摘要：该文论述了农村高寒偏远地区的负荷特点及事故性质，对农村小型化变电所多种设计方案进行了对比分析，提出了对不同地区的地理条件、负荷性质选择不同模式的设计方案，为小型化变电所的推广建设，提出了具体建议。

要害词：高寒偏远地区；变电所；设计

1农村高寒及偏远地区用电负荷特点及事故性质

农村高寒地区用电负荷季节性强，如排灌、抗旱、收割等时间往往负荷很重。而冬季农闲时间负荷相对减少，只有居民照明用电，其他负荷接近空载状态。

负荷小而分散、负荷密度低。农村由于供电半径大，负荷不集中，远离城镇，配电变压器数量偏多，供电半径超过规定值，因此线损大、电压质量低。

设备大马拉小车多，利用率及功率因数低。农村设备在使用上很大程度受农时支配，一年负荷使用率不均匀，又由于经济条件差，往往按现有大容量设备代用，一般设备利用率仅达20～30。功率因数偏低一般仅达0.5左右。

乡镇工业所用电量逐年倍增，对供电可靠性、连续性提出新的要求，用电性质发生了变化。

农村事故性质的分析：一是自然性的事故较多。农村地处偏远地方，自然条件恶劣，如风灾，由于树而引起事故较多，产生各种瞬间短路现象。二是防雷措施及线路施工工艺质量差而引起事故。三是小动物引起瞬间事故，如鸟、鼠类，在线路或电器设备上筑巢，不同相之间接触等，引起事故。

由于农村负荷特点和事故性质的非凡性，如何选择小型变电所的设计方案很值得商榷。

2全户外式

电气主接线以运行可靠、简单清楚，操作方便为原则并留有发展的余地，35kV一路进线，单母线不分段，主变为二台，大容量变压器匹配为季节性用电的高峰负荷，小容量变压器匹配为农闲时的低谷负荷。一次侧采用隔离开关，与隔离开关相配合作保护的为新型PRWG2型熔断器，并带有自动电压调整器。10kV出线通常考虑6回，其中：电容器一回，各出线均选择具有自动功能，不需外加操作电源的重合器和分段器，每回出线设有隔离开关。其余还设有户外计量箱及其它保护设备，各种配合要经过计算调整合适，一般重合器为四次动作，即四次自动跳闸，三次合闸。每次事故分段器能自动切除故障点，保证其它线路正常送电，有记忆合分闸次数功能，重合不成功即自动闭锁，重合成功经过一定时间记忆消失，恢复原始状态重按预选程序动作，使运行着的变电所完全处在自动投切工作状态中，各种故障能迅速地消失在萌芽状态。无功补偿器安装在10kV母线上，取主变容量的10～15，使高峰负荷时功率因数达到0.9～0.98。取消了常规变电所的控制室及电容器室建设，减少了安装、维护工作量，节省了占地，是目前大力推荐的农村小型化变电所设计方案。

3半户外集控台式小型化变电所

变电所一次设备采用隔离开关和高压熔断器保护，设备均属户外式，采用平面或立体框架式布置。10kV侧采用真空断路器，配有永磁操作机构，二次系统采用集成电路保护控制台(简称集控台)应用先进的微电子和集成电路技术，将控制、测量、信号、保护的二次设备集中在控制台，实现了保护的小型化、集成化和二次回路弱电化，从而取代了常规变电所庞大的继电保护控制装置，其主保护为纵差动式电流速断保护、重瓦斯保护和定时限过电流保护动作于跳闸；轻瓦斯保护、过负荷保护和超温保护作用于信号。10kV线路保护电流速断和定时限过电流保护动作于跳闸，单相接地保护作用于信号。可选距离分合10kV开关，操作方便，可不出门进行巡检。

由于一次设备户外化。二次设备集控化，所以控制室的面积大为减少。大约有25m2就够了，农村偏远地区，农村变电所往往离居民点较远，提倡由个人或家庭承包小型化变电所的值班工作，只建民房，可减少运行值班人员，节省支出费用，减少运行事故，提高安全运行水平，有利于变电所运行治理。

其缺点是有人值班运行费用高，控制线路复杂，并要求值班及维护人员有较高无线电专业知识和基础，有局限性。

4箱式变电所

在箱式变电所中，主变压器、直配变或所用变、TV、TA一般都采用干式，设备区域小而布置集中，越来越趋于简单化、占地小型化。由于一次系统是各种电气设备封闭在接地的金属箱内组成，断路器采用真空断路器及永磁操作机构，二次保护系统采用微机保护，具备遥控、遥信、遥测功能，所有元件集中在一个小盒，使二次接线简单明了，提高了保护的可靠性、准确性。使变电所运行水平达到了较高的智能化程度，操作简单，适用性强。可实行状态维修，减少维修工作量和维护运行费用，运行环境好，适用于污染严重地区。

但是箱式变电所的接地隔离开关与母线及线路隔离开关联动，开关柜是全封闭的，在外面既看不到明显断开点，也不能进行验电、挂接地线，只能依靠其外部的标志确认断路器、隔离开关及接地隔离开关的合分状态，加之维护走廊的空间太狭小，使检修工作存在着不便和潜在的危险。

由于山区和偏远地区，交通运输条件不好时，箱式变电所超宽、超高，建设较困难，同时干式设备成本较高，从投资成本上讲，适用于城镇及郊区变电所，高寒偏远地区，不宜建箱式变电所。

5塔式变电所

塔式变电所主体结构采用全角钢或角钢与水泥杆相结合方式。整个变电所分为三层结构，最上层是与线路相连接的隔离开关或接地开关，线路避雷器，中间一层是户外智能柱上断路器、电压互感器、电容器，最下面一层是变压器与控制、通风箱，避雷针可直接装在塔口最上层。塔式变电所高压侧为隔离开关加熔断器组，主变低压侧选用柱上智能型真空断路器。变电所的操作电源采用直流高频开关电源或性能优良、可靠性高的不间断电源。载波机与电源系统户外布置。柱上真空断路器以及与其相配套的自动化主控装置户外柱上安装。采用双绞线通讯，通讯治理机、调制解调器置于一个户外密封的柜子内，当地只设监控接口，不设后台设备。控制保护系统功能使分布式微机综合自动化系统，具备"四遥"功能。塔式变电所安装方式采取工厂预制与现场安装相结合的方式，柱上智能型真空断路器等设备在出厂时已调试好，现场安装简单，自动化系统功能类同于箱式变电所，维护检修量小，出线间隔扩展方便。可真正实现无人值守，很适用于山区及偏远地区运输困难场所。

6结论与建议

(1)各地区由于地理环境差异很大，负荷特点及性质不同，经济条件更是相差悬殊，小型变电所的建设不能只选用一个设计方案，应根据自身条件选择不同的设计方案。

(2)在高寒偏远地区，为了防止SF₆气体在冬季温度降到环境温度下限值以下而液化。可采取如下措施：第一将SF₆断路器装设局部自动加热装置；第二将SF₆断路器装配屋内或者装设在层内开关柜里，建议使用对环境要求不高的真空断路器。

(3)新设备和新技术的采用无疑对变电所运行人员和调试人员的技术素质提出了更高的要求，因此，第一各地区要定期举办新技术和新设备培训班，提高运行和调试人员的技术水平；第二，各地区在一定范围内建立断路器、重合器、分段器的维修中心和集控屏(台)维修中心，以保证变电所的安全运行。

(4)农村小型化变电所由于模式方案较多，要确定新的设计标准，制订新的运行治理规程，确保小型化变电所的可靠运行。