目錄摘要ABSTRACT第1章緒論111供配電技術(shù)的發(fā)展112箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點1121箱式變電站的類型1122箱式變電站的結(jié)構(gòu)1123箱式變電站的技術(shù)特點2124箱式變電站與常規(guī)變電站的對比分析313箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計規(guī)范5131額定值5132設(shè)計和結(jié)構(gòu)6133使用條件7134箱體要求8135箱式變電站內(nèi)部電器設(shè)備814本課題的主要任務(wù)8第2章35KV箱式變電站總體結(jié)構(gòu)設(shè)計921電氣主接線的確定9211主接線的基本形式9212箱式變電站對主接線的基本要求9213主接線的比較與選擇10214高壓接線方式1122箱式變電站箱體的確定11221箱體的結(jié)構(gòu)的確定11222合理配置1123變壓器12231變壓器容量、接線組別的確定12232變壓器的散熱處理13233用負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合電器保護(hù)變壓器1324箱式變電站總體布置14第3章35KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型1531主電路設(shè)計15311概述15312一次系統(tǒng)設(shè)計原則15313一次系統(tǒng)設(shè)計1532設(shè)備選型16321箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意的方面16322設(shè)備選型的基本原理17323高低壓電器設(shè)備選擇的要求18324斷路器的選型19325熔斷器的選型19326互感器的選型21327隔離開關(guān)的選型22328開關(guān)柜的選型22第4章35KV箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計2341電氣二次系統(tǒng)設(shè)計23411二次系統(tǒng)定義及分類23412電氣測量儀表23413二次系統(tǒng)設(shè)計2342二次系統(tǒng)總體方案2443斷路器控制與信號回路25431概述25432控制回路設(shè)計26433信號回路設(shè)計2644電氣測量與信號系統(tǒng)26第5章箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計2851箱式變電站的監(jiān)控內(nèi)容28511電量監(jiān)測與保護(hù)28512防凝露保護(hù)28513變壓器室溫度保護(hù)28514參數(shù)在線數(shù)字化顯示和設(shè)定28515系統(tǒng)組網(wǎng)與集中化管理2952配電網(wǎng)自動功能2953箱式變電站的智能監(jiān)控方案30531硬件設(shè)計原理30532軟件設(shè)計原理30結(jié)束語32參考文獻(xiàn)33致謝3435KV箱式變電站設(shè)計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，便于運輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運行費用低、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點，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)計極其設(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)。35KV箱式變電站的設(shè)計高壓側(cè)額定電壓為35KV，低壓側(cè)額定電壓為10KV，主變壓器容量為5000KVA。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)DESIGNOF35KVBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONABSTRACTBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONCALLSAGAINOUTDOORATRANSFORMERSUBSTATION,ALSOCALLTODOTHESECTIONALTRANSFORMERSUBSTATIONITISADEVELOPMENTTOWAITTO70SEUROPEANDAMERICAWESTERNPROSPERINTHE60SOF20CENTURIESTHENATIONRELEASEAKINDOFOUTDOORTHESETCHANGESTOGIVEORGETANELECTRICSHOCKOFNEWCHANGETOGIVEORGETANELECTRICSHOCKTHEEQUIPMENTS,BECAUSEITHAVETHECOMBINATIONVIVID,EASYTOCONVEYANCE,MOVE,INSTALLCONVENIENCE,STARTCONSTRUCTIONCONSTRUCTIONTHEPERIODISSHORTANDCIRCULATETHEEXPENSESLOW,FREEFROMPOLLUTION,DONOTNEEDMAINTENANCEETCADVANTAGE,SUFFERTHEINTERNATIONALCOMMUNITYELECTRICPOWERTHEWORKERVALUESENTERTHEMIDDLEOF90SOF20CENTURIESTHEDOMESTICSTARTSAPPEARINGTHESIMPLEBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATION,ANDGOTTHEQUICKDEVELOPMENTTHEARTICLEREGARDBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONASADEVELOPMENTFORRELATINGBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONAPPLIED,THECONSTRUCTIONOFBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONDIVIDESINTOSESECTION,EMPHASIZINGTHETREATISEBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONATHEVERYEQUIPMENTSINDESIGNINSUBSYSTEMCHOOSESTHETYPE,TWOSUBSYSTEMSDESIGN,ANDTHEINTELLIGENCEOFBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONSUPERVISESANDCONTROLTHESYSTEMTHEDESIGNHIGHPRESSURESIDESUMOFBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATIONSETTLESELECTRICVOLTAGEAS35KVS,THELOWPRESSURESIDESUMSETTLESELECTRICVOLTAGEAS10KVS,MAINTRANSFORMERCAPACITYIS5000KVATHELORDCONNECTSTHESINGLEMOTHERINADOPTIONINLINELINECENTSEGMENTCONNECTSTHELINEKEYWORDSBOXTYPETRANSFORMERSUBSTATION；CONSTRUCTION；FIRSTSYSTEM；SECONDSYSTEM第1章緒論11供配電技術(shù)的發(fā)展隨著市場經(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、無人值守的方向發(fā)展，箱式變電站簡稱箱變正是具有這些特點的最佳產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。其次隨著社會發(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。因此，預(yù)裝式變電站成為主要的配電設(shè)備之一。再次人們對供電質(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。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)送電1。12箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點121箱式變電站的類型箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。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。它將變壓器器身、高壓負(fù)荷開關(guān)、熔斷器及高低連線置于一個共同的封閉油箱內(nèi)，構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶電部分相間及對地的絕緣介質(zhì)。同時，安裝有齊全的運行檢視儀器儀表，如壓力計，壓力釋放閥，油位計，油溫表等。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不同的隔室內(nèi)，通過電纜或母線來實現(xiàn)電氣連接。122箱式變電站的結(jié)構(gòu)美式預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種（1）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器共用一個油箱；（2）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個不同的油箱內(nèi)；（3）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個不同的油箱內(nèi)。其中（1）型為美式箱變的原結(jié)構(gòu)，它的特點是結(jié)構(gòu)緊縮、簡潔、體積小、重量輕。（2）型和（3）型為（1）的變形。這種變型的理論根據(jù)是開關(guān)操作和熔斷器的動作造成的游離碳會影響整個箱變的壽命。由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì)，使之既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)，適用于住宅小區(qū)、共礦企業(yè)及各種公共場所，如機(jī)場、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。歐式預(yù)裝式變電站的總體結(jié)構(gòu)包括三個主要部分高壓開關(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。組合式布置是高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電裝置三部分個為一室，即由高壓室、變壓器室和低壓室三個隔室組成，可按“目字型”或“品字型”布置，如圖11所示。“目字型”布置與“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。但“品字型”布置結(jié)構(gòu)較為緊湊，特別是當(dāng)變壓器室排布多臺變壓器時，“品字型”布置較為有利。A目字型布置B品字型布置圖11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HVTMLVTMHVLVZLLVTMLVHVHVLVTMTMTMLVLVHVHV123箱式變電站的技術(shù)特點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)。低壓室由低壓空氣開關(guān)、電流互感器、電流表、電壓表等組成的。變壓器一般采用S9或干式的等。箱式變中的電器設(shè)備元件，均選用定型產(chǎn)品，元器件的技術(shù)性能均滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。為了可靠實現(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。操作采用電動方式，不需另配電源，由TV引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測、顯示、計量的功能，并能實現(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。此外為適應(yīng)戶外工作環(huán)境，箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有隔熱材料，箱體底部和各室之間都有冷卻進(jìn)出風(fēng)口，采用自然風(fēng)冷和自動控制的強(qiáng)迫風(fēng)冷等多種形式，以保證電氣設(shè)備的正常散熱，具有防雨、防塵、防止小動物進(jìn)入等措施。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級高壓側(cè)為335KV、低壓側(cè)為0410KV。變壓器的容量當(dāng)額定電壓比為35/10、6、04KV時可從幾百KVA上萬KVA、當(dāng)額定電壓比為10、6/04KV時可從幾十KVA幾千KVA。箱式變電站有如下特點技術(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)備運行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在4040的惡劣環(huán)境下正常運行。箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開關(guān)柜、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)等國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備，產(chǎn)品無裸露帶電部分，為全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實現(xiàn)無油化運行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動化系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人值守。自動化程度高全站智能化設(shè)計，保護(hù)系統(tǒng)采用變電所微機(jī)綜合自動化裝置，分散安裝，可實現(xiàn)“四遙“，即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，每個單元均具有獨立運行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對運行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制，滿足無人值班的要求。工廠預(yù)制化設(shè)計時，只要設(shè)計人員根據(jù)變電站的實際要求，作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號，所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正實現(xiàn)變電所建設(shè)工廠化，縮短了設(shè)計制造周期；現(xiàn)場安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗、傳動試驗及其它需調(diào)試的工作，整個變電站從安裝到投運大約只需58天的時間，大大縮短了建設(shè)工期。組合方式靈活箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個箱體均構(gòu)成一個獨立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，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，僅安裝一個10KV開關(guān)箱即可達(dá)到無人值守的要求。投資省、見效快箱式變電站35KV設(shè)備戶外布置，10KV設(shè)備箱內(nèi)安裝較同規(guī)模綜自變電站35KV設(shè)備戶外布置，10KV設(shè)備布置于戶內(nèi)高壓開關(guān)室及中控室減少投資4050。占地面積小。124箱式變電站與常規(guī)變電站的對比分析箱式變電站（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。三種類型的箱式變電站的特點如下（1）歐洲式特點是防護(hù)性好，多了一個外殼，變壓器散熱不易，要降低容量運行；（2）美國式特點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)，造成非全相運行，危及變壓器及用電設(shè)備，并且不易實現(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，無功補償，一應(yīng)俱全。箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較見表11。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)裝式變電站其社會效益顯著，市場前景廣闊。表11箱式變電站與常規(guī)變電站性能對比表序號對比項目常規(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（10KV800K為例）100一般箱變12M2ZBW174M24安裝地點和負(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717投資費用218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/ZBW17高度16米,不擋視線,美化環(huán)境。13箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計規(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)計規(guī)范如下。131額定值（1）額定電壓對高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T11022。對低壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按GB/T140481和GB72511。（2）額定絕緣水平對高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T11022；對低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T140481和GB72511。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/T1693511997的表1中IV類過電壓的給定值。（3）額定頻率和相數(shù)按GB/T11022、GB/T140481和GB72511。（4）額定電流和溫升額定電流按GB/T11022和GB72511。高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備的溫升按GB/T11022，低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的溫升，按GB72511。（5）額定短時耐受電流對于高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按GB/T11022；對低壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按GB72511；對變壓器按IEC765和GB6450。（6）額定短路持續(xù)時間對高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T11022；對低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB72511。（7）操動機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源電壓對高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備，按GB/T11022；對低壓開關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備，按GB72511。（8）操動機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源頻率對高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T11022；對低壓開關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備，按GB72511。（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)計變電站時指定的變壓器的最大額定值。132設(shè)計和結(jié)構(gòu)預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計成能夠安全進(jìn)行正常使用、檢查和維護(hù)。（1）接地除按GB/T11022，還應(yīng)符合以下規(guī)定。應(yīng)提供一條連接預(yù)裝式變電站的每個元件的接地導(dǎo)體。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)時間為1S時不應(yīng)超過200A/MM2，當(dāng)額定短路持續(xù)時間為3S時不應(yīng)超過125A/MM2；但其截面積不應(yīng)小于30MM2。它的端部應(yīng)有合適的接線端子，以便和裝置的接地系統(tǒng)連接。（2）輔助設(shè)備對于預(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，按GB/T148211或GB72511防護(hù)等級防止人員觸及危險部件、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。（3）主接線設(shè)計與一次設(shè)備選型預(yù)裝式變電站外殼的防護(hù)等級應(yīng)不低于GB42081993中的IP23D更高的防護(hù)等級可以按GB4208予以規(guī)定。（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)。該通道的寬度應(yīng)為800MM或更大些。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)動的，這樣不致減少通道的寬度。門在任一開啟位置或開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備突出的機(jī)械傳動裝置不應(yīng)將通道的寬度減少到500MM。（5）預(yù)裝式變電站的選用導(dǎo)則對于給定的運行方式，選用預(yù)裝式變電站時，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。外殼級別的選擇取決于周圍溫度和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。對某一額定外殼等級，變壓器的負(fù)荷系數(shù)取決于變電站安裝處的周圍溫度。對變動的負(fù)荷，可按GB/T17211，采用一個修正系數(shù)?？梢杂帽緲?biāo)準(zhǔn)的附錄D來確定外殼級別和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。（6）主變壓器與箱體之間應(yīng)滿足最小防火凈距35110KV變電站設(shè)計規(guī)范中規(guī)定，耐火等級為二級的建筑物與變壓器油浸之間最小防火凈距為10M。其面對變壓器、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，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，則該墻與設(shè)備之間的防火凈距應(yīng)等于或大于5M。配電裝置的最低耐火等級為二級，箱式配電站箱體內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)，每個單元均采用特制鋁型材裝飾的大門結(jié)構(gòu)，每個間隔后部均設(shè)有雙層防護(hù)板，即可打開的外門，我們在設(shè)計工作中，主變與箱體之間最小防火凈距建議采用10M，以確保變電所安全運行。（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)計為水泥路面，10KV線路終端桿一般在變電所圍墻外10M處。如果將電纜直埋，引至線路終端桿，將給檢修帶來很大不便。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。如10KV線路終端桿距離變電所較遠(yuǎn)，則箱體至變電所圍墻段的10KV電纜出線必須穿鋼管敷設(shè)。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。（8）操作通道預(yù)裝式變電站內(nèi)部的操作通道的寬度應(yīng)適于進(jìn)行任何操作和維護(hù)。該通道的寬度應(yīng)為800MM或更大些。預(yù)裝式變電站內(nèi)部的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的門應(yīng)朝出口方向，或者是轉(zhuǎn)動的，這樣不致減小通道的寬度。門在任一開啟位置或開關(guān)設(shè)備突出的機(jī)械傳動裝置不應(yīng)將通道的寬度減小到500MM。133使用條件（1）正常使用條件外殼預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計成能在按GB/T11022規(guī)定的正常戶外使用條件下使用。高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在外殼內(nèi)部按GB72511規(guī)定的正常戶外使用條件。變壓器外殼內(nèi)的變壓器在額定電流下，其溫升比無外殼條件下的要求高，會超過GB10942或GB6450規(guī)定的溫度極限。變壓器的使用條件應(yīng)按安裝地點外部的使用條件和外殼級別來確定。變壓器的制造廠或用戶能夠據(jù)此計算降低變壓器的使用容量。（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/T11022的規(guī)定。低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過2000M的地區(qū)按GB/T72511的規(guī)定。變壓器在海拔超過1000M的地區(qū)，按GB10942或GB6450的規(guī)定11。134箱體要求（1）箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿足正常運行、維護(hù)要求，并應(yīng)加裝溫度、濕度測量表計、凝露器、煙霧報警裝置，并將溫度、濕度、凝露、煙霧報警探頭信號接入綜合自動化系統(tǒng)，要考慮安裝通訊設(shè)備的位置。（2）箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。（3）要抗紫外線輻射，抗暴曬性能好，不易導(dǎo)熱可避免因外部溫度過高而引起箱體溫度升高。（4）防潮性能好，不會因冷熱突變而產(chǎn)生凝露。（5）防腐、防裂、阻燃、防凍性能好。（6）要機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓抗張，抗沖擊。（7）對環(huán)境有良好的協(xié)調(diào)性，能美化環(huán)境，可適應(yīng)各種氣候條件，外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，箱體占地面積少，節(jié)約土地。135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。高壓配電裝置宜采用符合開關(guān)加熔斷器組合結(jié)構(gòu)，油浸式變壓器容量在800KVA及以上時，應(yīng)采用能切斷電源的裝置與變壓器瓦斯保護(hù)相配合。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。負(fù)荷開關(guān)和熔斷器之間也應(yīng)有可靠的連鎖。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。母線宜采用絕緣導(dǎo)線（或絕緣母線）。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。（2）變壓器應(yīng)采用損耗低、體積小、適合箱體內(nèi)安裝的結(jié)構(gòu)。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。變壓器如有油枕，其油標(biāo)應(yīng)便于監(jiān)視。變壓器的銘牌應(yīng)面向箱門一側(cè)。容量315KVA及以上變壓器，宜裝設(shè)電接點溫度計，以監(jiān)測變壓器上層油溫（或氣體溫度）和啟動通風(fēng)冷卻裝置。14本課題的主要任務(wù)（1）35KV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）箱式變電站主接線設(shè)計于一次設(shè)備選型（3）二次系統(tǒng)設(shè)計（4）箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計第2章35KV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計21電氣主接線的確定211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。（1）具有母線的電氣主接線單母線接線單母線接線是一種最原、最簡單的接線方式。單母線分段接線雙母線及雙母線分段接線旁路母線接線方式（2）無母線的電氣主接線橋形接線當(dāng)具有兩臺變壓器和兩條線路時，在變壓器線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則稱為橋形接線單元接線發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機(jī)212箱式變電站對主接線的基本要求概況地說，對主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個方面安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點，必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)滿足對不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運行時不誤動、發(fā)生事故時不拒動，能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使發(fā)生故障時停電時間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)計投資最少。在主接線設(shè)計時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線靈活、可靠，必須要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導(dǎo)致投資費用的增加。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。主要應(yīng)從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾個方面綜合考慮。213主接線的比較與選擇單母線接線是一種原始、最簡單的接線，所有電源及出線均接在同一母線上，其優(yōu)點是簡單明顯，采用設(shè)備少，操作簡便，便于擴(kuò)建，造價低。缺點是供電可靠性低。母線及母線隔離開關(guān)等任一元件發(fā)生故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。因此，單母線接線方式一般只在發(fā)電廠或變電所建設(shè)初期無重要用戶或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠中采用。在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時間需要檢修時，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后和斷路器。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線自動同時故障的機(jī)遇很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時，將造成兩斷母線同時停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。單母線分段接線既具有單母線接線簡單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點是當(dāng)一段母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時，該段母線上的所有回路到要長時間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。雙母線分段接線有如下優(yōu)點可輪換檢修母線或母線隔離開關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，可靈活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個方向順延擴(kuò)建。但雙母線也有如下的缺點造價高；當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤動作。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。當(dāng)進(jìn)線回路數(shù)或母線上電源較多時，輸送和穿越功率較大，母線發(fā)生事故后要求盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用雙母線接線。綜上可知，單母線接線造價低而供電穩(wěn)定性低，雙母線供電穩(wěn)定性高但其造價高且接線線路復(fù)雜，而單母線分段接線一方面線路簡單，造價低，另一方面其供電穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。所以35KV母線選用單母線接線方式，10KV采用單母線分段接線。214高壓接線方式高壓側(cè)，采用負(fù)荷開關(guān)限流熔斷器作為就壓器的主保護(hù)，一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源和終端三種供電方式，有兩組插入式熔斷器和后備保護(hù)熔斷器串聯(lián)進(jìn)行分段范圍保護(hù)。限流熔斷器一相熔斷時必須能聯(lián)動跳開三相負(fù)荷開關(guān)，不發(fā)生缺相運行。線路側(cè)負(fù)荷開關(guān)必須配有直流電源電動操作機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)無外來交流電源狀態(tài)下自啟動。環(huán)網(wǎng)回路必需配置檢測故障電流用的電流互感器或傳感器。高壓開關(guān)選用可靠性高和具有自動化裝置及智能化接口的先進(jìn)的產(chǎn)品如6負(fù)荷開關(guān)、壓氣式負(fù)荷開關(guān)、真空負(fù)荷開關(guān)等。環(huán)網(wǎng)供電單元一般至少由三個間隔組成，即二個環(huán)纜進(jìn)出間隔和一個變壓器回路間隔。其中，負(fù)荷開關(guān)和在隔離故障線段時，能及時恢復(fù)回路的連續(xù)供電；同負(fù)荷開關(guān)相連的熔斷器在中壓/低壓變器發(fā)生內(nèi)部故障時起保護(hù)作用；對溶斷器和變壓器還起隔離和接地作用。22箱式變電站箱體的確定221箱體結(jié)構(gòu)的確定箱式變電站按結(jié)構(gòu)主要有美式箱變和歐式箱變。歐式箱變造價低而美式箱變體積小，約為同容量歐式箱變的1/31/5。常規(guī)土建變電站占地面積最大，歐式箱變次之，美式箱變常規(guī)土建變電站建造周期最長，歐式箱變次之。綜合考慮一般35KV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。222合理配置根據(jù)實際情況可以采用不同的箱變配置方案，一般將主變壓器和電容器等充油設(shè)備，放置在箱體外，設(shè)置兩個箱體，一個35KV箱體，一個10KV箱體，其中一個箱體預(yù)留保護(hù)裝置的位置?？紤]節(jié)省資金，也可以將35KV斷路器等設(shè)備放于戶外，只設(shè)置10KV箱體。箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成，頂蓋和四壁采用金屬板內(nèi)襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作用。根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，可在訂貨時對主體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的要求。我縣地處鹽堿地帶，對設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高，因此除主體框架采取了防腐工藝加工外，箱體的整體外層襯板采用了05MM厚的不銹鋼板。維護(hù)走廊是箱變正常運行和檢修中的重要環(huán)節(jié)，箱變的一個缺陷就是空間狹小，廠家從成本和設(shè)備緊湊性考慮，維護(hù)走廊一般都盡量壓縮。在選型時應(yīng)該將維護(hù)走廊作為一項指標(biāo)來考慮，不然會給將來的運行和維護(hù)，造成很大麻煩。箱體的密封和防塵是一個重要方面，特別是保護(hù)裝置對防塵等指標(biāo)要求較高，應(yīng)引起重視。箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體基礎(chǔ)的設(shè)計時，應(yīng)顧及到電纜的安裝和維護(hù)方便，應(yīng)考慮人員出入、通風(fēng)以及照明等方面的要求。23變壓器231變壓器容量、接線組別的確定箱變用變壓器為降壓變壓器，一般將10降至380/220，變壓器容量一般為1601600，最常用的容量為315630。其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、11或12聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“”外部。三相五柱式11變壓器的優(yōu)點是帶三相不對稱負(fù)荷能力強(qiáng)，不會因三相負(fù)載不對稱造成中性點電壓偏移，負(fù)載電壓質(zhì)量可得到保證，這種變壓器具有很好的耐雷特性。變壓器應(yīng)具有齊全的運行檢視儀器儀表，如油位表和上層油溫表及反映頂部氣壓強(qiáng)度的真空壓力表等。變壓器選用9、1