母线，减少设备购置费，降低了工程造价；3）选用新型小型化设备，配电装置布局合理；4）自动化程度高，实现无人值班；5）轻钢结构厂房，外形新颖美观，工厂化加工程度高。 2.1.3 设备选型 1）主变：SZ11 系列三相有载调压油浸式变压器；2）所变：SC10 系列三项干式变压器；3）35kV 配电装置：ZNF13-40.5 户内真空全封闭组合电气（GIS） ；4）10kV 配电装置：XGN28B(C)-12 型小型化永磁户内固定式开关柜；5）无功补偿装置

8、：TGGB-10 系列户内柜式成套并联电容器（自动调容） ；6）二次设备：综合自动化系统、模块化直流电源、数字式电度表、微机五防系统、智能图像监控等。 2.2 双层户内式(如图二) 2.2.1 技术参数 同方案一。 52.2.2 设计特点 1）全户内双层布置，设备运行环境好,占地面积小；2）线路变压器组接线形式，取消 35kV 母线，减少设备购置费，降低了工程造价；3）选用新型小型化设备，配电装置布局合理；4）自动化程度高，实现无人值班；5）轻钢结构厂房，外形新颖美观，工厂化加工程度高。 2.2.3 设备选型 同方案一 2.3 半户内半户外式(如图三) 2.3.1 技术参数 同方案一 2.3.

9、2 设计特点 1） 、一期时线路变压器组接线形式，终期为单母接线形式，合理降低了工程投资；2） 、户内配电装置选用新型小型化设备，配电装置布局合理；3） 、自动化程度高，实现无人值班；4） 、轻钢结构厂房，外形新颖美观，工厂化加工程度高；5） 、实现由小容量末端站到大容量末端站的灵活转换，满足不同时期用电负荷发展变化需要，避免工程建设中资源浪费，改扩建困难、重复投资等问题。 2.3.3 设备选型 1）所变：S11 系列三相相油浸式变压器；2）35kV 配电装置：ZW24-40.5 户外真空断路器或 LW36-40.5 户外六氟化硫断路器、GW4(5)-40.56户外隔离开关、PRWG2-35

10、型户外跌落式熔断器；3）无功补偿装置：TGGB-10 系列户外厢式电容器（自动调容） ；4）主变、10kV 配电装置及二次设备：同方案一。 2.4 全户外式(如图四) 2.4.1 技术参数 1)额定电压：高压 35kV 低压 10kV；2）额定容量：13150-15000kVA；3）35kV 进线：终期 1 回；4)10kV 出线：终期 4 回（单母线） ；5)10kV 无功补偿：终期 1 回 2.4.2 设计特点 1）在满足供电可靠性的前提下，尽可能简化接线，减少投资；2）合理利用构架内空间对配电设备进行立体布置，极大降低占地面积；3）不设主控室，二次设备采用户外综合控制箱，土建工程量小；4

11、）配电装置构架采用户外全钢结构，造型美观，工厂化加工程度高，工程建设周期短；5）交流操作，减少直流系统，降低工程造价。 2.4.3 设备选型 1）主变：同类型一；2）所变：DC9 系列单相干式变压器；3）35kV配电装置：PRWG2-35 型户外跌落式熔断器；4）10kV 配电装置：AB-3S-12 户外永磁真空断路器；5）无功补偿装置：BFMR11-3W 户外构架式电容器；6）二次设备：综合自动化系统、数字式电度表等。 73 解决的关键问题和现场应用 3.1 解决的关键问题 1） 建设周期短：35kV 组合变电站，土建施工建设周期短，只需约一个月。由于变电所采用了技术先进、性能可靠、安装方便

12、的电气设备，使得电气安装快捷方便，约需 20 天，厂房、框架采用钢结构搭建而成，所有支架板件均为工厂化生产，现场只需几天即可安装完毕，建设周期大为减少。 2） 无人值班：35kV 组合变电站全部按照无人值班变电站设计，二次部分建立统一集中的综合自动化控制系统，可实现代化电网调度管理“四遥“功能。继电保护采用微机保护，便于与远动接轨。全所装有防盗防火报警设备，也可远传到调度端。 3） 设备可靠性高、免维护：主变选用免维护、全封闭式产品，高压设备选用优质小型化全封闭的成套式开关柜，设备可靠性高，全所一次设备均为绝缘化处理产品，无触电短接可能。 4） 占地面积小：选用组合变电站，整体占地面积最小可至

13、 36?，包括其他走廊围墙，最大仅为 100?，仅为同规模变电站占地面积的 1/30，节约了土地。 3.2 现场应用 1） 现场一是单层户内布置的组合变电站的试点站，如图 3-1 所示，全站为全绝缘结构，各设备无裸露带电部分，大大增加了变电站的整体安全性。由于变电站采用的是先进的小型化的组合电器，因此整个变电站的占地面积只有 281?，大大低于以往的变电站动。 82） 现场二是户内双层布置的组合变电站的试点站，如图 3-2 所示，其一次二次设备基本与现场一基本相同。在厂房布局上，楼下为主变压器室，楼上放置其它的设备，占地面积 99?。 3） 现场三是全户外布置的组合变电站的试点站，如图 3-3 所示。由于此模式是专为农村终端变电站设计的模式，所以它的整体结构非常的简洁。整个变电站的钢架面积仅为 36?，全所面积仅为 81?。 4 结束语 本文设计的组合变电站在吸收了传统变电站与箱式变电站的优点，摒弃其缺点的基础上，本着“典型化设计、模块化结构、工厂化生产、成套化供应、积木化搭建”的设计原则，满足电气规程规定的各项强制性标准的前提下，具有扩容方便、组合灵活、占地面积小、工厂化程度高、外形美观大方，易于环境协调等优点。充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性，其主接线简单清晰、安全可靠；设备布局紧凑合理、维护方便，并选用技术先进的小型化设备，简化了二次接线，完善了农村供电布局。