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【摘 要】本文对变电站66kV农村全户外布置小型化变电站（站）一期、二期农网改造全户外布置小型化变电站设计方案初探，总结农村小型化全户外布置变电站设计的用电特点。
【关键词】农村全户外；小型化变电站；设计方案
近年来，随着一、二期农网改造及农网升级改造的进行，农村变电站的数量逐渐增多，基本达到了乡镇布点变电站的需求。
66kV常规变电站设计特点是二次回路采用直流操作系统，66kV主变压器高压侧、低压侧均采用断路器，保护设置较为复杂，设备安装、调试及维护工作量较大，10kV开关柜采用户内布置，需建设10kV控制室，施工周期较长，不适应农村变电站季节性用电特点及农网建设施工周期短、资金投入少的需求。目前，我公司已经建设并投运了66kV四家子变电站、东风变电站、泉眼变电站、新安变电站、佟家变电站等5座农网小型化户外变电站，结合我公司实际及以上农网变电站的设计特点，现对农村小型化全户外布置变电站设计方案进行初步探讨。
1、66kV农村全户外布置小型化变电站电气主接线及设备选择
1.1主接线形式：农村小型化变电站为二次变电站，大部分均为用电末端变电站，66kV进线1回，采用单母线接线，主变压器单台运行，主变容量一般在2000 kVA、3150kVA、5000kVA，设计规模为1台或2台主变压器。66kV进线采用隔离开关，10kV出线采用单母线接线方式，出线设计不超过6回。10kV母线上的电压互感器采用熔断器，66kV避雷器装设在66kV母线上，并且装设1组隔离开关，以方便避雷器的检修。
1.2为适应农村季节性用电负荷需要及昼夜负荷变化大等特点，选用的主变压器均采用低损耗、免维护、全封闭并按有载调压设计，调压范围为66±8×2.5%的变压器。主变压器高压侧采用熔断器保护，熔断器用于变压器保护，熔断器选用K型熔丝，熔丝一般按主变压器一次电流的1.5—2倍选择，因为它具有全范围内有效和可靠地开断最小过负荷电流至最大故障电流；主变压器低压侧采用10kV户外真空重合器。
1.310kV出线采用户外真空重合器。10kV户外真空重合器10kV线路保护，为农村户外小型化变电站的新型产品，具有远方及就地操作功能，同时具有过流、速断、过负荷保护及重合共功能，自动化程度高、技术性能好、适合农村电网的特点等优点。根据设备运行的状况及大量的运行经验和应用要求，户外小型化变电站采用重合器作为保护开关时，应采用低压合闸线圈机构的分布式重合器。当采用断路器时，宜采用弹簧操作机构或小容量的直流操作机构。10kV采用0.2级母线电压互感器1组，每回出线均装设0.2s极电流互感器，使高压计量更准确，以适应商业化运营水平。
2、66kV農村全户外布置小型化变电站电气平面布置
常规变电站占地面积大、控制电缆多、一、二次设备的无缝连接差，维护工作量大。现场安装、调试条件差，且开关柜选用常规中置式或固定式开关柜，外形尺寸较大；操作走廊小，开门维护；箱体大部分采用彩钢板材料，保温、热隔、防潮性能较差，且容易生锈。
而66kV农村全户外布置小型化变电站总体平面排列按小型化变电站方案设计，同时考虑占地面积较小，既节约了占地，又节省了投资。电气平面的布置简单、合理、占用农田较少，便于变电站设备的日常检修及维护。
采用小型化变电站的全户外布置的设备，配电装置采用户外敞开式，10kV及66kV设备全部采用半高型布置。进入变电站的道路在10kV和 66kV配电装置的另一侧,同时留有设备的检修、抢修运输通道，通道的宽度为3.5米；变电站的主变压器与10kV配电装置布置在同侧，以便主变压器及10kV配电设备的检修、维护；采用1根30米避雷针作为全站防雷保护，户外小型化变电站总占地面积约150平方米。
3、66kV农村全户外布置小型化变电站二次回路部分设计
3.166kV常规变电站主变压器66kV侧装设六氟化硫断路器，主变压器保护为差动保护、过流保护等，配置的二次保护较多，二次回路一般采用直流电源作为保护装置的电源；10kV采用户内手车式开关柜，内装设真空断路器，采用弹簧操作机构，至少需要配置65安时以上的直流系统，投资较大。
而全户外布置的小型化66kV变电站，主变压器66kV侧采用高压熔断器，采用熔丝作为主保护，因而主变压器的保护设置大为简化，并与66kV负荷隔离开关配合，能够达到短路电流保护的目的，且主变压器的过负荷、轻、重瓦斯及温度升高保护全部动作用于信号，过流保护跳开主变压器低压侧重合器，过流保护作为10kV出线的后备保护，这大大减少了投资。而主变压器10kV侧采用户外真空重合器，二次回路配置交流操作电源，重合器的操作电源及保护装置等所用电源均用交流电，重合器具有反时限过流保护及自动重合闸功能特性，并能与主变压器低压侧保护和上一级保护配合，重合器可设两快、两慢重合闸功能，因而极大地提高了供电可靠性。10kV出线也全部采用真空重合器，并配备电流速断保护、过电流保护及三相一次重合闸功能。
3.2站用电源：农村小型化户外变电站站用变一般采用30kVA、50kVA变压器。为了避免站用变短期停电，保护和RTU电源配备了1组小容量的UPS不间断电源，以满足保护装置的使用，保证变电站保护不间断供电。
3.3中央音响系统：按照电力系统发展的方向，66kV二次变电站均按无人值班变电站设计，这就要求我们设置简单的中央音响系统就可以了。所以对于小型化户外变电站，采用RTU远动装置，以便将所内正常、事故状态、异常时及保护动作信号均向远方发出信号，传到调度主站。
3.4防误操作闭锁系统采用微机五防装置：对于全户外农村小型化66kV变电站均采用微机闭锁系统，因为主要设备均布置在户外，所用的锁具较少，而微机闭锁系统操作较为简单，能可靠防误操作，特别对无人值班变电站，现场操作较少，主机只在操作队设置，这也是较少投资的一方面。
总之，随着农网一、二期改造及近年来的升级改造的进行，农村变电站的数量也逐渐增多，通过上述对全户外布置的小型化农村变电站的探讨，我们得出了一下结论。全户外布置的小型化农村变电站具有建设周期较短、投资较少、而且投运后变电站的运行、维护简单，工作量较少等特点，所以在农村建设变电站建议推广采用全户外布置的小型化农村变电站，特别在正在建设的农网升级改造中值得考虑。
【关键词】农村全户外；小型化变电站；设计方案
近年来，随着一、二期农网改造及农网升级改造的进行，农村变电站的数量逐渐增多，基本达到了乡镇布点变电站的需求。
66kV常规变电站设计特点是二次回路采用直流操作系统，66kV主变压器高压侧、低压侧均采用断路器，保护设置较为复杂，设备安装、调试及维护工作量较大，10kV开关柜采用户内布置，需建设10kV控制室，施工周期较长，不适应农村变电站季节性用电特点及农网建设施工周期短、资金投入少的需求。目前，我公司已经建设并投运了66kV四家子变电站、东风变电站、泉眼变电站、新安变电站、佟家变电站等5座农网小型化户外变电站，结合我公司实际及以上农网变电站的设计特点，现对农村小型化全户外布置变电站设计方案进行初步探讨。
1、66kV农村全户外布置小型化变电站电气主接线及设备选择
1.1主接线形式：农村小型化变电站为二次变电站，大部分均为用电末端变电站，66kV进线1回，采用单母线接线，主变压器单台运行，主变容量一般在2000 kVA、3150kVA、5000kVA，设计规模为1台或2台主变压器。66kV进线采用隔离开关，10kV出线采用单母线接线方式，出线设计不超过6回。10kV母线上的电压互感器采用熔断器，66kV避雷器装设在66kV母线上，并且装设1组隔离开关，以方便避雷器的检修。
1.2为适应农村季节性用电负荷需要及昼夜负荷变化大等特点，选用的主变压器均采用低损耗、免维护、全封闭并按有载调压设计，调压范围为66±8×2.5%的变压器。主变压器高压侧采用熔断器保护，熔断器用于变压器保护，熔断器选用K型熔丝，熔丝一般按主变压器一次电流的1.5—2倍选择，因为它具有全范围内有效和可靠地开断最小过负荷电流至最大故障电流；主变压器低压侧采用10kV户外真空重合器。
1.310kV出线采用户外真空重合器。10kV户外真空重合器10kV线路保护，为农村户外小型化变电站的新型产品，具有远方及就地操作功能，同时具有过流、速断、过负荷保护及重合共功能，自动化程度高、技术性能好、适合农村电网的特点等优点。根据设备运行的状况及大量的运行经验和应用要求，户外小型化变电站采用重合器作为保护开关时，应采用低压合闸线圈机构的分布式重合器。当采用断路器时，宜采用弹簧操作机构或小容量的直流操作机构。10kV采用0.2级母线电压互感器1组，每回出线均装设0.2s极电流互感器，使高压计量更准确，以适应商业化运营水平。
2、66kV農村全户外布置小型化变电站电气平面布置
常规变电站占地面积大、控制电缆多、一、二次设备的无缝连接差，维护工作量大。现场安装、调试条件差，且开关柜选用常规中置式或固定式开关柜，外形尺寸较大；操作走廊小，开门维护；箱体大部分采用彩钢板材料，保温、热隔、防潮性能较差，且容易生锈。
而66kV农村全户外布置小型化变电站总体平面排列按小型化变电站方案设计，同时考虑占地面积较小，既节约了占地，又节省了投资。电气平面的布置简单、合理、占用农田较少，便于变电站设备的日常检修及维护。
采用小型化变电站的全户外布置的设备，配电装置采用户外敞开式，10kV及66kV设备全部采用半高型布置。进入变电站的道路在10kV和 66kV配电装置的另一侧,同时留有设备的检修、抢修运输通道，通道的宽度为3.5米；变电站的主变压器与10kV配电装置布置在同侧，以便主变压器及10kV配电设备的检修、维护；采用1根30米避雷针作为全站防雷保护，户外小型化变电站总占地面积约150平方米。
3、66kV农村全户外布置小型化变电站二次回路部分设计
3.166kV常规变电站主变压器66kV侧装设六氟化硫断路器，主变压器保护为差动保护、过流保护等，配置的二次保护较多，二次回路一般采用直流电源作为保护装置的电源；10kV采用户内手车式开关柜，内装设真空断路器，采用弹簧操作机构，至少需要配置65安时以上的直流系统，投资较大。
而全户外布置的小型化66kV变电站，主变压器66kV侧采用高压熔断器，采用熔丝作为主保护，因而主变压器的保护设置大为简化，并与66kV负荷隔离开关配合，能够达到短路电流保护的目的，且主变压器的过负荷、轻、重瓦斯及温度升高保护全部动作用于信号，过流保护跳开主变压器低压侧重合器，过流保护作为10kV出线的后备保护，这大大减少了投资。而主变压器10kV侧采用户外真空重合器，二次回路配置交流操作电源，重合器的操作电源及保护装置等所用电源均用交流电，重合器具有反时限过流保护及自动重合闸功能特性，并能与主变压器低压侧保护和上一级保护配合，重合器可设两快、两慢重合闸功能，因而极大地提高了供电可靠性。10kV出线也全部采用真空重合器，并配备电流速断保护、过电流保护及三相一次重合闸功能。
3.2站用电源：农村小型化户外变电站站用变一般采用30kVA、50kVA变压器。为了避免站用变短期停电，保护和RTU电源配备了1组小容量的UPS不间断电源，以满足保护装置的使用，保证变电站保护不间断供电。
3.3中央音响系统：按照电力系统发展的方向，66kV二次变电站均按无人值班变电站设计，这就要求我们设置简单的中央音响系统就可以了。所以对于小型化户外变电站，采用RTU远动装置，以便将所内正常、事故状态、异常时及保护动作信号均向远方发出信号，传到调度主站。
3.4防误操作闭锁系统采用微机五防装置：对于全户外农村小型化66kV变电站均采用微机闭锁系统，因为主要设备均布置在户外，所用的锁具较少，而微机闭锁系统操作较为简单，能可靠防误操作，特别对无人值班变电站，现场操作较少，主机只在操作队设置，这也是较少投资的一方面。
总之，随着农网一、二期改造及近年来的升级改造的进行，农村变电站的数量也逐渐增多，通过上述对全户外布置的小型化农村变电站的探讨，我们得出了一下结论。全户外布置的小型化农村变电站具有建设周期较短、投资较少、而且投运后变电站的运行、维护简单，工作量较少等特点，所以在农村建设变电站建议推广采用全户外布置的小型化农村变电站，特别在正在建设的农网升级改造中值得考虑。