浅析变电站的建设思路及材料选择

摘要：简要介绍公用变电站的选址、面积和设备的选择。

关键词：公用变电站 10kV高压设备 0.4kV低压设备一

一、概述

变电站首先要保证供电系统的安全可靠运行，同时亦要考虑社会效益、经济效益，讲求综合投资效果，在节省主要设备和原材料的同时，技术上要先进可靠，布局要经济合理。

二、变电站的作用

变电站是供电系统的重要环节，起电压变换及接受和分配电能的作用。它由变压器、高低压配电装置和附属设备组成。其类型按电压等级、供电容量、供电范围及其在系统中的作用可分为枢纽变电站、地区变电站和终端变电站。根据安装环境亦分别为户外和户内两种。

三、公用变电站的面积

根据国家电力公司《关于〈城市中低压配电网改造技术原则〉的实施情况及补充意见》：“公用变电站必须有两台配变和两个方向来的10kV电源”。所以公用变电站内需安装两台配变。根据国家和行业的相关规定，公用变电站的面积是6m×10m=60m2。

四、公用变电站内的设备选择

1、10kV高压开关设备选择10kV高压开关设备有固定式断路器柜、手车式断路器柜和环网柜。以前用断路器保护变压器，容易实现过流、瓦斯、温度保护，全面保护系统结构，供电可靠。一个开关投入和切断负荷是经常的，而短路保护则是极个别的，断路器按很少发生的短路电流设计，灭弧要求高，分合闸速度要求快，因此结构复杂，操动机构庞大，造价昂贵；负荷开关＋熔断器则是把控制和保护两功能分开，大量的、经常发生的投切负荷用负荷开关来完成，而极少发生的短路保护则由熔断器来完成。这样，可将结构复杂、价格昂贵的断路器由结构简单、价格便宜的负荷开关＋熔断器代替。且断路器柜体积较大。负荷开关的造价仅为断路器的30～50%，负荷开关＋熔断器的环网柜仅为用断路器成套开关柜体积的60%～70%。环网开关柜安装、调试方便，维护简，易于实现电网自动化管理。采用环网柜比采用断路器柜带来的综合经济效益是显著的。环网柜有真空型和SF6型。真空负荷开关由开关组装箱、隔离开关、真空开关三大部分组成。操作机构及分合闸传动、联锁机构均装于基架内，结构紧凑合理，操作简便。其具有结构紧凑，体积小、寿命长、噪音低，没有燃烧和爆炸危险，关合开断能力强、操作维护简便的特点。真空开关配有电动操作机构和储能弹簧可实现快速合分操作。但在开断容性电流及切功变时易产生过电压。真空型环网柜的占地面积是850×900mm(宽×深)。SF6型负荷开关是以SF6气体为绝缘和灭弧介质的双断口旋转型负荷开关。其动静触头密封在加固型环氧树脂制成的壳体内，体积小，机构比真空型简单，灭弧原理简单，可靠性好，成本低，免维护。而SF6型环网柜占地面积只有500×900mm(宽×深)。为少占地方故建议选用SF6型环网柜。2、变压器的选择公用变电站的变压器有油浸式和干式两类。油浸式变压器由于使用油做绝缘和冷却用，故涉及火灾、爆炸、污染的问题。干式变压器是使用环氧树脂做绝缘材料，难燃阻燃、防火、防爆且环保。公用变电站大多设在公众场所或住宅小区内，故提倡使用干式变压器。由于干式变压器的价格通常是油浸式变压器的两倍以上，故经济条件有限的话，可使用油浸式变压器。但建议使用全密闭式油浸变压器。其外壳要求完全密闭，油与外界隔绝，采用特殊方式解决油的热胀冷缩问题。具有体积小、防尘、防腐蚀，可与爆炸性气体隔离的特点，具有抗振功能。考虑供电质量和三相负荷不平衡等问题，变压器应选用连接组别为D，yn11的变压器。高压采用负荷开关＋熔断器保护变压器，由于熔断器的限制，所以变压器容量不宜超过800kVA。建议变压器型号干式为：SCB9－800/10；10±2×2.5%/0.4kV；D，yn11。油浸式为：S9－M－800/10；10±5%/0.4kV;D,yn11。3、0.4kV低压柜的选择低压柜有固定式和抽屉式两大类。抽屉式柜常用型号有：GCK，GCL，GCS等。抽屉式低压柜柜体和抽屉单元为组合装配式结构，抽屉和门及主要部件均由模具冲压加工，抽屉及其它零部件均采用镀锌和钝化处理，柜体和抽屉外形美观，抽屉单元尺寸精度高，互换性好，能安装回路数多。由于抽屉式柜深度为1000mm，造价比固定式低压柜高10%～20%。如果经济条件好的地方可选用。另一种方式是开关选用抽屉式，柜体选用固定式的低压柜。现在固定低压柜柜型有两种：PGL和GGD。因为GGD型低压柜防护等级高，达到IP30，考虑长远安全运行，应选用GGD型低压柜。4、低压断路器低压断路器现在有两类：框架式和塑壳型。框架式低压断路器分二个档次。一般型：带有三段保护特性，具有选择性保护功能，正面手柄操作，可固定式、抽出式安装，分断能力较高，价格便宜。如DW15和DW17、AH、AE等。高性能型。带各种保护功能脱扣器，包括智能化脱扣器，可实现计算机网络通信，分断能力高，零飞弧、小型化，附件齐全，结构模块化，采用整体框塑结构，外形美观。如DW45、AE－SS、M、F等。塑壳开关总体上具有小型化、高分断、多功能、模块化、附件齐全等特点。产品有施耐德公司的NS系列；ABB公司的S系列；国产的S系列。由于近年发展，国产在3200A及以下的断路器已和国外的产品性能相接近，从经济角度考虑，应优先选用国产断路器。用DW45做主开关，S系列做出线开关。根据供电范围和停电影响面，建议出线开关不大于400A。5、电缆正确选用配电线路的导线截面和长度，可降低有色金属用量，减少线路损耗，保证供电电压质量。对于变电站的10kV进线电缆，其通常供电半径不超过2公里。公用变电站是环网供电，考虑动热稳定因素，10kV进线电缆的截面为300mm2。1kV以下的动力和照明线路，虽然输送距离不太远，但因负荷电流较大，必须按允许电压损失来选择导线截面，还应按短路时的热稳定来校验。变电站应从出线开关引截面较大的低压电缆做主干线，然后支线根据负荷到主干线距离的长短来计算导线的截面。目前城市的220/380V低压配电网络是架空网络和电缆网络相结合的混合网络。使用架空线路，有施工方便、投资小的优势。

五、结束语

目前，随着城网改造力度的加大，一大批外形美观技术先进的公用变电站应运而生，由于其内部设备改型的可塑性大，随时可根据现代化居民小区环境的变化作出相应同步的技术改造。

参考文献:

1]朱向东《谈城市居住小区供电详细规则》，建筑电气2001年第3期13页

[2]曾庆赣《干式变压器的特点及工程设计选型》，建筑电气2001年第1期4页