农村35 kV变电站方案设计

邹雪 窦悉丝 江钰婷 于云霞

摘要：变电站在电力系统中有着的重要地位，它影响着整个电力系统的运转。根据35 kV变电站在国内变配电系统中所占有的重要地位以及设计对象的需要，文章为农村设计一座35 kV变电站，设计相关的母线选择、变压器选择、进线出线、结构布局，介绍相关的接线设计和设备布局。依据变电站设备和线路保护的短路电流计算，根据变电站设置的过电流保护的一般要求，用继电保护整定并选择符合要求的熔断器等保护设备，保证变电站的正常运行。

关键词：变电站；继电保护；短路电流

随着现代社会经济的发展，电力工业不仅对国民经济的发展有影响，同时也对人民的文化与物资生活水平的提高和整个社会的发展有影响。改革开放之后，人们对电的依赖在不断增强，用电量不断增加。在国内外变配电系统中，35 kV的变电站起着至关重要的作用。本设计是在一般设计的步骤和规范的基础上进行的，包括主变压器的选择模块，接线模块，负荷的统计模块，短路相关计算模块，继电保护模块，防雷措施模块等几大块。由相关法律法规，确保其满足变电站的整体要求。一个完善的变电站要求其设施运轉可靠、操作灵敏、便于扩展等，基于这些方面的思考，本文设计一个35 kV变电站。

1 国内外研究现状

我国农村电网点多、线长、面广。东中部地区农村电网发展还很不平衡，有些地方的农网基础相对薄弱，实现电力普遍服务均等化还面临巨大挑战。县级35 kV变电站在建设之初，电气主接线简单，设备容量较小。但由于设备技术参数偏低，容量小，检修维护工作量大，易渗漏油，给文明生产带来一定的困难，产生的企业效益和社会效益较低。目前我国的高压电器技术水平有了很大的提高，结合农电的实际情况，采用新技术、新设备，淘汰老设备，使企业效益和社会效益有很大提高。我国的电力工业自动化水平正在逐年提高，许多的变电站已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化[1]。

2 参数、方案的选择

2.1 变压器的选择

2.1.1主变压器台数的选择

（1）首先应满足供电可靠性的要求。对重要负荷比较多的变电站，应采用两台主变压器，以防其中一个变压器不能供电的时候，备用变压器可以对重要负荷供电。当变电站只有2级负载时，它只能使用一台变压器，但必须有一个备用电源，它包含了相关的接触线。

（2）在需要思考经济状况或者负荷变化较大时可用两台变压器。

（3）通常车间的变电站应用单变压器。在特殊情况下应

采用两个变压器，比如变电站所能承受的容量比较大时[2]。

2.1.2 主电压器容量的选择

变压器应满足的条件：（1）单变压器独自运转时提供70%的总负荷电能。（2）单变压器独自运转时应符合一二级负荷的要求。

由上述可知应选择型号为S9-12500/35的变压器两台。

2.2 接线方案的选择

为设计变电站高压为双入双出回路，可用于内外桥接线，变电站低电压为两进八出回路，而2个出设间隔的电容器，主接线为6个方案[3]：（1）单母线分段内桥接线；（2）单母线无桥连接段；（3）单母线旁路连接外接桥；（4）外桥接线单母线部分；（5）外桥单母线部分；（6）单母线旁路连接内部桥。根据经济、可靠性、损耗等性能的比较，通过比较各方案接线特点，最终确定选择方案一。

2.3 电气设备的选择

电气设备选择的原则：（1）应按当地环境条件校核；（2）应力图经济合理；（3）同类设备应尽量减少品种；（4）选用的新产品应实验数据可靠，并征求上级同意[4]。

2.4 断路器隔离开关的选择

本设计为SF6断路器的选择35 kV侧，与以前相比，其流动阻力等方面有很多重大改进。于是可选用LW8—35A型户外高压SF6断路器。

对于35 kV的高压隔离开关的选择，优先考虑材质较好、耐腐蚀性较好的产品，在配用接地开关时，高压隔离开关必需选用手动操作机构。

隔离开关选择GW14—35/630型号隔离开关[5]。

2.5 母线的选择

矩形硬母线通常适用于35 kV母线，选择LMY-1006矩形铝母线+40，电流是由1 155 A允许，允许的最大电流是1 097 A，符合持续电流的要求[6]。

2.6 互感器的选择

2.6.1 电流互感器的选择

有两种类型的35 kV电流互感器：室外和室内。户外型电流互感器，油浸式瓷通常独立的电流互感器，如LB系列、LABN系列。考虑到保护、测量、计算的要求，通常选用LCZ—35（Q）型浇注绝缘加强型电流互感器。

额定二次电流5 A。

采用LCZ—35（Q）型电流互感器，计量用0.2 级25 VA，测量用0.5级40 VA，保护用10P15级50 VA[7]。

2.6.2 电压互感器的选择

采用JDZXF9—35型电压互感器，此型号的电压互感器是全封闭型的环氧树脂浇注绝缘结构。考虑采用额定频率为50 Hz、额定电压35 kV的户内电力系统。

2.7 熔断器的选择

额定电压35 kV RW5-35/600选择了开放融合，符合条件的，600 MVA中断能力，必须和一定的限流电阻满足条件。

最大开断电流为100 kA，大于短路冲击电流，符合条件。

2.8 变电站相关保护

2.8.1 35 KV侧的继电保护

可选DL-11/10型电流继电器，设置2.5?10 A范围，在系列2.5-5a动作时限为0.03 s线圈，动作时间和相关上级保护整定配合，因此选用DS-36 0.5?5 s型时间继电器，符合条件。35 kV母线联络开关保护整定，采用的是DL-11/50型电流继电器，整定范围是12.5?50 A。

2.8.2 接地与接地装置

用导体把电气设备和大地联接在一起称作接地。接地网是指由许多接地体在大地内联接而形成的。为了达到保护设备和人身安全的目的，电力设备的外壳必须接地。

避雷器通常采用金属氧化物避雷器，

对于户外，首先采用瓷绝缘避雷器，对于户内，首先采用合成绝缘避雷器[8]。

接线图如图1所示。

3 结语

本设计主要是研究35 kV变电站设计，为了满足农村乡镇生活用电和农民农业生产用电的需要。针对大幅度提高变电站电气系统的优化设计应用水平，获得更高电压等级变电站的电气系统设计应用水平这些问题，本次设计有一定的意义。本次设计中采用需要系数法进行计算，并由此得出一系列数据，进行变电站各种系数的选择、各种器件的挑选。多年来，农村35 kV变电站采用仿苏设计的普通屋外配电装置，10 kV开关室及主控制室均为单层建筑，主要的缺点是占地面积大。根据我国人均耕地面积较少的国情特点，设计建造农村变电站，在保证安全运行和满足安装检修的前提下，尽量减少占地面积。

[参考文献]

[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]刘涤尘.电力工程基础[M].武汉：武汉理工大学出版社，2003.6.

[3]沈培坤，刘顺喜.防雷与接地装置[M].北京：化学工业出版社，2005.

[4]丁毓山.变电所设计（10?220 kV）[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1993.

[5]周裕厚.变配电所常见故障处理及新设备应用[M].北京：中国物资出版社，2002.

[6]弋东方.电力工程电气设计手册电气一次部分[M].北京：水利电力出版社，1989.

[7]熊信银.发电厂电气部分[M].3版.北京：中国电力出版社，2004.

[8]曹绳敏.电力系统课程设计和毕业设计参考资料[M].南京：东南大学出版社，2004.