论文部分内容阅读
摘要：在小型化变电站的新建和改造工作中，既有许多成功的经验，又有一些失误的教训。在小型站的建设、改造、运行、维护15年积累的宝贵经验基础上，现提出一些“小型化变电站设备选型推荐方案”。
关键词：小型化；变电站；设备选型
作者简介：刘颖利（1974-），男，河北文安县人，文安县供电局多经办，助理工程师；李二双（1963-），男，河北文安县人，文安县供电局变电工区，工程师。（河北 文安 065800）
中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）15-0098-02
自1992年以来，河北省文安县共建成35kV变电站13座，其中，小型化变电站7座，常规变电站6座（包括全户内站2座）。同时，近几年又先后对16座35kV变电站进行了变电设备更新改造，其中，完成综自站改造11座，实现了“五遥”无人值班（无人值守）和调度自动化系统实用化达标。
一、一次设备的选择
1.主变压器
应选择节能型、低损耗有载调压变压器，如SZ11或SZ9系列变压器，经济条件较好的供电企业应优先采用SZ11型主变，容量为3150～10000kVA。一般应设2台主变，负荷较小时可先上1台主变。如供电区域以工业负荷为主，应安装２台同容量同型号的主变，利于并列运行。选择主变时，主管人员往往对负荷增长的预测比较保守，选择的主变容量偏小，甚至出现逐年逐增容的现象，频繁换主变会造成不必要的浪费，所以，选择主变容量应有足够的裕度（大于30%）。
2.35kV断路器
主变单台容量在5000kVA及以上时，应有配套高压断路器，用于保护和控制，这样对主变来说，比较安全、可靠。选择ZW7-40.5/1600型高压真空断路器或LW8-35／1600型SF6断路器均可。但有些厂家生产的SF6断路器容易出现气体缓慢泄露问题，在断路器运行满10年以后这一问题表现得比较突出，给运行维护造成不小的负担。无论选择真空断路器还是SF6断路器，均需带内附电流互感器，以用于主变继电保护。
3.35kV隔离开关
经济条件较好的单位可选用免维护、防污型、材质好、耐腐蚀的产品，如新型HGW5M-40.5/1250隔离开关；经济条件一般的可选用普通GW5-35ⅡW/630型隔离开关。
4.35kV站用变
每座35kV小型站，只需安装1台容量50kVA的35kV站用变即可，一般无需再安装10kV站用变，选择S11-50/35型或S9-50/35型变压器均可。该站变应安装在35kV进线侧。
5.35kV熔断器
当主变容量在4000kVA及以下时，可以采用PRWG2-35/100型高压跌落式熔断器（配K型熔丝），作主变保护；当主变容量为5000kVA及以上时，应尽量采用高压断路器与继电保护装置配合作主变的保护和控制电器。实际运行经验表明，35kV站用变采用PRWG2-35/100型高压熔断器作保护和控制之用，是安全、可靠的，无需采用隔离开关配限流熔断器的控制和保护方式；如果小型站设计有35kV出线，需安装35kV电压互感器用于电能计量时，该电压互感器应选择专用RW10-35（或RXWO-35）型高压限流熔断器作为保护电器，且必须配用0.5A熔管。
6.35kV真空隔离负荷开关
当采用高压熔断器作主变保护时，应使用35kV真空隔离负荷开关作为主变的控制设备，而不应使用35kV隔离开关。因为投切空载主变时（空载电流）产生的弧光对普通隔离开关动静触头有明显烧损，也会对操作人员的人身安全构成一定威胁。35kV真空隔离负荷开关，不但可以拉合主变的负荷电流和空载电流，也可以使主变停电工作时形成明显的断开点。目前，可供选用的35kV真空隔离负荷开关包括FZW32-40.5/1250、FZW37-40.5/1250等型号。经济条件较差的单位也可把LDFTE-36/630型三相户外隔离型负荷开关作为主变的控制设备。
7.35kV电压互感器
通常小型站无需安装35kV电压互感器。如果小型站设计有35kV出线，需安装35kV电压互感器用于电能计量时，可选用免维护、抗污闪、抗老化的产品，如JDFW-35W2型或JDZW-35型电压互感器。
8.35kV避雷器
小型站防护雷电侵入波和操作过电压的主要措施是安装避雷器。选择35kV避雷器，应优先采用合成绝缘氧化锌避雷器，如HY5WZ-51/134型避雷器。避雷器可以由1组专用隔离开关进行投切，也可以直接接于35kV母线上长期运行。为了准确掌握避雷器工作状态，必须选配专用放电计数器（如JCQ1型运行监测器、JS-8型放电计数器）。避雷器与主变之间的电气距离不应超过规程规定的数值。为了保护电气设备免受直击雷，除安装避雷器外还必须装设避雷针。小型站只需装设1支30米高的独立避雷针即可满足防雷保护要求。
9.35kV母线及配套绝缘子
小型站35kV母线的选择与常规站相同，通常均采用软母线，如以LGJ-95、LGJ-185钢芯铝绞线做导体。需要注意的是，选择母线截面时必须满足载流量要求，并留有足够余量。当主变增容时，在母线上不能形成“卡脖”；35kV母线上使用的绝缘子，应优先采用防污能力强的复合悬式棒形绝缘子，如FXBW4-35/70型绝缘子，不再采用普通瓷质悬式绝缘子。小型站35kV母线一般采用单母线接线方式。在确定电气主接线时，一定要预留第二电源的扩建空间。
10.10kV断路器
小型站10kV断路器应优先选用高压真空断路器，如ZW6-12/630型、ZW32-12/630型断路器。当主变容量达到8000kVA及以上时，主变10kV受总开关，应尽量采用额定电流1250A或1000A的断路器。经济条件较差的单位也可采用LW3-12Ⅲ/630型SF6断路器。10kV户外型SF6断路器，使用寿命一般在10年左右。10kV断路器运行中出现最多的缺陷，主要是操作机构问题。对高压断路器工作可靠性有特殊要求的单位，可选用配永磁操作机构的断路器（如ZW32M-12/630）。
11.10kV隔离开关
供电负荷较大的小型站可选用质量好、免维护、防污型产品，如GW4-15G/630型隔离开关，普通小型站可采用GW1-12G/630型隔离开关。有些规模较小的厂家，生产的隔离开关虽然价格低廉，但使用三五年后即出现触头过热、合闸不到位，甚至支柱绝缘子破裂等问题，成为变电站安全运行的一大隐患。当主变容量达到8000kVA及以上时，主变10kV受总隔离开关，应尽量采用额定电流1250A的产品，以避免出现过热现象。
12.10kV电压互感器
应优先选用免维护、抗污闪、自消谐的产品，如JSZBK-12W2电压互感器。该型互感器有3组二次线圈（0.2级、0.5级和6P级各1组）可以分别满足电能计量、监控和10kV系统绝缘监察的需要。
13.10kV电流互感器
应优先选用免维护、抗污闪的产品，如LZZW-10W2电流互感器。这种电流互感器有3组二次线圈（0.2S级、0.5S级和10P级各1组）可以分别满足电能计量、监控和10kV线路（或其他设备）继电保护的需要。
14.10kV熔断器
目前作为小型站10kV电压互感器配套专用限流熔断器，只有RXW0-10/0.5（也称RW□-10）一种。这种0.5Ａ限流熔断器，熔管与常用RN2-10/0.5型熔断器熔管相同，它作为10kV电压互感器保护电器性能稳定、可靠。使用PRWG1-10F型高压跌落式熔断器，作10kV电压互感器的保护和控制设备，因其不具备限流功能且熔丝额定电流最小只能达到3A，实际上对电压互感器起不到保护作用。
15.10kV电容器
小型站10kV电容器采用三相电容器比采用单相电容器更便于安装和布置，建议采用BFMR-200-3W型或BFFR-200-3W型高压电容器。一般每座小型站设2组无功补偿电容器组，电容器总容量按主变总容量的15%～20%确定。当电容器组总容量大于1400千瓦时，可采用单台容量为300千瓦的BFMR-300-3W型电容器。一些小厂家生产的电容器损坏率较高，所以电容器应选购质量过硬的专业厂家的产品。
16.放电线圈
作为电容器的放电装置，放电线圈选型十分重要。目前常用的放电线圈有FDZ-1.7/10/ 型、FDZ-2.5/10/ 型和FDZE-11/ -5-1W型（免维护全封闭干式放电线圈）。电容器放电装置采用3台放电线圈组成Y形接线时放电效果最好。
17.10kV避雷器
通常均采用合成绝缘氧化锌避雷器，HY5WZ-17/45型（电站型）避雷器安装在10kV母线处，与10kV电压互感器合用1组隔离开关进行投切；HY5WS-17/50型（配电型）避雷器安装在10kV线路出口处。以上两种避雷器的用途，均是对沿10kV线路袭来的雷电侵入波进行防护；HY5WR-17/45型（电容器组保护型）避雷器安装在10kV电容器处，作为电容器组操作过电压的保护设备。
18.10kV母线及配套绝缘子
通常均采用软母线，如以LGJ-120、LGJ-240钢芯铝绞线作导体。10kV母线上使用的绝缘子，应优先采用防污能力强的复合悬式棒形绝缘子，如FXBW4-10/70型绝缘子，不再采用普通瓷质悬式绝缘子。10kV母线应尽量采用单母线（断路器）分段接线。
二、二次设备的选择
1.站用配电屏
小型站的站用配电屏，通常使用与高频开关直流电源配套的交流电源屏（如PJD型、PK-10型），不必单独选购。
2.直流电源
建议优先采用智能型高频开关直流电源，如XZDW33-100/220型、PZ61型、PZ32型，这种电源主要包括智能监控装置、智能高频开关电源、阀控式密封铅酸蓄电池3个主要单元。
3.变电站综合自动化系统
小型站综合自动化系统的选型，应满足无人值守的要求，系统应有成熟的技术和成功的运行经验，应具有微机“五防”闭锁功能。一般采用集中组屏的分层分布式综合自动化系统。目前，生产变电站综合自动化系统的厂家较多，但产品质量过硬且售后服务完善的厂家较少。一些研发能力欠缺，技术力量不足的厂家，售出的产品投入运行不到1年，就暴露出保护误动、遥控失灵、遥测数据无法上传、抗干扰能力差等严重技术缺陷。面对这些棘手的产品质量问题，有的生产厂竟然束手无策或推诿、搪塞，使用单位只能带病坚持运行，直至几年后重新更换综自装置。根据文安县供电局多年的运行经验，笔者推荐选用“北京四方公司”CSC-2000变电站综合自动化系统或“南瑞城乡电网公司”DSA变电站保护监控一体化系统。
三、电力通信设备的选择
经济条件较好的供电企业，应采用数字光纤通信作为主通信通道，保留数字式电力载波通讯作为备用通信手段；经济条件一般的单位可选用无线扩频通信和电力载波通讯两种通信方式。
四、结束语
小型化变电站设备选型工作，是农网建设和改造中一个非常重要的技术环节，稍有失误不但会给供电企业造成很大的经济损失，也将对小型站变电设备安全、可靠、稳定运行埋下隐患，应引起有关部门及专业技术人员的高度重视。
（责任编辑：沈清）
关键词：小型化；变电站；设备选型
作者简介：刘颖利（1974-），男，河北文安县人，文安县供电局多经办，助理工程师；李二双（1963-），男，河北文安县人，文安县供电局变电工区，工程师。（河北 文安 065800）
中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）15-0098-02
自1992年以来，河北省文安县共建成35kV变电站13座，其中，小型化变电站7座，常规变电站6座（包括全户内站2座）。同时，近几年又先后对16座35kV变电站进行了变电设备更新改造，其中，完成综自站改造11座，实现了“五遥”无人值班（无人值守）和调度自动化系统实用化达标。
一、一次设备的选择
1.主变压器
应选择节能型、低损耗有载调压变压器，如SZ11或SZ9系列变压器，经济条件较好的供电企业应优先采用SZ11型主变，容量为3150～10000kVA。一般应设2台主变，负荷较小时可先上1台主变。如供电区域以工业负荷为主，应安装２台同容量同型号的主变，利于并列运行。选择主变时，主管人员往往对负荷增长的预测比较保守，选择的主变容量偏小，甚至出现逐年逐增容的现象，频繁换主变会造成不必要的浪费，所以，选择主变容量应有足够的裕度（大于30%）。
2.35kV断路器
主变单台容量在5000kVA及以上时，应有配套高压断路器，用于保护和控制，这样对主变来说，比较安全、可靠。选择ZW7-40.5/1600型高压真空断路器或LW8-35／1600型SF6断路器均可。但有些厂家生产的SF6断路器容易出现气体缓慢泄露问题，在断路器运行满10年以后这一问题表现得比较突出，给运行维护造成不小的负担。无论选择真空断路器还是SF6断路器，均需带内附电流互感器，以用于主变继电保护。
3.35kV隔离开关
经济条件较好的单位可选用免维护、防污型、材质好、耐腐蚀的产品，如新型HGW5M-40.5/1250隔离开关；经济条件一般的可选用普通GW5-35ⅡW/630型隔离开关。
4.35kV站用变
每座35kV小型站，只需安装1台容量50kVA的35kV站用变即可，一般无需再安装10kV站用变，选择S11-50/35型或S9-50/35型变压器均可。该站变应安装在35kV进线侧。
5.35kV熔断器
当主变容量在4000kVA及以下时，可以采用PRWG2-35/100型高压跌落式熔断器（配K型熔丝），作主变保护；当主变容量为5000kVA及以上时，应尽量采用高压断路器与继电保护装置配合作主变的保护和控制电器。实际运行经验表明，35kV站用变采用PRWG2-35/100型高压熔断器作保护和控制之用，是安全、可靠的，无需采用隔离开关配限流熔断器的控制和保护方式；如果小型站设计有35kV出线，需安装35kV电压互感器用于电能计量时，该电压互感器应选择专用RW10-35（或RXWO-35）型高压限流熔断器作为保护电器，且必须配用0.5A熔管。
6.35kV真空隔离负荷开关
当采用高压熔断器作主变保护时，应使用35kV真空隔离负荷开关作为主变的控制设备，而不应使用35kV隔离开关。因为投切空载主变时（空载电流）产生的弧光对普通隔离开关动静触头有明显烧损，也会对操作人员的人身安全构成一定威胁。35kV真空隔离负荷开关，不但可以拉合主变的负荷电流和空载电流，也可以使主变停电工作时形成明显的断开点。目前，可供选用的35kV真空隔离负荷开关包括FZW32-40.5/1250、FZW37-40.5/1250等型号。经济条件较差的单位也可把LDFTE-36/630型三相户外隔离型负荷开关作为主变的控制设备。
7.35kV电压互感器
通常小型站无需安装35kV电压互感器。如果小型站设计有35kV出线，需安装35kV电压互感器用于电能计量时，可选用免维护、抗污闪、抗老化的产品，如JDFW-35W2型或JDZW-35型电压互感器。
8.35kV避雷器
小型站防护雷电侵入波和操作过电压的主要措施是安装避雷器。选择35kV避雷器，应优先采用合成绝缘氧化锌避雷器，如HY5WZ-51/134型避雷器。避雷器可以由1组专用隔离开关进行投切，也可以直接接于35kV母线上长期运行。为了准确掌握避雷器工作状态，必须选配专用放电计数器（如JCQ1型运行监测器、JS-8型放电计数器）。避雷器与主变之间的电气距离不应超过规程规定的数值。为了保护电气设备免受直击雷，除安装避雷器外还必须装设避雷针。小型站只需装设1支30米高的独立避雷针即可满足防雷保护要求。
9.35kV母线及配套绝缘子
小型站35kV母线的选择与常规站相同，通常均采用软母线，如以LGJ-95、LGJ-185钢芯铝绞线做导体。需要注意的是，选择母线截面时必须满足载流量要求，并留有足够余量。当主变增容时，在母线上不能形成“卡脖”；35kV母线上使用的绝缘子，应优先采用防污能力强的复合悬式棒形绝缘子，如FXBW4-35/70型绝缘子，不再采用普通瓷质悬式绝缘子。小型站35kV母线一般采用单母线接线方式。在确定电气主接线时，一定要预留第二电源的扩建空间。
10.10kV断路器
小型站10kV断路器应优先选用高压真空断路器，如ZW6-12/630型、ZW32-12/630型断路器。当主变容量达到8000kVA及以上时，主变10kV受总开关，应尽量采用额定电流1250A或1000A的断路器。经济条件较差的单位也可采用LW3-12Ⅲ/630型SF6断路器。10kV户外型SF6断路器，使用寿命一般在10年左右。10kV断路器运行中出现最多的缺陷，主要是操作机构问题。对高压断路器工作可靠性有特殊要求的单位，可选用配永磁操作机构的断路器（如ZW32M-12/630）。
11.10kV隔离开关
供电负荷较大的小型站可选用质量好、免维护、防污型产品，如GW4-15G/630型隔离开关，普通小型站可采用GW1-12G/630型隔离开关。有些规模较小的厂家，生产的隔离开关虽然价格低廉，但使用三五年后即出现触头过热、合闸不到位，甚至支柱绝缘子破裂等问题，成为变电站安全运行的一大隐患。当主变容量达到8000kVA及以上时，主变10kV受总隔离开关，应尽量采用额定电流1250A的产品，以避免出现过热现象。
12.10kV电压互感器
应优先选用免维护、抗污闪、自消谐的产品，如JSZBK-12W2电压互感器。该型互感器有3组二次线圈（0.2级、0.5级和6P级各1组）可以分别满足电能计量、监控和10kV系统绝缘监察的需要。
13.10kV电流互感器
应优先选用免维护、抗污闪的产品，如LZZW-10W2电流互感器。这种电流互感器有3组二次线圈（0.2S级、0.5S级和10P级各1组）可以分别满足电能计量、监控和10kV线路（或其他设备）继电保护的需要。
14.10kV熔断器
目前作为小型站10kV电压互感器配套专用限流熔断器，只有RXW0-10/0.5（也称RW□-10）一种。这种0.5Ａ限流熔断器，熔管与常用RN2-10/0.5型熔断器熔管相同，它作为10kV电压互感器保护电器性能稳定、可靠。使用PRWG1-10F型高压跌落式熔断器，作10kV电压互感器的保护和控制设备，因其不具备限流功能且熔丝额定电流最小只能达到3A，实际上对电压互感器起不到保护作用。
15.10kV电容器
小型站10kV电容器采用三相电容器比采用单相电容器更便于安装和布置，建议采用BFMR-200-3W型或BFFR-200-3W型高压电容器。一般每座小型站设2组无功补偿电容器组，电容器总容量按主变总容量的15%～20%确定。当电容器组总容量大于1400千瓦时，可采用单台容量为300千瓦的BFMR-300-3W型电容器。一些小厂家生产的电容器损坏率较高，所以电容器应选购质量过硬的专业厂家的产品。
16.放电线圈
作为电容器的放电装置，放电线圈选型十分重要。目前常用的放电线圈有FDZ-1.7/10/ 型、FDZ-2.5/10/ 型和FDZE-11/ -5-1W型（免维护全封闭干式放电线圈）。电容器放电装置采用3台放电线圈组成Y形接线时放电效果最好。
17.10kV避雷器
通常均采用合成绝缘氧化锌避雷器，HY5WZ-17/45型（电站型）避雷器安装在10kV母线处，与10kV电压互感器合用1组隔离开关进行投切；HY5WS-17/50型（配电型）避雷器安装在10kV线路出口处。以上两种避雷器的用途，均是对沿10kV线路袭来的雷电侵入波进行防护；HY5WR-17/45型（电容器组保护型）避雷器安装在10kV电容器处，作为电容器组操作过电压的保护设备。
18.10kV母线及配套绝缘子
通常均采用软母线，如以LGJ-120、LGJ-240钢芯铝绞线作导体。10kV母线上使用的绝缘子，应优先采用防污能力强的复合悬式棒形绝缘子，如FXBW4-10/70型绝缘子，不再采用普通瓷质悬式绝缘子。10kV母线应尽量采用单母线（断路器）分段接线。
二、二次设备的选择
1.站用配电屏
小型站的站用配电屏，通常使用与高频开关直流电源配套的交流电源屏（如PJD型、PK-10型），不必单独选购。
2.直流电源
建议优先采用智能型高频开关直流电源，如XZDW33-100/220型、PZ61型、PZ32型，这种电源主要包括智能监控装置、智能高频开关电源、阀控式密封铅酸蓄电池3个主要单元。
3.变电站综合自动化系统
小型站综合自动化系统的选型，应满足无人值守的要求，系统应有成熟的技术和成功的运行经验，应具有微机“五防”闭锁功能。一般采用集中组屏的分层分布式综合自动化系统。目前，生产变电站综合自动化系统的厂家较多，但产品质量过硬且售后服务完善的厂家较少。一些研发能力欠缺，技术力量不足的厂家，售出的产品投入运行不到1年，就暴露出保护误动、遥控失灵、遥测数据无法上传、抗干扰能力差等严重技术缺陷。面对这些棘手的产品质量问题，有的生产厂竟然束手无策或推诿、搪塞，使用单位只能带病坚持运行，直至几年后重新更换综自装置。根据文安县供电局多年的运行经验，笔者推荐选用“北京四方公司”CSC-2000变电站综合自动化系统或“南瑞城乡电网公司”DSA变电站保护监控一体化系统。
三、电力通信设备的选择
经济条件较好的供电企业，应采用数字光纤通信作为主通信通道，保留数字式电力载波通讯作为备用通信手段；经济条件一般的单位可选用无线扩频通信和电力载波通讯两种通信方式。
四、结束语
小型化变电站设备选型工作，是农网建设和改造中一个非常重要的技术环节，稍有失误不但会给供电企业造成很大的经济损失，也将对小型站变电设备安全、可靠、稳定运行埋下隐患，应引起有关部门及专业技术人员的高度重视。
（责任编辑：沈清）