厂用变35kV变电所高低压一次设计选型

厂用变35kV变电所高低压一次设计选型

高介岑

（浙江新能量科技有限公司，浙江 杭州）

为保证福莱特光伏玻璃集团（以下简称福莱特）生产项目的正常供电需要，需设计一座二类以上的降压站，低压侧位10kV供熔窑、锡槽、退火、冷端、NH站、原料、公用工程、办公及生活用电， I类负荷均采用UPS不间断电源供电，II类负荷为辅助主线生产用点约占39%，其余负荷定位III类负荷。

距福莱特约5公里处有一座220kV（220/110/35kV）大德变电站，其电源引自两个发电站，根据福莱特的生产工艺要求，在正常生产过程中要求供电稳定（双回路失电不超过30分钟），否则会对生产造成重大影响，为此考虑单回路进线线路故障或检修时，由另一回路供电的运行方式。根据国家节能减排的倡导福莱特还设计2台余热发电机。2回柴油机10kV进线并入低压侧10kV母线。从供电可靠性与经济性几容量来考虑，因此设计由220kV大德变架空线路2回35kV线路向福莱特建的35kV变电站供电。

该变电站位于福莱特厂区中心，地势平坦地质结构简单，无洪水威胁的室内变电站。变电站内室内温度不超过36℃，最低温度不低于-5℃。主导风向为东南风，最大24m/s,地震裂度为7度。

福莱特变电站10kV I、II母线上各出线均采用10kV电缆供电，各出线终端变压器设计负荷如表1所示：

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

出线名称 I段TM11 I段TM12 I段TM13 I段TM14 II段TM21 II段TM22 II段TM23 II段TM24 I段TM15 II段TM25 I段TM16 II段TM26 II段TM27 负荷设备 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 干式变压器 油浸式变压器 空压机 干式变压器 负荷额定容量/kVA 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1600 2500 2500 1600 630 2000 负荷分类 II类 II类 I类 I类 II类 II类 I类 I类 III类 III类 III类 III类 II类 备注 熔化变 熔化变 锡退变 锡退变 熔化变 熔化变 锡退变 锡退变 公用变 公用变 氢站整流变 深工边 电气主接线图选型参考

变电站高压侧的定型

根据上级220kV大德变可选择110kV、35kV两个高压等级，从总体费用及负荷定位考虑,福莱特选择了35kV这一电压等级，大德变为两台220/110/35kV主变和一台备变，固放弃110kV。35kV开关有落地式高压真空开关和固定式高

压SF6开关可以选择，落地式高压真空开关为空气绝缘高压柜，体积较大，维护和使用技术较为成熟，选择这类设备的比较多；固定式高压SF6开关为充气式高压柜，体积较小，不怕潮湿，结构复杂，维护成本和设备成本高，要加装SF6监测仪，运行复杂。固福莱特选择了落地式高压真空开关。

结合福莱特项目及上级220kV大德变的条件，福莱特变35kV侧主接线方式考虑以下几种方案：

方案1采用单母线接线，如图1所示。

图1

采用单母线接线的特点：只有一条汇流母线处于电源进线和出线之间，变压器的电源回路（进线）通过一组开关电器并接于母线上，向母线汇集电能；所有出线（馈线）由一组开关电器连接在母线上，将功率输出，各出线回路输出功率不一定相等，但应尽可能使负荷均衡分配在母线上，以减少功率在母线上的传输。在每一出线回路中，断路器母线侧应配置隔离开关，称为母线侧隔离开关；出线侧配置的隔离开关，称线路侧隔离开关。若出线对侧没有电源，则断路器出线侧可不加隔离开关。因隔离开关的投资不大，也可加装，以防止过电压的侵入（多应用于小电阻接地系统），更加安全。电源回路中，断路器母线侧隔离开关。对于断路器变压器侧的隔离开关的加装，应根据该回路停电后是否需隔离电源来确定。

单母线接线优点是接线简单清晰、设备少、投资少、运行操作方便，且有利于扩建。缺点供是母线和母线侧隔离开关检修期间和短路时，会造成整个配电装置停电；出线回路断路器检修时，该回路要停电。

方案2单母线分段接线，如图2所示为外桥，如图3所示为内桥

图2 图3

单母线分段接线特点：母线按电源的数目和功率、电网的接线及运行方式分段，通常以2～3段为宜，段数分得越多，故障时的停电范围越小，但使用断路器的数量也越多，配电装置和运行也越复杂。采用双回路供电线路引接于不同的分段上，由两个电源供电，以提高供电的可靠性和灵活性。

单母分段接线的优点：母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，非故障段仍可继续运行，相比单母接线，缩小了母线故障的影响范围；对双回路重要用户，将双回线路分别接于不同的分段上，以保证对重要用户的供电。缺点：当一段母线故障或检修时，将使该母线段电源、出线全部停电，减少了系统的用电量，该段单回出线变压器停电；使用固定式断路器时任一出线断路器检修时，该回路必须停电。

方案3双母线接线，如图4所示

图4

双母线接线的特点：在电源进线和出线之间设置两条母线W1、W2，每一回设一台断路器，通过两组母线侧隔离开关分别与两母线连接，两组母线之间通过一母线联络断路器。

双母线接线的优点：采用一条母线工作，另一母线可实现不停电检修；任一回路母线隔离开关检修时，通过倒母线使该回路单独在备用母线上停电检修；母线故障时，所有回路能迅速切换到非故障母线上运行；在特殊情况下，可将个别回路接在备用母线上单独工作或试验；总之双母线接线具有运行方式比较灵活、可靠性较高、便于扩建等。缺点：设备隔离开关增多，配电装置布置复杂，投资和占地面积增大；当进行倒母线操作时，隔离开关作为带电操作电器，易出现误操作，为此在隔离开关和断路器之间需加装闭锁装置；当母线故障时，需短时切换较多电源和负荷；当检修出线断路器时，该回路仍会停电。

小结

根据上级220kV大德变给福莱特两回35kV出线可采用以上几种接线方式。考虑到福莱特生产需要，母线和母线侧隔离开关检修期间和短路时，会造成整个配电装置停电，排除选择单母线接线。对于一个企业来说控制成本是关键，能够有另一种方法代替也能取得同样的效果，双母线接线固然是好，但由于成本高，对于能够熟练掌握双母线接线电气操作人员（除电网公司和发电企业）比较少，这种接线容易使人误操作，排除选择双母线接线。现在可选择的只有单母分段，单母分段分为内、外桥，一般我们常见的35k V变压器都装有差动保护为变压器保护之一。单母分段内桥接线有3个断路器，变压器启、停时要考虑母分断路器，操作复杂，变压器的差动保护此时也相当于母线差动保护，使得二次维护复杂，35kV高压断路器的成本不是很高。单母分段外桥接线相对于单母分段内桥接线，单母分段外桥的运行方便、可靠性高、灵活性高的特点福莱特选择了单母分段外桥。

变电站低压侧的定型

为了全面落实国家的节能减排的政策，福莱特利用熔窑的余温，在厂区内建立了余热发电站（6MW×2）。由于福莱特两回进线均来源于220kV大德变考虑大德变停电时，决定增加柴油发电机（1600kW×8）。 方案1单母线分段外桥接线，如图5所示