60kV无人值守变电所电气系统设计.doc

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60kV无人职守变电所电气系统设计

1前言

农网改造工程实施以后，尤其是无人值班变电所的大力推广，设备的整体水平提高较快，而与之相配套的管理手段却严重滞后，处于一种"无政府"的自由状态，生产管理滑坡，部分变电所实际上变成了无人值班，无人管理，严重危及电网的安全运行，到了非整顿不可的时候了。

下面就无人值班运行管理，谈谈个人意见和想法。

无人值班变电所的起源和产生背景。

无人值班变电所是伴随着电力体制的改革脱颖而出，有其产生的两个环境，内因：

无人值班变电所是创一流供电企业的必备条件，市区和城镇220kV终端变电所和110kV及以下变电所实现"无人值班"，非实施不可。

外因：

无人值班变电所的改造需要大批的资金、人力和物力，由于农村电网改造，国家注入了大量资金，改造农网主设备，提高设备的健康水平，把钱用在刀刃上，理所当然。

部分单位由于对形势估计不足，为完成任务，准备不充分，土洋结合，仓促上马，存在较多问题。

无人值班变电所的认证和验收工作未认真开展。

农网改造作为一个庞大的系统工程，管理难度大，在具体实施过程中各单位各自为政，标准不统一，处于管理"真空"，根据各自的理解，实施开展，具有随意性，存在许多先天缺陷和问题，直接影响运行管理。

鉴于此，建议上级业务主管部门，要"补课"，对所有无人值班变电所进行全面清理整顿，按照无人值班变电所的标准和验收大纲，对照检查，对不符合要求的无人值班变电所进行整改和完善，不能降低标准。

现阶段无人值班变电所的管理模式，各单位因地制宜，没有固定的管理模式，既有运行队、调度所、变电所管理的，也有工区、检修公司管理的，各个单位实际情况不同，强求一个模式不现实，原则上要求无人值班变电所各项工作，无人值守，有人管理具体日常管理工作要明确到单位和个人，不能出现"真空"地带，要划分责任和职责，尤其要注意过渡时期的管理环节，不能脱节。

明确管理主体。

无人值班变电所的管理主体是设备管理单位和设备管理者，管理的模式不同，导致管理主体的变更，管理模式一旦确定，管理主体则随之固定，要明确主次，要有计划、有布置、有安排。

留守人员和设备专责人要相互配合，设备管理者要熟悉自己的岗位职责，恪尽职守，生产管理和技术管理部门要拿出详细管理办法，让管理主体有章可循，按章办事。

明确管理权限。

无人值班变电所的管理，涉及调度、运行队、通讯远动、工区、变电所，以及留守人员，必须按机构设置进行职责划分，明确各自的管理权限和范围，履行规定的职责，形成相互制约、相互监督机制，良性运转。

与相关部门的配合。

无人值班变电所技术含量高，实时监控设备的健康状态，遥控、遥信、信号的采集，都需要通过调度这一环节来完成，必须强化调度的管理责任。

工区对设备起着举足轻重的作用，调度与工区配合的好坏，一定程度上直接影响无人值班变电所的安全和运行。

定员定编。

由于无人值班变电所在电网所处的地位不同，加之目前运行队的力量不足，监控通道时而受阻，变电所留守人员需合理配备，即按实际情况酌情配备。

留守人员的职责需加强，不能淡化。

部分管理者有一种片面意识，认为无人值班变电所的最终意图，是减人增效，提高劳动生产率，淡化了留守人员的职责，电力系统内部某些隐形缺陷，如过热、放电等，信号量无法采集，只有扩大了故障，引起了事故才得以发现和处理，显然是不妥的，必须加强留守人员的职责，严格要求有利于管理。

留守人员的业务素质亟待提高。

留守人员的来源，大部分是原有值班人员，熟悉设备性能，具有较强的运行管理经验，但有少数单位，将素质较差留下担当留守人员，导致目前农网生产管理滑坡，安陆市电力局提高留守人员的业务素质采取：

抬高门槛，统一考试，择优上岗，对不合格者，下岗或转岗处理。

加强针对性培训，提高业务素质。

单一操作。

无人值班变电所单一操作，是"农网标准化管理综合考核评价"的热点问题，运行队"减负放权"到留守人员完成，笔者认为此举不妥，其理由是：

安全保障体系不完备，要正确处理安全与效益的关系。

不利于坚持计划检修，临检机率大幅度上升，无制约、监督手段。

随意性较大，不容易控制，影响对用户的供电。

单一操作可以增加设备的巡视频率。

留守人员应填写的几种记录。

有据可查，建议无人值班变电所恢复以下记录：

交接班记录；设备巡视记录；设备缺陷记录；避雷器动作记录；绝缘保护工具试验记录。

无人值班变电所现场必备的资料和器具。

为了便于开展工作，工作现场必须具备以下资料和器具：

现场运行规程；技术图纸；绝缘保护工具。

随着大规模农网改造事业的深入实施，一个优质、安全、可靠的供电环境已初步形成，我们国家的电力事业逐渐和国际接轨。

为了适应我国电力事业的发展并将所学的知识运用到实际生产中去，增强自己的动手能力，为以后的工作打下良好的基础，我选择了60kV无人职守变电所电气系统设计作为自己的毕业课题。

本次设计的变电所为60kV无人职守变电所，基建工程量小，施工方便，周期短。

总工程投资少，仅占常规变电所的三分之二。

延长设备的检修期，改变了原来每年一大修，半年一小修的现象，并保证了平时临检不停电，节约了人力和检修费用。

简化了接线方式，设备安全可靠，自动化程度高，提高了供电可靠性。

小型化变电所符合农村电网的特点，适合我国国情，符合国家政策，达到了少花钱，办好事，办快事的目的。

它可以满足乡镇农业生产和生活所需要的电力负荷，增加供电量，改善电压质量，促进乡镇农业经济增长和提高人民的生活质量。

本次设计包括对变电所原始资料的分析，主变及电气设备的选择与校验，继电保护，二次接线，接地与防雷等内容。

2负荷统计及计算

2.1负荷统计

本变电所负荷以生活、农业灌溉为主，兼有少量的商业用电，负荷统计如表1-1所示。

表2-1负荷统计表

回

路

序

号

回

路

名

称

用户

类型

需用

系数

配电容量

（kVA）

变压器

台数

供

电

回

路

线路

长度

（KM）

备

注

1

冯

庄

居民用电

商业用电

其它用电

0.7

0.65

0.7

1000

600

800

12

1

1

1

10

三类

2

李

庄

居民用电

商业用电

乡村医院

0.75

0.6

0.85

1100

700

1000

18

1

1

16

三类

3

赵

庄

居民用电

商业用电

农田灌溉

0.7

0.8

0.7

900

1100

700

16

1

1

1

15

三类

4

周

庄

居民用电

商业用电

其它用电

0.7

0.6

0.7

800

600

700

12

1

1

1

13

三类

2.2负荷计算

该所负荷计算采用需用系数法进行计算，由于各供电区域用电性质相差不大，考虑功率因数相同，则视在功率可表示为有功功率。

即

（2-1）

式中—各用电设备额定容量，kVA

—各线路的同时系数

—各用电设备的需用系数

kVA

kVA

kVA

kVA

2.3变电所最大负荷负荷

考虑规划年限内5年的负荷增长率4%，变电所的最大计算负荷为:

（2-2）

式中—变电站设计当年的计算负荷

—同时系数，取0.95

—各用户的计算负荷

—线损率，取10%

kVA

计及负荷增长后变电站最大计算负荷[1]

（2-3）

式中—n年后的最大计算负荷

n—年数

m—年均负荷增长率

kVA

3主变的选择及主接线的设计

3.1主变台数的选择

因电力负荷全为三类负荷，生活用电和农业灌溉负荷比重比较大，工业负荷比重比较小，故只装设一台主变压器。

考虑到不受运输条件的限制，选用三相变压器。

因深入引进至负荷中心，具有直接从高压到低压供电条件的变电所。

为简化电压等级或减少重复降压容量采用双绕组变压器，由于变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行‚所以变压器绕组的连接方式选Y形连接。

装设一台主变压器的变电站:

根据我国变压器运行的实践经验，并参考国外的运行经验，我国农村变电站单台主变压器的额定容量按下式选择是合适的

（3-1）

式中—主变压器额定容量，kVA

kVA

查«电气设备实用手册»

选用三相油浸瓷自冷铜线双绕组无载调压变压器，S7-6300/63型变压器。

表3-1主变参数表

主变型号

额定容量（kVA）

额定电压（kV）

高压低压

连接组号

损耗（kW）

短路空载

空载电流（%）

阻抗电压（%）

质量

（t）

6300/63

6300

6310.5

4011.6

1.2

9.0

18.62

3.2主接线形式的确定

3.2.1主接线的设计原则

变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分，主接线的确定对电力系统的安全、稳定、灵活、经济运行以及变电所电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和控制方法的拟定将会产生直接影响。

主要考虑以下几方面因素：

（1）考虑变电所在电力系统中的作用；

（2）考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；

（3）考虑主变台数对主接线的影响；

（4）考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。

3.2.2主接线设计的基本要求

（1）可靠性：

是指主接线能可靠的工作，以保证用户的不间断供电；

（2）灵活性：

其运行及动作是否灵活；

（3）经济性：

是指投资省，占地面积小，能量损失小。

3.2.3选择主接线的形式

根据该变电所的电压等级60kV,该变电所为单电源进线，出线路有4回，三类负荷，所以采用单母线接线，隔离开关与高压断路器作为控制与保护。

单母线接线：

其特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源和引出线都经过开关电器接到同一组母线上，其出线在六回以下。

其优点：

接线简单，清晰，采用的电气设备少，比较经济，操作方便和便于扩建，而其主要缺点是母线和隔离开关检修或发生故障时，必须断开全部电源，是整个配电装置停电。

主接线图见附图所示。

其接线如图3-1所示。

图

3-1主接线图

4短路电流的计算

4.1短路电流的计算目的

在选择电气设备主接线时，是确定主接线电气设备是否需要采取短路电流的措施。

在选择电气设备时，为了保证正常运行的故障情况下都能安全可靠的工作，同时力求节约资金的投入，都需要进行短路计算。

在选择继电保护装置时也需要以短路电流为依据。

设计室外高压配电装置时，需要按照短路电流确定及校验导线的相间距离，以及相对地面的安全距离。

4.2短路点的确定

短路点应选在电气主接线上，在最大运行方式下发生短路的短路电流。

短路点的确定如图4-1所示。

图4-1等值电路图

4.3短路电流的计算

4.3.1系统阻抗标幺值

取MVAkV

系统最大运行方式下电抗标幺值

系统最小运行方式下电抗标幺值

进线电抗的标幺值:

进线长度为50KM,每公里电抗0.4

变压器阻抗标幺值为

4.3.210KV出线阻抗标幺值的计