摘要:由于农村用电负荷小,面积广,根据有关资料推荐,当负荷密度在10-20kW/km2围时,35kV/10kV供电方式的经济供电半径为10-15km,相配套的35kV线路输送容量为2000-1 0000kw,输送距离为20-50km,10kV线路输送容量20-2000kW ,输送距离为6-20km。因此,35kV变电站适合于农村电力网建设,尽管现在在用电量大的城市和经济发达的沿海城市已不再新建35kV变电站,甚至旧的35kV变电站也升压改造成110kV变电站或10kV开关站,然而,35kV/10kV供电方式在广大的农村地区仍将长期存在,35kV变电站将长期使用。
关键词:35kV;变电站;总体设计;智能化研究
1 常见的常规35kV变电站设计
35kV高压配电装置,采用户外装置,断路器选用DW12一35户外多油断路器,10kV
高压配电装置采用户内装置,选用GG-lA(F)高压开关柜,配SN10-10少油断路器或ZN-10户内高压真空断路器,继电保护屏和控制屏均选用PK型,继电保护采用电磁式继电器。
这种设计方案最突出的问题是设备落后,结构不够合理,占地多,投资大,损耗高,效率低,尤其是在一次开关和二次设备选型问题上,基本停留在50-60年代的水平,现在正在逐步被新的设计方案所代替,但是,由于其运行可靠,安装、运行、维护、检修技术力量较容易解决,今后在技术力量相对薄弱的偏远山区的县、乡镇35kV变电站仍将长期采用。
2 当前35KV变电站存在问题
35KV变电站较多地应用于经济不是很发达的中小型城镇或乡村地区,基于种种因素往往该区域范围的变配电系统存在技术、管理上的滞后性。主要体现在:专业性技术人员匮乏,在实际工作中出现误操造成设备损坏的可能性大;设备相对比较落后、变配电系统运行过程中缺乏维修和检查,加速了设备的老化,影响变配电设备功能性的正常发挥。同时35KV变电站覆盖的区域广,而变电站点较少,输电线路半径过长,存在线路损耗较大等问题。在此情况下,为了满足该区域范围用电需求的基础上,我们需要从技术性、经济性及安全性角度等全面地对变电站进行优化设计,以降低变电站运营成本,使变电站安全、稳定运行。
3 35kV变电站智能化优化方案分析
3.1 IEC61850 通信标准的应用
IEC61850 通信标准的应用, 其目的是使 35kV 变电站在智能化改造中实现通信的标准化、规范化、统一化,达到良好的信息共享的效果。 IEC61850 通信标准的应用,为 35kV 变电站智能化系统提供了统一的运行协议、 完善的数据模型以及兼容的线路接口,这些都帮助 35kV 变电站在数据交换方面达到了无缝衔接的效果, 为不同厂家所生产的产品的协同操作创造了良好前提。 IEC61850 标准,其基于网络通信平台的变电站自动化系统目前形成的唯一的国际标准, 有效实现了规范变电站智能电子设备之间的通信标准、通信方式、通信衔接的目的,其所体现出的开放性、共享性、便利性、协同性以及完整性, 给予了现代 35kV 变电站智能化改造以强大的支持,结合其具有的分层结构、自我描述功能,更加使得现代 35kV 变电站的智能化改造可以顺利开展。 基于其所具有的监控、继电保护功能,从技术层面保障了 35kV 变电站智能化改造可以取得的良好效果。
3.2 电子互感器的应用
在当前的电力系统中, 电子互感器具备了常规互感器的全部功能,并突显出其较大的技术优势,具有良好的绝缘能力和暂态能力。 电子互感器不存在铁芯,因而没有铁芯饱和的问题,这保证了其良好的暂态性能,对于故障判断的准确度得到显著提升,进而为电网的稳定运行提供了可靠保证。 电子互感器无法形成电磁谐振的条件,因而抗电磁干扰的能力很强。 电子互感器高压侧和低压侧之间的信号传输采用了玻璃纤维,在保证信号传输质量的基础上,确保了良好的绝缘性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 电子互感器可以在 35kV 变电站智能化系统中,直接将数字信号输送给计量和保护装置,使二次设备进行快速的系统集成,提升了变电站智能化和自动化的程度, 并可以有效满足测量和保护的视觉需求, 具有较强的应用和开发潜力。 电子互感器在35kV 变电站智能化改造中的应用,避免了运动件磨损较大的问题,提升了机械寿命,并可以通过自动化反应,实现自适应重合闸的操作,减少了灭弧室的损坏。
3.3 在线监测技术的应用
随着科技的发展进步,在线监测技术的出现,对35kV变电站智能化改造提供了很强的助力。在线检测技术的应用,使得35kV变电站中的自动化系统对于GIS、变压器、CT、PT等高压设备运行状态的监测更加有效可靠。借助状态监测单元,可以实现对于变压器油色谱、GIS/PASS等组合式电器的放电情况、介质损耗、开关设备等的状态监测,并对监测结果进行快速诊断、分析、评估,得到监测结论,迅速确认是否应当对相应的设备进行停电检修。在线监测技术的应用,使得35kV变电站的自动检测功能更加强大,监测效果更加实时、全面、准确、有效,有效避免了设备故障的出现对线路造成损害,并为配电线路的完善和改造提供了完善的监测数据支持。在当前的35kV变电站智能化改造当中,在线监测技术的良好应用已经成为了必然选择。
4 35kV变电站智能化发展前景
4.1断路器设备集成
数字化变电站的发展趋势是一次设备和二次系统的集成,目前正在研究的户外高压设备的集成主要有:量测互感器与断路器的集成、智能断路器、智能断路器系统,也有将避雷器装在隔离开关支持绝缘子内的集成等等。
4.2紧凑型结构布置
非常规互感器应用于高压变电站时,一般要组合到断路器或其他高压设备中,共用支持绝缘子。因此,可减少变电站占地面积及其基础工程、单独设备安装工程等。使用紧凑型断路器和智能开关设备系统使设备结构紧凑,进一步减少了设备的占地面积和安装调试费用。非常规互感器通过少量光纤与二次设备连接,可使电缆沟和电缆大为减少。
4.3智能开关设备系统
非常规互感器、在线诊断用传感器与断路器及其开关数字控制装置组合在一起构成智能断路器,并可将间隔内的隔离开关、接地开关等一次设备及其相应控制装置有机地组合和集成到智能断路器内。智能断路器和智能幵关设备系统除了满足常规设备的原有功能外,还能按电压波形控制合闹角,按最佳灭弧时间开断,减少操作过电压,延长设备使用寿命;实现间隔内自动闭锁和“五防”,保证设备和人身安全;实现当地自动重合闸;实现自动设备在线诊断和监视,当出现设备缺陷时发报警信号。
4.4建立新的信息同步机制
对于数字化变电站,非常规互感器对于电流电压的采样要达到每秒数千次,一经采样便可为站内的各个装置所共享。无论控制保护还是计量的计算处理均要求高精度同步或同时的时间定标,以避免相位和幅值产生误差。因此,未来采样的同步时间必须发展达到纳秒级甚至更高的要求。
结束语
综上,35KV变电站是我国中小城镇及农村地区供电体系的重要组成部分,为了能够在保证这些区域用电需求的基础上,还需从经济性、技术性等角度上对变电站设计方案进行优化设计。本文介绍了几种35KV变电站设计方案,望能够起到抛砖引玉作用,使更多的变电站专业人士加入到35KV变电站设计研究工作中。
参考文献
[1]刘锦明,试议小型化35kV变电站的设计川中小企业管理与科技(下旬刊),2013.
[2]齐又超,郭俊杰,杨振华几种35kV变电站设计方案优化的分析田电源技术应用,2013.
[3]谢又平,数字化变电站的设计与运行所面临的问题探讨[f11中国高新技术企业,2013.
论文作者:邵萍萍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/10
标签:变电站论文; 设备论文; 互感器论文; 断路器论文; 在线论文; 高压论文; 智能论文; 《电力设备》2017年第34期论文;