农网110kV变电所的优化设计

1　变电所设备尽量无油化 

近些年来，变电所采用无人值班模式，设备水平的无油化、免维护是变电所设计时必须考虑的问题。为增进农网变电所运行可靠性，农网变电所设计也应坚持这一原则。 

在农网110kV变电所的设计中，110kV配电装置采用户外布置，110kV电气设备为SF6断路器；35kV及10kV配电装置户内布置，35kV采用GBC开关柜，内装真空断路器；10kV采用金属铠装封闭中置式开关柜，内装VSI(或VD4)真空断路器。开关柜与10kV电容器组、接地所内变之间以高压交联聚乙烯电缆连接。控制电缆采用C类阻燃。而主变压器、电容器、110kV电流互感器、户外所内接地变和消弧线圈可以采用常规油设备。 

2　优化接线及布置，减少变电所占地面积 

以前，农网变电所的建设规模110kV均采用内桥接线，所内安装两台三线圈或两线圈变压器。但是，随着负荷的增长，变电所往往需要增加容量，由于没有预留扩建余地，就需要新建变电所。为此，在变电所占地尽可能小的情况下，考虑新建变电所的设计。在负荷中心区的新建变电所采用简化扩大桥接线，即110kV电源进线两回，两个桥断路器，所内安装三台变压器，变压器容量3×50MVA，其中两台三线圈变压器，一台两线圈变压器。35kV采用单母线分段接线，10kV采用单母线三分段接线。如图1所示。由于1#和3#主变压器带35kV负荷，因此，在一台变压器故障时，故障变电所负荷可以通过健全主变压器的35kV和10kV一起均分。如果1#主变压器故障，其35kV负荷倒向3#主变压器供电，10kV负荷由2#主变压器供电。如果2#主变压器故障，其10kV负荷可由1#(或3#)主变压器供电，此时，若1#(或3#)主变压器负荷过重，可将其35kV负荷倒向3#(或1#)主变压器供电。 

而在开发区的新建变电所，由于负荷密度不大，仍采用内桥接线，110kV电源进线两回，所内安装两台三线圈或两线圈变压器，变压器容量2×50MVA。35kV和10kV均采用单母线分段接线。 

《农村电力网规划设计导则》中，农网低压负荷已考虑无功补偿，所内仅补偿变压器的损耗。经与部分郊区县联系，调查得知目前低压已进行了有效无功补偿，35kV～110kV变电所的无功配置可以采用就地补偿的原则。 

110kV配电装置、主变压器、电容器及35kV消弧线圈布置于户外。35kV及10kV配电装置、所内接地变及消弧线圈、主控室均布置于户内。35kV单列布置，10kV采用双列布置，与变压器之间均采用母线桥连接。10kV配电装置下设电缆夹层。 

附属房间设会议室、料具间、警卫室、厨房及厕所。 

3　采用综合自动化，优化变电所设计 

国内变电所自动化发展进程分为三个阶段。第一阶段由集中配屏以装置为核心的方式，向分散下放到开关柜以系统为核心的方式发展；第二阶段由单一功能、相互独立向多功能、一体化过渡；第三阶段由传统的一次、二次设备相对分立向相互融合方式发展。变电所综合自动化就是在第二阶段。 

可见，变电所采用综合自动化是必然的。但是，由于北京供电的特殊性，城市变电所的自动化设计大部分还处于第一阶段。10kV微机保护分散安装在10kV开关柜上，后台监控系统、110kV自投盘、10kV自投盘、主变微机保护、电能表盘、所内盘、直流盘、RTU消防控制及通风控制均置于主控室。设备分别招标，使变压器保护和10kV保护厂家都很少一致。而对于农网变电所，这种特殊性就不存在了。设计中可采用综合自动化，当地设监控系统、110kV自投盘、10kV自投盘、主变保护和10kV保护可采用同一厂家的设备，这样，就简化变电所二次接线，优化了变电所设计。 

4　通信设施并入主控室 

现在变电所均设有单独的30m2左右的通信机房，内装蓄电池、数字配线架、光端设备。对于农网所，可以借鉴外省市已有的经验，取消通信机房，将蓄电池、光配线架、光端设备组成一面光纤通信屏置于主控室内。在某个变电所可试点采用逆变电源方式，即与变电所合用蓄电池。对于无线扩频通信和一点多址微波通信方式，室外需装设微波塔，其它设备安装在主控室内。 

5　简化附属设备，降低不必要的投资 

配电网构成多以架空线路为主，单相接地故障比重很大。中性点不接地和经消弧线圈接地的系统，单相接地故障的接地电流很小，大多数瞬时性单相接地故障的故障电流电弧能自行熄灭，系统能恢复正常运行，即使是金属性单相接地或单相接地电弧不能自熄，由于单相接地故障不影响电压的三相平衡，为了能继续向用户供电，允许带故障运行1～2h，以查找并切除故障线路。因此，农网35kV和10kV系统采用中性点不接地和经消弧线圈接地的运行方式。由于大部分农网变电所的出线电缆短，线路充电电流小，一期工程大部分不装35kV和10kV消弧线圈，考虑负荷发展的余地，只预留安装位置。部分安装10kV消弧线圈的变电所也不考虑自动调谐装置。 

另外，农网110kV变电所采用一套直流系统。不需使用两套直流系统。 

6　小结 

总之，农网变电所通过合理的接线、设备无油化、布置的紧凑以及综合自动化技术，并将通信设施并入主控室，简化所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，降低投资的目的。 

夏泉 北京供电设计院 (100031)