２０ｋＶ电压等级配电技术论文集浅议１１０／２０ｋＶ变电站电气一次设计饶莹１，郭炜１，徐鑫乾２（１．南京电力设计研究院，江苏省南京市２１０００９；２．江苏省电力公司，江苏省南京市２１００２４）摘要：２０ｋＶ供电是江苏省公司根据本省经济社会和电网发展的新形势，解决配网发展矛盾，转变配网发展方式所做出的一项战略决策。苏州是我国最早采用２０ｋＶ电压供电的城市，在１１０／２０ｋＶ变电站设计方面具有丰富的经验。参熙苏州１１０／２０ｋＶ变电站主接线、总平面、电气设备选择等内容，结合南京地区实际情况，提出南京地区１１０／２０ｋＶ变电站电气一次设计设想。关键词：２０ｋＶ系统；主接线；总平面；电气设备电系统，１０余年来的实际运行充分验证了２０ｋＶ电压１２０ｋＶ电压等级的应用背景等级供电的优越性。但是全电缆的运行方式存在着近年来，随着江苏经济社会的快速发展，特别是一些不足，如地下管线越来越复杂，故障点查找、线路苏南地区用电负荷和用电量的急剧增长，１０ｋＶ配电的运行检修维护困难，先期投入成本也比较高。２００７系统容量小、布点密、通道多、损耗大的现状与经济快年９月２０日，我国第一条位于苏州工业园区的望江线速发展、土地资源有限之间的矛盾日渐突出。２０ｋＶ架空线正式投入运行。为适应江苏省经济社会和电网发展的新形势，提２．２２０ｋＶ供电的优点升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供２０ｋＶ电压等级供电与１０ｋＶ电压供电相比有五电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换大优势：代、优化通道”的技术改造思路，省公司决定扩大推广（１）线路供电能力成倍提高，供电半径和供电范应用２０ｋＶ电压等级供电。南京供电公司积极响应省围大大增加。２０ｋＶ与１０ｋＶ比较，设备外型体积、内公司“关于推广应用２０ｋＶ电压等级事宜的通知”（苏部构造改动幅度较小，采用相同导线，等距离输送时，电发展［２００７］１１２７号）的要求，于２００７年８月选取了每回２０ｋＶ线路送电能力是１０ｋＶ的２倍；同样满足“三江口工业园区”作为开展推广应用２０ｋＶ电压等线路末端电压质量的条件下，２０ｋＶ电压等级的合理级供电试点地区。供电半径约为１０ｋＶ的１．６倍，供电范围则扩大至ｌＯ２２０ｋＶ供电概述ｋＶ的２．５倍。（２）有效减小变电站和线路布点密度，大大节约２．１２０ｋＶ供电的应用情况土地资源占用。以南京三江口工业园区为例，若按照目前，世界上已有数十个国家和地区将２０ｋＶ电原有电网目标网架，采用１０ｋＶ供电，需设２２０ｋＶ变压等级作为中压配电网的标准电压，２０ｋＶ电压已列电站ｌ座，１１０ｋＶ变电站４座，开闭所１８座；而采用入ＩＥＣ（国际电工委员会）标准。１９９３年，我国和新加２０ｋＶ供电则仅需设１１０ｋＶ变电站２座，开闭所９座；坡在苏州合作建设的新加坡工业园区，采用２０ｋＶ全按照变电站典型设计节约投资１．４９亿元，节约土地资电缆供电方式供电。该工程于１９９６年３月正式投运。源６０００ｍ。。１０多年来，苏州供电公司在运行方面积累了丰富的经（３）节能降耗效益可观。以采用相同导线输送相验，苏州也因此成为我国最早采用２０ｋＶ电压供电的同功率电能为例，２０ｋＶ线路可降低电能损耗７５％，明城市。显改善客户端的电压质量。苏州工业园区在建设初期采用了２０ｋＶ全电缆供（４）节省建设投资。据测算，输送同等功率，浅议１１０／２０ｋＶ变电站电气一次设计１４７２０ｋＶ供电线路的有色金属耗量可减少５０％，节约建设投资约４０％。（５）用电大客户效益十分突出。可为用电容量数百千伏安到几万千伏安的客户提供灵活、经济的接入方案，供电能力和供电可靠性明显提高。３１１０／２０ｋＶ变电站电气一次设计３．１电气主接线１１０ｋＶ主接线：苏州地区以单线变组接线为主，其中１１０ｋＶ强胜变采用内桥接线＋单线变组接线方式。２０ｋＶ主接线：均为单母线分段接线方式，一般采用以下４种方式：（１）单母线三分段：用于三台变压器。（２）单母线四分段：用于三台或四台变压器的变电站。当三台变压器时，中间的变压器联接Ⅱ、Ⅲ段母线。（３）单母线六分段环形：用于三台变压器的变电站，每台变压器都联接二段母线。（４）单母线八分段环形：用于四台变压器的变电站，每台变压器都联接二段母线。３．２电气平面布置经调研，苏州地区除第一个站为户外１１０ｋＶＣＯＭＰＡＳＳ设备，其余１１０／２０ｋＶ变电站均为全户内站。以１１０ｋＶ湖东站为例，该站为三层布置，其中一层设有电缆夹层、主变室，二层设有二次设备室、２０ｋＶ配电装置室，三层设有１１０ｋＶ配电装置室（ＧＩＳ），电容器室。３．３２０ｋＶ接地方式苏州地区２０ｋＶ系统采用小电阻接地，其最大单相接地电流为６００Ａ。１９９３年江苏电科院曾就苏州地区采用小电阻接地做过专项研究，并出版了专题报告。苏州地区目前没有考虑过２０ｋＶ系统采用消弧线圈接地的运行方式，主要原因有两点：一是苏州工业园区采用新加坡模式，国外２０ｋＶ系统均为小电阻接地，现有２０ｋＶ设备绝缘水平较低，若采用消弧线圈接地，在发生单相接地故障时，设备无法承受线电压运行；二是２００７年９月前苏州工业园区采用２０ｋＶ全电缆供电方式供电，由于电缆供电可靠率高，可优先采用小电阻接地。３．４电气设备选择３．４．１主变压器主变压器采用低损耗、低噪声、低局放和高可靠性产品。１１０／２０ｋＶ主变压器采用１０型及以上、有载、自然油循环风冷或全自冷型。额定电压：１１０±８×１．２５％／２１／１０．５（稳定绕组）ｋＶ。联接组：ＹＮｙｎｏ＋ｄ１１带稳定绕组。阻抗电压按校核主变２０ｋＶ侧三相短路电流不大于２０ｋＡ进行选择，一般仉％＝１０．５。１１０／２０ｋＶ主变压器容量视供电区域负荷密度可选择：６３ＭＶＡ、８０ＭＶＡ、１００ＭＶＡ。为响应省公司“增容”思路，变电站主变一般按近期６３ＭＶＡ、远景８０ＭＶＡ或１００ＭＶＡ设计。以远景８０ＭＶＡ合体式主变考虑，苏州院将变压器室尺寸定为１０ｍ×１４ｍ。据了解，目前苏州１１０／２０ｋＶ主变均为６３ＭＶＡ。２００７年投运的变电站均为分体式主变，主变分体式布置将是今后的发展方向。３．４。２１１０ｋＶ配电装置苏州园区１１０变电站以ＧＩＳ为主，在２００６年，根据省公司指示，只新建了一座ＧＩＳ站，其余均为户内常规敞开式布置（如方洲变）。２００７年的新建站均为ＧＩＳ站。调研中发现，苏州１１０ｋＶＧＩＳ为断路器单列布置，布置比较紧凑，ＧＩＳ气管较短，有效减少了占地面积。３．４．３２０ｋＶ配电装置经调研，２０ｋＶ配电装置布置与１０ｋＶ、３５ｋＶ配电装置并无太大差异，开关柜尺寸差异较大，一般为１０００ｌｎＦ／１ｘ２２５０（２１５０，１７００）ｍｍ×２２００（２３００，２１５０）ｍｍ，断路器均采用真空断路器。目前以金属铠装移开式开关柜为主，主要生产厂家有：西门子、阿海法、华电；２００７年新建的１１０ｋＶ方洲变采用氮气柜，厂家为上海天灵；苏州目前尚未应用Ｓ晰充气柜。经了解，目前２０ｋＶ开关柜最大额定电流可达２５００Ａ。对于大容量主变的变电站，苏州设计院认为，由于受目前２０ｋＶ开关柜额定电流，主变进线优先考虑双分支开关进线方式。３．４．４无功补偿装置苏州电网的无功补偿按分层分区和就地平衡的原则进行，容性补偿采用客户端分散就地补偿与变电所集中补偿相结合的方式，以利于降低电网损耗及有效控制电压质量。无功补偿电容器组配置可分组投切的并联电容器组，电容器组可分为两组及以上，容量按主变容量的１０％～２０％进行配置，通常按１５０ｋ配置。以６３ＭＶＡ主变为例，需补偿无功容量为３０００＋６０００ｋｖａｒ，以柜式并联电容器组为主。３．４．５所用电系统站用变压器采用Ｄ，ｙｎｌｌ接线干式变压器（带风１４８二、２０ｋＶ配电主设备开发、生产与供电工程设计机、温控器和ＩＰ２０外壳），通常布置于２０ｋＶ配电装置室内，与２０ｋＶ开关柜之间采用电缆连接。３．４．６防雷接地与普通ｌ１０ｋＶ变电站无差异，以１１０ｋＶ方洲变为例：直击雷保护：变电站配电装置为全户内布置，采用屋顶避雷带防直击雷，屋顶避雷带采用一４０×４热镀锌扁钢，并用一６０×８热镀锌扁钢引下与主接地网可靠连接。过电压保护：为防止线路侵入的雷电波过电压，在１１０ｋＶ进线及２０ｋＶ每段母线上分别安装避雷器。主变压器２０ｋＶ侧引出线利用母线避雷器来保护过电压。为保护主变压器中性点绝缘，在主变１１０ｋＶ中性点装设一台避雷器及放电间隙（间隙１１０ｍｍ）。２０ｋＶ并联电容器根据有关规定装设氧化锌避雷器保护。接地：接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极，主接地网采用一６０ｘ６镀锌扁钢，垂直接地极采用５０×５０×２５００镀锌角钢，设备引下线选用一６０×８镀锌扁钢。布置尽量利用配电楼以外的空地，深埋接地极。变电所主接地网的接地电阻应不大于０．５Ｑ。经常出入的大门处设置与主接地网相连接的均压带。二次设备室接地采用铜排，２０ｋＶ配电装置柜内接地采用铜排。ＧＩＳ设备接地采用一５０×５铜排。３．４．７照明、动力、消防、火灾报警与普通１１０ｋＶ变电站无差异，本文不予详述。３．５“两型一化”据了解，苏州变电站设计中较好的体现了“两型一化”方针，如１１０ｋＶ湖东变电站，主变室墙壁设吸噪材料，有效减少了变电站的噪音污染，体现了环境友好；户外场地取消配电装置场地绿化，采用碎石地坪，减少日常维护，体现了资源节约；ＧＩＳ室、电容器室布置紧凑，有效减少了占地面积。４结论和建议本文谨为南京地区ｌ１０／２０ｋＶ变电站电气一次设计提供参考，鉴于南京地区２０ｋＶ电网模式与苏州地区存在一定差异，今后的设计中，还需因地制宜，探索出适合南京地区的－１１０／２０ｋＶ变电站设计方案。作者简介：饶莹（１９８２一），女，硕士研究生，从事电气一次设计工作；郭炜（１９７８一），女，本科，工程师，从事电气一次设计工作；徐鑫乾（１９８０一），男，本科，助理工程师，从事基建管理工作。浅议110／20kV变电站电气一次设计
作者：作者单位：
饶莹， 郭炜， 徐鑫乾
饶莹,郭炜(南京电力设计研究院，江苏省 南京市 210009)， 徐鑫乾(江苏省电力公司，江苏省 南京市210024)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_6700690.aspx
