智能型变电站的设计探讨

【摘要】本文主要分析了有两路电源进线、两台变压器、一套柴油发电机组及相应高、低压配电柜等组成的变电站为例介绍单个智能型变电站的设计原则和方法。

【关键词】智能型变电站；设计；探讨

传统配电系统的高、低压配电柜、变压器、直流屏、柴油发电机组、不间断电源UPS、互投电源ATS和应急照明电源EPS等变、配电设备是智能化供配电系统中的现场设备。除此之外，从智能化供配电监控管理系统的结构来看还可分为三层：现场I/O、控制层和管理层。其中，控制层是整个系统的控制核心，监测和控制供电系统的运行；管理层用于人机对话、数据处理和存储管理，以及与建筑设备管理系统（BMS）通信；现场I/O则用于对现场设备运行/故障状态信号和各种运行参数的采集以及对现场设备进行远程/自动控制。

一、智能型变电站结构特点

1.由高压配电装置、变压器及低压配电装置联接而成。分成三个功能室，即高压室、变压器室和低压室。高压室功能齐全，高压室由HXGN-10真空环网柜和SF6环网柜组成一次供电系统，可布置成环网供电、终端供电、双电源供电等多种供电方式，还可装设高压计量元件，满足高压计量的要求。

2.变压器可算则S9以及其它低损耗油浸式变压器或干式变压器。变压器室设自动强迫风冷系统及照明系统。

3.低压室可根据用户要求采用面板或柜装式结构组成用户所需供电方案，有动力配电、照明配电、无功功率补偿、电能计量等座钟功能，满足用户的不同需求，为方便用户的供电管理和提高供电质量。

4.高压室结构紧凑合理，并且有全面防误操作联锁功能。各室均有自动及强迫照明装置。另外，高、低压室所选用全部元件性能可靠、操作方便，使产品运行安全可靠。操作维护方便。

5.采用自然通风和强迫通风两种方式，使通风冷却良好。变压器室和低压室均有通风道，排风扇有温检装置，按整定温度自动启动和关闭，保证变压器满足负荷运行。

6.箱体结构能防止雨水和污物进入，并采用热镀锌彩钢板或防锈铝合金板制作，经防腐处理。具备长期户外使用的条件，确保防腐、防水、防尘性能，使用寿命长，同时外形美观。

二、主接线配置方式

1.母线。变电站的高压及低压母线通常采用单母线或分段单母线接线。当供电连续性要求很高时，高压母线可采用分段单母线带旁路母线或双母线的接线。若有特殊要求时，可采用相应的结构更复杂的接线方式。

2.进线。智能化供配电系统的变电站的10kv或35kv电源进线开关一般应采用断路器或带熔断器的负荷开关。

3.进线开关。对于智能化供配电系统当总变电站以放射方式向分变电站供电时，分变电站的10kv或35kV电源进线开关应采用断路器，且应设置具有运行状态、参数监测和短路、过载和接地等保护功能以及通信接口的综合保护继电器。综合保护继电器应支持MOD-BUS等标准的通信协议，以便供配电监控管理系统可用通信的方式对综合保护继电器进行监控。

4.联络线。智能化供配电系统的两个变电站之间的联络线，应在两侧的变电站都装设断路器及具有运行状态、参数监测和短路、过载和接地等保护功能以及通信接口的综合保护继电器。综合保护继电器应支持MODBUS等标准的通信协议，以便供配电监控管理系统可用通信的方式对综合保护继电器进行监控。

5.引出线。智能化供配电系统的变电站的引出线一般应装设断路器及具有运行状态、参数监测和短路、过载和接地等保护功能以及通信接口的综合保护继电器。综合保护继电器应支持MOD-BUS等标准的通信协议，以便供配电监控管理系统可用通信的方式对综合保护继电器进行监控。

6.互感器。智能化供配电系统的总变电站应在电源进线处设置计费专用的的电压、电流互感器。

7.变压器―次侧开关。智能化供配电系统的变电站的变压器一次侧开关一般应为断路器及具有运行状态、参数监测和短路、过载等保护功能以及通信接口的综合保护继电器或带保护的开关设备。综合保护继电器应支持MODBUS等标准的通信协议，以便供配电监控管理系统可用通信的方式对综合保护继电器进行监控。其他带保护的开关设备也应向供配电监控管理系统提供运行状态、参数等信号。

8.低压总开关和母线分段开关。智能化供配电系统的变电站的变压器低压（400v）侧的总开关和母线分段开关均应采用低压断路器。在智能化供配电系统中，低压进线总开关和母线分段开关都应具备电动操动机构，可以远程或自动控制其接通/断开。它们采用自投方式工作，供配电监控管理系统在现场应设有“自投自复”、“自投手复”、“自投停用”三种工作方式的选择开关。它们的投切应存一定延时，延时时间应可根据需要由供配电监控管理系统设定或修改。

三、变电站的布置

1.变电站的位置

室内变电站常位于主建筑内，可以设置在地下层。独立变电站宜单层布置，当采用双层布置时，变压器应位于底层。设于二层的配电装置应有吊运设备的吊装孔或吊装平台。

2.变电站内的布置

（1）不带可燃性油的高、低压配电装置和干式变压器可以布置在同一配电室内，也可分室布置。当高压开关柜或低压配电柜顶部有的导体时，两者之间的净距离不应小于2m。当它们顶面和侧面的防护等级符合IP2X级时，两者可靠近布置。变电站内应预留适当数量的配电柜备用位置。干式变压器的防护外壳与墙壁、门的净距离应符合表1的规定。多台干式变压器布置在同一房间内时。变电站的辅助用房应根据需要和节约的原则确定。

表1 变压器外廊与变压器室墙壁和门的最小净距

（2）有人值班的变电站应设单独的值班室（可兼作控制室）。当有低压配电室时，值班室可与低压配电室合并。此时在值班人员经常工作的一面或一端，低压配电装置到墙的距离不应小于3m。高压配电室与值班室应直通或经走廊相通。值班室应有门直接通向户外或走廊。

（3）由同一变电站给―级负荷供电时，母线分段处应有防火隔板或隔墙。供给一级负荷的两路电缆不应通过同一电缆沟。当无法分开时，应采用绝缘和护套均为阻燃材料的电缆，且应分别置于电缆沟两侧的支架上。

参考文献

[1]李洪波，张吉赞，崔建国.智能型变电站自动化系统软件的实用化设计[J].继电器，2005（17）.

[2]邵劲光.智能型户外箱式变电站结构设计中应考虑的问题[J].东北电力技术，2005（9）.