【正文】 蘭 州 理 工 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 學(xué) 生 姓 名： 劉志磊 學(xué) 號： 13018138211003 所 在 系 部： 電氣工程系 論 文 題 目： 10kv箱式變電站設(shè)計 專 業(yè) 名 稱： 電氣工程自動化 指 導(dǎo) 教 師： 張光明 填 表 日 期： 2015年11月15日 目 錄摘 要 1Abstract 2第一章 箱式變電站概述 1 供配電技術(shù)的現(xiàn)狀 1 箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn) 1 箱式變電站的類型 2 箱式變電站的結(jié)構(gòu) 2 3 箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計規(guī)范 4 本設(shè)計的主要任務(wù) 6 第二章 10kV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 7 電氣主接線的確定 7 主接線的基本形式 7 主接線的比較與選擇 7 高壓接線方式 12 變壓器 12 變壓器容量、接線組別的確定 12 變壓器的散熱處理 14 采用負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器保護(hù)變壓器 14 箱式變電站總體布置 15 第三章 10KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備選型 17 10kV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計 17 設(shè)備選型 17 高低壓電器設(shè)備選擇的要求 19 斷路器的選型 20 高壓熔斷器的選擇 21 互感器的選型 22 隔離開關(guān)的選型 24 開關(guān)柜的選型 24 第四章 10kV箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計 25 二次系統(tǒng)的定義及分類 25 二次系統(tǒng)總體方案 25 斷路器控制與信號回路 25 25 控制回路設(shè)計 26 信號回路設(shè)計 26 電氣測量與信號系統(tǒng) 27 第五章 箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計 30 箱式變電站的監(jiān)控內(nèi)容 30 電參量監(jiān)測與保護(hù) 30 防凝露保護(hù) 31 變壓器室溫度保護(hù) 31 參數(shù)在線數(shù)字化顯示和設(shè)定 31 系統(tǒng)組網(wǎng)與集中化管理 31 配電網(wǎng)自動化的功能 31 箱式變電站的智能監(jiān)控方案 33 硬件設(shè)計及工作原理 33 軟件設(shè)計 33 第六章 箱式變電站安裝設(shè)計要求 30 箱式變電站的安裝要求 30 箱式變電站的選址要求 30 箱式變電站的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求 30 結(jié) 論 44 致 謝 44 參考文獻(xiàn) 46 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 46 摘 要箱式變電站又稱戶外成套變電站，也有稱做組合式變電站，它是發(fā)展于20世紀(jì)60年代至70年代歐美等西方發(fā)達(dá)國家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備，由于它具有組合靈活，便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國電力工作者的重視。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，國內(nèi)開始出現(xiàn)簡易箱式變電站，并得到了迅速發(fā)展。 本課題的主要內(nèi)容包括箱式變電站的發(fā)展應(yīng)用，箱式變電站的結(jié)構(gòu)分類，以及箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計及其設(shè)備選型，二次系統(tǒng)設(shè)計，以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)，箱式變壓器安裝要求。10kV箱式變電站的設(shè)計高壓側(cè)額定電壓為10kV，主變壓器容量為1250kVA，主接線采用單母線分段接線。關(guān)鍵詞：箱式變電站 結(jié)構(gòu) 一次系統(tǒng) 二次系統(tǒng) 技術(shù)參數(shù)AbstractComplete set of boxtype substation, also known as outdoor substation, also called modular substation, which is developed in the 20th century, the age of 60 to 70 years in Europe and America and other Western developed countries, launched a new outdoor substation substation equipment sets, because it has bination of flexible, easy to transport, transfer, easy installation, short construction period, low operating cost, pollutionfree, maintenancefree, etc., by the power workers in the world seriously. The mid90s of the 20th century, China began to simple boxtype substation, and has been developing rapidly.The main topics include the development and application of boxtype substation, substation structure of boxtype classification, as well as a boxtype substation design and equipment selection system, secondary system design, and boxtype substation intelligent monitoring system. Box Substation 10kV high voltage side of the rated voltage of 10kV, lowvoltage side of the rated voltage , the main transformer capacity of 1 250kVA. Sub main wiring connection using a single bus.Keywords: boxtype substation secondary system structure of a system 第一章 箱式變電站概述 供配電技術(shù)的現(xiàn)狀變電站是電力系統(tǒng)的一部分，它集中在一個指定的地方，主要包括輸電或配電線路開關(guān)及控制設(shè)備終端和變壓器。通常包括電力系統(tǒng)按和控制所需的設(shè)施。開關(guān)站是有開關(guān)設(shè)備，當(dāng)沒有電力變壓器的變電站。降壓變電站是變壓器輸出電壓低于輸入電壓的變壓變電站，變電站在國內(nèi)也被常稱為變電所。在民用建筑及工廠內(nèi)的變電站中，20KV及以下變電站是目前使用最多的，具有量大面廣的特點(diǎn)，而且隨著時代的發(fā)展，建筑或工藝布局對變電站的布置方案也提出了越來越苛刻的要求，這些苛刻的要求一方面增加了變電站的設(shè)計難度，另一方面也促進(jìn)了電氣設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步以滿足實(shí)際需要，近10年多來電氣設(shè)備的制造技術(shù)取得了較大的進(jìn)步，如在20KV及以下變電站中，開關(guān)柜在高可靠、少維護(hù)、小型化、集成化和智能化等方面有了較大的進(jìn)步，油浸式變壓器使用比例越來越少，干式變壓器得到廣泛的使用，從而也產(chǎn)生了占地面積小，建設(shè)方便、可靠型高的箱式變電站。現(xiàn)階段隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造中，要求高壓直接進(jìn)入負(fù)荷中心，形成高壓受電—變壓器降壓—低壓配電的供電格局，所以供配電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化、安全、無人值守的方向發(fā)展，而箱式變電站(簡稱箱變)正是具有這些特點(diǎn)的最佳產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。我現(xiàn)在任職于甘肅宏圖建筑設(shè)計有限公司電氣設(shè)計崗位，在這里我將學(xué)校學(xué)到的電氣理論知識與實(shí)際工作設(shè)計相結(jié)合，在設(shè)計過程中讓我感觸很深，與此同時，由于信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化住宅小區(qū)發(fā)展，因此不僅要求箱變安全可靠，同時要求具有“四遙”(遙測、遙訊、遙調(diào)、遙控)的智能化功能。這種智能箱式變電站(簡稱智能箱變)環(huán)網(wǎng)供電時，在特定自主軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動定位、故障切除、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，從而保證在一分鐘左右恢復(fù)供電。 箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn) 箱式變電站的類型箱式變電站（在IEC及歐洲稱為高壓/低壓預(yù)裝式變電站）是一種集成化程度高，工廠預(yù)安裝、節(jié)能、節(jié)地的發(fā)展中設(shè)備與常規(guī)變電站相比，占地為1/20，工期為1/7，投資為1/2。在國外應(yīng)用極度為廣泛，在西歐占變電站總數(shù)的70%以上，美國為90%。在我國應(yīng)用為10%，是一種方興未艾的裝備。本產(chǎn)品在世界上有三大流派，（1）歐洲式：特點(diǎn)是防護(hù)性好，多了一個外殼，變壓器散熱不易，要降低容量運(yùn)行；（2）美國式：特點(diǎn)是變壓器保持戶外設(shè)備本質(zhì)，散熱好，結(jié)構(gòu)緊湊，但是在我國10kV電網(wǎng)系中性不接地系統(tǒng)，因此一相熔絲熔斷時不能跳開三相負(fù)荷開關(guān)，造成非全相運(yùn)行，危及變壓器及用電設(shè)備，并且不易實(shí)現(xiàn)配電自動化；（3）中國式：從歐洲式派生而來，結(jié)合中國用戶需要改進(jìn)而成，但是符合中國電力部門各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，可鉛封電能計量箱，無功補(bǔ)償，一應(yīng)俱全。 箱式變電站的結(jié)構(gòu) 箱式變電站與常規(guī)變電站的對比及優(yōu)缺點(diǎn)分析目前，國內(nèi)生產(chǎn)的箱變的電壓等級：高壓側(cè)為 3 ～35kV、低壓側(cè)為 ～10kV 。變壓器的容量：當(dāng)額定電壓比為35/10 、6 、 kV 時可從幾百kVA～上萬kVA、當(dāng)額定電壓比為 6/ kV 時可從幾十kVA～幾千kVA。箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較見表1。表1 箱式變電站與常規(guī)變電站性能對比表序號對比項(xiàng)目常規(guī)變站組合式（箱變）變電站1設(shè)計工作需要土建、電氣二方面設(shè)計、工作量較大土建工作僅一個安裝基礎(chǔ)，箱變本身有典型設(shè)計，只須根據(jù)用戶要求，作一些調(diào)整，設(shè)計工作也大為減少。2基建時間6個月以上預(yù)先基礎(chǔ)做好以后，只需46小時就可以安裝完畢送電。3占地面積（10kV800kva為 例）≥100一般箱變12m2ZBW174m24安裝地點(diǎn)和負(fù)荷中心距離不能十分接近負(fù)荷中心，供電線路半徑較長，電壓降落及電能損失較高。能貼近負(fù)荷中心，甚至直接置于建筑物處，供電線路半徑可以很短電壓降落及電能損失較少，提高了供電質(zhì)量。5生產(chǎn)方式土建施工后，現(xiàn)場裝配。大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量得到保證。6生產(chǎn)周期7：17投資費(fèi)用2：18和環(huán)境協(xié)調(diào)性和環(huán)境不協(xié)調(diào)和環(huán)境協(xié)調(diào)一致/,不擋視線,美化環(huán)境。美式箱變的優(yōu)缺點(diǎn)1）、優(yōu)點(diǎn)：體積小占地面積小、便于安放、便于偽裝，容易與小區(qū)的環(huán)境相協(xié)調(diào)。可以縮短低壓電纜的長度，降低線路損耗，還可以降低供電配套的造價。2）、缺點(diǎn)：供電可靠性低；無電動機(jī)構(gòu)，無法增設(shè)配電自動化裝置；無電容器裝置，對降低線損不利；噪音較Ⅲ型站和Ⅴ型站要高，因?yàn)棰笮驼竞廷跣驼臼菍⒆儔浩靼卜旁谑覂?nèi)，起到隔音的作用；另外，將Ⅲ型站和Ⅴ型站的集中一電磁輻射分解成多點(diǎn)輻射；由于不同容量箱變的土建基礎(chǔ)不同，使箱變的增容不便；當(dāng)箱變過載后或用戶增容時，土建要重建，會有一個較長的停電時間，增加工程的難度。歐式箱變的優(yōu)缺點(diǎn)1）、優(yōu)點(diǎn)：噪音與Ⅲ型站和Ⅰ型站相當(dāng)；輻射較美式箱變要低，因?yàn)闅W式箱變的變壓器是放在金屬的箱體內(nèi)起到屏蔽的作用；可以設(shè)置配電自動化，不但具有Ⅲ型站和Ⅰ型站的優(yōu)點(diǎn)，而且還有美式箱變的主要優(yōu)點(diǎn)。2）、缺點(diǎn)：體積較大，不利于安裝，對小區(qū)的環(huán)境布置有一定的影響；由于箱變的結(jié)構(gòu)的不同使用的地方也不同，供電的網(wǎng)絡(luò)也不同因?yàn)槊朗较渥兒蜌W式箱變的結(jié)構(gòu)不同可靠性不同，因此適用的場合也不同。當(dāng)美式箱變的容量選用的較小而小區(qū)的建筑面積較大時，應(yīng)用的箱變會增加很多，從而使在架空線上支接的負(fù)荷點(diǎn)增多；當(dāng)減少架空線的支接負(fù)荷點(diǎn)時必定要增加箱變的串接數(shù)量，從而使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)薄弱。要