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10、20 kV配電110 kV變電站技術(shù)經(jīng)濟分析 木屑顆粒機|秸稈顆粒機|秸稈壓塊機|木屑制粒機|生物質(zhì)顆粒機|富通新能源 / 12-11-06

0前言
    改革開放以來,城市迅速發(fā)展,負荷密度、負荷容量都在增加,配電容量需求越來越大,因此,通過提高配網(wǎng)電壓來增加配電容量,不失為一種配電發(fā)展的途經(jīng)。
    在國外,將20 kV作為配網(wǎng)運行電壓已大量采用,并有較好的運行經(jīng)驗,以及成熟的標準及相應(yīng)的電器設(shè)備。
    在我國,20 kV配電網(wǎng)一直是有關(guān)部門研究課題,并給出了研究成果。目前,以20 kV作為配網(wǎng)系統(tǒng)電壓的主要是蘇州工業(yè)園區(qū)。在東北,也有一些地區(qū)小網(wǎng)絡(luò)在以20 kV的系統(tǒng)電壓運行。
    對蘇州供電公司110 kV變電站低壓側(cè)采用10、20 kV作為配電電壓,技術(shù)上、經(jīng)濟上作如下分析比較。
1  主接線
    蘇州供電公司110 kV變電站大多數(shù)是采用線路、變壓器組的接線方式。10 kV線路采用40、50 MVA主變壓器;20 kV線路最初采用63 MVA主變壓器,現(xiàn)發(fā)展到100 MVA。主變?yōu)?—3臺,采用單母線分段方式。
    法國采用線路變壓器級組或橋式接線,低壓側(cè)用單母線分段的方式,主變壓器一般城市選用2 ~3 x70MVA.在農(nóng)村一般為2×36 MVA。因此,采用10或20kV配電電壓對110 kV變電站主結(jié)線差別不大。蘇州電力設(shè)計研究院110/10 kV千將變、石路變110/20 kV中新變、南施變等都采用這種結(jié)線。
2  短路容量
    20 kV的短路容量在同一主變壓器容量比10 kV的小一半,或是主變壓器容量提高一倍,如10 kV的110 kV主變壓器用31.5 MVA與20 kV的110 kV主變63 MVA相當。
假設(shè)110 kV側(cè)電流是無限大時,則10、20 kV側(cè)短路電流見表1。
表1110KV側(cè)電流無限大時,10KV、20KV側(cè)短路電流值
      容量/MVA
電壓/KV
40 50 63 80 100
10 21 26.25 33.1 42 52.5
20 10.5 13.2 16.5 21 26.3
    如果加上110 kV系統(tǒng)阻抗,20 kV側(cè)短路電流一般不超過25 kA;而用10 kV則要超過25 kA,那就要采用限流措施,如高阻抗或電抗器等。
    31.5 MVA的主變10 kV額定電流為l 732 A,而63 MVA的主變20 kV的額定電流也為1732 A。
    額定電流、短路電流的減小,使20 kV開關(guān)柜選型比10 kV的更容易和簡便。
3  中性點接地方式
    20 kV系統(tǒng)接地方式與10、35 kV系統(tǒng)一樣,可選用不接地系統(tǒng)、消弧線圈接地、低電阻接地、高電阻接地等方式。各種接地方式都有各自的優(yōu)缺點,應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)結(jié)線、用戶性質(zhì)、架空電纜比例、雷電活動情況、經(jīng)濟指標等綜合因素來考慮。
    過去,10 kV系統(tǒng)由于架空線路比較多,大都采用中性點不接地系統(tǒng)和消弧線圈接地。20世紀80年代后期,由于城市建設(shè)電纜增多,架空線路改用低電阻接地,同時也使電纜絕緣降低,造價低,但在配網(wǎng)結(jié)線方面均進行了改進。
35 kV電網(wǎng)目前大部分用不接地系統(tǒng),上海由于電纜發(fā)展得較快,改用了低電阻接地。
    蘇州供電公司有110 kV變電站14座,線路211條,架空裸導(dǎo)線752.12 km,絕緣導(dǎo)線207.92 km,電纜總長394. 92 km,電纜化率為29. 90/0,絕緣化率為44qo,總接地次數(shù)為374。其中,瞬時接地為349次,占總接地次數(shù)的93.3%;永久性接地為25次,占總接地次數(shù)的6.7%,因此對架空電纜混合線路,也采用過消弧線圈并聯(lián)小電阻接地方式。
    如果10 kV系統(tǒng)要升壓為20 kV系統(tǒng),利用原有設(shè)備,10 kV中性點不接地的電壓水平和20 kV中性點接地系統(tǒng)相差不大,有利于升壓工作。因此,20 kV中性點接地方式除了要考慮上述多種因素外,還應(yīng)考慮升壓因素,然后綜合比較決定采用何種接地方式。
    蘇州工業(yè)園區(qū)20 kV配網(wǎng)采用全電纜方式,因此,采用20 Q低電阻接地,如果用消弧線圈加低電阻接地方式,需要按照接地方式來選用設(shè)備。
    因此,20 kV中性點接地宜采用低電阻接地,這樣與國際標準是一致的。因為在國外,不管采用何種接地方式,都是采取速斷保護的。
    根據(jù)江蘇省公司指定企業(yè)標準,中性點采用低電阻接地。因此,蘇州電力設(shè)計院設(shè)計的110 kV變電站20 kV采用20 Q低電阻接地方式。
4開關(guān)柜配電柜
    開關(guān)柜配電柜作為一種高壓開關(guān)設(shè)備的成套裝置,其內(nèi)部主要一次元件有斷路器、電流互感器、電壓互感器、避雷器、熔斷器和絕緣子及電壓傳感器等,因此,當開關(guān)柜的額定電壓為24 kV時,其內(nèi)部的所有一次設(shè)備的額定電壓都應(yīng)與其相一致。
    24 kV斷路器的本體與12 kV的相同,但支撐絕緣子不同,24 kV電流互感器比12 kV的寬度增加約45 mm,高度增加了60 mm。24 kV電壓互感器比12 kV的寬度增加55~65 mm,高度增加60—70 mm。24 kV避雷器與12 kV避雷器比方波通流容量相同,外徑尺寸區(qū)別不大,雷電沖擊線壓升高,外絕緣及內(nèi)部放電間隙增加,導(dǎo)致避雷器高度增加一倍。24 kV熔斷器比12 kV的增加高度約150—160 mm。絕緣子和高壓傳感器比12 kV的由于絕緣和爬電距離明顯增加,因此高度高出140 mm左右。
    綜上所述,由于元器件高度和寬度增大,因此,對10 kV開關(guān)柜要求采用寬800 mm,深1405 mm,高2130 mm;而20 kV開關(guān)柜要求寬1 000 mm,深2200 mm,高2 330 mm。
    12 kV開關(guān)設(shè)備的工頻耐壓值是42 kV,與國際標準和國家標準對24 kV開關(guān)設(shè)備的工頻耐壓值50 kV比,差距不大(中性點接地系統(tǒng))。但要將工頻耐壓提高到65 kV.就需要采用更多的絕緣材料,相應(yīng)體積也將增大,對于相同額定電流的開關(guān)柜,其制造成本,要提高30%~40%。
    對于二次保護、集控裝置等,12 kV與24 kV的差別不大。
5  經(jīng)濟分析
    10 kV與20 kV配電裝置土建面積相差極小,因為10 kV與20 kV開關(guān)柜寬度一樣,高度差為200 mm左右,深度差為200 mm左右,對現(xiàn)常規(guī)使用三母線四分段,基本相同。以110/20 kV中新變?yōu)槔?0 kV配電裝置土建面積為357.5 m2,而110/10 kV干將變壓器為322. 22 m2
    110/20 kV,63MVA主變壓器尺寸為7 100 mm×5 600 mm x5 550 mm,而110/10 kV,40 MVA主變壓器尺寸為7 110 mm x4 680 mm x5 130 mm,相差也不多。
    同樣110 kV裝置為獨立式設(shè)備,20 kV配電裝置,占地面積為2466.4 mz(方洲變),10 kV配電裝置占地面積為2 166. 45 m2(郭巷變)。
    如果110 kV為GIS型裝置,20 kV配電裝置的占地面積為2 566.4 m2(金雞變)。而10 kV配電裝置為2 259.8 mz(景山變)。
    同樣,110 kV配電型式110/20 kV,主變壓器63 MVA,金雞變,概算力2161. 98萬元;110/10 kV主變壓器為40 MVA,景山變概算為1 897. 25萬元。20 kV的每千伏安造價比10 kV低131. 14元。
    110/20 kV方洲變采用100 MVA主變壓器,占地面積2 466.4 m2。概算2 162. 34萬元,每千伏安造價343:-22元。
    從經(jīng)濟造價分析,20 kV配電明顯優(yōu)于10 kV。
    三門峽富通新能源可以根據(jù)用戶的不同要求定做各種類型的高低壓配電柜。(鞏義配電柜定做、三門峽配電柜定做、洛陽配電柜定做、鄭州配電柜定做)

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