用户35kV微型变电所设计的探讨

关键词: 微型变电所 变压器 断路器
摘要:对用户来讲，小型所的模式，不完全适用。比如我市沿海1个镇属沙矿，方圆几公里，用10多台、400多kVA的10/0.4kV变压器供电，结果因线路长、负荷重，造成线损高、电压低，无法正常供电。尔后在其中心建设了一座35/10kV的微型所，仍利用了原来的支线和配变。使供电状况得到了明显的改变。本文想就对这类用户，谈谈微型变电所的设计和应用。

关于小型所，对电力系统内部来说已人所共知，由于具有"小"字的特点，已被广泛采用，并对电力的发展起到了不可估量的作用。而对用户来讲，小型所的模式，不完全适用。比如我市沿海1个镇属沙矿，方圆几公里，用10多台、400多kVA的10/0.4kV变压器供电，结果因线路长、负荷重，造成线损高、电压低，无法正常供电。尔后在其中心建设了一座35/10kV的微型所，仍利用了原来的支线和配变。使供电状况得到了明显的改变。本文想就对这类用户，谈谈微型变电所的设计和应用。

1、设计原则

小型所一般为供电于一个乡镇或范围较大区域的公用变电所，而微型所则为负荷较重，并且分散的用户变电所，因此对微型所来说，则要求在保证安全的前提下，占地更小一点，投资更省一点，操作维护更简便一点。因此必须坚持：设备先进免维护，结线简单环节少；经济实用建设快；它不是粗糙设备的简单组合，而是新技术、新设备、新材料的科学运用，在一定意义上讲，代表一种现代化的水平。

2、电压等级

由于负荷分散，用单台35/0.4kV变压器供电，低压供电半径必然过长，超过半径标准，如用多台，半径可短，但造价偏高，用户不好接受；如用多台10/0.4kV变压器，损耗剧增，因为线损与电压的平方成反比。所以用35/10.5kV变压器比较合适。

3、容量范围

小型所的主变容量一般为2×5000kVA(或2×6300kVA)，微型所应更小一点，可按其一半考虑，即2×2500kVA(最大为2×3150kVA)，这对一般用户还是可以满足要求的。为了有效地利用变压器，设计成一大一小比较合适，且容量比不超过3:1即可。

4、设备选择

4．1主变压器

应选用S9节能型，有条件的可采用干式，以减少占地面积。

4．2断路器

应采用小型化、保护性能好、价格便宜的新型产品。

(1)主变进线断路器:

如果是35kV专线且只有一台主变，选用35kV负荷隔离开关，作为断开主变的操作用，并有明显断开点，主变保护则由上级变电所的出线保护来实现。

如果T接在公用线上或有两台主变运行，考虑到主变的故障不至于影响35kV线路的正常运行，或一台主变的故障不影响另一台主变的运行，则应选用断路器带保护的设备。这些设备其优点是既有保护功能，又能避免变压器的缺相运行，当然在选择此类断路器时，应作好短路电流的计算，使断路器的转移电流大于切断处的短路电流，以保证断路器的可靠动作。

(2)10kV出线断路器:

作为小型所，10kV断路器一般采用重合器，而微型所，10kV出线距离相对较短，因而故障机率很小。另外，一般也没有大分支，用不着与分段器相配合，因此采用较便宜的负荷隔离开关即可，考虑到出线仍带有配变，为防止配变缺相运行，应优先采用负荷隔离开关-熔断器组合电器，这是区别于小型所又一特点。

4．3所用电

有两种设计方法，一是设在35kV侧，二是在10kV侧，因35kV所变最小为50kVA，对于微型所来说显然是个浪费，而用S9-10/10-20，投资必然小得多，并可满足照明和维护用电的需要，但这样，正如单台110kV变电所无110/0.4kV的所变一样，无法做高压侧的交接和定期试验，如果在10kV出线上引入邻近电源，问题就迎刃而解，而且提高了该所的供电可靠性。

4．4计量装置

如果是专用线路，可在上一级变电所内计量，如果是T接线路，需加专用的计量装置，为减少设备，缩小空间，可在35kV侧加高压TA、TV组合电器。

4．5保护配置

35kV、10kV皆采用熔断器保护，其原则是，保护动作时间：10kV在前，35kV在后，上一级变电所最后。

4．6主结线

结线力求简单清晰，环节少，先进实用，免维护，便于操作，安全可靠。如果是T接在35kV干线上，则应加计量装置和熔断器(如图虚线所示)。在主变故障时，不至于影响35kV干线的运行。熔断器的采用有四种形式：一是负荷开关加熔断器；二是带撞针的负荷隔离开关-熔断器组合电器；三是带行程开关的跌落开关配负荷开关；四是装K型熔丝的跌落开关。其中四，投资最少，只是可能引起主变的非全相运行。

双主变的结线形式，如果是专用线则可省去计量箱。为运行灵活，安全可靠，主变高低压侧皆应加负荷开关、熔断器，选择方法可参照上面的说明。

两种结线形式皆为单母线不分段，10kV断路设备采用国产成熟的负荷隔离开关-熔断器组合电器，价格便宜，安装方便。如果用所变监视电压，也可用其他形式的放电装置取代TV，以减少投资。主变10kV侧加单相TA可监视主变的负载情况。

6、经济效益

投资效益:微型所由于结线简单、设备少、价格便宜，因此投资必然少，例如一台3150kVA的变压器，四路出线，采用室内安装方式，面积在100m2左右，投资50万足够，比起小型所可节约投资50%，用户极易接受。

线损效益:若采用10kV供电，其损耗包括10kV主干线损耗、支线损耗、配变损耗，而采用35kV微型所，其损耗等于35kV干线线损+主变损耗+支线损耗+配变损耗，后两项是相同的，只做前面的比较。由于用同样截面导线输送同等容量，其损耗35kV是10kV的1/1225，损耗将明显降低，比如3150kVA主变若按满载运行，采用95m2导线，线路长5km，一年可节约线损108万kW·h，按0.65元/kW·h算，一年可节约70万元，常年累月，其效益是十分可观的。如果再算上按10kV供电时主变的损耗，效益就更明显。

7、综合评价:

小型所由于设计新颖而广泛采用，而微型所比小型所设备更少，投资更省，效益更高，且安全可靠。笔者认为更应逐步推广，只是35kV负荷隔离开关-熔断器组应进一步国产化，及时开发(例如室外带破冰的撞针，50～100A的熔断器)，以适应电力发展的需求