【正文】 電站主接線設(shè)計(jì)于一次設(shè)備選型 （ 3） 二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 4）箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì) . 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 13 頁 第 2 章 35kV 箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電氣主接線的確定 主接線的基本形式 主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無母線的接線形式兩大類。變壓器的銘牌應(yīng)面向箱門一側(cè)。根據(jù)不同的用戶要求，可以采用油浸式、干式或氣體絕緣式、無載調(diào)壓式或有載調(diào)壓式。高壓進(jìn)出線應(yīng)考慮電纜的安裝位置和便于進(jìn)行試驗(yàn)。箱體門內(nèi)側(cè)應(yīng)附有主回路線路圖、控制線路圖、操作程序及注 意事項(xiàng)。 高壓配電裝置應(yīng)具有防止誤拉、合開關(guān)設(shè)備，帶負(fù)荷拉、合刀閘，帶電掛地線，帶地線合閘和工作人員誤入帶電間隔的五防措施。 箱式變電站內(nèi)部電器設(shè)備 （ 1）箱式變電站高壓配電裝置接線應(yīng)盡量簡單，既有終端變電站接線，也應(yīng)有適應(yīng)環(huán)網(wǎng)供電的接線。 （ 6）要機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓抗張，抗沖擊。 （ 4）防潮性能好，不會(huì)因冷熱突變而產(chǎn)生凝露。 （ 2）箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。變壓器在海拔超過 1000m 的地區(qū)，按 GB 或 GB 6450 的規(guī)定。 （ 2）特殊使用條件 高壓開關(guān)設(shè)備和低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過 1000m 的地區(qū)按 GB/T 11022 的規(guī)定。變壓器的使用條件應(yīng)按安裝地點(diǎn)外部的使用條件和外殼級(jí)別來確定。 ②高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：在外殼內(nèi)部按 GB 規(guī)定的正常戶外使用條件。門在任一開啟位置或開關(guān)設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減小到 500mm。該通道的寬度應(yīng)為800mm 或更大些。在電纜出線末端的線路終端桿上裝設(shè)新型過電壓保護(hù)器，以防止過電壓。因此 10kV 電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)，以方便用戶維護(hù)檢修。 （ 7） 10kV 電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè) 為求美觀，變電所內(nèi) 10kV 箱式配電站 箱體四圍一般均設(shè)計(jì)為水泥路面， 10kV 線路終端桿一般在變電所圍墻外 10m 處。其面對(duì)變壓器、可燃介質(zhì)電容器等電器設(shè)備的外墻 (符合防火墻要求 )，在設(shè)備總高加 3m 及兩側(cè)各 3m 的范圍內(nèi)不設(shè)門窗不開孔洞時(shí)，則該墻與設(shè)備之間的防火凈距可不受限制；如在上述范圍內(nèi)雖不開一般門窗，但設(shè)有防火門時(shí)，則該墻與設(shè)備之間的防火凈距應(yīng)等于或大于 5m?？梢杂帽緲?biāo)準(zhǔn)的附錄 D來確定外殼級(jí)別和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。對(duì)某一額定外殼等級(jí)，變壓器的負(fù)荷系數(shù)取決于變電站安裝處的周圍溫度。 （ 5）預(yù)裝式變電站的選用導(dǎo)則 對(duì)于給定的運(yùn)行方式，選用 預(yù)裝式變電站時(shí)，要按正常負(fù)荷條件和故障情況的要求來選擇各元件的額定值。預(yù)裝式變電站內(nèi)部的快關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的門應(yīng)朝出口方向關(guān)閉，或者是轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣不致減少通道的寬度。 （ 4）操作通道：預(yù)裝式變電站內(nèi)部的操作通道的寬度應(yīng)適應(yīng)于進(jìn)行任何操作和維護(hù)。 （ 2）輔助設(shè)備：對(duì)于預(yù)裝式變電站內(nèi)的低壓裝置（例如照明、輔助電源等），適用時(shí)，按 GB/T 或 防護(hù)等級(jí)：防止人員觸及危險(xiǎn)部件、并防止外來物體進(jìn)入和水分浸入設(shè)備的保 護(hù)是必需的。接地導(dǎo)體的電流密度，如用銅導(dǎo)體，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為 1s時(shí)不應(yīng)超過 200A/mm2，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為 3s 時(shí)不應(yīng)超過 125A/mm2；但其截面積不應(yīng)小于30mm2。 （ 1）接地：除按 GB/T11022，還應(yīng)符合以下規(guī)定。 （ 9）預(yù)裝式變電站的額定最大容量：預(yù)裝式變電站的額定最大容量是設(shè)計(jì)變電站時(shí)指定的變壓器的最大額定值。 （ 7）操動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源電壓：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按 GB/T 11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備，按 GB 。 （ 5）額定短時(shí)耐受電流：對(duì)于高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按 GB/T 11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按 GB ；對(duì)變壓器按 IEC 765和 GB 6450。 （ 4）額定電流和溫升：額定電流按 GB/T 11022 和 GB 。低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的最低額定沖擊耐受電壓至少應(yīng)為 GB/T — 1997 的表 1中 IV 類過電壓的給定值。對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按 GB/T 和 GB 。 箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《 高壓 /低壓預(yù)裝式變電站 》（ GB/T124671998），箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范如下 。 大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量得到保證。 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。 2 基建時(shí)間 6 個(gè)月以上 預(yù)先基礎(chǔ)做好以后，只需 46小時(shí)就可以安裝完畢送電。 預(yù)裝式變電站是輸變電設(shè)備發(fā)展方向，由前所述，我國應(yīng)用僅 10%左右，而國外已 達(dá)到的 7090%， 所以預(yù)裝式變電站其 社會(huì)效益顯著，市場前景廣闊 。 三種類型的箱式變電站的特點(diǎn)如下 : （ 1） 歐洲式：特點(diǎn)是防護(hù)性好， 多了一個(gè)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(shí)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(dòng)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(jì)量箱，無功補(bǔ)償，一應(yīng)俱全 。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%。 ⑥ 占地面積小 。 ④ 組合方式靈活 箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱 體 均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 活多變，我們可以全部采用箱式，即 35kV 及 10kV 設(shè)備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電所；也可以采用 35kV 設(shè)備室外安裝， 10kV 設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊所改造，即原有 35kV 設(shè)備不動(dòng)，僅安裝一個(gè) 10kV 開關(guān)箱即可達(dá)到無人值守的要求 。 ② 自動(dòng)化程度高 全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù) 系統(tǒng)采用變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，可實(shí)現(xiàn) 四遙，即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制，滿足無人值班的要求 。 箱式變電站有如下特點(diǎn)： ① 技術(shù)先進(jìn)安全可靠 箱體部分采用目前國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，外殼一般采用鍍鋁 鋅鋼板，框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證 20年不銹蝕，內(nèi)封板采用鋁合金扣板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在－ 40℃ ～＋ 40℃ 的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行 。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級(jí)：高壓側(cè)為 3 ～ 35kV、 低壓側(cè)為 ～ 10kV 。另外箱式變還都具有電能檢測、顯示、計(jì)量的功能，并能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能，還設(shè)有專用的接地導(dǎo)件，并有明顯的接地標(biāo)志。為了可靠實(shí)現(xiàn)五防要求，各電器元件之間采用了機(jī)械聯(lián)鎖，各電器元件都安裝在有足夠強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)上，以便于導(dǎo)線的連接。變壓器一般采用 S9 或干式的等。 (a)目字型布置 (b)品字型布置 圖 歐式預(yù)裝式變電站的整體布置形式 HV— 高壓室； LV— 低壓室； TM— 變壓器室； ZL— 操作走廊 箱式變電站的技術(shù)特點(diǎn) 箱式變電站的高壓室一般是由高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器和避雷器等組成的，可以進(jìn)行停送電操作并且有過負(fù)荷和短路保 護(hù)?！澳孔中汀辈贾门c“品字型”布置相比，“目字型”接線較為方便，故大多采用“目字型 ”布置。 歐式預(yù)裝式變電站的總體結(jié)構(gòu)包括三個(gè)主要部分：高壓開關(guān)柜、變壓器及低壓配套裝置，其總體結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為組合式；另一種為一體式。這種變型的理論根據(jù)是：開關(guān)操作和熔斷器的動(dòng)作造成的游離碳會(huì)影響整個(gè)箱變的壽命。 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 其中（ 1）型為美式箱變的原結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊縮、簡潔、體積小、重量輕。歐式預(yù)裝式變電站以前在我國習(xí)慣稱為“組合式變電站”，它是將高壓開關(guān)設(shè)備、配 電變壓器和低壓配電裝置布置在三個(gè)不同的隔室內(nèi)，通過電纜或母線來實(shí)現(xiàn)電氣連接。用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)。美式預(yù)裝式變電站在我國叫做“預(yù)裝式變電站”或“美式箱變 ”，一區(qū)別歐式預(yù)裝式變電站。這種智能箱式變電站 (簡稱智能箱變 )環(huán)網(wǎng)供電時(shí)，在特定自主軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動(dòng)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)送電。再次人們對(duì)供電質(zhì)量尤其是供電的可靠性要求越來越高，而采用高壓環(huán)網(wǎng)或雙電源供電、低壓網(wǎng)自動(dòng)投切等先進(jìn)技術(shù)的預(yù)裝式變電站成為首選的配電設(shè)備。 其次隨著社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，負(fù)荷密度越來越高，城市用地越來越緊張，城市配電網(wǎng)逐步 由架空向電纜過渡，架桿方式安裝的配電變壓器越來越不適應(yīng)人們的要求。主接線采用單母線分段接線。 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(jì)極其設(shè)備選型，二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)。 答 辯 委 員會(huì) 人，出席 人 答 辯 委 員會(huì) 主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會(huì) 副主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會(huì) 委 員 ： ， ， ， ， ， ， 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文） 評(píng)語 第 頁 共 頁 學(xué) 生姓名： 專業(yè) 年 級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文） 題 目： 地面變電所的設(shè)計(jì) 評(píng) 閱 人： 指 導(dǎo)教師 ： （ 簽 字） 年 月 日 成 績 ： 系（科）主任： （ 簽 字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）及答 辯評(píng)語 ：