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文檔簡介
1、箱式變電站是一種將中壓開關設備、變壓器、低壓配電設備按照一定接線方案組合成一體的成套配電設備。它與常規(guī)的土建變電站相比,具有占地面積小、現(xiàn)場安裝工作量少、安裝周期短、可以自由移動、減少線路損耗、投資少等優(yōu)點。因此,在國外得到了廣泛應用,而目前在國內(nèi),隨著城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造,箱式變電站得到更多用戶的認可。2 類型箱式變電站分為兩大流派:歐式箱變和美式箱變。歐式箱變是將中壓開關設備、變壓器、低壓配電設備各自分隔并排列成“目”字型或“品”字型,美式箱變則以變壓器為主體,將負荷開關、后備保護熔斷器、分接開關和變壓器裝在變壓器油箱內(nèi),插入式熔斷器、電纜和低壓配電部分圍繞變壓器油箱排列,構成整體布置。歐式箱變的
2、優(yōu)點是結(jié)構靈活,適應性強;中壓開關設備可以采用SF6環(huán)網(wǎng)柜、真空環(huán)網(wǎng)柜、壓氣式環(huán)網(wǎng)柜等。高壓側(cè)主接線方案靈活,變壓器可以采用S9、S10等油浸變壓器或SCB9等干式變壓器;低壓配電設備則完全可以根據(jù)用戶要求量身定做,可以選用各種類型的低壓配電設備如GGD、PGL,低壓側(cè)主接線可以包括進線柜、任意路數(shù)的出線柜以及無功補償,缺點是體積偏大。而美式箱變的優(yōu)點是體積小,由于變壓器油箱即是美式箱變外殼的一部分,因此散熱條件好,缺點是結(jié)構局限性太大,往往無法滿足用戶各種各樣的需求,由于這兩大流派各有優(yōu)缺點,國內(nèi)箱變制造廠家在市場競爭的壓力下,逐漸將這兩大流派的技術特點加以融合,開發(fā)出一些派生類型。盡管類型
3、有所不同,但基本原理大同小異,因此下面以歐式箱變?yōu)槔M行探討。3 技術要求箱式變電站一般用于戶外,因此在結(jié)構上必須采取一系列措施,要防止凝露,否則會引起閃絡放電;要防發(fā)熱,否則輕則引起設備功率下降,重則燒毀設備;要防腐蝕,因為外殼在戶外風吹雨淋之下很容易受到腐蝕;要防水,否則雨水進入箱式變電站后,會影響設備正常工作;要防爆炸,主要是從人身安全方面考慮。由于箱式變電站經(jīng)常用在生活小區(qū)等場所,還要考慮它的外觀,增加美學特點,甚至還要進行人性化設計,如不能太高,以免影響人們的視線,也不能太低,以免有人爬到變電站頂上,造成危險。4 構成4.1 箱體箱體的主要作用是一個容器,其中放入中壓開關設備、變壓器
4、和低壓配電設備。它主要由底座、側(cè)板、隔板門和頂蓋等部分組成。箱體內(nèi)分為高壓室、變壓器室及低壓室。底座以上的圍板、隔板、門及頂蓋通過焊接或緊固件連接在一起。底座和頂蓋骨架一般由角鋼或槽鋼焊接而成。有些箱體外殼還覆以經(jīng)特殊防火處理的木板,使它更好地與現(xiàn)代建筑群相協(xié)調(diào)。在我國,箱體材料五花八門,有普通冷軋板、鋁板、熱鍍鋅鋼板、鋁合金板、夾層彩鋼板和非金屬板等。其中非金屬板性價比較高,因為這種材料機械強度高、耐熱、防潮、阻燃、耐腐蝕、易成形、抗紫外線、裝飾性強、造價低、且不需進行表面油漆等處理,減少了環(huán)境污染。箱體的設計至關重要,因為它是整個變電站的骨架。所以,我們在設計時必須考慮周全,明確何處加通風
5、孔,何處加風扇,何處加安裝梁,何處加固定支架等等。4.2 中壓開關設備目前國內(nèi)使用較普通的有壓氣式環(huán)網(wǎng)柜和真空環(huán)網(wǎng)柜,如HXGN15、HXGN17等,高端用戶可選用SF6環(huán)網(wǎng)柜。SF6環(huán)網(wǎng)柜分兩種類型:一種是將高壓供電母線、開關等密封在一個壓力容器中,該容器內(nèi)充滿略大于大氣壓的SF6絕緣氣體,如ABB公司的safe環(huán)網(wǎng)柜;另一種是將高壓開關密封在頂上單元中,頂上單元內(nèi)充滿略大于大氣壓的SF6絕緣氣體,而高壓供電母線、接地刀、熔斷器等采用空氣絕緣,如ABB公司的uniswitch環(huán)網(wǎng)柜。對于終端變電站,采用負荷開關熔斷器組合電器;對于環(huán)網(wǎng)供電的變電站,一般至少由三個間隔組成,即兩個環(huán)網(wǎng)進出線間隔
6、和一個變壓器回路間隔。當然,若用戶提出要求,也可采用斷路器柜,但我們?nèi)越ㄗh采用環(huán)網(wǎng)柜,因為環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構簡單、可靠性高、造價低、保護特性好。當變壓器發(fā)生故障時,必須及時切除故障區(qū)域,這時斷路器開斷時須經(jīng)歷保護動作、斷路器動作和燃弧熄變幾個階段,所需時間在40ms左右。而負荷開關與熔斷器配合,可在10ms內(nèi)切除故障。4.3 變壓器箱式變電站中用的變壓器為降壓變壓器,一般將10kV電壓降至380V/220V,供用戶使用。變壓器的容量一般為501600kVA,最常用的容量為250630kVA,由于價格因素,大多采用油浸變壓器。在防火要求嚴格的場合,可采用干式變壓器。歐式箱變一般將變壓器放在封閉的箱體內(nèi),
7、為了解決散熱問題,常采用自然通風和強迫通風兩種。從整體運行費用和可靠性考慮,應采用自然通風,即利用整個箱變箱體上的通風孔、管道、百頁窗等構成空氣循環(huán)系統(tǒng)。強迫通風一般采用帶自動測溫控制的排風扇。對于高級用戶,也可采用空調(diào)系統(tǒng)。由于箱式變電站用于戶外,為防止日照使變壓器室溫度上升,可采取雙層夾板結(jié)構,頂蓋采用帶空氣墊的氣樓結(jié)構,使用隔熱材料等技術措施。4.4 低壓配電設備根據(jù)使用場合不同,一次主接線圖五花八門,典型方案由進線柜、出線柜、計量柜和無功補償柜組成。進線柜中裝有主開關,可采用M、F、DW15、ME、AH等型號,用于控制整個低壓系統(tǒng)的供電和保護;出線柜中裝有分路開關,可采用TG、NS、S
8、M30、DZ20等型號,用于控制低壓出線端的供電和保護,計量柜主要用于對用戶消耗電能的計費,內(nèi)裝計量電度表,由于涉及經(jīng)濟利益的計算,該柜須采取防竊電措施,如采用鉛封等;無功補償柜主要是對供電系統(tǒng)的功率因數(shù)進行補償,內(nèi)裝電容器和自動投切裝置等。 ( 轉(zhuǎn)自久久信息網(wǎng): )戶外箱式變電站在城網(wǎng)配電系統(tǒng)中的應用評論:9 條 查看:446 次 gqgmzhang 發(fā)表于 2009-04-15 19:13箱式變電站(簡稱箱變)的叫法在國內(nèi)外并不統(tǒng)一。箱式變電站術語是現(xiàn)國標(報批稿)335kV交流箱式變電站統(tǒng)一的稱謂。于1995年11月,IEC 1330(1995年11月)“高低壓預制式變電站”標準正式頒布
9、。 箱式變電站不同于常規(guī)土建變電站,其主要特點為: 1.1變電站在制造廠完成設計、制造與安裝,并完成內(nèi)部電氣接線。 1.2變電站經(jīng)過規(guī)定的型式試驗考核。 1.3變電站經(jīng)過出廠試驗的驗證。箱變是一種把高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置按一定接線方案排成一體的工廠預制型戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設備,具有成套性強、體積小、占地少、能深入負荷中心、提高供電質(zhì)量、減少損耗、送電周期短、選址靈活、對環(huán)境適應性強、安裝使用方便、運行安全可靠及投資少、見效快等一系列優(yōu)點。 箱變用在市區(qū),可裝在人行道旁、綠化區(qū)、道路交*口、生活小區(qū)、生產(chǎn)廠地、高層建筑等處。同容量箱變的占地面積僅為土建站所占面積的1/51/10
10、,同時大大減少了工程設計量和施工量,加之箱變可免除用戶申報基建項目,減少審批手續(xù),作到投資少、見效快。這種變電站已在歐美普遍使用,在我國也為越來越多的用戶接受,受到青睞。 2 箱式站的總體結(jié)構 箱式站的總體結(jié)構是指作為箱式站的三個主要部分高壓開關設備、變壓器及低壓配電裝置的布置方式。從國內(nèi)外看,箱式站的總體布置主要有兩種形式:一為組合式,一為一體式。所謂組合式,是指這三部分各為一室而組成“目”字型或“品”字型布置。而一體式是指以變壓器為主體,熔斷器及負荷開關等裝在變壓器箱體內(nèi),構成一體式布置。我國是IEC標準的積極采標國家,因此我國的箱式站為組合式布置。 組合式箱變中,高壓開關設備所在的室一般
11、稱為高壓室,變壓器所在的室一般稱為變壓器室,低壓配電裝置所在的室稱為低壓室。這三個室在箱式站中可有兩種布置,即“目”字型布置和“品”字型布置。 北京北能德理施爾公司引進德國德理施爾公司技術開發(fā)研制的箱式變電站其箱體材料具有獨到之處,這種材料由帶多種硬浮泡的強化玻璃纖維聚脂材料構成,此種殼體材料的主要特點如下: (1)機械強度高,重量輕,表面抗敲擊和耐刻劃,并可防止有害物質(zhì)和害蟲的侵襲。 (2)抗紫外線輻射,抗曝曬性能好,內(nèi)部裝有難燃的特殊材料,殼體的熱傳導率相當于約 24cm厚的磚砌體的熱傳導率??杀苊庖蛲獠繙囟榷鹣鋬?nèi)溫度升高。 (3)此種材料靠嵌入的硬浮泡達到最佳絕緣值,噪聲減小值在25
12、00Hz時達到379分貝。 (4)易成型,外型可變性好,裝飾性強,對環(huán)境具有適應性和協(xié)調(diào)性,其表面可根據(jù)用戶的選擇裝飾成仿毛皮表面、小碎石表面等多種形式,對環(huán)境有點綴效果。 (5)防潮、阻燃、抗腐蝕,能適應各種氣候條件,殼體不會因冷熱交變產(chǎn)生凝露。 (6)裝配簡易方便,適合各種結(jié)構的要求。 經(jīng)過北能德理施爾公司的不斷市場開拓,目前,此種箱式站已在國內(nèi)多個城市的城網(wǎng)改造中被廣泛采用,如北京供電局、平頂山供電局等。因其有優(yōu)良的技術性能和完美的質(zhì)量而贏得了許多用戶的贊譽。 3 箱變內(nèi)的中壓開關設備 箱式站中,若是終端接線,使用負荷開關熔斷器組合電器:若為環(huán)網(wǎng)接線,則采用環(huán)網(wǎng)供電單元。 環(huán)網(wǎng)供電單元一
13、般配負荷開關,它由兩個作為進出線的負荷開關柜和一個變壓器回路柜(負荷開關熔斷器)組成。由于我國在城網(wǎng)建設和改造中,推行環(huán)網(wǎng)供電,以減少供電的中斷,預期環(huán)網(wǎng)供電單元將有大的發(fā)展。德國德理施爾公司采用了SF6絕緣的中壓開關設備,開創(chuàng)了SF6絕緣的中壓開關設備的先河。SF6環(huán)網(wǎng)供電單元的特點是大大提高了人身安全,同時安裝容易,維修少,省地方,經(jīng)濟效益顯著。環(huán)網(wǎng)供電單元由間隔組成,一般至少由三個間隔組成,即2個電纜進出間隔和1個變壓器回路間隔。圖1示出環(huán)網(wǎng)供電單元的基本接線圖。圖中,開關A和B在隔離故障線段時,能及時恢復回路的連續(xù)供電。同開關C相連的熔斷器F在中壓/低壓變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時起保護作用。
14、開關C對熔斷器和變壓器還起接地作用。 城網(wǎng)一般用環(huán)纜,在用架空線的地方,可將架空線引至環(huán)網(wǎng)供電單元旁,再由電纜引進和引出。一般來說,母線和開關封閉在充SF6的殼體內(nèi),充氣壓力一般為0205bar表壓。由于殼體封閉,故不受外界環(huán)境的影響,提高了設備的可靠性,又由于用SF6絕緣,故可做到體積小,還由于充氣壓力低,密封等問題好解決。 SF6環(huán)網(wǎng)供電單元的殼體一般按第一類設備來設計,這就是說殼體由253mm厚的鋼板或不銹鋼焊成,在壽命期間一次密封。殼體焊成無密封處,可保證最大限度的氣體密封性。 為了防止內(nèi)部故障引起殼體爆炸,使用了獨特的故障電弧限制器,即當出現(xiàn)內(nèi)部故障時,因壓力上升而使殼體鼓肚,這一四
15、、KSP型戶外箱式變電站的特點: (1)戶外箱式變電站的額定電壓: 12、 175、 24KV。(2)容量級別:250、630、1250KVA。 (3)外殼壁板由帶多種硬浮泡的強化玻璃纖維聚脂材料成構成,其表面耐大氣腐蝕、抗紫外線、抗刻劃的樹脂層作為保護層。內(nèi)部裝有難燃的特殊材料,變電站內(nèi)部的熱量傳導到外部較慢,從而避免了凝露的形成。 (4)外殼由可旋螺絲的防腐蝕鋁材支架和聚脂壁組成,多層板能將噪音減小在379分貝內(nèi)。 (5)帶有不銹鋼螺栓和導軸襯的鋁材門條確保免于維護,擰緊的門條密閉,可以有效防盜。 (6)箱式站的銷售配備有一個手動的應急門栓,在門銷關閉的情況下,可以從里面把門打開。 (7)
16、箱變頂蓋為單體且可提起,它有硬浮泡填充的強化玻璃纖維聚脂殼構成,殼體、壁板和門板符合高絕緣的要求,兩側(cè)環(huán)流通風借助鋁材篩板可防止異物進入,杜絕小動物引起的接地、短路事故。 (8)變壓器散熱用可動的通風窗,當內(nèi)部可能出現(xiàn)壓力波時,通風窗便能自動關閉。在可維護的箱式變壓器內(nèi),設有可防水的多層木制復合地板,而不同間隔用可靠的鐵板隔開。 (9)戶外箱式變在結(jié)構上采用了頂蓋與箱體之間用彈簧拉緊的措施,在正常情況下頂蓋緊閉,出現(xiàn)故障發(fā)生電弧時,故障電弧產(chǎn)生的巨大能量使箱體的內(nèi)部壓力迅速上升,此時,由彈簧拉緊的頂蓋被抬高幾厘米將壓力迅速釋放,避免發(fā)生爆炸事故。 (10)裝有故障電弧限制器的箱式變,在箱變內(nèi)出現(xiàn)故障時,可有效防止輻射,通過安裝帶一體化故障電弧限制器的中壓配電設備,可確保設備的安全運行。 (11)具有防雨雪、防風塵、防
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