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对35kV变电站设计的建议
该文结合安徽省近十个35 kV变电站的设计和建设，在总结了不少成功经验的基础上，就35 kV变电站的电气主接线设计及电气主设备选型、设备平面布置、变电站综合自动化等方面进行了广泛探讨，对35 kV变电站的标准化、小型化设计和建设方案提出了一些有益的建议。
关键词：变电站；电气主接线；设备平面布置；变电站综合自动化
近年来，为保证安全、优质、经济供电，更好地为地区经济服务，国家筹集了巨额资金，进行了为期三年的“城、农网”即“两网”改造工程。“两网”改造工程中，安徽省安排了多个35 kV变电站建设。根据各具体项目，在实现工期短、造价低、布局新颖、技术先进等方面进行了多种有益尝试和探讨，取得了不少成功的经验。现结合我省35 kV变电站的建设和设计，就35 kV变电站的标准化、小型化设计和建设方案进行探讨，以期取长补短，取得更好的经济效益和社会效益。1 35 kV变电站设计总则
•符合国家政策及上级技术规范、规程要求；
•满足客户对供电可靠性、电能质量的要求；
•接线清晰明了、运行操作简单、检修方便；
•投资节省、运行费用低；
•留足扩建的余地；
•防误动功能齐全，自动化水平领先，运行人员适应期短。2 主接线和主设备选择 2.1 主接线
由于经济基础较弱，安徽各地区工业性用电比例较小，农业负荷比例较大，用电最大负荷处在第三季度（长时）或大年三十（短时），二、三季度在圩区防汛抗旱期间负荷较大，且必须保证供电，因此要保持一定水准的负荷平台。设计时主接线一般分两期实施，终期按两台主变考虑。
首期工程电气主接线：35 kV变电站首期工程一般采用一条35 kV进线和一台主变，因此首期工程电气主接线宜采用线路——变压器单元接线。在布置上应对二期工程位置作预留，首期不上的断路器、隔离开关等利用瓷柱过渡跳线；根据计量管理和电网位置情况决定是否上35 kV电压母线变压器；35 kV站变可接在35 kV进线侧，若是10 kV站变，也可接在10 kV母线上；10 kV侧电气主接线采用单母线接线。
二期工程电气主接线：二期工程安装两回进线，两台主变压器的主接线。35 kV侧可采用桥形接线。对主变压器运行方式相对比较稳定，操作较少的35 kV变电站，宜采用内桥接线；对主变压器操作较多的35 kV变电站，宜采用外桥接线。桥形接线和单母线接线相比较可节省一台断路器，但操作复杂。
kV侧采用单母线接线。考虑今后城乡用电标准一体化的要求，35 kV变电站最终将实现两回进（出）线。35 kV采用双回进（出）线将会大大加大35 kV线路的造价，可折中考虑采用各35 kV变电站一主一备（即能手拉手）方式，主供线带正常负荷，事故及检修情况下启动备用线路。两电源之间配置备用电源自动投入装置（BZT）。虽然单母线接线与桥形接线相比要多用一台断路器，但目前35 kV SF6断路器已实现国产化，经济压力不是很大，操作可大大简化，尤其有利于35 kV变电站实现远方操作和无人值守。
3回以上进出线的35 kV变电站电气主接线。有些地区按区域性电网布点要求，应建设110 kV变电站，但负荷总量又不大，尚不到需建设110 kV输变电等级，而该站又处在各35 kV变电站布点的中心。此时，该中心站35 kV配电装置应考虑有3回以上进出线，35 kV母线宜采用单母线分段接线，每段母线进（出）线以2～3回为宜，其中电源进线每段母线以1回为宜，BZT装置控制分段断路器。此类接线，一期工程可以设隔离开关分段，待双电源进站时再上分段断路器。配电装置布置时如地形许可，35 kV配电装置可采用双列布置，改、扩、升压建设方便且灵活。如地形狭窄，只能单列布置。
综上所述，35 kV变电站35 kV侧电气主接线应按如下方式考虑：
•35 kV侧一进线一主变压器的变电站，宜采用线路一变压器单元接线；
•35 kV侧两进线两主变压器的变电站，宜采用单母线接线；
•35 kV侧有多路出线要求的变电站，宜采用单母线分段接线方式。kV侧主接线，一般采用一期为单母线，终期为单母线分段。对照总则，我们认为上述方式有以下优点：
•接线清晰明了、运行操作简便；
•扩建时无浪费；
•实现防误动功能简单；
•无论线路检修，还是变电设备检修，方式灵活可替代，可很好地满足用户对供电可靠性的要求；
•二次配置远方监控容易实现，不易出错。2.2 主设备选择
主变压器的选择：采用油浸、自冷、有载调压、低损耗变压器，容量为2～10 MVA为宜。设立两台主变时，其容量按1：2配置为宜；最大负荷利用小时较高者，如超过5 MVA时容量应按1：1配置。若运输条件允许，优先选用全密封变压器。
高压断路器的选择：35 kV等级优先采用SF6国产断路器，如运行经验较好的LW8系列产品。10 kV等级户内布置的断路器，优先采用机构本体一体化的真空断路器，柜体选择如金属铠装中置式，GGIA柜配VSI、VD4一体化真空断路器。10 kV等级户外布置的断路器优先采用柱上真空断路器；10 kV SF6断路器在解决压力指示表、密度继电器等易引起漏气的问题后也可选用。10 kV用于投切电容器的断路器，必须从做过型式试验的厂家中选用，真空灭弧室和机构型式必须是与型式试验相配套的产品。
高压隔离开关的选择：35 kV高压隔离开关，优先选用防污型、材质好、耐腐蚀的产品；无人值守变电站优先选用GW4型带电动机构的隔离开关。高压隔离开关配用接地开关必须选用手动操作机构。
高压熔断器的选择：高压熔断器价格不高，但要优质产品。
互感器和避雷器的选择：电压互感器优先采用干式、过励磁时呈容性的电压互感器或电容式电压互感器，避免铁磁谐振的发生。采用电容器式电压互感器时还可取消高压侧熔断器。电流互感器则应选用0.2级专用电流互感器。若造价有余地，35 kV电流互感器也应专用，否则也应选用带0.2级副线圈的电流互感器。若伏安特性等电气性能满足二次要求，保护用电流互感器可采用断路器附带的套管式电流互感器，否则须要选用独立式电流互感器。避雷器一律采用金属氧化物避雷器，户外优先选用瓷绝缘避雷器，户内优先使用合成绝缘避雷器。
高压断路器的主要技术参数概述
通常用下列参数表征高压断路器的基本工作性能：
(1)额定电压(标称电压)：它是表征断路器绝缘强度的参数，它是断路器长期工作的标准电压。为了适应电力系统工作的要求，断路器又规定了与各级额定电压相应的最高工作电压。对3—220KV各级，其最高工作电压较额定电压约高15%左右；对330KV及以上，最高工作电压较额定电压约高10%。断路器在最高工作电压下，应能长期可靠地工作。
（2）额定电流：它是表征断路器通过长期电流能力的参数，即断路器允许连续长期通过的最大电流。
（3）额定开断电流：它是表征断路器开断能力的参数。在额定电压下，断路器能保证可靠开断的最大电流，称为额定开断电流，其单位用断路器触头分离瞬间短路电流周期分量有效值的千安数表示。当断路器在低于其额定电压的电网中工作时，其开断电流可以增大。但受灭弧室机械强度的限制，开断电流有一最大值，称为极限开断电流。
（4）动稳定电流：它是表征断路器通过短时电流能力的参数，反映断路器承受短路电流电动力效应的能力。断路器在合闸状态下或关合瞬间，允许通过的电流最大峰值，称为电动稳定电流，又称为极限通过电流。断路器通过动稳定电流时，不能因电动力作用而损坏。
（5）关合电流：是表征断路器关合电流能力的参数。因为断路器在接通电路时，电路中可能预伏有短路故障，此时断路器将关合很大的短路电流。这样，一方面由于短路电流的电动力减弱了合闸的操作力，另一方面由于触头尚未接触前发生击穿而产生电弧，可能使触头熔焊，从而使断路器造成损伤。断路器能够可靠关合的电流最大峰值，称为额定关合电流。额定关合电流和动稳定电流在数值上是相等的，两者都等于额定开断电流的2.55倍。
（6）热稳定电流和热稳定电流的持续时间：执稳定电流也是表征断路器通过短时电流能力的参数，但它反映断路器承受短路电流热效应的能力。热稳定电流是指断路器处于合闸状态下，在一定的持续时间内，所允许通过电流的最大周期分量有效值，此时断路器不应因短时发热而损坏。国家标准规定：断路器的额定热稳定电流等于额定开断电流。额定热稳定电流的持续时间为2S，需要大于2S时，推荐4S。
（7）合闸时间与分闸时间：这是表征断路器操作性能的参数。各种不同类型的断路器的分、合闸时间不同，但都要求动作迅速。合闸时间是指从断路器操动机构合闸线圈接通到主触头接触这段时间，断路器的分闸时间包括固有分闸时间和熄弧时间两部分。固有分闸时间是指从操动机构分闸线圈接通到触头分离这段时间。熄弧时间是指从触头分离到各相电弧熄灭为止这段时间。所以，分闸时间也称为全分闸时间。
（8）操作循环：这也是表征断路器操作性能的指标。架空线路的短路故障大多是暂时性的，短路电流切断后，故障即迅速消失。因此，为了提高供电的可靠性和系统运行的稳定性，断路器应能承受一次或两次以上的关合、开断、或关合后立即开断的动作能力。此种按一定时间间隔进行多次分、合的操作称为操作循环。
我国规定断路器的额定操作循环如下：
自动重合闸操作循环：分——t’——合分——t——合分
非自动重合闸操作循环：分——t——合分——t——合分
其中，分——表示分闸动作；
合分——表示合闸后立即分闸的动作；
t’——无电流间隔时间，即断路器断开故障电路，从电弧熄灭起到电路重新自动接通的时间，标准时间为 0.3S或0.5S，也即重合闸动作时间。
t——为运行人员强送电时间，标准时间为180S
