10kV箱式開關(guān)站在網(wǎng)改中的應(yīng)用-設(shè)計應(yīng)用

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1箱式開關(guān)站簡介

10kV無人值班箱式開關(guān)站(有些廠家又稱箱式變電站)是指將包括開關(guān)設(shè)備、站用變壓器等在內(nèi)的高壓系統(tǒng)和包括直流電源、控制、保護、計量、遠動等在內(nèi)的二次系統(tǒng)以及相應(yīng)的內(nèi)部連接線均用外殼封閉起來，預(yù)裝到一個防潮、防塵、防火、隔熱的鋼結(jié)構(gòu)箱殼內(nèi)，從而組成一種全封閉、可移動的箱型成套開關(guān)設(shè)備。作為一種適應(yīng)兩網(wǎng)改造推出的新產(chǎn)品，它符合農(nóng)網(wǎng)變電所"小容量、密布點、短半徑"的建設(shè)原則和"戶外化、小型化、造價低、安全可靠、技術(shù)先進"的發(fā)展方向，因而深受各部門青睞，近年來在農(nóng)網(wǎng)改造中獲得了廣泛的應(yīng)用。

縣級供電企業(yè)農(nóng)網(wǎng)改造用于高壓工程的投資十分緊缺，為在不減小工程規(guī)模的前提下，加快工程進度、降低工程成本選用箱式開關(guān)站就是一個很好的辦法。目前我局已投運的箱式開關(guān)站10個，它們提高了農(nóng)網(wǎng)的綜合自動化水平，為逐步實現(xiàn)變電所的無人值班打下了基礎(chǔ)。但是，在應(yīng)用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，現(xiàn)在結(jié)合這些工程中出現(xiàn)的問題，談一點設(shè)計體會。

2部分箱式開關(guān)站存在的缺陷

截止2001年底，已有10個35kV變電所的箱式開關(guān)站投運。

以上箱式開關(guān)站中，幾乎每一個開關(guān)站都是由不同的廠家生產(chǎn)的。各個開關(guān)站名稱、規(guī)格、型號不盡相同，如有些廠家稱之為"智能型箱式開關(guān)站"；也有一些廠家稱之為"預(yù)裝式高壓成套開關(guān)柜"；還有一些廠家稱之為"箱式變電站"或簡稱"箱變"。由于各個供貨廠家的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力參差不齊，所提供的設(shè)備質(zhì)量差異也較大。部分產(chǎn)品存在或多或少的缺陷，有些小廠家甚至在中標后不能生產(chǎn)出符合要求的設(shè)備，轉(zhuǎn)包給其他廠家生產(chǎn)。綜合起來，筆者發(fā)現(xiàn)如下問題：

2.1環(huán)境測控系統(tǒng)不完善

箱式開關(guān)站本身的結(jié)構(gòu)決定了箱體內(nèi)電氣設(shè)備通風(fēng)散熱條件差的缺點。為了改善箱內(nèi)設(shè)備的運行條件，適應(yīng)一年四季的工作環(huán)境，必須給開關(guān)站配置包括加熱器、凝露控制器、去濕調(diào)溫功能空調(diào)機等在內(nèi)的完善的環(huán)境測控系統(tǒng)，使無人值班的開關(guān)站能自動調(diào)節(jié)環(huán)境條件，將箱內(nèi)溫度控制在合乎要求的范圍之內(nèi)；同時，當(dāng)環(huán)境參數(shù)越，相關(guān)設(shè)備能自動啟動，可以將信號上傳到調(diào)度，調(diào)度人員能隨時掌握開關(guān)站的運行狀態(tài)。這些環(huán)境測控裝置對于開關(guān)站的安全穩(wěn)定運行具有重要的作用，然而部分供貨廠家對此卻不重視。有的箱式開關(guān)站，由于內(nèi)部沒有設(shè)置空調(diào)，僅在頂板上安裝了幾臺排風(fēng)扇用以通風(fēng)散熱，安裝完工后，夏天開關(guān)站在太陽暴曬下，箱體內(nèi)溫度遠遠高于正常情況下的溫度，這給箱體內(nèi)設(shè)備帶來了惡劣的運行環(huán)境，不僅會縮短設(shè)備的使用壽命，降低其可靠性，而且還給運行維護帶來了麻煩：巡視檢修人員進入開關(guān)站猶如進入蒸籠。此外，由于忽略了凝露控制器，外界溫度急劇變化時在箱體內(nèi)產(chǎn)生凝露，對設(shè)備也會造成不良影響。這些問題在相關(guān)部門的協(xié)調(diào)下得到了解決，但也影響了工程的施工進度。

2.2電容間隔存在安全隱患

選用10kV箱式開關(guān)站的35kV變電所絕大多數(shù)位于農(nóng)村電網(wǎng)的末端，為了提高功率因素，降低電網(wǎng)損耗，一般都要求開關(guān)站配置Y形接線的密集型并聯(lián)電容器作為無功補償裝置。目前多數(shù)廠家配置的是密集式電容器；其抗擊穿性強；但是采用的仍然是液體浸漬劑作為絕緣油，事故率較高，有發(fā)生電容器爆炸的危險，與開關(guān)站內(nèi)其他設(shè)備全部無油化不配套。另外，還有少數(shù)廠家以電壓互感器代替專用放電線圈供電容器斷電時放電之用，不能迅速、有效地將電容器上的剩余電壓降至安全值，不符合規(guī)程的要求，這些都成為開關(guān)站的安全隱患。為了根除這些"安全殺手"，建議選用新型干式無功補償電容，配置電容專用放電線圈，單獨放置在開關(guān)站內(nèi)一個具有防爆功能的加強型間隔內(nèi)。

2.3箱體外殼不盡人意

一般來講，箱式開關(guān)站外殼防護等級不得低于IP2X，除了達到電氣五防要求外，還應(yīng)該具備防雨、防潮、防銹、防火、隔熱的功能。為了達到這些目的，開關(guān)站的外觀將頂板設(shè)計成為"人"字狀，采用整體式金屬框架結(jié)構(gòu)，外露支柱部分及底座部分采用防銹工藝處理，外涂防腐性能良好的裝飾性面漆；內(nèi)部為金屬板件結(jié)構(gòu)，并為各個主要元件焊接有可靠的接地裝置；箱體設(shè)置采用新型復(fù)合材料有隔熱功能的夾層。部分廠家只注意箱內(nèi)電氣設(shè)備，而對箱體外殼沒有給予應(yīng)有的重視，雨天沒有相應(yīng)的排水措施，結(jié)果頂部經(jīng)常積水，不能排盡。后在箱體壁板上安裝了從頂部平臺引下來的排水管，才解決了這一問題。

3箱式開關(guān)站的設(shè)計原則及注意事項

為了盡量將產(chǎn)品缺陷消滅在出廠之前，讓產(chǎn)品符合要求，使用部門應(yīng)與廠家通力合作，將當(dāng)?shù)毓╇娤到y(tǒng)的詳細資料提供給廠家，以便廠家在生產(chǎn)時加以綜合考慮。

在我局選用箱式開關(guān)站的均為各縣(市)級供電企業(yè)的35kV變電所，各個變電所的總體規(guī)模大同小異，基本情況如下：35kV部分為單母線接線，一般終期規(guī)模有2回35kV進出線。變壓器為"一控一"運行方式，均采用35kV真空或SF6斷路器控制。變壓器終期規(guī)模2臺，單臺容量都在5000kVA以下。10kV部分均采用單母線接線，一般饋線4～5回，電容器1組，電壓互感器1組?？紤]到上述實際情況，結(jié)合對具體工程所總結(jié)的經(jīng)驗，筆者認為，設(shè)計10kV箱式開關(guān)站時應(yīng)該把握好以下幾個方面：

3.110kV部分可不設(shè)站變

考慮到35kV變電所規(guī)劃，終將實現(xiàn)雙回路"手拉手"環(huán)網(wǎng)供電的模式，安裝在35kV電源進線或35kV母線上的直配變已經(jīng)能夠滿足站內(nèi)用電可靠性及容量的需要。因此，箱式開關(guān)站內(nèi)10kV部分可不設(shè)站用變，這樣不但可以節(jié)約資金，還可以減少開關(guān)站的占地面積和體積，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。

3.2隔離開關(guān)宜選用帶接地刀閘型

為了便于柜后檢修，箱式開關(guān)站每一個間隔后部均有可以打開的外門，并且四周設(shè)置有檢修平臺。但是由于間隔后部空間均很狹小，檢修時臨時掛接地線較困難?？紤]到方便施工及檢修的需要，為確保人員安全，10kV隔離開關(guān)宜選用帶接地刀閘型產(chǎn)品，推薦采用雙觸頭型隔離開關(guān)，它斷開時能夠形成兩個明顯的隔離斷口，是一種技術(shù)先進的新型產(chǎn)品。

3.3電流互感器宜選用多變比可調(diào)產(chǎn)品

我局10kV開關(guān)柜內(nèi)大多采用的是A、C兩相配置的單一固定變比的電流互感器。實踐證明，這種互感器存在著如下弊端：

(1)農(nóng)村電網(wǎng)負荷季節(jié)性變化很大，低負荷運行時，實際負荷電流遠遠低于電流互感器的額定電流，這將影響計量的精度，導(dǎo)致計量不準確；

(2)A、C兩相式電流互感器不能與接地選線裝置配合，實現(xiàn)不了10kV線路的接地選線功能，不利于對故障線路的準確查找。

(3)隨著經(jīng)濟的發(fā)展及供電區(qū)域用電負荷的不斷增長，電流互感器的實際負荷電流終究會超過額定電流，原有互感器將不能滿足要求，必須更新為更大變比的新互感器，這不僅會造成停電損失，而且也增大了生產(chǎn)成本。為了克服這些弊端，建議箱式開關(guān)站在10kV進出線的A、B、C三相均配置多變比可調(diào)的電流互感器，如新型環(huán)氧澆注式復(fù)比型系列產(chǎn)品，可以做到三個電流比任意可調(diào)，如100、200、300/5A；也可做到0.2/0.5/10P，10個準確等級(為了適應(yīng)農(nóng)網(wǎng)寬負荷準確計量的要求，計量繞組也可以做成0.2S級)。部分廠家還將計量、監(jiān)控采用中心抽頭結(jié)構(gòu)，而保護繞組不采用中心抽頭式，從而實現(xiàn)小電流比計量、監(jiān)控，大電流比保護的目的，提高了計量精度，增大了保護范圍。

3.410kV斷路器選擇應(yīng)優(yōu)先考慮典型配置

關(guān)于10kV斷路器，推薦選用機構(gòu)與斷路器一體化新型產(chǎn)品，該斷路器能拉到維護走廊進行檢修或更換；機構(gòu)