公用变电所的建设与设备选择.doc

公用变电所的建设与设备选择广东佛山电力设计院 (528000)赵洪陈国智 【摘要】简要介绍公用变电所的选址、面积和设备的选择。 【关键词】公用变电所10kV高压设备0.4kV低压设备 一、概述 随着国民经济的持续发展，人们生活水平不断提高，用电需求量随着增加。现代家庭中使用的大功率电器如空调、电热水器、电炊具等，负荷一般在6kW左右，豪华家庭已超过10kW。而家庭用电均依赖供电部门建造的变电所。变电所首先要保证供电系统的安全可靠运行，同时亦要考虑社会效益、经济效益，讲求综合投资效果，在节省主要设备和原材料的同时，技术上要先进可靠，布局要经济合理。 二、变电所的作用 变电所是供电系统的重要环节，起电压变换及接受和分配电能的作用。它由变压器、高低压配电装置和附属设备组成。变电所的类型按其电压等级、供电容量、供电范围及其在系统中的作用可分为枢纽变电所、地区变电所和终端变电所。变电所根据安装环境亦分别为户外和户内两种。户外型的占地面积较大，且受环境的影响也较大，运行维护不方便，但投资费用相对低。而户内型则占地面积小，由于在室内，降低了环境污染的影响，可深入负荷中心、减小电能损耗，但投资较大。公用变电所一般由10kV降压400/230V配电。 三、公用变电所的面积 在大中城市里，变电所通常设在建筑物的里面。考虑设备运输和日后检修维护，最好设置在建筑物首层，也可设置在地下室。由于建筑物的面积售价不菲，故变电所的占地面积宜尽量节约，变电所的设置包括变压器室和高低压设备室，由于面积有限，故高低压设备可装在同一室内。根据国家电力公司关于城市中低压配电网改造技术原则的实施情况及补充意见：“公用变电所必须有两台配变和两个方向来的10kV电源”。所以公用变电所内需安装两台配变。根据国家和行业的相关规定，公用变电所的面积是6m10m=60m2。 四、公用变电所内的设备选择 1、10kV高压开关设备选择 10kV高压开关设备有固定式断路器柜、手车式断路器柜和环网柜。以前用断路器保护变压器，容易实现过流、瓦斯、温度保护，全面保护系统结构，供电可靠。一个开关投入和切断负荷是经常的，而短路保护则是极个别的，断路器按很少发生的短路电流设计，灭弧要求高，分合闸速度要求快，因此结构复杂，操动机构庞大，造价昂贵；负荷开关熔断器则是把控制和保护两功能分开，大量的、经常发生的投切负荷用负荷开关来完成，而极少发生的短路保护则由熔断器来完成。这样，可将结构复杂、价格昂贵的断路器由结构简单、价格便宜的负荷开关熔断器代替。且断路器柜体积较大。负荷开关的造价仅为断路器的3050%，负荷开关熔断器的环网柜仅为用断路器成套开关柜体积的60%70%。环网开关柜安装、调试方便，维护简，易于实现电网自动化管理。采用环网柜比采用断路器柜带来的综合经济效益是显著的。环网柜有真空型和SF6型。真空负荷开关由开关组装箱、隔离开关、真空开关三大部分组成。操作机构及分合闸传动、联锁机构均装于基架内，结构紧凑合理，操作简便。其具有结构紧凑，体积小、寿命长、噪音低，没有燃烧和爆炸危险，关合开断能力强、操作维护简便的特点。真空开关配有电动操作机构和储能弹簧可实现快速合分操作。但在开断容性电流及切功变时易产生过电压。真空型环网柜的占地面积是850900mm(宽深)。SF6型负荷开关是以SF6气体为绝缘和灭弧介质的双断口旋转型负荷开关。其动静触头密封在加固型环氧树脂制成的壳体内，体积小，机构比真空型简单，灭弧原理简单，可靠性好，成本低，免维护。而SF6型环网柜占地面积只有500900mm(宽深)。为少占地方故建议选用SF6型环网柜。 2、变压器的选择公用变电所的变压器有油浸式和干式两类。油浸式变压器由于使用油做绝缘和冷却用，故涉及火灾、爆炸、污染的问题。干式变压器是使用环氧树脂做绝缘材料，难燃阻燃、防火、防爆且环保。公用变电所大多设在公众场所或住宅小区内，故提倡使用干式变压器。由于干式变压器的价格通常是油浸式变压器的两倍以上，故经济条件有限的话，可使用油浸式变压器。但建议使用全密闭式油浸变压器。其外壳要求完全密闭，油与外界隔绝，采用特殊方式解决油的热胀冷缩问题。具有体积小、防尘、防腐蚀，可与爆炸性气体隔离的特点，具有抗振功能。考虑供电质量和三相负荷不平衡等问题，变压器应选用连接组别为D，yn11的变压器。高压采用负荷开关熔断器保护变压器，由于熔断器的限制，所以变压器容量不宜超过800kVA。建议变压器型号干式为：SCB9800/10；1022.5%/0.4kV；D，yn11。油浸式为：S9M800/10；105%/0.4kV;D,yn11。 3、0.4kV低压柜的选择低压柜有固定式和抽屉式两大类。抽屉式柜常用型号有：GCK，GCL，GCS等。抽屉式低压柜柜体和抽屉单元为组合装配式结构，抽屉和门及主要部件均由模具冲压加工，抽屉及其它零部件均采用镀锌和钝化处理，柜体和抽屉外形美观，抽屉单元尺寸精度高，互换性好，能安装回路数多。由于抽屉式柜深度为1000mm，造价比固定式低压柜高10%20%。如果经济条件好的地方可选用。另一种方式是开关选用抽屉式，柜体选用固定式的低压柜。现在固定低压柜柜型有两种：PGL和GGD。因为GGD型低压柜防护等级高，达到IP30，考虑长远安全运行，应选用GGD型低压柜。 4、低压断路器低压断路器现在有两类：框架式和塑壳型。框架式低压断路器分二个档次。一般型：带有三段保护特性，具有选择性保护功能，正面手柄操作，可固定式、抽出式安装，分断能力较高，价格便宜。如DW15和DW17、AH、AE等。高性能型。带各种保护功能脱扣器，包括智能化脱扣器，可实现计算机网络通信，分断能力高，零飞弧、小型化，附件齐全，结构模块化，采用整体框塑结构，外形美观。如DW45、AESS、M、F等。塑壳开关总体上具有小型化、高分断、多功能、模块化、附件齐全等特点。产品有施耐德公司的NS系列；ABB公司的S系列；国产的S系列。由于近年发展，国产在3200A及以下的断路器已和国外的产品性能相接近，从经济角度考虑，应优先选用国产断路器。用DW45做主开关，S系列做出线开关。根据供电范围和停电影响面，建议出线开关不大于400A。 5、电缆正确选用配电线路的导线截面和长度，可降低有色金属用量，减少线路损耗，保证供电电压质量。对于变电所的10kV进线电缆，其通常供电半径不超过2公里。公用变电所是环网供电，考虑动热稳定因素，10kV进线电缆的截面为300mm2。1kV以下的动力和照明线路，虽然输送距离不太远，但因负荷电流较大，必须按允许电压损失来选择导线截面，还应按短路时的热稳定来校验。变电所应从出线开关引截面较大的低压电缆做主干线，然后支线根据负荷到主干线距离的长短来计算导线的截面。目前城市的220/380V低压配电网络是架空网络和电缆网络相结合的混合网络。使用架空线路，有施工方便、投资小的优势，但其象蜘蛛网一样影响城市美观，故应尽量采用地下电缆网络。电缆敷设应选用电缆沟内敷设的方式，这样电缆沟可反复使用。 五、结束语 目前，随着城网改造力度的加大，一大批外形美观技术先进的公用变电所应运而生，