关于35kV变电站设计中的问题研究

关于35kV变电站设计中的问题研究【摘要】文章以35kV变电站设计程序作为主要研究对象，通过分析与探讨35kV变电站设计中的问题，并从严格把握环保设计程序、节能设计程序以及无功补偿设计程序等方面详细介绍35kV变电站设计方案及程序，期待能够成为业内人士参考以及学习的指标，从而不断改善与优化35kV变电站设计程序，为国家经济发展作出重要贡献。【关键词】35kV变电站;环保设计;节能设计;无功补偿设计1.前言近年来，国内相关部门与机构在35kV变电站设计环节与建设环节都投入了较多的关注度，基于35kV变电站而言，设计程序不仅是建设环节的主要构成要素之一，同时还是建设中存在最为重要的难点部分，设计质量的优劣会对其利用效率、建设水平等造成直接影响，因此必须严格把握其难点，通过全面把握环保设计、节能设计、以及无功补偿设计等设计环节，确保35kV变电站能够充分体现其存在价值。2.35kV变电站设计环节中的相关注意事项近年来，国内在电网改造方面的力度越来越大，并将改造重点与目标放在安全用电以及优质用电等方面，旨在为服务区域内提供更加优质的供电服务。35kv变电站设计基本方案呈现出多样化特征，在技术布局层面、工程造价层面都得到了合理优化[1]。尽管如此，35kv变电站设计实践程序中，为了提升变电站综合使用价值，确保供电环节的稳定性以及安全性，还需要相关部门及人员充分把握其各个设计程序，并且严格把握以下诸多方面。第一，合理把握35kV变电站设计中的主设备选取程序与主接线选取程序。一般情况之下，在开展首期工程时，其主接线方面需要使用的设备包括主变压器一台、35kV电源进线一条。而必须强调的是，在二期工程尚未开始之前，首期工程就要为其预留一些设备，除了要使瓷柱在空间过渡环节的效果得以有效展现之外，还需要严格把握隔离开关以及断路器的选择程序[2]。鉴于此，在具体设计环节，需要以桥型接线对两条线路进行分别设计，具体是外桥接线以及内桥接线，并在母线接线上对主变压器进行合理利用，从而有效提升单母线类接线方案的使用价值。与此同时，在设计变电站设备选择程序时，应当充分考虑能耗、自冷以及油浸等方面，确保变压器以及调压器都能满足电网运行、节能减排等方面的基本需求，使容量始终处于2MVA-10MVA的可控范围内[3]。除此之外，在设备材质方面，必须选择具有较强抗腐蚀功能的材质，建议优先考虑35kV户外干式电压互感器。第二，合理把握35kV变电站设计中平面布局方面的问题。基于35kV变电站设计而言，其设备在平面布局方面通常会涉及到控制保护、配电装置等方面的问题。譬如，如果35kV变电站平面布局以屋外中型的配电装置为主要选择，为了控制能耗消费，应当以双列布置为主要方案，在某单层建筑上方设置一间总控制室[4]。一般说来，35kV变电站设计中建议考虑集中式的控制保护方案，该保护模式除了能够提升设备的整体运行效率之外，在日常维护以及检修等程序上也能节省时间与金钱。第三，35kV变电站设计中的要充分考虑到自动化、综合化处理程序。国内35kV变电站设计强调综合性特征，在系统类别方面可以采取分布式或者是集中式。与此同时，基于管理层以及间隔层来说，均要设置独立操作系统，用以全面性规划各个系统单位的内部装置，确保各项设计方案都能够满足国家相关标准与图纸设计既定要求[5]。除此之外，对于运行工作人员来说，除了要定期整理35kV变电站内部各项数据之外，经由画面打印之后，还应当对各个控制系统进行电能计算，有助于提升35kV变电站施工现场测量结构以及总线控制等方面的合理性与有效性。3.35kV变电站设计基本内容35kv变电站设计实践程序中，为了提升变电站综合使用价值，必须充分考虑各个设计程序。笔者结合自身多年实践经验，详细介绍35kV变电站设计基本内容。3.135kV变电站环保设计环保已经成为国家方针政策中重点强调的话题，也受到了各行各业的高度重视，35kv变电站设计同样不例外。而35kV变电站环保设计需从以下几个程序进行。3.1.1严格把握降噪设计程序基于35kv变电站而言，其噪声来源包括轴流风机、断路器以及变压器等。（1）轴流风机。轴流风机通常会产生大量振动噪声，因此在35kv变电站设计环节，建议将轴流风机的放置方位设计在室内，并优先考虑低噪音轴类流通风机，于其外部加用消声弯头，确保其噪音低于主变压器[5]。除此之外，轴流风机外部还需要安装一个吸声管道以及消声器，实现对排风口噪声的有效控制，而通过距离以及隔声设备的衰减，即可有效控制噪声。（2）断路器。断路器通常会产生大量电机噪声以及电冲击噪声。（3）变压器。变压器会产生持续性交流噪声。而为了减弱、控制这些噪声，建议35kv变电站设计环节优先考虑低噪声类设备，在设计主变压器时，将其放置方位设计在室内，并于其底部安装一个刚性的弹簧或者是弹性的防震支架，从而实现消振目标。与此同时，在主变压器出风口位置、进风口位置都设置相应的消音设备，其室内墙面上需要加装一定数量的吸音砖以及吸音板等，有助于提升其整体吸声系数[6]。3.1.2严格把握电磁污染的防护设计程序35kv变电站除了会受外界影响之外，同时也会直接影响周围环境影响，具体涉及到无线电干扰、工频电场以及工频磁场等。国内35kv变电站在交流电的输变电设备频率方面通常是50Hz，同时，随着工频电场和导线之间距离的加大，或者是受到房屋及树木的直接屏蔽，工频电场度往往会受到影响而降低，因此必须严格把握电磁污染的防护设计程序。首先，重视电磁屏蔽设计。电磁屏蔽即在某个空间内固定电磁辐射，主要涉及到屏蔽主变压器辐射源以及工作空间等。其次，重视设备设计程序。由于某些设备会出现大量电磁污染，因此针对这些设备，需要予以自动控制或者是远距离控制[6]。再次，重视个体防护设计。当技术人员操作各种设备时，应当根据相关规定严格穿戴防护服装、防护头盔以及防护眼镜等。最后，重视植树绿化设计。于35kv变电站附近应当种植大量花草树木，通过对辐射进行有效控制，有助于保护附近居民及变电站工作人员的健康。3.1.3严格把握三废处理程序设计35kv变电站设计中还应当严格把握三废处理程序设计。所谓三废，主要涉及到固体废弃物、废气以及废水。（1）固体废弃物的处理程序设计。35kv变电站设计中，应当考虑到修建一个危急事故的排油坑，在出现任何事故的情况下，变压器油都能够经由该管道进入至贮油池内，再由变电站内部电力部门对废油进行回收及处理，防止出现大量废油造成经济损失。与此同时，35kv变电站日常所用直流电源需要选取全密闭性免维护铅酸蓄电池。究其原因，主要由于该电池使用寿命较长，通常可以达到8年-10年，而且在其使用期限之内都可以省略维护保修等程序，待其使用期限正式到期之后，直接更换整组电池即可，而换下来的废旧电池还可以送至厂家进行回收处理，除了能够节省日常维修费用之外，还能够达到环保目标，具有较高可行性[7]。（2）废气的处理程序设计。35kv变电站施工环节，还需要严格把握废气的处理程序设计。35kv变电站内部开关设备通常会选择使用一种绝缘性气体，即为六氟化硫气体。六氟化硫气体在灭弧性能以及绝缘性能等方面都存在着绝对性优势，因此已经被广泛应用于电力系统中。然而，六氟化硫气体本书属于非CO2温室效应类气体，会长时间稳定地存在于大气中，其分解的唯一方式是缓慢光解以及沉降。在此背景之下，控制六氟化硫气体整体排放量、加强六氟化硫气体回收效率以及对六氟化硫气体进行回收再利用显得十分关键。鉴于此，在废气的处理程序设计环节，应当严格把握六氟化硫气体控制程序，在对六氟化硫设备进行日常检修时，应当对六氟化硫气体进行回收，禁止直接排放等情况的出现[7]。而回收到的六氟化硫气体应当统一放置于液化钢瓶中，或者是以净化装置对其进行有效处理之后，实现对六氟化硫气体的循环使用。（3）废水的处理程序设计。35kv变电站施工环节会产生大量废水，其来源是洗刷设备的污水、车辆冲洗水以及施工人员日常生活污水等。其中，洗刷设备的污水和车辆冲洗水中的成分偏为简单，不仅其污染物的整体浓度相对较低，同时水量也偏少，通常以瞬时排放为主要形式[8]。对于这些废水，可以在35kv变电站施工现场修建一个沉淀池，用于废水的沉淀及处理，当废水经处理且到达排放标准后，即可将其排入至市政污水处理管网中，有助于控制废水污染范围及污染力度。3.2.35kV变电站节能设计35kV变电站节能设计具体体现在供电照明、建筑节能、供热工程、空调工程以及供水节能等方面。3.2.1供电照明的节能设计35kV变电站内部通常需要设置配电室，并在配电室中装设一定数量功率因数自动补偿控制器，用以对功率因素的有效控制，达到节约电能等目标。除此之外，在户外照明方面的设计程序中，应当优先考虑光控开关，而建筑物的内部则需要选择声控延时类开关，实现供电照明的节能目标。3.2.2空调工程及供热工程的节能设计35kV变电站空调工程方面，其设计程序必须以2003版采暖通风与空气调节设计规范为主要参考指标与执行标准[8]。同时，在空调设备方面，应当以变频控制多联式空调系统为主要选择，而且空调设备还需要选择高效节能类产品，最大限度控制其耗损量。3.2.3建筑节能设计一般情况之下，如果35kV变电站修建于寒冷地区，其建筑节能设计程序除了要考虑到冬季保温措施之外，同时还有考虑到夏季的防热设计。基于35kV变电站建筑物的朝向方面，以南北向为主要设计选择。与此同时，在35kV变电站建筑物屋顶以及墙体方面，必须严格控制其保温材料质量，优先考虑选择密度较低且导热系数相对较小的材料，包括无机轻集料保温砂浆以及挤塑聚苯乙烯泡沫板等[9]。除此之外，在对建筑物门窗型式进行设计时，优先考虑选择两层窗等形式，通过对系统整体传热系数进行有效控制，有助于提升节能效率。3.2.4供水节能设计35kV变电站建筑物内部供水以水表计量为主要形式，并且不断加强、规范计量程序。而在35kV变电站设计中，其建筑物内还应当设计雨水收集体系，通过水天然雨水进行有效收集，并将收集到的雨水用作附近绿地的浇灌，有助于节省绿地浇灌用水，实现节水目标。3.335kV变电站无功补偿设计3.3.1严格把握无功补偿相关设备优化设计程序基于35kV变电站电网来说，其电力负荷主要涉及到变压器、电动机以及输电线路等，且以感性负荷最为普遍。35kV变电站内部都是以无功功率类型的设备为主要消耗源，如果要使这些设备充分发挥其价值，并始终处于正常运行状态，就需要为其提供大量无功功率。而在35kV变电站电力系统内部，无功功率型电源除了有电动机之外，线路电容同样会产生大量无功功率[9]。鉴于此，当无功电源无法达到电网内部无功功率基本需求时，必须实施无功补偿设计。对于35kV变电站在无功补偿相关设备而言，其基本任务是为主变压器提供补偿。为了达到无功功率基本补偿标准，其实现途径有两个，分别是优化电压、采取全网无功补偿等形式，确保电压能够达到既定标准，有助于最大限度控制电网耗损量，对于提升35kV变电站整体经济效率具有重要意义。3.3.2无功补偿设计环节的基本原则35kV变电站设计中，还应当合理选择无功功率各项补偿设备。一般情况之下，无功补偿设计环节的基本原则涉及到以下诸多方面：第一，平衡原则。针对平衡层面来说，除了要加强全网平衡和局部平衡之间的有机结合之外，更重要的是加强全网范围内无功功率整体平衡，并且保证分站无功功率以及分线无功功率都保持平衡状态。第二，补偿原则。在补偿设计中，除了提升分散补偿的基本地位之外，还需要有机结合分散补偿以及集中补偿等形式，确保集中补偿能够充分发挥其辅助性功效。为了达到这一标准，需要将补偿范围设计在负荷十分集中的区域，同时还需要35kV变电站各个大功率设备覆盖范围内予以集中式无功补偿，并在变压器、输电线路等位置开展分散补偿，以此方式实现无功功率之间的平衡性，以免远距离输电条件下使无功功率出现大量耗损。第三，结合原则。35kV变电站设计中，不仅要有机结合低压补偿及高压补偿，通过有效发挥低压补偿主要工作，确保高压补偿能在其中发挥其辅助功效。而且还需要有机结合电压调节程序与降低耗损程序等[10