1000kva箱式变电站毕业设计

1000kva箱式变电站毕业设计内容摘要：

12同左0 . 2 S /1 0 P4 0 0 / 5同左H Y 5 WZ 1 7 / 4 5图 华北电力大学 14 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 ＳＦ 6 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 ＱＬＡ 和 ＱＬＢ 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 ＱＬＣ 相连的熔断器 Ｆ 在中压 /低压变器发生内部故障时起保护作用 ；ＱＬＣ 对熔断器断器和变压器还起隔离和接地作用。 箱式变电站箱体的确定 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 1000kVA 箱式变电站的箱体选择欧式箱变。 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 主华北电力大学 15 体结构提出相应的要求。 比如在地处盐碱地带，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 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。 变压器 变压器容量、接线组别的确定 箱变用变压器为降压变压器，一般将 10ＫＶ 降至 380Ｖ /220Ｖ ，变压器容量一般为 160～ 1600ＫＶＡ ，最常用的容量为 315～ 630ＫＶＡ。 其器身为三相三柱或三相五柱结构、 Ｄｙｎ 11 或 Ｙｙｎ 12 联结，熔断器连接在“Δ”外部。 三相五柱式 Ｄｙｎ 11 变压器的优点是带三相不对称负荷能力强，不会因三相负载不对称造成中性点电压偏移，负载电压质量可得到保证，这种变压器具有很好的耐雷特性。 变压 器应具有齐全的运行检视仪器仪表，如油位表和上层油温表及反映顶部气压强度的真空压力表等。 变压器选用 Ｓ 9Ｍ 、 Ｓ 11Ｍ 全密封、免维护、低噪音、性价比高的油浸式变压器 (噪音≤ 50ｄＢ )或新型干式变压器 (噪音≤ 55ｄＢ )等。 采用干式变压器时，变压器室必须配散热系统。 目前，国内大多采用新Ｓ 9或Ｓ 11 系列配电变压器，有的也采用了非晶合金变压器，其优点是空载损耗很小，只有 1/4～ 1/3，但其价格高出 ～ 倍，但随着制造技术的提高，一旦价格下来，非晶合金变压器会占据市场主导地位。 综合考虑 1000KVA 箱式变电站 变压器的容量确定为 1000KVA，因为三相五拄 D， yn11 连接变压器带三相不对称负载能力强，不会因三相负载不对称造成中性点电压偏移，负载电压质量可得到保证；此外，这种变压器还具有很好的华北电力大学 16 耐雷特性。 因此变压器的连接组别为三相五柱 D， yn11，阻抗电压为 Ud=%，采用油浸式变压器。 由于三相五拄 D， yn11 联结，如果熔断器一相熔断后，会造成低压侧两相电压不正常，为额定电压的 1/2，会使负载欠压运行。 因此将熔断器连接在“△”内部。 因为这样如果熔断器一相熔断后不会造成低压侧两相电压不正常，熔断器所对应的低压侧相电 压几乎为零，其它两相电压正常。 而站用变压器容量确定为 50kVA，连接组别采用 D， yn11，接在 35kV 母线上将 35kV 电压降低为 供箱式变电站本身使用。 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。 采用负荷开关 — 熔断器组合电器保护原理 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。 限流熔断器切断短路电流的电流波形如图 所示。 华北电力大学 17 1 a 2 时间 0 b 燃弧时间 图 限流熔断器切断短路电 流时电流波形 1— 切断前电流波形 2— 切断过程中电流波形 ia1— 截止电流； tb2— 动作时间 负荷开关 —熔断器组合电器中使用限流型高压熔断器，这种熔断器是依靠填充在熔体周围的石英砂冷却电弧，达到有效熄灭电弧，用于在强力冷却熄弧过程中建立起高于工作电压的电弧电压，因而具有很强限流能力 (图 1)。 由曲线可见到，短路开始后电流上升，熔体发热，温度上升，电流升到 a 点，熔体熔化，由于熔断器的限流作用，电流上升停止，开始沿 ab 线段下降，在 b 点电流下降到零，此时完成熄弧。 这种熔断器的整个动作过程发生在密封的瓷管中，在熄 灭电弧时，巨大气流不会冲出管外。 熔断器的限流特性，它是指熔断器的开断电路时，最大截止电流和预期电流稳态方均根的关系，可以从限流特性的截止电流值可估算出被限流熔断器所保护的电器设备内发生短路故障时产生的机械和热效应。 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。 华北电力大学 18 箱式变电站总体布置 1000kVA 箱式变电站高压室额定电压 35kV ，低压室额定电压 10kV。 主变压器额定容量为 5000kVA，站用变压器额定容量为 50kVA，接 在 35kV 母线上。 采用电缆或架空进、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向。 华北电力大学 19 第 3章 一次系统设计与设备选型 一次系统设计 概述 电气主接线是由各种主要电气设备（如发电机、变压器、开关电器、互感器、电抗器及连接线路等设备），按一定顺序连接而成的一个接受和分配电能的总电路。 由于交流供电系统通常三相是对称的，故在主接线图中，一般用一根线来表示三相电路，仅在个别三相设备不对称或需要进一步说明的地方，部分地用三条线表示，这样就将三相电路图绘成了单线图。 主接线代表了发电厂和变电站 电气部分主结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。 一次系统设计原则 （ 1）变配电站采用计算机监测与控制后对一次系统接线没有影响 ,一次系统接线方式及供电方案仍按有关要求与规定进行设计。 （ 2）变配电站采用计算机监测与控制后 ,应发挥计算机的图形显示功能 ,模拟盘可以简化或取消。 （ 3）变配电站采用计算机监测与控制后 ,可以实现元人或少人值班 , 值班室面积可以减小 ,分散值班可以集中于一处值班。 一次系统设计 35kV 母线采用单母线接线， 10kV 侧母线采用单母线分段接线。 箱体采用了双层 密封，双层铁板间充入高强度聚胺脂，具有隔温、防潮等特点。 外层采用不锈钢体，底盘钢架采用金属喷锌技术 ,有良好的防腐性能。 内层采用铝合金扣板箱体内安装空调及除湿装置，从而是设备运行不受自然环境及外界污染的影响。 可保证设备在 40～ +40℃ 之间运行。 内部一次系统采用单元真空开关柜结构。 开关柜内设有上下隔离刀闸， ZN2335 型真空断路器，选用干式高精度的电流互感器和电压互感器，电容器采用高质量并联电容器，并装有放电 PT，站变选用SC9 型干式站变，站内装有多组氧化锌避雷器。 一次系统连接采用封闭母线 结构，在每个单元柜装有 五防锁 ，保证了人身与设备的安全。 华北电力大学 20 设备选型 箱式变电站设备选型应注意的方面 （ 1）箱变的一次设备 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，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。 在实际运行中， 这种操作方式在执行现有规程时，会带来许多麻烦，设备的运行方式界定不清。 如果可能的话，加装独立的接地开关，运行起来会更灵活方便。 ③ 箱变中的五防闭锁是一个重要方面，在选型时，要考虑隔离开关之间的机械闭锁以及电气闭锁，看是否能满足需要，以及可靠性是否能达到要求。 ④ 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，考虑到实际运行的需要，在选型时，对此也应提出要求，以免日后运行带来不便。 （ 2）箱变的一次进线和出线： ① 箱变的一次进线和出线可采用架空方式或电缆方式。 采用电缆方式可有效地节省空间。 ② 选型 时一定要结合实际情况，考虑进出线的接线方式，否则不利于日后的安装。 ③ 因箱变内空间有限，电缆头一般要做到箱体的底板下面，通过箱体底板上的孔引入。 而按规程要求，金属底板上的三个引入孔，彼此之间应该是连通的，避免电缆运行过程中，在金属底板上产生涡流，对设备造成损害。 有些箱变在设计时，对这方。