35KV农村小型化变电所设计

1、中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）题 目： 35KV农村小型化变电所设计学习中心：重庆信息工程专修学院奥鹏学习中心 年级专业： 0409级 电子信息工程 学生姓名： 旷 俊 学 号： 指导教师： 韩亚军 职 称： 讲 师 导师单位： 重庆信息工程专修学院 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院论文完成时间： 年 月 日中国石油大学（华东）现代远程教育毕业设计（论文）任务书发给学员 旷 俊 1设计(论文)题目： 35KV农村小型化变电所设计 2学生完成设计(论文)期限： 年 月 日至 年 月 日3设计(论文)课题要求：利用所学的电力继电保护及电力系统分析等知识实现35KV农村小型化

2、变电所设计；设计要围绕题目述写，逻辑性思维强，内容理论联系实际，涉及他人观点，对本设计有全面的论证。如有不熟悉的知识点，向指导老师请教。4实验（上机、调研）部分要求内容：在学校规定的时间内，参观学校附近的变电所和学校内的变电站，从实际出发掌握变电所的设计理念。 5文献查阅要求：充分利用课余时间到图书馆查阅相关课程设计资料或上网查找与论题相关的电子图书、电子期刊等资料,特别是专业文献和科技期刊；确保题材与设计的内容相符，并能紧跟当今科技的发展趋势；论文中引用到他人的观点或者成果要注明出处，以免造成侵权。 6发 出 日 期： 年 月 日 7学员完成日期： 年 月 日指导教师签名： 学 生 签 名：

3、 摘要农村小型化变电所是目前我国农村电网的发展方向，它具有结构紧凑、布置合理、占耕地面积小、投资省诸多优点。简要介绍了几种目前可行的方案和无人值班变电所设计，并对其进行经济、技术比较，认为比常规变电所的技术性能高，提高了供电可靠性和供电能力，节省了建设投资，值得广泛推广应用。并阐述了对变电所主接线的确定，主要电气设备选择，布置形式、控制方式及继电保护的分析和建议。建国以来，我国的农电事业得到了迅速发展，同时也经历了一个不断认识、提高、完善的过程。早期35kV变电所35kV侧采用老式熔断器作保护，10kV出线侧采用柱上油断路器作保护。这些设备结构简单，开断容量小，操作维护不便，运行中误动、拒动、

4、越级跳闸、扩大停电范围的现象时有发生。如DW1-35型多油断路器体积大、检修不方便、事故多，直流操作系统简单、电源不可靠。SN1-10型少油断路开断容量小，手动操作，检修频繁，且容易发生漏油甚至爆炸事故。随着技术的进步，设备也不断地更新换代，到20世纪70年代末80年代初，35kV多油断路也由DW1DW8发展到SF6断路器和真空断路器，开关设备无油化已成为电力行业的一个目标。关键词：变电 检修 设计目 录摘要i目录ii第1章 前言1第2章 35KV农用变电所管理思考32.1 目前的情况32.1.1 运行方面32.1.2 思想认识方面32.1.3 设备方面32.1.4 人员方面42.2 改进建议

5、针对以上几方面的问题，提出如下改进建议42.2.1 运行方面42.2.3 设备方面42.2.4 人员方面52.3 安全管理工作52.4 建设中应注意的问题52.4.1 10kV出线间隔距离52.5 技术经济分析6第3章 农村小型化变电所模式方案的探讨73.1 第一方案73.1.1 一次设备73.1.2 二次设备83.2 第二方案83.2.1 一次设备83.2.2 二次设备93.3 第三方案93.3.1 电气主接线及主要电气设备93.3.2 电气二次103.3.3 土建及全所布置103.3.4 远动及通信103.4 第四方案113.4.1电气主接线及主要电气设备电气主接线方式同方案113.4.2

6、 电气二次113.4.3 土建及全所布置113.4.4 远动及通信123.5 方案比较123.5.1 第一方案123.5.2 第二方案123.6 农村小型化变电所的技术、经济比较13第4章 建设与改造35kV变电所要注意的工作144.1 建立35kV变电所建设的相关组织144.2 35kV变电所工程建设的前期规划与设计154.3 所址的选择154.4 所区规划154.5 电气主接线164.6 主要设备选型164.6.1 主变压器164.6.2 35kV设备164.6.3 10kV设备164.7 无功补偿174.8 防雷和接地174.9 继电保护174.10 所用电和照明184.11 调度自动化

7、184.12 土建设施规划与施工184.13 设备安装与调试184.14 验收投运18第5章 关于建设农村小型化变电所的一些意见195.1主接线的确定195.2 主要电气设备选择205.2.1 开关设备205.2.2 补偿设备225.3 布置形式225.4 控制方式及继电保护装置235.4.1 二次设备选型235.4.2 保护配置方案23第6章 农村35kV无人值班变电所设计246.1 设计指导思想246.2 所址选择246.3 电气一次部分246.3.1 电气一次主接线246.3.2 平面布置256.3.3 设备选型256.3.4 无功补偿266.3.5 过压保护266.3.6 接地网266

8、.4 电气二次部分266.4.1 操作及信号电源266.4.2 继电保护及自动装置266.4.3 控制与测量276.4.4 远动、通讯276.5 微机防误闭锁装置277.1 变电所简况287.2 简化后的电气主接线的主要特点287.3 二次保护、测量297.4 采用简化设计适用范围及优点30第8章 结论31致谢32参考文献33第1章 前言 随着改革开放不断地深入，为进一步探讨我国农村变电所的建设原则、发展方向和模式，研制开发新型农电装备，原能源部农电司提出结合我国的实际情况，总结和借鉴国外经验，走自己的路，提出了建设农村变电所应遵循小容量、密布点、短半径的原则和户外式、小型化、造价低、安全可靠

9、、技术先进的发展方向。建设方案有两种：第一方案(近期方案)为半户外式(控制保护在户内)，以SF6(或真空)断路器作为10kV出线总开关，控制和保护选用微机(或集成电路)综合集控装置；第二方案(远期方案)为全户外式，以SF6自动重合器作为10kV出线的保护和控制设备。35kV侧选用新型熔断器，10kV馈线上加装自动分段器和熔断器，主要出口处安装电压自动调整器，从而为实现三遥和无人值班打下良好基础。我国农村变电所的建设是随着农业生产的抗旱、排涝需要用电诞生的，由于当时的电力应用周期短、效率低，农村电网建设没有得到各级部门的充分重视。对供电的可靠性考虑较少，投入的资金不多，一批城网淘汰下来的高压电器

10、设备，重新投入到农村变电所使用，使原来农网设备落后的矛盾更为突出。如常规变电所主变侧断路器采用多油断路器，10kV采用成套开关柜，是照搬城网变电所的一种模式。虽然设备的成套性好，技术性能及供电可靠性有了很大的提高，但由于设备技术参数偏高，检修维护工作量大，易渗漏油，给安全文明生产带来一定的困难。采用户内式布置，导致工程造价高、占地面积大、建设周期长，与农村经济尚不发达和国家土地资源紧张产生了矛盾，脱离了我国的农村实情，加重了农民的负担。常规变电所占地多、投资大、工期长、缺乏农电的特点，因此根据农网的具体特点，探索出农村变电所建设发展方向和模式，是急待解决的问题。目前我国的高压电器特别是高压开关

11、设备，技术水平有了很大的提高，从根本上解决农村变电所自动化水平和可靠性的问题。所以我们必须结合农电的实际情况，采用新技术、新设备，去淘汰老设备。第2章 35KV农用变电所管理思考随着两改一同价工作基本完成，农村负荷发展的要求，各地纷纷在所辖区域兴建了数量不等的35kV农用变电所(以下简称：变电所)。首先，这些变电所的兴建确实为缓解农村电力供需矛盾、繁荣地方经济做出了很大的贡献。其次，提高了供电的可靠性和电压的质量。但这些变电所在实际运行当中，存在一定的问题，不论是设备管理、缺陷管理都有许多不完善的地方，为了更好的发挥这些末端变电所的作用，贯彻执行好安全第一、预防为主的方针，结合实际谈些看法。2

12、.1 目前的情况2.1.1 运行方面变电所的人员和日常管理工作由各县局负责，而设备的维护、检修、试验工作由地区局负责，如果地区局和县局的协调、配合工作搞不好，就会影响变电所的正常运行。2.1.2 思想认识方面自从两改工作的全面实施以来，各级领导非常重视各供电营业所的管理，而且出台了许多针对供电营业所的管理考核办法，而忽视了变电所的存在。再者由于各变电所普遍接线简单，大多数运行值班人员忽视了安全管理工作，不按时进行设备巡视、检查工作，工作缺乏主动性。2.1.3 设备方面一次设备比较陈旧，而且多是其他变电所淘汰的老产品，给运行人员的日常维护带来许多不便；二次设备除了主变保护外，其他线路保护装设不到

13、位，给正确判断和处理事故带来了一定的困难。2.1.4 人员方面现有值班人员虽经过一定的上岗培训，理论方面的知识匮乏，缺乏处理突发事故的能力。人员责任心不强，安全学习流于形式，对事故预想工作开展不力，反事故措施制定不切合实际。2.2 改进建议针对以上几方面的问题，提出如下改进建议2.2.1 运行方面把变电所的一般性检修、试验工作交与县局，由县局负责完成，县局专门成立一个变电班，归口于安全生产技术部，主要负责所辖地区所有35kY变电所的一般性检修、清扫和设备试验工作，避免缺陷处理不及时，使一般缺陷转化成重大缺陷，甚至演变成事故。平时，变电班也可对所辖各线路的油断路器、配电变压器等设备进行试验工作。

14、 2.2.2 思想认识方面：各级人员必须对变电所的管理引起高度重视，尤其是各级领导人员，更是要身体力行，抓好变电所的人员、设备、安全管理。要靠充分认识到，只有变电所的人员素质、设备、安全工作上去了，才能保证变电所的正常运行，才能保证电能的安全、可靠、持续的供应，适应地方经济的发展。2.2.3 设备方面由于处于线路的最末段，电能质量的好坏与是否安全、可靠的供电直接关系到用户的正常用电秩序。农网改造以来，农户对电能的需求日益高涨，这就需要我们电力部门不但要在优质服务上下功夫，而且要通过对设备的更新改造，采用科技含量较高的设备。2.2.4 人员方面提高运行值班人员的整体素质，加强人员培训的力度，要让

15、每一位运行值班人员都经过相应变电所及以上变电所的跟班实习，应教育运行值班人员充分认识到麻雀虽小，五脏俱全的道理，绝不能忽视安全工作的重要性和必要性。2.3 安全管理工作安全生产是电力企业永恒的主题，安全生产工作被视为企业全部工作的重中之重，发生事故给家庭、国家都会造成不可估量的损失。在工作中牢记安全第一、预防为主的宗旨，做好事故预想工作，制定可行的反事故措施，把事故概率降为零。要实行领导负责制，层层抓落实，彻底改变目前令人堪忧的状况。2.4 建设中应注意的问题 设计方案要区别于初期小型化设计方案，特别是在自动化装置的配置方面，按常规变电所自动化配置，并考虑到将来无人值班的可能性，以便于功能扩展

16、及县调接收远动终端配置为原则。电气设备选择应优先采用国内先进设备，满足性能稳定、工作可靠、安装方便、不检修周期长、维护工作量小等要求。2.4.1 10kV出线间隔距离10kV出线的间隔距离必须满足平行的、不同时停电检修的、无遮栏带电部分之间的安全净距。方案中10kV出线间隔距离取3.4m，这样虽增加了一些变电所的占地面积，但减少了不必要的停电范围，提高了供电可靠性和社会、经济效益。2.5 技术经济分析35kV农村变电所小型化设计和常规变电所设计相比，存在以下优点： 节约用地。电气设备采用全户外，主体框架式布置，少占土地面积1/31/2。减少建筑面积。取消了10kV断路器室和电容器室的建设，使生

17、产用房控制在100m2左右。建设周期短。电气设备的构架采用等径电杆和装配式结构，土建工程减少，建设周期23月，缩短工期6090天。运行费用低。由于新型设备的大量使用，使得停电检修周期加长，维护工作量和运行费用大为减少，一般年运行费用可节约1/151/13左右。第3章 农村小型化变电所模式方案的探讨 目前，农村电网和电力基础设施建设得到党中央的高度重视，农村电网建设与改造工作在全国已全面启动。根据部颁农网小型化变电所设计规程、农网无人值班变电所设计导则、县级调度及通信自动化规范等规程，对农村变电所的设计提出新的要求： (1)农村变电所的建设方案既要满足农业现代化的需要，又要适合农村电网实际情况。

18、(2)新建变电所应采用新技术、新设备，结合农网实际，做到技术上先进，安全上可靠，不检修周期长，维护工作量小。(3)农村变电所的总体布局，要注意节省投资、维护工作量小。根据上述精神，我们应遵循小容量、密布点、短半径和户外式、小型化、造价低、安全可靠、技术先进原则，提出农网变电所方案。根据35kV变电所“户外式，小型化，造价低，安全可靠，技术先进”的建设原则。其中部分35kV终端或“T”接变电所建成无人值守变电所，实现方案主要有几种，现分别介绍如下：3.1 第一方案主变高压侧采用SF6断路器，低压侧采用柱上SF6断路器；10kV出线采用柱上SF6断路器；控制和保护采用微机综合集控装置。3.1.1

19、一次设备此方案选用SF6作为10kV侧出线保护开关，可以取代户内式GG-1A型高压开关柜，淘汰户外式DW-35型多油断路器。实现高压断路器无油化，为我局的安全文明生产双达标和创一流供电企业奠定了基础。同时，做到了技术上先进，目前SF6断路器经过科研单位共同努力，设备质量已经得到了解决，已投入批量生产。对于35kV的SF6断路器，我局西山变电所已投入运行，质量可靠，运行情况良好。10kV的SF6断路器在我局潘集的夹沟变电所、唐集电所、凤台的夏集变电所均投入运行，总的情况来看是安全可靠的。从全省的SF6断路器运行情况来看，制造质量是成熟的。为满足电压质量的要求，主变压器采用可调整电压的有载调压变压

20、器SZ9型。3.1.2 二次设备选用综合自动化装置，取代了庞大的保护集控柜，实现了控制、保护、测量、信号为一体，缩小了控制室的占地面积，有利于安全运行，降低了保护系统的工程造价，同时采用微机保护符合历史发展规律，为农电系统广泛采用现代技术开辟了新的思路。3.2 第二方案 (1)主变高压侧选用真空断路器实现远方控制操作，可满足调度自动化和无人值班的要求。(2)10kV一次系统采用箱式配电装置，内部采用单元真空开关柜结构。(3)35kV变电所的二次系统、直流电源系统、10kV一次系统集中或分散布置在箱内。(4)自动化配以适当的数据采集、信息处理和RTU系统，达到遥测、遥信、遥控功能，可以实现变电所

21、的无人值守。(5)配合自动调压器，可以确保系统的电压稳定，提高电压质量，降低线路损耗。3.2.1 一次设备此方案10kV选用箱式配电装置，内部采用单元真空开关柜结构，装有机械五防闭锁，断路器ZN28-10户内真空断路器与CT19机构一体，选用上下隔离开关，电流、电压互感器全封闭浇注式。淘汰户外多油断路器，实现高压断路器无油化。（1）35kV采用户外真空断路器，采取半高型布置。（2）主变压器采用新型节能产品，采用可调整电压的有载调压变压器SZ9型。（3）35kV及10kV避雷器采用合成绝缘金属氧化物避雷器。3.2.2 二次设备 控制室配备数据采集系统、微机的信息处理用于显示，可供运行人员监视，及

22、时处理异常情况。远动通道主要采用载波通信方式，随着无线扩频通信技术的发展，可靠性和性价比的提高，其应用将越来越广泛。通过远动通道，将变电所各种数据传至调度端，实现变电所的遥控、遥测、遥信等，最终可以实现变电所的无人值守。3.3 第三方案3.3.1 电气主接线及主要电气设备变电所35kV进线一回，主变12台，单台容量一般为5000kVA以下，10kV线路48回，10kV电容补偿12回，补偿容量为变电所总容量的10%15%。10kV线路6回以下时，10kV母线采用单母线接线；10kV线路6回及以上并有两台主变压器时，10kV母线采用单母线分段或简易分段接线。主变压器为1台时，35kV侧采用线路变压

23、器组接线；主变压器为2台时，35kV侧采用单母线接线。变电所设所用变压器一台，装于变电所35kV进线侧，容量一般为变电所总容量的1%1.5%。35kV母线或进线及10kV母线、各10kV出线分别设一组避雷器。变压器采用新型节能产品。主变35kV侧采用户外快速熔断器和负荷开关配合作控制保护，主变10kV侧及10kV出线采用自动重合器作为线路的控制保护。10kV电容器回路采用负荷开关和熔断器配合作控制保护，10kV电容补偿设备采用户外型产品。35kV及10kV避雷器采用合成绝缘金属氧化物避雷器。3.3.2 电气二次主变35kV侧采用快速熔断器作主保护，重瓦斯、轻瓦斯及温升控制均动作于信号，10kV

24、侧设限时过流，同时作为出线的后备保护。10kV出线设置自动重合器，重合器控制器分散安装于户外断路器下水泥杆上，重合器控制器可实现10kV线路速断、过流、小电流接地等保护；可实现10kV线路现场操作和遥控、遥测、遥信等，且有自动重合闸功能。自动重合器操动机构选用交流电机储能弹簧机构。配置一套23kVA在线式UPS电源，作为全所控制、保护、信号及远动通信的后备电源，可省去直流屏。3.3.3 土建及全所布置变电所配电装置为全户外敞开式，采用300钢筋混凝土环型等径杆半高型或中型布置。所区设2.5m高实体围墙，占地面积一般控制在1000m2以内，所内设简易设备检修、运输、维护道路。变电所设一座控制室，

25、室内布置全所电度计量屏、通信设备及UPS电源等，建筑面积一般控制在20m2以内。变电所设一支30m高钢制避雷针，作为全所建筑物及电气设备防直击雷保护。3.3.4 远动及通信10kV自动重合器留有远动接口，各重合器RS485/232通信口并联后，经屏蔽通信电缆与通信设备相连，将变电所各种数据传至调度端，实现变电所的遥控、遥测、遥信等。远动通道主要采用载波通信方式，随着无线扩频通信技术的发展，可靠性和性价比的提高，其应用将越来越广泛。3.4 第四方案3.4.1电气主接线及主要电气设备电气主接线方式同方案变压器采用新型节能型产品。主变35kV侧采用快速熔断器和负荷开关配合作控制保护。变电所选用一套无

26、人值班箱式变电所，该设备将35kV变电所的二次系统、10kV一次系统在工厂内安装调试好后，装到一个可移动、全密封、防潮、防腐的箱体内，内部一次系统采用单元真空开关柜结构，二次设备集中或分散布置在箱内。3.4.2 电气二次全所二次设备采用分层分布式结构、全分散单元机箱配置，单元机箱可集中布置，也可与各一次设备间隔对应分散布置。12台主变配置一个保护监控单元箱，主变35kV侧采用快速熔断器作主保护，重瓦斯、轻瓦斯及温升控制均动作于信号，10kV侧设限时过流，同时作为出线的后备保护。每条10kV出线配置一个保护监控单元箱，实现10kV线路速断、过流、小电流接地等保护，可实现10kV线路现场操作和遥控

27、、遥测、遥信等，且有自动重合闸功能。所有断路器操动机构选用交流电机储能弹簧机构。全所配置一套23kVA在线式UPS电源，作为全所控制、保护、信号及远动通信的后备电源，可省去直流屏。3.4.3 土建及全所布置变电所主变、所变及35kV设备为户外布置，10kV设备集中布置在箱式变电所内，当10kV补偿容量不大时，电容补偿装置可布置在箱变内。所区设2.5m高实体围墙，占地面积一般在200m2以内。变电所无房屋，无10kV设备构架，只有35kV设备构架。3.4.4 远动及通信 变电所各保护监控单元箱留有远动接口，各单元箱RS485/232通信口并联后经屏蔽通信电缆与通信设备相联，将变电所各种数据传至调

28、度端，实现变电所的遥控、遥测、遥信等。远动通道主要采用载波通信方式。3.5 方案比较 3.5.1 第一方案 优点：造价相对较低，扩建方便。缺点：所有电气设备均在户外，在气候恶劣、风沙大、污染严重地区使用，可靠性将会降低。3.5.2 第二方案 优点：占地面积小，减少电缆数量、构架及土建工程量，安装简单，建设周期短。由于箱式变电所采用了控温、防尘、防潮等措施，使箱体内的电气设备处于良好的工作环境中，从而使变电所运行的可靠性提高。箱式变电所可用于各种恶劣环境条件下。 缺点：相对第一方案造价较高，且无法扩建。 上述几种方式，如果变电所配置一台监控机及相应监控软件，即可成为无人值守变电所。 由于我国无人

29、值守变电所建设起步较晚，建设模式没有定型，正处于研究探索阶段，本文只简要介绍了两种目前可行的方案，随着科技的发展，新技术、新设备的不断涌现，各种适合中国国情的、新的无人值守变电所模式将会不断出现。总之，无论是那种方案，农村小型化变电所的优越性都充分体现出来，初步实现了以10kV的SF6断路器和10kV箱式配电装置，淘汰油断路器，取代户内成套开关柜，以综合自动装置淘汰简陋控制柜，取代成套保护、控制、信号盘已成为农电行业的发展趋势。 3.6 农村小型化变电所的技术、经济比较 农村小型化变电所的建设，占地面积小，仅为常规变电所的1/3左右，平均每座变电所可节约土地800m2左右，符合我国的土地政策，

30、变电所整体布置合理，紧凑而不拥挤，占耕地面积小。 基建工作量小，施工方便，安装周期短，特别是对简陋变电所的改造尤其方便，可做到供电、改造两不误，每座变电所可缩短100天左右，社会经济效益显著。 工程总投资减少，仅为常规变电所的2/3左右，平均每座变电所可节约资金40万元左右。 延长设备的检修周期，改变原来的一年一大修、半年一小修的现象。平均每年每座变电所节约人力和检修费用(维护费)3万元。 简化了接线方式。由于采用了自动重合器和分断器配合使用，取代了庞大的控制室，高压控制室及保护盘、控制盘、整流柜和高压开关柜，主结线简单，设备安全可靠，自动化程度高，为农村变电所实现无人值守提供了条件。 提高了

31、供电可靠性，设备具有智能功能的自动重合器，避免了线路分支线一点故障导致全线停电的事故。 减轻了运行人员的负担。在同样容量的变电所条件下，可以减少运行人员或做到无人值班。 电网质量有所提高，特别是采用有载调压变压器，保证了供电电压稳定，符合农村用电的季节性要求，保证了农村抗旱、排涝、收割期间的用电质量，发挥了节能降损作用，占地面积较小，投资省。第4章 建设与改造35kV变电所要注意的工作考虑了上述设计方案。并依靠科学技术的进步，优先采用新技术、新产品，改变了常规变电所建设中的技术落后、设备陈旧、建设用地面积大、造价高、工期长的缺点，大大提高了工作效率和经济效益、社会效益。35kV小型化农村变电所

32、建设情况来看，一般满足以下要求：小容量、密布点、短半径；主接线简单、供电安全可靠；布置紧凑、占地面积小；设备选择以提高供电可靠性、经济运行水平和自动化水平为前提；与调度自动化相结合，并考虑到无人值班。作为农村供电企业，35kV变电所建设与改造是一项不可忽视的重要工作，它不仅资金投入多、技术含量高、供电设备比较集中，而且正值国家农网建设与改造的攻坚阶段，这就要求我们在建设与改造35kV变电所时，一定要做好以下几方面的工作。4.1 建立35kV变电所建设的相关组织建立由局长、副局长、总工程师组成的工程建设领导委员会，负责整个工程的全面工作。领导委员会下设领导小组，各小组分管不同的工作。设备材料采购

33、组负责设备、材料的采购、运输及进出库管理，要保证设备质量、技术指标达到设计要求；工程监察组负责在施工过程中对施工人员进行监护、监督管理，对工程质量、技术标准进行监督监察，保证工程的进度和质量；工程施工组负责工程的施工，施工组要设专责人、安全员、技术员等；调试投运组负责设备安装完毕后的设备原始资料归档、设备的交接试验及调试和工程投运；工程验收组对进出库的设备材料的质量及工程施工质量、进度、投运前的准备工作进行检查验收。4.2 35kV变电所工程建设的前期规划与设计与城乡部门结合，根据电力规划和电力负荷分布情况及有关文件精神，按照国家农网建设与改造的具体要求，做好工程建设与改造的规划设计及说明书，

34、应附有相应变电所地理位置图，电力负荷分布图、电力负荷规划图及线路走径图等。根据规划，设计出相应的初设图纸、施工图纸，根据技术参数和要求，让信息传送给生产厂家，以生产出所需的设备和材料作出工程的概算。4.3 所址的选择所址选择应结合城建部门的城镇规划，保证1020年内不出现较大变更。所址应尽量选择在交通便利、靠近公路的地方，尽量避开可耕地，最大限度控制占地面积。列出变电所所在的气象条件：年最高、最低气温，最大风速，覆冰厚度，地震强度，年平均落雷率。所址应避开高度污染区。4.4 所区规划所内要保证环境优美，向花园式变电所发展，地面尽量减少硬化面积，以种植花草为主。变电所围墙应采用铸铁花墙为主，高度

35、不得低于23m，高压区和生活区也以花墙相隔。变电所和供电所宜规划在同一所区，两所之间以花墙相隔。4.5 电气主接线 电气主接线以运行可靠，简单清晰，操作方便为原则并留有发展的余地，方案采用：35kV进出线各一回，主变2台；35kV侧只装设隔离开关，取消断路器，与隔离开关相配合作保护的为新型熔断器，对于转供型变电所，35kV出线侧预留断路器和隔离开关间隔；35kV及10kV母线均为单母线布置，10kV出线通常考虑6回，其中，电容器1回，各出线均选择隔离开关和SF6(或真空)断路器作控制设备。 4.6 主要设备选型 按系统短路容量300MVA的方案进行短路电流计算和设备选型： 4.6.1 主变压器

36、选择节能型、低损耗调压变压器，北山2台主变容量分别为3150kVA和2500kVA。 4.6.2 35kV设备选用GW5-35型隔离开关和与隔离开关相配合作保护的新型熔断器，如PRWG2型(熔丝80A)。 4.6.3 10kV设备选用以SF6作为灭弧绝缘介质的CHW-10自动重合器，或选用真空断路器，隔离开关选用GW1-10。 10kV电流互感器和电压互感器的选择，35kV侧可不安装高压计量装置，但必须有经济考核及监测依据。10kV馈线上安装计量，采用LB-10型电流互感器，电压互感器则选用SLM-10型，并与指示仪表、继电保护配合使用。 4.7 无功补偿 35kV北山变电所无功补偿器安装在1

37、0kV母线上，取主变容量的1015，使高峰负荷时功率因数达到0.90.95。北山变电所补偿电容600kvar，电容器选用无锡产BFFR1-100-35W型，使用SF6断路器和隔离开关作控制设备，取消了常规变电所电容器室的建设，减少了安装、维护工作量，节省了占地。 4.8 防雷和接地 直击雷过电压保护:采用2基26m高避雷针，35kV线路终端杆到构架间的引线处在避雷针保护范围内。 雷电侵入波过电压保护，在35kV母线上安装1组YCJ3-35金属氧化物避雷器。每回10kV母线上安装1组Y5C3-12.7/45型金属氧化物避雷器。 接地网采用角钢(5502500)和扁钢(-440)焊接成44的方格状

38、接地网，接地电阻小于4。每基避雷针为单独的一个接地网，接地电阻在10以下，室内控制操作台单独一个接地网，接地电阻在4以下。 4.9 继电保护 主变35kV侧由新型熔断器作主保护，10kV侧设有瓦斯保护及温度升高和冷却系统故障信号，作用于信号。 10kV馈线保护采用自动重合器，并与馈线的分段器配合使用，在控制台上动作于信号。 测量部分采用通用的元器件及传统的电能表、电流表、功率表等组成计量和指示装置。 控制、保护、信号、测量都集中安装在同一装置台上。整台装置小而简单，布线清晰，工艺合理。 4.10 所用电和照明 所用变压器选用S9-50/35直配变压器，T接在35kV进线侧，作为全所控制、保护及

39、变电所检修调试电源。全所还设有工作照明和事故照明，当全所停电时，事故照明回路自动切换至直流系统供电。 4.11 调度自动化 变电所隶属于县公司调度所调度管理，应向县调度发送遥测、遥信、遥控等信息；PTV系统为集控式结构，集中放在控制室内。 4.12 土建设施规划与施工值班室两间，5060m2，要有一个通往高压区的门，以便于巡视设备运行情况，巡视要设有巡视小道。土建施工应承包给有资质的建筑企业，施工时要派一名专业技术人员作监理，按照设计要求，对施工全过程进行监控。4.13 设备安装与调试设备安装由施工组组织相关人员按照有关规范规定、技术标准进行施工，安装人员要具有较高的专业技术水平。设备调试由调

40、试投运组组织有关人员对新投设备做好各项试验工作，包括设备的交接试验、定值整定及传动试验等。4.14 验收投运施工结束后，经施工组自查，局验收领导组组织初验合格，具备投运条件，报请上级有关部门验收合格后投入运行。第5章 关于建设农村小型化变电所的一些意见目前正值农村电网改造之机，如何在节约投资、确保功能的前提下，高质量、高标准地建设好农村变电所，设计工作尤显重要。下面就农村小型化变电所的建设与特点谈一下体会，供大家参考。5.1主接线的确定结合这些变电所在电网中的位置及负荷性质，我选择了不同的接线方式及运行模式。为简化接线，35kV侧采用单母线不分段接线方式，具体应考虑以下两个方面：（1）对于终端

41、所或潮流方向一定时，电源进线侧可不设断路器，只在出线侧设断路器，所用变压器接于进线隔离开关外侧：这类变电所一般进出线2回。如无计量要求，为简化保护方案，可不设35kV电压互感器。（2）若为中间联络所或潮流方向有变化时，为保证运行灵活性和保护动作的选择性，在各出线上均应设置断路器，并加装功率方向元件，使保护指向线路侧，这就要求母线设置电压互感器，同时满足计量、测量及经缘监察的需要。该组TV可与金属氧化物避雷器共用一组隔离开关接于母线。所用变压器接于主进线隔离开关外侧，必要时，可在10kV侧引入备用电源，并能自动投切，以保证检修电源。10kV侧采用单母线不分段接线方式，馈线6回以上时，可设简易分段

42、。10kV电容补偿遵循无功就地平衡的原则，容量一般按主变压器容量的10%15%来选择，以补偿主变压器消耗的无功。具体设计时应根据本所在该区域电网中的位置及负荷情况而定，若距离主电源点较近且负荷较轻，电压质量容易得到保证，则一期工程可暂不上电容器或取下限值配置，并应通过潮流计算校核补偿前后各有母线电压。5.2 主要电气设备选择主变压器。选择“9”型以上节能型变压器。在远离电源点的地区，若负荷波动较大，电压质量难以保证，应选择有载调压变压器。5.2.1 开关设备35kV侧：可选择SF6断路器或户外真空断路器。SF6断路器采用气体绝缘性能优良，具有开断容量大、性能可靠、不检修周期长、无火灾隐患等优点

43、。近年来户外真空断路器在解决了灭弧室外绝缘的问题后，技术上走向成熟，价位逐步降低。真空断路器除具有SF6断路器的优点外，还有合闸能量小，分合闸速度快、使用寿命长、机构可靠性高、维护量极少等诸多优势，特别适于重合闸及频繁操作。早期的断路器在开断小电感性负荷时易引发截流过电压。目前已研制出新型触头材料，能有效地抑制截流及重燃过电压。需要注意的是，SF6断路器的TA安装在套管法兰处，精度一般很难达到计量要求，如有计费要求，需另附TA；而真空断路器TA则安装在机构箱内，该型TA专为户外真空断路器设计，具有高精度(可达0.2级)、多次级(4个二次绕组)、容量大等特点，能满足计量和保护需要。在终端所对于容

44、量较小的变压器，可用PRWG2-35新型快速熔断器作为主保护。该熔断器具有较为准确与稳定的安秒特性曲线，可配置T型(慢速)、K型(快速)熔丝，灭弧 性能与机械性能稳定可靠，但必须合理选择，才能够做到与上下级保护的配合。以我区人和35kV所为例，该所电源2回，分别来自漯河、西平110kV所，进线均不设断路器，主变压器2台，容量均为315kVA，采用100A熔断器保护。西平110kV所侧35kV断路器限时速断定值1kA/0.5s，过流定值200A/1.4s，经查熔断器安秒特性曲线知，原熔断器在主变压器过流200500A时，动作时间均大于1.4s，导致电源侧断路器先于熔断器动作，从而失去选择性。如按

45、主变压器额定电流的1.3倍改用65A“K”型熔断器，则可最大限度地实现与上级保护的配合，满足速断和过流保护动作的可靠性、选择性要求。10kV侧：可选用户外SF6断路器、真空断路器及真空自动重合器或6重合器作为开断设备。重合器是用于配电系统的智能化断路器，它可自动检测过电流按预选确定的分断一重合操作顺序和时间间隔开断路短电流，并自动重合恢复；若遇永久性故障，则重合器完成操作顺序后，闭锁于分断位置，把故障区分开。分段器作为10kV配电系统中自动隔离故障区段的开关设备，能记忆故障电流次数，并在达到额定的记忆次数(13次)时，在无电流的情况下自动分闸，使后备保护能成功地重合。重合器和分段器配合使用，可

46、大大提高供电可靠性。目前农村用电负荷普遍较小，对可靠性要求不太高，并且农电资金相对紧张，重合器和分段器的价位又偏高，因此我们一般选择SF6断路器或真空断路器，并配置三相一次(或三相三次)重合闸作为10kV开关设备，同样具有消除瞬间短路故障，迅速恢复供电的功能，并大大节约设备投资。目前35kV变电所配置成套集控设备，通过整定线路三次重合闸时间便可完成上述各次重合闸功能。几座小型化变电所的运行情况表明，早期的SF6断路器虽具有诸多优点，但SF6气体的管理受技术力量、管理范围及人员素质条件的制约，运行中出现问题时很难及时处理，尤其是气体泄漏，几乎无一例外地返还给厂家修理，影响到停电时间长，从而限制了

47、在该电压等级中的广泛使用。真空断路器经过不断的改进，技术上得到进一步完善，在解决真空泡外绝缘问题上，先后出现过以空气、SF6气体、变压器油为绝缘介质的产品，某些厂家新近推出的以硅橡胶为绝缘外套的真空断路器；体积较小，内附TA，大部分可满足计量和保护需要，建议在农网中广泛使用。5.2.2 补偿设备根据安装及运行经验，我们推荐使用户外半封闭式电容器，它具有安装简便、维护方便、容量可调、安全系统高等特点。相比之下，密集式电容器存在含油量大，容量不可调等不利因素，不适合农村变电所分期建设及少油化的需要；而户外框架组装式安装较为麻烦，并且需做护网以保证安全。据了解，我区出山所、宋集所原采用这种方式，曾出

48、现过老鼠钻过护网造成短路跳闸及暴风雨掀翻棚盖的事故，现已全部改为半封闭式电容器。5.3 布置形式归纳起来，变电所布置模式主要分为高型和半高型两种：高型布置以棠村所和官庄所为模式，此类变电所35kV进出线2回，方向与10kV出线方向垂直。35kV母线和10kV母线重叠布置，配电装置位于同一构架，主变压器布置在组合构架侧，主运输道路延伸至两台主变压器之间。这种布置方式结构紧凑，最大限度地节约占地面积，通常情况下，变电所(含控制室)面积不超过0.1hm2。缺点是有些35kV设备如隔离开关、避雷器离地较高，检修试验不便。另一种布置形式以任店所和双河所为例，35kV进出线方向与10kV相反，35kV配电

49、装置采用半高型布置，断路器位于母线下方；10kV组合构架宽度4.0m，隔离开关安装于断路器上方；主变压器位于35kV/10kV配电装置中间，临近运输主干道。这种布置方式占地约0.140.16hm2。比较而言，设备的巡视、维护较方便，并且于扩建。5.4 控制方式及继电保护装置5.4.1 二次设备选型可选用成套集成电路控制保护装置或综合自动化装置。早期的小型化变电所采用成套集控设备，控制屏(台)为集保护、控制、信号、测量、计量、交直流为一体的多功能装置。对于规格较小的变电所只需5面屏，即保护控制屏2面；电能表屏、交直流和远动屏各1面；而采用集控台方案，集控台只完成控制、信号、测量功能，还配置其他3

50、面屏。从变电所运行及检修情况来看，屏式方案结构简单，易于安装维护，而且占地面积小，造价较低。如袁寨35kV变电所采用成套集控屏，运行情况良好，保护动作可靠，操作方便，用户反映很好。根据省地方电业技术改造与技术进步的若干政策规定，我在新建小型化变电所中积极推荐采用综合自动化装置。它具有体积小、功能全、保护整定级差小、动作迅速、准确可靠等诸多优点，易于实现调度自动化及无人值班变电所的功能。近年来综合自动化装置已在我区几座110kV变电所使用，性能可靠、运行良好。但因目前价格偏高，只有双河35kV变电所(在建)采用这种装置。5.4.2 保护配置方案（1）主变压器一般装设：瓦斯、纵联差动、过流、过负荷

51、保护；对于小容量变压器，高压侧采用熔断器保护以简化保护接线。（2）35kV、10kV出线装设电流速断、过流保护、三相一次重合闸(或公用三相三次重合闸)保护。（3）10kV电容器装设过流、过压、欠压保护：容量较大的根据电容器组接线方式可选择电流不平衡保护或零序电压保护。除上述几项外，为适应调度自动化要求，进而实现无人值班所的发展方向，在今后的新建变电所中，应考虑设置RTU终端或远动接口。我相信随着新技术、新设备在农网中的广泛使用，必将带动电力系统的职工素质、管理水平和配网自动化程度的整体提高，进一步加快农村电气化建设步伐。第6章 农村35kV无人值班变电所设计6.1 设计指导思想 农村人口密度小

52、，供电线径长，电力负荷随季节变化大，用电负荷范围广，峰谷差大，这严重影响着县经济的发展。因此，35kV变电所的设计应正确处理好近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，尽量节约工程的总投资。 6.2 所址选择 设计变电所时，其地址应尽量设计在负荷中心，避开剧烈震动地区，并考虑不受环境污染，所址标高以50100年一遇高水位之上为宜，进出线走廊宽阔，交通运输方便，少占农田，合理利用土地。 6.3 电气一次部分 6.3.1 电气一次主接线 （1）35kV进线一回、主变两台，单台容量3150kVA，35kV母线采用单母线接线方式，这种接线方式适用范围广，对单电源来说，一路进线一路出线，保护简

53、单，变压器投切方便。主变35kV侧采用负荷开关与高压熔断器相配合作为保护和控制。 （2）10kV母线采用单母线分段接线方式，用刀闸进行简易分段，10kV出线8回。 （3）所用电考虑到控制保护电源的可靠性与全所停电预试检修时用电，采用10kV和35kV所用变各一台，35kV所用变选用S9-50/35型，接于电源进线刀闸的外侧；10kV所用变选用S9-30/10型，接于10kV母线上。 6.3.2 平面布置采用半高型布置： （1）35kV设备：母线采用7m高架构，与进线架构等高，实现高度统一、合理。 （2）10kV设备：均采用组合行架构，减少土建工程，布局合理划一。 （3）主控室：内设综合自动化装

54、置一套，主控室一侧设置监控休息室和工具间各一间，监控休息室内置本地监控机一台，供值守员对本所进行监控使用。 （4）电容器为室外架构安装，用高压电缆连接。 6.3.3 设备选型 （1）主变压器：根据宽城县农村负荷的特点和负荷预测，选用一台容量为3150kVA的变压器，预留2号主变位置。主变选用低损耗、节能型的有载调压变压器，型号为：SZ9型。 （2）主变35kV侧设备：采用真空断路器。 （3）10kV断路器：选用真空断路器。 （4）隔离开关：35kV选用GW5-35GD/630型隔离开关，配CS-17型机构；10kV选用GW1-10型隔离开关，配CS型机构。 （5）电压互感器：35kV电压互感器

55、采用干式防谐振型；10kV电压互感器采用干式型。 （6）电流互感器：选用干式型。 （7）10kV电容器：采用密集型电容器。 （8）避雷器：35kV、10kV选用金属氧化物避雷器。 （9）悬式绝缘子：选用有机合成硅橡胶绝缘的悬式绝缘子。 6.3.4 无功补偿 实行按配电线路分散补偿和变电所集中补偿相结合的原则，采用密集型电容器。 6.3.5 过压保护 在变电所周围装设独立避雷针，为防止直击雷和雷电波的危害，在35kV和10kV出线均安装金属氧化物避雷器；变压器安装金属氧化物避雷器；10kV母线也用一组金属氧化物避雷器进行过压保护。 6.3.6 接地网 变电所内必须安装闭合的接地网，并装设必需的均

56、压带，接地网采用水平接地为主，辅以垂直的封闭复合式接地网。主接地网电阻R4；避雷针设独立接地体，它于主接地网地中距离T5m，其接地电阻R10。 6.4 电气二次部分 6.4.1 操作及信号电源 断路器储能，使用所变220V交流电源；控制、保护使用所内直流电源；通信使用UPS电源。 6.4.2 继电保护及自动装置 （1）主变保护：采用微机保护装置，实现重瓦斯、电流速断及过流保护、轻瓦斯、过负荷、温度保护。 （2）10kV线路保护：采用微机保护装置，实现电流速断及过流保护、实现三相一次重合闸。 （3）10kV电容器保护：采用微机保护装置，实现电流过流保护、过压、低压保护。 （4）10kV母线装设小电流接地选线装置，发送有选择性的单相接地遥信。 6.4.3 控制与测量 全所控制采用远动、变电所内手动及所内微机控制三种方式。测量采用远动测量和所内就地微机监测电能表计量方式，所有电气量均可实现就地监测和远动遥测，反映电流、有功功率、无功功率、变压器温度。 6.4.4 远动、通讯 （1）通讯：通讯采用载波和程控市话