0451-87543193

24小时咨询热线:
联系我们 CONTACT US
黑龙江科控电气成套设备有限公司
全国免费服务热线:0451-87543193
手机:15124528989
手机:15124528989
地址:哈尔滨市道外区民主乡民富村
网址:www.hljkkdqcj.cn
35kV箱式变电站如何设计,让我们来细细的学
时间:2019-11-22
  

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;

(2)高压单元:高压回路的设计方案(附图);

(3)低压单元:低压回路的设计方案(附图);

(4)功能件的选项:变压器的温控装置,瓦斯保护装置,变压器风机,高压单元显示系统,高压避雷保护装置,凝露控制装置,低压断路器的分励跳闸、欠压保护等;

(5)有关的其他技术要求。