用戶35kV微型變電所設計的探討

關鍵詞: 微型變電所 變壓器 斷路器
摘要:對用戶來講，小型所的模式，不完全適用。比如我市沿海1個鎮屬沙礦，方圓幾公里，用10多臺、400多kVA的10/0.4kV變壓器供電，結果因線路長、負荷重，造成線損高、電壓低，無法正常供電。爾后在其中心建設了一座35/10kV的微型所，仍利用了原來的支線和配變。使供電狀況得到了明顯的改變。本文想就對這類用戶，談談微型變電所的設計和應用。

關于小型所，對電力系統內部來說已人所共知，由于具有"小"字的特點，已被廣泛采用，并對電力的發展起到了不可估量的作用。而對用戶來講，小型所的模式，不完全適用。比如我市沿海1個鎮屬沙礦，方圓幾公里，用10多臺、400多kVA的10/0.4kV變壓器供電，結果因線路長、負荷重，造成線損高、電壓低，無法正常供電。爾后在其中心建設了一座35/10kV的微型所，仍利用了原來的支線和配變。使供電狀況得到了明顯的改變。本文想就對這類用戶，談談微型變電所的設計和應用。

1、設計原則

小型所一般為供電于一個鄉鎮或范圍較大區域的公用變電所，而微型所則為負荷較重，并且分散的用戶變電所，因此對微型所來說，則要求在保證安全的前提下，占地更小一點，投資更省一點，操作維護更簡便一點。因此必須堅持：設備先進免維護，結線簡單環節少；經濟實用建設快；它不是粗糙設備的簡單組合，而是新技術、新設備、新材料的科學運用，在一定意義上講，代表一種現代化的水平。

2、電壓等級

由于負荷分散，用單臺35/0.4kV變壓器供電，低壓供電半徑必然過長，超過半徑標準，如用多臺，半徑可短，但造價偏高，用戶不好接受；如用多臺10/0.4kV變壓器，損耗劇增，因為線損與電壓的平方成反比。所以用35/10.5kV變壓器比較合適。

3、容量范圍

小型所的主變容量一般為2×5000kVA(或2×6300kVA)，微型所應更小一點，可按其一半考慮，即2×2500kVA(最大為2×3150kVA)，這對一般用戶還是可以滿足要求的。為了有效地利用變壓器，設計成一大一小比較合適，且容量比不超過3:1即可。

4、設備選擇

4．1主變壓器

應選用S9節能型，有條件的可采用干式，以減少占地面積。

4．2斷路器

應采用小型化、保護性能好、價格便宜的新型產品。

(1)主變進線斷路器:

如果是35kV專線且只有一臺主變，選用35kV負荷隔離開關，作為斷開主變的操作用，并有明顯斷開點，主變保護則由上級變電所的出線保護來實現。

如果T接在公用線上或有兩臺主變運行，考慮到主變的故障不至于影響35kV線路的正常運行，或一臺主變的故障不影響另一臺主變的運行，則應選用斷路器帶保護的設備。這些設備其優點是既有保護功能，又能避免變壓器的缺相運行，當然在選擇此類斷路器時，應作好短路電流的計算，使斷路器的轉移電流大于切斷處的短路電流，以保證斷路器的可靠動作。

(2)10kV出線斷路器:

作為小型所，10kV斷路器一般采用重合器，而微型所，10kV出線距離相對較短，因而故障機率很小。另外，一般也沒有大分支，用不著與分段器相配合，因此采用較便宜的負荷隔離開關即可，考慮到出線仍帶有配變，為防止配變缺相運行，應優先采用負荷隔離開關-熔斷器組合電器，這是區別于小型所又一特點。

4．3所用電

有兩種設計方法，一是設在35kV側，二是在10kV側，因35kV所變最小為50kVA，對于微型所來說顯然是個浪費，而用S9-10/10-20，投資必然小得多，并可滿足照明和維護用電的需要，但這樣，正如單臺110kV變電所無110/0.4kV的所變一樣，無法做高壓側的交接和定期試驗，如果在10kV出線上引入鄰近電源，問題就迎刃而解，而且提高了該所的供電可靠性。

4．4計量裝置

如果是專用線路，可在上一級變電所內計量，如果是T接線路，需加專用的計量裝置，為減少設備，縮小空間，可在35kV側加高壓TA、TV組合電器。

4．5保護配置

35kV、10kV皆采用熔斷器保護，其原則是，保護動作時間：10kV在前，35kV在后，上一級變電所最后。

4．6主結線

結線力求簡單清晰，環節少，先進實用，免維護，便于操作，安全可靠。如果是T接在35kV干線上，則應加計量裝置和熔斷器(如圖虛線所示)。在主變故障時，不至于影響35kV干線的運行。熔斷器的采用有四種形式：一是負荷開關加熔斷器；二是帶撞針的負荷隔離開關-熔斷器組合電器；三是帶行程開關的跌落開關配負荷開關；四是裝K型熔絲的跌落開關。其中四，投資最少，只是可能引起主變的非全相運行。

雙主變的結線形式，如果是專用線則可省去計量箱。為運行靈活，安全可靠，主變高低壓側皆應加負荷開關、熔斷器，選擇方法可參照上面的說明。

兩種結線形式皆為單母線不分段，10kV斷路設備采用國產成熟的負荷隔離開關-熔斷器組合電器，價格便宜，安裝方便。如果用所變監視電壓，也可用其他形式的放電裝置取代TV，以減少投資。主變10kV側加單相TA可監視主變的負載情況。

6、經濟效益

投資效益:微型所由于結線簡單、設備少、價格便宜，因此投資必然少，例如一臺3150kVA的變壓器，四路出線，采用室內安裝方式，面積在100m2左右，投資50萬足夠，比起小型所可節約投資50%，用戶極易接受。

線損效益:若采用10kV供電，其損耗包括10kV主干線損耗、支線損耗、配變損耗，而采用35kV微型所，其損耗等于35kV干線線損+主變損耗+支線損耗+配變損耗，后兩項是相同的，只做前面的比較。由于用同樣截面導線輸送同等容量，其損耗35kV是10kV的1/1225，損耗將明顯降低，比如3150kVA主變若按滿載運行，采用95m2導線，線路長5km，一年可節約線損108萬kW·h，按0.65元/kW·h算，一年可節約70萬元，常年累月，其效益是十分可觀的。如果再算上按10kV供電時主變的損耗，效益就更明顯。

7、綜合評價:

小型所由于設計新穎而廣泛采用，而微型所比小型所設備更少，投資更省，效益更高，且安全可靠。筆者認為更應逐步推廣，只是35kV負荷隔離開關-熔斷器組應進一步國產化，及時開發(例如室外帶破冰的撞針，50～100A的熔斷器)，以適應電力發展的需求