35kV箱式变电站设计
- 格式:pdf
- 大小:218.81 KB
- 文档页数:4
35kV箱式变电站设计
箱式变电站以其⼩型、紧凑、⽅便、快捷等优点在10kV以下低压⽹络得到了⼴泛的应⽤,但在35kV中压⽹络的应⽤还很少。其实箱式空电站在中压⽹络依旧可以发挥其其⼩型、紧凑、⽅
便、快捷的作⽤。
35kV箱变⽅案作为⼀种成套解决⽅案,其内部集成了⼀次开关设备、继电保护设备、交直流电
源设备、⾃动化监控系统、通信设备等,并集成了照明系统、环境控制系统(空调、除湿器、
加热器、烟雾监测报警器、图像监视摄像设备等)等辅助系统,箱体材料具有耐⽕、保温、隔
热、防潮、防⾬、防腐等特性。为适应运输要求,预装式箱变可以在⼯⼚内模块化整体分割,
现场模块化拼装。
采⽤预装式变电站具有以下优点:
1)全绝缘、全屏蔽。
2)变电站不再构架⾼耸,⾼压线交错,站内没有裸露带电部位,与周围环境相协调,对环境影
响少。可⼤⼤提⾼运⾏的可靠性。
3)⼯⼚集成化、模块化⽣产,缩短施⼯周期。
4)变电站中压设备及⼆次设备都在预装式箱体内,在⼯⼚内完成设计、制造、安装和内部电⽓
接线,出⼚前整组调试合格。预装式箱体内的照明组件、环境控制组件(包括空调、除湿器、
加热器、烟雾监测报警器、图像监视摄像设备等)也均在⼯⼚安装完毕。
5)现场⼯作只需完成变电站箱体⽔泥基础建设,箱体直接吊装就位,拼装即可,⼤⼤减少了现
场施⼯的⼯作量。
6)变电站模块化布置,各功能模块可以根据不同地形、地质条件灵活布置。各功能模块采⽤插
拔式电缆连接,模块与模块之间、模块与常规设备之间连接灵活,现场施⼯、调试简单。容易
选择建设地点,降低变电站的⼟建费⽤,提⾼设备档次、⽔平。
7)变电站箱体的外形美观,改变变电设备在城市环境中的影响,起到美化城市的作⽤。
⼀、电⽓主接线的确定
1.1 主接线的基本形式
主接线的基本形式,就是主要电⽓设备常⽤的⼏种连接⽅式,概括为有母线的接线形式和⽆
母线的接线形式两⼤类。
(1)具有母线的电⽓主接线
①单母线接线:单母线接线是⼀种最原始、最简单的接线⽅式。
②单母线分段接线
③双母线及双母线分段接线
③旁路母线接线⽅式
(2)⽆母线的电⽓主接线
①桥形接线:当具有两台变压器和两条线路时,在变压器线路接线的基础上,在其中间架⼀个连
接桥,则称为桥形接线
②单元接线:发电机与变压器直接连接成⼀个单元,组成发电机
1.2 箱式变电站对主接线的基本要求
对主接线的基本要求包括安全、可靠、灵活、经济四个⽅⾯。因此,主接线的设计应满⾜可靠
性和灵活性的前提下,做到经济合理。主要应从投资少、占地⾯积少、电能损耗⼩等⼏个⽅⾯
综合考虑。1.3 主接线的选择
主接线采⽤单母线分段接线,单母线分段接线是采⽤断路器(或隔离开关)将母线分段,通常
是分成两段。母线分段后可进⾏分段检修,对于重要⽤户,可以从不同段引出两个回路,当⼀
段母线发⽣故障时,由于分段断路器在继电保护作⽤下⾃动将故障段迅速切除,从⽽保证了正
常母线不间断供电和不致使重要⽤户停电。单母线接线是⼀种原始、最简单的接线,所有电源
及出线均接在同⼀母线上,其优点是简单明显,采⽤设备少,操作简便,便于扩建,造价低。
缺点是供电可靠性低。母线及母线隔离开关等任⼀元件发⽣故障或检修时,均需使整个配电装
置停电。所以35kV母线选⽤单母线接线⽅式,10kV采⽤单母线分段接线。
1.4 ⾼压接线⽅式
⾼压侧,采⽤负荷开关 限流熔断器作为就压器的主保护,⼀般有环⽹、双电源和终端三种供
电⽅式,有两组插⼊式熔断器和后备保护熔断器串联进⾏分段范围保护。限流熔断器⼀相熔断
时必须能联动跳开三相负荷开关,不发⽣缺相运⾏。线路侧负荷开关必须配有直流电源电动操
作机构,可实现⽆外来交流电源状态下⾃启动。环⽹回路必需配置检测故障电流⽤的电流互感
器或传感器。 ⾼压开关选⽤可靠性⾼和具有⾃动化装置及智能化接⼝的先进的产品:如负荷开
关、压⽓式负荷开关、真空负荷开关等。环⽹供电单元⼀般⾄少由三个间隔组成,即⼆个环缆
进出间隔和⼀个变压器回路间隔。其中,负荷开关和在隔离故障线段时,能及时恢复回路的连
续供电;同负荷开关相连的熔断器在中压/低压变器发⽣内部故障时起保护作⽤;对溶断器和变
压器还起隔离和接地作⽤。
⼀般35kV进出线不超过4回,10kV出线不超过8回;35kV配电装置预装式模块均为户内开关柜
布置,采⽤电缆出线。
⼆、箱式变电站箱体的确定
2.1 箱体结构的确定
箱式变电站按结构主要有美式箱变和欧式箱变。欧式箱变造价低⽽美式箱变体积⼩,约为同容
量欧式箱变的1/3~1/5。常规⼟建变电站占地⾯积最⼤,欧式箱变次之,美式箱变常规⼟建变电
站建造周期最长,欧式箱变次之。综合考虑⼀般35kV箱式变电站的箱体选择欧式箱变。
2.2 合理配置
根据实际情况可以采⽤不同的箱变配置⽅案,⼀般将主变压器和电容器等充油设备,放置在箱
体外,设置两个箱体,⼀个35kV箱体,⼀个10kV箱体,其中⼀个箱体预留保护装置的位置。考
虑节省资⾦,也可以将35kV断路器等设备放于户外,只设置10kV箱体。
箱体的底座和⾻架⼀般采⽤槽钢和⾓钢焊接⽽成,顶盖和四壁采⽤⾦属板内衬阻燃材料压制⽽
成,能起到隔热的作⽤。根据当地实际情况,可在订货时对主体结构提出相应的要求。我县地
处盐碱地带,对设备的抗腐蚀性能要求较⾼,因此除主体框架采取了防腐⼯艺加⼯外,箱体的
整体外层衬板采⽤了0.5mm厚的不锈钢板。维护⾛廊是箱变正常运⾏和检修中的重要环节,箱
变的⼀个缺陷就是空间狭⼩,⼚家从成本和设备紧凑性考虑,维护⾛廊⼀般都尽量压缩。在选
型时应该将维护⾛廊作为⼀项指标来考虑,不然会给将来的运⾏和维护,造成很⼤⿇烦。箱体
的密封和防尘是⼀个重要⽅⾯,特别是保护装置对防尘等指标要求较⾼,应引起重视。箱体的
底板下⾯,⼀般作为电缆室,在考虑箱体基础的设计时,应顾及到电缆的安装和维护⽅便,应
考虑⼈员出⼊、通风以及照明等⽅⾯的要求。
三、变压器
3.1 变压器容量、接线组别的确定
箱变⽤变压器为降压变压器,采⽤三相双绕组,油浸式、低损耗、有载调压变压器。预装式变
电站式变压器容量的选择,⼀般以6300kVA以下为宜,更⼤容量的预装式变电站可作为⾮标准
处理。
3.2 变压器的散热处理变压器设置有⼆种⽅式:⼀种将变压器外露,另⼀种将就压器安装在封闭隔室内。35kV箱式变
电站变压器采⽤第⼆种接线⽅式,将变压器安装在封闭的变压器隔室内。为防⽇照辐射使室温
升⾼,采⽤四周壁添加隔热材料、双层夹板结构,顶盖设计成带空⽓垫或隔热材料的⽓楼结
构,内设通风道,装有⾃动强迫排⽓通风装置(轴流风机或幅⾯风机)。装置的开启和停⽌,由变
压器室的温度监控装置⾃控,其温度的整定值按允许温度的80%~90%设定;室内正常温度
下,靠⾃然通风来散热。为了通风,变压器室的箱体上设置百叶窗。百叶窗结构,使⽓流能进
去,⽽灰尘被分离。有为防⽌灰尘对绝缘的影响,在变压器连接处加上绝缘防护罩。室内温度
不正常的情况下采⽤机械强迫通风,以变压器油温不超过95℃作为动作整定值。机械强迫通风
⽤幅⾯风机,⽽不⽤轴流风机。因轴流风机对变压器散热⽚内外侧散热不均,往往外侧散热
好,内侧散热差些;⽽幅⾯风机的排风⼝均匀吹拂内外侧,通风散热效果较好。
3.3 采⽤负荷开关—熔断器组合电器保护变压器
负荷开关是⽤来开、合负载电流的开关装置,它⼀般具有关合短路电流能⼒,但是它不能开断
短路电流。负荷开关可以单独使⽤在远离电源中⼼、且容量较⼩的终端变电站,⽤于投切⽆功
补偿回路、并联电抗器及电动机等。熔断器结构简单、价格便宜、维护⽅便,仍然具有发展前
途。熔断体是熔断器的主要元件,当熔断体通过的电流超过⼀定值时,熔断体本⾝产⽣的焦⽿
热,使本⾝温度升⾼,在达到熔断体熔点时,熔断体⾃⾏熔断切断过载电流或短路电流。负荷
开关与熔断器配合使⽤于箱变可替代断路器,作为变压器的保护开关设备。当变压器内部发⽣
故障,为使油箱不爆炸,故障切除时间必须限在20ms内。采⽤断路器保护的话,断路器最快全
开断时间(继电保护动作时间 断路器固有动作时间 燃弧时间)⼀般需要2~3个周波(40ms~60ms)
左右,⽽限流熔断器则可保证在10ms以内切除故障。由于同电压等级负荷开关的价格⼤约是断
路器的价格的1/4~1/5,⽽负荷开关 熔断器的价格仅仅是断路器的价格的1/3,因此采⽤负荷开
关 熔断器有较⼤经济性。由于断路器是⽤于开断短路故障电流、⼤负荷电流、容性电流等通⽤
的开关设备,因此体积⼤、笨重,结构也复杂。相⽐之下负荷开关体积⼩,简单易开发。
四、箱式变电站总体布置
35kV箱式变电站⾼压室额定电压35kV ,低压室额定电压10kV。采⽤电缆进、出线。在结构
设计上具有防压、防⾬和防⼩动物等措施及占地⾯积⼩、操作⽅便,安全可靠、可以移动等特
点。箱式变电站主要包括4部分,分别为框架、⾼压室、低压室、变压器室。
(1)框架:基本结构是由槽钢、⾓钢和钢板焊接⽽成,外股、门和顶盖⽤新材料⾊彩钢板制
作。
(2)⾼压室:装备真空断路器。包括三⼯位负荷开关、熔断器、互感器、避雷器等。
(3)低压室:装备全国统⼀设计的GGD型固定式低压配电屏、包括主开关柜、计量柜、多路
出线柜、耦合电容器。
(4)变压器室:配备5000kVA油浸式变压器。室顶装有温度监控仪启动的轴流风扇。
五、箱式变电站设备选型应注意的⽅⾯
(1)箱变内的⼀次设备,应以⽆油、免维护或少维护设备为宜。断路器可采⽤真空断路器CT操
作,电流互感器、电压互感器和站⽤变应选⽤⼲式设备。
(2)因箱变内空间狭⼩,实际运⾏中挂、拆接地线很不⽅便,所以许多箱变在开关柜单元装设了
接地开关,但受空间限制,⼀些箱变⼚家将接地开关与隔离开关采⽤了连动的形式,拉开隔离
开关,则接地开关闭合;合上隔离开关,则接地开关拉开。
(3)箱变内的开关柜应留有适当的观察窗,以便于观察运⾏设备的状况。
六、箱式变电站订货主要技术条件
1)确定成套变电站的型号及对环境的要求;
2)应根据相关的要求加装加热电器元件及照明灯具;
3)确定成套变电站的规格:
(1)变压器单元:变压器的类型,容量,⾼、低压的额定电压等级,相数,阻抗电压,分接
头,联结组别;