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1、成人高等教育毕业设计题目：35kV箱式变电站设计.35kV箱式变电站设计东北林业大学 电器工程及其自动化 2012级史宇容摘要：在我国目前箱式变电站使用的广泛、各行各业都在使用，箱式变电站又称 户外成套变电站，即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起， 安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结 构箱体，机电一体化，全封闭运行，特别适用于负荷集中的经济开发区、工厂、矿 山、住宅小区等城市公用设施，用户可根据不同的使用条件、负荷等级选择箱式变 电站。关键词：箱式变电站一次系统二次系统设计选型。目录摘要I目录H第一章引言1第二章 箱式变电站的类型、结构
2、与技术特点12.1箱式变电站的类型22.2箱式变电站的技术22.3箱式变电站的箱体要求4第三章35kV箱式变电站的总体结构设计53.1箱式变电站对主接线的基本要求53.2 主接线的选择53.3 高压接线方式53.4箱式变电站箱体的确定63.5 变压器的散热处理63.6箱式变电站总体布置6第四章35KV箱式变电站一次系统设计与设备选型64.1 一次系统设计64.2箱式变电站设备选型应注意的方面74.3设备选型的基本原理74.4 高压一次设备的选型74.5低压一次设备选型74.6高压熔断器的选择84.7 开关柜的选型8第五章35kV箱式变电站二次系统设计85.1 二次系统的定义及分类85.2 电气
3、测量仪表及测量回路85.3二次系统设计95.4断路器控制与信号回路95.5控制回路设计10结论11参考文献12第一章引言随着我国经济的发展、工业经济集中开发区、工厂、矿山机电的发展，要求高压直接进入负 荷中心，形成高压受电-变压器降压-低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧 凑型、小型化的方向发展，箱式变电站（简称箱变）正是具有这些特点的最佳产品，因而在矿山电 网中得到广泛应用。箱式变电站外壳采用钢板或者合金板，配有双层顶盖，隔热性好。外壳及骨架全部经过防腐 处理，具有长期户外使有的条件。外形及色彩可与环境相互协调一致。安装方便。箱变高压侧采 用负荷开关加限流熔断器保护。发生一相熔断
4、器熔断时，用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分 闸，避免缺相运行。低压侧采用负荷开关加限流熔断器保护，自动空气开关欠电压保护或过电流 保护就会动作，低压运行不会发生。第二章 箱式变电站的类型、结构与技术特点2.1箱式变电站的类型箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。美式预装式变电站在我国叫做“预装式变 电站”或“美式箱变”，它将变压器器身、高压负荷开关、熔断器及高低连线置于一个共同的封 闭油箱，构成一体式布置。用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质。同时，安装有齐全 的运行检视仪器仪表，如压力计，压力释放阀，油位计，油温表等。欧式预装式变电站以前在我 国习惯称为“组合式变电站”，它是将
5、高压开关设备、配电变压器和低压配电装置布置在三个不 同的隔室，通过电缆或母线来实现电气连接。2.2箱式变电站的技术特点箱式变电站的高压室一般是由高压负荷开关、高压爆断器和避雷器等组成的，可以进行停 送电操作并且有过负荷和短路保护。低压室由低压空气开关、电流互感器、电流表、电压表等组 成的。箱式变中的电器设备元件，均选用定型产品，元器件的技术性能均满足相应的标准要求。 各电器元件之间采用了机械联锁，各电器元件都安装在有足够强度和刚度的结构上，以便于导线 的连接。操作采用电动方式，不需另配电源，由TV引出即可。另外箱式变还都具有电能检测、 显示、计量的功能，并能实现相应的保护功能，还设有专用的接地
6、导件，并有明显的接地标志。 此外为适应户外工作环境，箱式变电站的壳顶一般都采用隔层结构，装有隔热材料，箱体底部和 各室之间都有冷却进出风口，采用自然风冷和自动控制的强迫风冷等多种形式，以保证电气设备 的正常散热，具有防雨、防尘、防止小动物进入等措施。目前，国生产的箱式变的电压等级：高 压侧为335kV、低压侧为0.410kV。箱式变电站有如下特点：(1) 技术先进安全可靠箱体部分采用目前国领先技术及工艺，外壳一般采用镀铝锌钢板，框架采用标准集装箱材料 及制作工艺，有良好的防腐性能，箱体安装空调及除湿装置，设备运行不受自然气候环境及外界 污染影响，可保证在一40C+ 40C的恶劣环境下正常运行。
7、箱体一次设备采用单元真空开关柜、干式变压器、干式互感器、真空断路器(弹簧操作机构) 等技术领先设备，产品无裸露带电部分，为全绝缘结构，完全能达到零触电事故，全站可实现无 油化运行，安全性高，二次采用微机综合自动化系统，可实现无人值守。(2)工厂预制化设计时，只要设计人员根据变电站的实际要求，作出一次主接线图和箱外设备的设计，就 可以选择由厂家提供的箱变规格和型号，所有设备在工厂一次安装、调试合格，真正实现变电所 建设工厂化，缩短了设计制造周期；现场安装仅需箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、 保护定值校验、传动试验及其它需调试的工作，整个变电站从安装到投运大约只需58天的时 间，大大缩短了
8、建设工期。(3) 组合方式灵活箱式变电站由于结构比较紧凑，每个箱体均构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变。(4) 占地面积小。(5) 投资省、见效快箱式变电站较同规模综自变电站减少投资40%50%。2.3 箱式变电站的箱体要求(1) 箱体照明、通风、防沙、散热应满足正常运行、维护要求，并应加装温度、湿度测量表 计、凝露器、烟雾报警装置，并将温度、湿度、凝露、烟雾报警探头信号接入综合自动化系统， 要考虑安装通讯设备的位置。(2) 箱顶应考虑自然排水功能。(3) 要抗紫外线辐射，抗暴晒性能好，不易导热可避免因外部温度过高而引起箱体温度升高。(4) 防潮性能好，不会因冷热突变而产生凝露。(5)
9、 防腐、防裂、阻燃、防冻性能好。(6) 要机械强度高，耐压抗，抗冲击。(7) 对环境有良好的协调性，能美化环境，可适应各种气候条件，外形美观，结构紧凑，箱 体占地面积少，节约土地。第三章35kV箱式变电站的总体结构设计3.1箱式变电站对主接线的基本要求概况地说，对主接线的基本要求包括安全、可靠、灵活、经济四个方面 安全包括设备安 全及人身安全。要满足这一点，必须按照国家标准和规的规定，正确选择电气设备及正常情况下 的监视系统和故障情况下的保护系统，考虑各种人身安全的技术措施。可靠就是主接线应满足对不同负荷的不中断供电，且保护装置在正常运行时不误动、发生事 故时不拒动，能尽可能的缩下停电围。为了
10、满足可靠性要求，主接线应力求简单清晰。灵活是用最少的切换，能适应不同的运行方式，适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地 倒换运行方式，使发生故障时停电时间最短，影响围最小。经济是指在满足了以上要求的条件下，保证需要的设计投资最少。在主接线设计时，主要矛 盾往往发生在可靠性与经济性之间3.2 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。高压侧
11、，采用负荷开关+限流熔断器作为变压器的主保护，一般有环网、双电源和终端三种供电 方式，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。3.4箱式变电站箱体的确定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。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。3.5变压器的散热处理变压器设置有二种方式：一种将变
12、压器外露，另一种将就压器安装在封闭隔室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。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。3.6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。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，门和顶盖用钢板制作。（2）高压室：装备真空断路
13、器。（3）低压室：装备固定式低压配电屏、包括主开关柜、计量柜等。（4）变压器室：配备2500kVA油浸式变压器。第四章35KV箱式变电站一次系统设计与设备选型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。层采用铝合金扣板箱体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。4.2箱式变电站设备选型应注意的方面(1) 箱变的一次设备，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
14、应选用干式设备。(2) 因箱变空间狭小，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。4.3设备选型的基本原理正确的选择电器是使用电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电器 选择时应根据工程实际情况，按照有关设计规，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新 技术，并注意节省投资，选择合适的电器。电器设备选择要考虑电器装置的环境条件和电气要求。环境条件是指电器
15、装置所处的位置特 征；电器要指电器装置对设备的电压、电流、频率等方面的要求；对一些断路电器如开关、熔断 器等，还应考虑 起断流能力。(1) 考虑所选设备的工作环境。(2) 所选设备的额定电压应不低于安装地点电网电压4.4 高压一次设备的选型高压一次设备的选择，必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应 安全可靠的运行，运行维护方便，投资经济合理。4.5低压一次设备选型低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须考虑安装地点并满足在正常条件下 和短路故障条件下工作的要求；同时设备工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。4.6 高压熔断器的选择熔断器额定电流的选择，除了根据环境条件确定采用户或户外，还包括熔管的额定电流和爆 体的额定电流选择。4.7开关柜的选型制造厂生产各种不同电路的开关柜、配电屏或标准元件，品种很多。设计时可按照主接线 选择相应电路的柜、屏或元件，组成一套配电装置。高压开关柜和低压配电屏的选择，应满足变 配电所一次电路图的各要求并经几个方案的技术经济比较后，优选出柜、屏的型式及其一次线路 方案编号，同时确定其中所有一、二次设备的型号和规格。向开关电器厂订购高压开关柜时应向 厂家提供一、二次电路的图纸及有关技术资料。第五章 35kV箱式变电站二次系统设计5.1二次系统的定义及分类
