胡卫红牟平电业集团公司(264100)

无人值守变电站是供电企业创建一流电力企业的必要条件之一，同时也是电力企业实行电力生产自动化、实用化的基本要求，由于电力"三为"、"三农"工作的不断深化和落实，农村用电需求的不断发展和壮大，农村小型无人值守变电站的建设如雨后春笋，取得突飞猛进的发展。但是在该项工程的设计过程中，由于某些电力设备的技术参数和设备的不完备，使小型无人值守变电站的建设中出现不少技术性的错误，未能达到设计前的技术要求。为减少设计中的工作失误，现对35kV变电开关、10kV变电开关，以及控制、保护及自动装置等各项设备在设计工作中应注重的几个问题，提出如下建议：

1　35kV高压开关设备设计中存在的问题及选择

LW型35kV户外SF6断路器是近几年研制出的新产品，也是设计中常用到的，其技术性能、产品结构比油断路器有了很大的突破，无论在体积、开断性能、变化环境、文明生产等，具有多方面的优点，这种断路器最初的设计指导思想是从城市电网考虑而提出的，一般额定电流在1000A，开断电流为20A，开断容量大，在我国许多城市，已普遍使用。根据高压开关的生产、运行和制造技术，SF6断路器作为电网超高压电压等级用的高压开关设备的发展方向，它具有较强的生命力。但是SF6开关设备对于中压（35）10kV级农网而言，应进一步研究它的实用性和普及性，就现有的设备使用情况和产品本身的技术性能看，有待完善和改进。在应用中的SF6开关设备，主要有下述问题需进一步研究和改进：

(1)　SF6断路器的气体治理需完善。在县级电网，受技术力量、治理范围及人员素质的条件制约，不可能配置较为完善SF6气体检测设备和维修场所，因此，运行中出现问题，很难及时得到处理，尤其是气体的大量泄漏，影响时间较长，这对于运行部门是难以接受的，需要厂家进一步更新完善产品的结构和性能。

(2)　技术参数不配套。根据农村电网现状和发展规划，在现阶段仍然是以变电所布点为主，主要解决乡镇用电及乡镇企业小容量负荷，单台主变容量在6300kVA及以下，更多的农村变电站主变容量在3150kVA左右，因此农网量大面广的35kV开关设备额定电流小，一般在100～200A，短路开断电流参数要求不高，在12.5kA左右即可，而LWS开断电流在2.5～31.5kA，额定电流在1000～2000A，对农网而言裕度太大。产品的价格对农村变电站建设的投资看是不合理的。

针对SF6断路器存在的问题，在农村无人值守变电站中建议选择高压负荷隔离开关，可解决农村电网变电站建设中投资省的要求，在设计中可采用短半径、密布点、小容量的建设方针，目前农网35kV变电站容量普遍较小，同时35kV级小容量变压器产品质量已趋向稳定，因此简化35kV侧主变压器的保护已是解决农网投资的一项策略。根据农网小型化变电站的设计原则，35kV负荷隔离开关作为主变的操作开关，是当前急需的产品。它不但解决了设备的基本保护问题，又具有带电条件下的可操作性，并且还具有远方快速操作的功能，是农网小型化变电站建设的主要设备。

同时，35kV高压负荷隔离开关采用双断器结构，具有明显的断开点。具备开断和关合100(200)A的额定的电流能力，又具备隔离开关的作用。操作机构具有远方操作功能，采用二级快速机构，主刀闸和辅助触头具有快速灭弧功能，价格比较适宜，可简化主变保护，节约投资。

综上可知，我国农网35kV级高压开关设备单一，选择余地较少，对农网35kV变电站建设中的设备选型带来许多困难。现有的DW型多油断路器价格便宜，但技术性能已经不适应电网发展和经济的要求；SF6断路器具有较好的技术性能，开断容量大，额定电流高，但价格贵，气体运行治理对县级电网是不适应的。新型的35kV熔断器及高压负荷隔离开关，有价格便宜、结构简单、技术性能好的优点，适合于6300kVA及以下变压器及用电水平不高的农村小型化变电站使用。由此，我国农村小型化变电站在环网供电线路侧可选用SF6开关；而在主变35kV侧可选用高压隔离开关与高压熔断器配合使用。

2　10kV高压开关设备设计中存在的问题及选择

(1)　10kVSF6断路器存在的主要问题。10kVSF6断路器是1980年代推出的产品，由于SF6的技术指标高，开断性能好，无因油引起爆炸的危险，使用部门比较欢迎。无油化的要求，总的趋势是好的，但一些户内开关柜选用柱上SF6作为成套的开关柜，配套这种方案是不可取的，主要是结构和验证上的问题。SF6柱上断路器用到成套开关柜中，机构传动发生了很大的变化，并不是原来的断路器，但如何保证其性能，还需做不少的完善工作，一些设备在运行中出现的问题，例如爆炸，断销等现象，不能不引起注重。

(2)　建议选用10kV真空断路器。针对以上问题，10kV高压开关设备设计中建议选10kV真空断路器。10kV真空断路器是近几年来兴起的新型开关设备，它与其他类型的断路器相比，具有许多优点：一是真空断路器的灭弧室是由专业生产厂生产，灭弧室的质量可能得到有效保证，性能比较稳定；二是灭弧能量低，无损耗，触头压力小；三是开断电流大，触头电损耗小，主回路接触电阻小，有足够的重合闸次数；四是断口开距小，一般在9～12mm，合闸能量小，使用寿命长，机构可靠性高，一般使用期可达20年左右；五是可靠性高，无火灾、爆炸的危险，能适合于各种场合，维护工作量少，维护费仅为少油断路器的1/20。

3　控制、保护及自动装置应注重的几个问题

控制、保护及自动装置在农村小型无人值守变电站的设计中非常重要，结合近几年的工作实践，我认为在小型无人值守变电站的设计中，应认真抓好以下几个要害问题：

(1)　关于控制系统的建立。第一，建立统一集中的综合自动化控制系统，是变电所实现现代化电网调度治理"四遥"功能的最基本要求，若在各断路对应控制回路中增加就地、远方操作功能，而且就能相互闭锁，继电保护采用微机保护，便于与远动接轨。第二更换非脉冲式电能表为脉冲式电能表，能传输回上级调度，便于治理和控制。

(2)　关于保护系统的建立。首先，将已经淘汰的原直流设备，更换为高频开关电源，更利于保护系统的建立。其次，将二次接线应采用屏蔽电缆，使电缆的屏蔽层达到两端接地。第三，将35kV、10kV出线由原来的两相电流互感器改为三相电流互感器，便于小电流接地选线系统的实现。

(3)　关于自动装置系统的建立。首先，全所采用分层集中式控制结构，各个模块相互独立，各间隔层通过所内通信网互联，与变电所连接组成分布式通信网络，变电所自动化系统的核心，通过所内通信网治理全所间隔层并显示、打印有关信息，进行断路器操作，并在事故及异常情况下报警；其次，后台监控部分应支持多站数据库，可使用不同的接口和规约传送不同的信息，硬件采用模块化、标准化结构，软件采用分层技术并提供方便快捷的软件工具，以满足用户不同的设置要求，所有接口使用光电隔离技术；在操作系统中建立多层次画面，使运行人员与检修要有人员明确的权限和职责，既可以了解全所的运行情况，又可以深入到每一个电器元件的实时运行参数，动态点对点和列表显示全所的模拟量。