箱式变电站
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箱式变电站范文第1篇
中图分类号：TM63 文献标识码；A 文章编号：1672-3791(2012)02(a)-0130-02
为了减小供配电线路路端损失，提高供电电能综合质量水平，要求将中高压输电线路尽量设置在电力负荷中心，甚至采取高压进户线路(通常以35kV、10kV为主)直接引入到负荷中心，集中向高层建筑和用电量非常大的工矿、企业进行供电。工程应用中，通常将100kVA～1250kVA，10kV／0.4kV的配电变压器，置于电力负荷用电中心进行集中供电，尤其是占地面积较小的地方，就需有构筑集高压受电设备、配电变压器、以及低压配电设备等为一体的供配电设施。按照集中式一体化供配电设施安装地点，又可以分为户内和户外两种，在制造厂组装成为成品就通称为组合变电站，同时为了日常检修维护方便和提高配电设施综合使用寿命，又将组合变电站装设在“目”或“品”字形的箱体内，既而称为箱式变电站。预装箱式变电站是一种把高压受电开关设备、配电变压器、以及低压配电设备按照一定的接线方式组成一体化的工厂预制型户内外紧凑式变配电装置，它将高压引入、变压、以及低压配电等功能有机结合起来，具有成套性强、集成自动化程度高、体积小、占地少、供电可靠性高、线损小、送电周期短、对环境适应性强、安装维护方便、以及外形美观等优点，在厂矿企业、住宅小区、以及农村变电站工程中发挥非常重要的作用。
1 箱式变电站的优点
目前，箱式变电站已广泛应用于城市供电、农村10kV～110kV中高压小型变(配)电所、工矿企业、以及流动作业变电所的建设及升级改造工程中，其易于深入到电力负荷中心进行集中供电，减少了供电半径，提高了配电线路末端供电电能质量，尤其适用于城市建设、农村电网技术升级改造、野外施工供配电等工程领域。
1.1 技术先进安全可靠
箱式变电站其箱体主要采用国内较为领先的技术和生产工艺，其外壳一般采用镀铝锌钢板；其内部框架采用标准的集装箱材料及制作生产工艺，具有非常良好的防腐蚀性能，能够保证设备20a不锈蚀；箱变内封板采用铝合金扣板，其夹层中封填防火保温性能较为优越的材料；变电站箱体内部安装自动调节空调及除湿装置，电气设备在正常运行过程中不受自然气候环境和外界污染等因素的影响，可以保证变电站在-40℃～+40℃温度范围内始终保持安全稳定、节能经济的运行性能。变电站箱体内的电气一次设备采用单元真空开关柜、干式配电变压器、干式电压(电流)互感器、以及真空断路器(配备电动弹簧操作机构)等国内先进的技术设备，产品按照全绝缘结构设备，无带电部分，完全能到零触电事故运行需要，且全站可实现无油化自动运行，二次设备集成自动化水平较高，大大减少了变电站运行维护工作量，能够实现无人值守等功能。
1.2 集成自动化水平较高
箱式变电站采用全站集成化、智能化一体化设计方案，其继电保护系统采用微机综合自动化保护装置，分散安装，可以实现变电站无人值守“四遥”功能，即遥测、遥信、遥控、遥调。变电站内部各控制系统单元均具有独立运行功能，可以通过微机保护系统实现的运行参数的远方设置，对箱体内部湿度、温度等参变量的远程调节控制，满足无人值班的功能需求。
1.3 工厂预制化
箱式变电站按照组合式结构进行设计，设计人员只需要根据工程实际需要情况，设计出电气一次主接线图和箱外设备，就可以按照箱式变电站厂家所提供的箱式变电站规格、型号、组合方式等设计出完整的方案。设计人员所选用的电气设备在工厂进行一次组合安装、调试合格后，就能投入到工程实际应用中。箱式变电站真正实现了变电站制造工厂预制化，不仅简化了设计思路、方案，同时缩短了工程施工周期，现场安装调试施工仅需将已组装完好的箱体进行定位，将箱体间隔间的电缆联接，并进行保护定值校验、传动试验、以及其它相关调试工作后，就能投入都实际工程应用中。
1.4 组合方式灵活
箱式变电站由于其内部结构比较紧凑，且每个间隔均按照独立集成系统设计方案，这使得箱式变电站在实际选用中根据需要其组合方式较为灵活，可以全部采用箱式结构，即将高压侧和低压侧电气设备全部设置在箱体内，组成全箱密封式变电站；也可以按照设计要求将高压侧电气设备置于箱体外部，低压侧电气设备及控制保护系统装备置于箱体内部安装。
1.5 综合投资经济效益高
从大量工程实际应用经验可知，箱式变电站与同规模容量的综合自动化变电站相比，其在经济性能方面大约可以减少40％～50％的综合投资；在技术性能方面，其运行安全可靠性非常高。选用箱式变电站基本不存在房建工程量，其占地面积较小，对于我国可用耕地面积不断减少的条件下，占地面积较小的箱式变电站已成为变电站建设发展的必然方向，将高压、变压器、低压电气设备进行集中一体化布置，符合我国节约土地的基本政策要求。
2 箱式变电站内部元部件选型技术要点
2.1 高压侧受电设备选择
对于10kV的中小型规模容量的电力用户而言，其高压负荷开关经常用于开断正常负荷电流，用户开断短路电流的情况非常少，因此，10kV箱式变电站在设计时，通常采用高压负荷开关加熔断器组合电器来代替高压断路器，这样可以大大提高设备综合投资经济效益。10kV箱式变电站中，由高压负荷开关实现开断变电站系统正常负荷电流，由熔断器实现开断变电站系统的故障短路电流，确保变电站安全稳定的运行。高压断路器与高压负荷开关加熔断器组合电器相比，其不仅造价较高，同时其外形尺寸较大，不适合于内部空间较为狭窄紧凑的箱变结构，因此，95％以上的箱式变电站其高压受电设备均采用高压负荷开关加熔断器组合电器。
2.2 变压器选择
箱式变电站变压器通常选用节能型干式配电变压器。配电变压器的容量应根据电力负荷特点和运行方式进行选择，单台配电变压器设计容量不宜超过1250kVA，如果统计负荷容量较大时，建议选用两台变压器自动切换运行方案。干式变压器不需要检查油位、油温、油质、以及油压等特性参数，也称为免维护式配电变压器，加上其具有阻燃、防爆等优点，在箱式变电站设计中成为优选的变压器类型。
2.3 低压配电部分选择
普通配电房中所用的低压配电柜(如：GGD、GCS、MNS等)均是按照低压配电功能单元进行单独组合布置，具体分为进线柜、联络柜、馈线柜、补偿柜等，而箱式变电站
其内部集成程度较高，一次电路较为简单，通常只包括进线、出线、补偿功能，因为，为了减少低压柜在箱变内部的占地面积，应优化低压电器的布置结构。主回路中应选用多功能万能式断路器，即可以手动又可电动操作的自动低压馈电开关，并配有过载长延时、短路短延时、以及短路瞬间保护，以及失压和分励等多种自动脱扣器和辅助结构，构成比较完善系统的综合保护系统。对于分支馈电线路而言，应选用塑料外壳式断路器，利用其自身所带的短路保护热脱扣装置，有效提高馈线回路运行安全可靠性。
2.4 附加功能设计
根据箱式变电站使用环境条件等条件要求，应可考虑加装防凝露、路灯照明时光控制等自动控制系统装置。箱式变电站壳体结构应具有非常良好的耐久性、抗腐性、以及抵抗内部故障电弧等特性。对于1 0kV末端箱式变电站而言，如果其容量在500kVA以下，则从经济性考虑，建议选用非金属壳体。
3 箱式变电站设计技术要点分析
3.1 变电站容量设计
选择箱式变电站变压器容量时，要以现有电力用户负荷特性和运行方式作为主要的依据，适当考虑电力负荷未来发展，即：如果该区域电力负荷在未来一定时间段内(以5年为例)进行电力规划时，其负荷容量如果存在不大变动，则在箱式变电站变压器容量选型时，就可以将5年内的电力负荷波动情况考虑在内。为了提高变电站运行经济效益，要求变电站当年运行负荷不能低于变压器容量的30％。
3.2 温升设计
箱式变电站运行过程中的温升效应主要取决于箱式变电站自身壳体结构、材料、配电变压器形式、以及电气开关设备结构形式，三者在选型设计时均应充分考虑温升设计富裕度。高压电器设备和控制设备允许温升按照《GB-T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》；变压器允许温升按照GB／T6451-1999《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》；低压电器设备和控制设备按照GB14048-2008《低压开关设备和控制设备新标准》中允许的技术要求进行温升设计。
3.3 组合电器的选用
选用组合电器时必须考虑产品的转移电流或交接电流的数值。转移电流一般大干负荷开关额定电流，它是负荷开关应能分断的最大电流。交接电流为熔断器不承担分断，全部由负荷开关开断的三相对称电流值。小于这一电流时，熔断器把分断电流的任务交给带脱扣器触发的负荷开关来承担。
3.4 控制系统抗干扰措施选用
箱式变电站按照技术特要求，应采取硬件抗干扰和软件抗干扰的综合抗干扰措施，其中硬件抗干扰是变电站自动控制系统最主要、最基本的抗干扰措施手段，具体包括：隔离、接地、屏蔽、滤波、鉴幅、提高信噪比等技术方法；软件抗干扰主要是通过在自动控制系统软件编程序时，加入相应的抗干扰措施方法，来及时发现、拦截和纠正软件干扰对控制系统带来的危害，具体包括：自诊断，程序容错、信息冗余和数字滤波等。
3.5 凝露和腐蚀措施选用
为了防止箱式变电站出现凝露等不利现象，可以在箱式变站内部加装加热器和通风装置，确保变电站内部的温度、湿度始终保持在最优环境条件下，确保箱体内的高低压电气设备不会产生对运行有影响的凝露等不利现象发生。但要真正解决凝露和腐蚀问题，最主要的技术方法就是找到一些能够克服凝露现象和具有较强防腐能力的材料作为变电站箱体材料。目前，我国一些高科技企业已研发出一些抗凝露防腐蚀的高性能材料，并在实际应用中取得非常良好的应用效果。
4 结语
随着我国科学技术的进一步发展，以及制造研发水平的进一步提高，箱式变电站综合集成自动化、运行可靠性、经济性等水平将得到显著提高。箱式变电站具有结构紧凑、机构简单、动作可靠、电能转换效率高等优越性能，必将得到电力用户的进一步认识和认可，进而推进智能供配电网安全稳定、节能经济的高效建设发展。
参考文献
箱式变电站范文第2篇
关键词：箱式变电站；二次系统
中图分类号：TM922.3 文献标识码：A
1 二次系统的定义及分类
1.1箱式变电站的设备通常可分为一次设备和二次设备两大类。主接线所连接的都是一次设备，而二次设备是指测量表计、控制及信号设备、继电保护设备、自动装置和运动装置等。根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示二次设备相互连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。
1.2 电气测量仪表及测量回路
为了保证供电系统的安全运行和用户的安全用电，使一次设备安全、可靠、经济地运行，必须在变（配）电站中装设电气测量仪表，以监视其运行状况。具体要求如下；
准确度高，误差小。其数值应符合所属等级准确度的要求；误差不应随时间、温度、湿度和外磁场等外界条件的影响而变化；仪表本身消耗的功率应越小越好；仪表应有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力，以保证安全运行；应有良好的读书装置；构造坚固，使用维护都要方便。
1.3 二次系统
全站智能化设计，保护系统采用变电站微机自动化保护装置，该系统做为分层、分布式多CPU的综合自动化系统，包括了变电站所需的各种继电保护如变压器保护、35kV/10kV线路保护、低周减载、电容器保护等，具有变电站的测量、实时数据采集、运行工况监视、控制操作、自动控制与调节及全部远动功能。系统采用分布式控制系统，配置、扩展、组态灵活、控制管理集中、功能分散，数据处理实时性强，传输安全可靠，操作灵活方便。
1.3.1变压器保护
变压器保护主要采用主变主保护装置、主变高压侧保护监控装置、主变低压侧监控装置等三个装置。主要实现：①比率差动保护；② 差动速断保护；③重瓦斯保护；④两段式复合电压闭锁过流保护。
1.3.210kV线路保护监控装置主要实现：
①三段式三相过流保护，保护由无时限速断、定时限速断、定时限过流组成；②三相一次重合闸；③低周减载。
1.3.310kV电容器保护监控装置主要实现：
①定时限电流保护；②电压保护。
1.3.4备用电源自投装置
适用于母线联络开关，由监控和保护两套完全独立的系统组成，实现备用电源自动投入功能及母联速断过流保护。
1.3.5PT监控装置
适用于母线电压互感器，由监控和保护两套完全独立的系统组成，可实现PT自动切。
换功能及单相接地保护及低电压保护。
1.3.6中央信号监控装置
与其它装置相配合完成全站事故信号及预告信号报警输出，主变油温及环境温度。
2二次系统总体方案
2.1开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的继电保护屏与中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)保持原设计不变,再设计一套重复的计量、信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。
2.2开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的中央信号系统（信号屏、计量屏与控制量）取消,集中保护的继电保护屏应保留,再将计量,信号与控制回路进入计算机监测与控制系统。
2.3开关柜内的继电保护,计量,信号与控制回路设计不变,值班室的中央信号系统（信号屏,计量屏与控制屏）只包括电源进线与母线联络开关柜,所有出线开关柜均不进入中央信号系统。电源进线,母线联络开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统(信号、计量与控制)全部进入计算机监测与控制系统。
3 断路器控制与信号回路
3.1概述
断路器控制按控制地点可分为集中控制与就地控制。所谓集中控制就是集中在控制室内进行控制；就地控制就是在断路器安装地点进行控制。在控制室内对配电装置中的断路器进行控制称为距离控制。这种控制主要由控制开关、控制电缆和操作机构等组成。
断路器控制回路的基本要求有：
能进行手动跳闸、合闸，也能完成自动跳闸，断路器跳闸（合闸）过程完成后，能自动切断跳闸（合闸）线圈回路电流，防止线圈长时间通电而烧毁；有防止断路器连续多次跳闸或合闸操作的位置信号；有反映断路器完成跳闸或合闸的防跳回路；有断路器自动跳闸或合闸的位置信号；有控制回路完好性监视信号；在满足要求的前提下，力求简单可靠。
中央控制信号装置按形式分有灯光信号和音响信号。灯光信号表明不正常工作状态的性质地点，而音响信号在于引起运行人员的注意。灯光信号通过装设在个控制屏上的信号灯光和光字牌，表明各种电气设备的情况，音响信号则通过蜂鸣器和警铃的声响来实现，设置在控制室内。由全所共用的音响信号，称为中央音响信号装置。
中央信号装置按用途分有：事故信号，预告信号和位置信号。
3.2 控制回路
计算机监测与控制系统都有合闸与分闸继电器输出接点,一般接点容量为A050V,3A。将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以进行远方合分闸操作。
计算机监测与控制系统的合分闸继电器接点与开关柜上合分闸开关或按钮之间应设计手动与远方自动转换开关。
10KV及以上的供配电系统需要计算机监测与控制系统进行远方合分闸操作时,其控制开关应取消不对应接线,可以选用自复位式转换开关,也可选用控制按钮。
3.3 信号回路
所有需要计算机监测与控制系统进行监视的开关状态,均应有一对常开接点引到计算机监测与控制系统。
所有信号继电器均应有一对单独的常开接点引到计算机监测与控制系统。
4电气测量与信号系统
需要进入计算机监测与控制系统的测量参数由设计者根据有关规定与用户实际需要来确定：
电量变送器的种类与电工测量仪表完全对应。有什么类型的电工测量仪表,就有什么样类型的电量变送器。
电量变送器的一次接线与电工测量仪表完全相同。电流回路串联在电流互感器回路中,电压回路并联在电压互感器电压回路中。设计时应将电量变送器器统一布置于电流互感器电流回路的最末端,避免与电工测量仪表相互交叉布置。
5结论
本文就35kV箱式变电站二次系统的若干问题进行了探讨。二次系统系统是一个相对复杂的系统，涉及到系统设计建设的各个环节，并且与箱式变电站的运行方式紧密联系。建设一个稳定、可靠、实用的箱式变电站二次系统系统，需要企业、科研部门和生产厂家密切合作，逐步解决系统建设中出现的各种问题，满足不同地区不同运行环境的要求。
参考文献
[1]熊作胜.关于35kv箱式变电站的技术改进[J].电气时代,2001（3）
箱式变电站范文第3篇
【关键词】风力发电场；箱式变电站；可靠性；智能化改造
1.引言
目前风电场单台风机升压设备大多采用油浸式箱式变电站，虽然箱式变电站应用广泛，且技术相对成熟，但在风电场恶劣的户外条件下运行，还是存在一些运行缺陷，同时根据不同厂家生产工艺及技术条件的差异，运行缺陷也不尽相同。加之风电场风机分布较广，箱式变电站不具备远方监控功能，运行人员无法及时到达现场消除箱变缺陷，会导致箱变故障进一步扩大，从而影响风电场正常运行[1]。
2.运行事例分析
2.1 箱式变电站典型运行事例概况
2011年，我风电场66台风机运行正常，采用SB11-Z-1600/35型组合式箱式变电站[2]。六条风机线运行正常，#1主变运行正常，220kV设备运行正常，全场出力为15MW。此时220kV母线电压B相为129.754kV，35kV母线电压B相为21.553kV。风机690V网侧电压为684V。
当日凌晨5时左右，综合自动化监控系统报1号消弧消谐保护柜消弧控制器接地报警、1号消弧消谐保护柜消谐器故障报警、#3风机线整组启动、站用变接地报警、#1、#2、#4、#5、#6风机线接地报警，#1、#3电容器接地报警。35kV系统母线B相电压为零，A、C相电压升高为线电压。运行值班人员立即通知巡检人员对35kV开关设备进行检查，在检查35kV开关设备时发现消弧消谐装置报B相接地故障，同时B相合闸。随后巡检人员对消弧消谐装置复位，消弧消谐保护柜B相马上又合闸并报接地报警，判断是永久性接地故障后，运行人员立即向调度和上级领导进行了汇报并采用拉开开关法进行故障排查处理。五时四十分，运行人员拉开#3风机线315开关后，故障消失。判断#3风机线设备B相接地短路，随后安排检修人员对全场线路进行检查，发现#30箱变B相熔断器爆炸，箱变低压侧有严重的炸裂烧损现象，对故障进行隔离后，其他设备恢复正常运行。
35kV线路接地故障，发现#30箱式变电站低压室烧毁、B相插入式高压熔断器炸出，将高压熔断器保护帽弹飞，高压熔断器熔管飞出。对#30箱式变电站进行隔离后，剩余65台风机于中午时分恢复运行。造成电量损失大约10万度、#30箱变烧毁。
2.2 原因分析
#30箱变低压侧炸裂烧损，#30箱变高压侧B相熔断器熔断炸裂接地，A、C相熔断器熔断，#1消弧消谐保护柜消弧控制器B相动作接地，35kV系统B相电压为零，A、C相电压升高为线电压。
经过对#30箱变进行了全面检查，并对箱变绝缘电阻进行了测量，对地绝缘不符合要求，检查高、低压侧电缆未发现损坏，初步认定为箱变内部故障所致。并分析原因为由于低压侧三相母排相间及相对地之间有电弧产生，将690V断路器保护控制电源零线烧断，使690V断路器保护控制电源空开跳闸，在故障时，低压侧断路器拒动，造成事故扩大，将低压侧设备烧毁，同时使故障扩大到箱式变电站高压侧，引起高压侧电流过大使熔断器熔断，B相电流最大，熔断器爆炸导致B相接地。同时初步推测引起低压侧三相母排电弧产生的原因有三种，1）小动物钻入箱变内部，导致相间引起电弧放电；2）由于空气潮湿，绝缘强度下降，引起相间电弧放电；3）雷击造成三相雷击过电压，使三相产生电弧放电，具体原因还需进一步分析。
3.事故反思及箱变安全可靠性提高策略
以上事故充分暴露出箱式变电站存在的一些问题，以及箱变厂家在设计制造上的缺陷，我风场根据此次事故及以往运行经验并在现有基础上对箱式变电站进行了改造：
（1）箱式变电站低压侧布线不合理，低压侧断路器保护控制零线与箱式变电站低压侧进线母排距离太近，实测距离不到三厘米，且未做任何防火隔离，导致低压侧三相母排电弧放电产生高温后很快将其熔断，使低压侧断路器拒动，无法在第一时间切断电流。针对这一问题，我风场要求厂家重新对低压侧控制线路进行布线，将箱变控制回路远离低压侧发热设备器件，并在所有控制线路加装耐火套管，以保证在遇到同类问题或是低压侧设备温度过高导致保护设备控制回路失效而使故障扩大。
（2）在此次设备事故中，低压侧母排为最先产生电弧区域，对三相母排相间距离进行测量也满足国家规范要求，但是进一步检查发现，母排上的低压电缆进线的固定螺母长度较长，使母排间的有效电气距离缩小，同时由于施工安装的不精确以及运输过程中震动导致的低压母排架松动，使相间距离缩小，从而更容易造成相间电弧放电，根据此问题，我风场对所有箱变的低压侧母排架进行紧固，并扩大不同相母排间距，同时将母排上空余螺母拆除，更有效的提高相间电气绝缘间距，提高可靠性。
（3）认真分析此次事故，我们研究采取何种方式可有效地防止箱式变电站故障火灾蔓延，如何及时有效在第一时间将明火扑灭，减小设备损失。目前国内出现一种基于爆破管和高压灭火剂技术的消防器材，此设备利用爆破管缠绕到设备周围，同时连接一个高压灭火剂。当箱体内设备发生火灾时，温度超过爆破管临界温度后，爆破管会在离火源最近处爆开，使充斥在管内的高压灭火剂从破口处冲出，第一时间将明火熄灭，从而达到抑制火灾蔓延的效果，经过论证，此设备可以提高箱式变电站在遇到火灾时的安全系数。
（4）箱式变电站高压侧的插入式高压熔断器结构不合理，当箱式变电站因故障导致变压器内部压力过高时，高压熔断器熔管会高速冲出箱体，对于箱式变电站周围工作人员存在安全隐患，且插入式熔断器熔断效果完全取决于熔丝质量和安装制造工艺，要求很高，目前国内只有个别厂家具备生产此类产品的能力。
经过对箱式变电站运行的经验总结，箱式变电站的负荷开关操作可靠性不高，临近风电场出现过在多次操作箱式变电站负荷开关后，负荷开关出现卡死或失灵的现象。根据这种箱式变电站高压侧结构不合理问题，国内厂家提出了改进方案，其变压器本体部分依然为密封油浸式变压器，但高压侧的熔断器和负荷开关单独安装，与变压器本体隔离，采用手动式高压开关柜的结构，利用可靠性高的机械传动装置，且整套装置处于密封箱体外，便于操作维护。同时熔断器采用跌落式熔断器，这样对于箱变开断状态观察更为直观，并且跌落式熔断器安全可靠性更高。
4.箱式变电站智能化改造
我风场根据此次事故，对我风场现有箱式变电站如何实现智能化改造进行了讨论，并得出以下我风场认为可行性较高的方案，在此与读者交流。此方案为基于GPRS箱式变电站远程监控系统，由监控中心、GPRS通信网络和箱变监控终端3大部分构成（如图1所示）。箱式变电站智能监控终端安装在箱变内部，通过电压互感器（TV）和电流互感器（TA）对变压器一次和二次端的电气参数进行采集后定时发送给GPRS模块，GPRS模块再把数据发送到GPRS网中，上传到监控中心。
智能化改造其意义在于可以提高箱式变电站的安全性，提高箱式变电站供电的电能质量，提高箱式变电站供电的经济性，减轻箱式变电站运行维护的工作量，降低人为操作失误的概率[4]。这不仅有利于箱式变电站运行的安全性、经济性、可靠性等管理，而且为风电场的运行及性能指标的监视控制、发电方案优化等管理工作提供了有效的技术手段
5.结束语
以上为个人在风电场箱式变电站运行及故障处理中得出一些想法，总体而言，组合箱式变电站具有较高可靠性，但是风力发电发展十分迅速，并且随着智能化电网等新要求不断出现，风电场设备的可靠性要求也将越来越高，如何更好地提高设备的稳定性和可靠性，需要风电场运行人员与设备制造单位共同努力，使风力发电成为更加清洁稳定的电源。
参考文献
[1]廖顺明，刘启富.智能化箱式变电站的应用讨论[J].四川电力技术，2006，12.
[2]ABB组合式变压器说明书[S].
[3]杨晓梅，张建周，姚志强，王汉林.风电场箱式变电站监控系统的实现[J].电力系统通信，2010，3.
[4]钟庆，芮冬阳，等.箱式变电站智能化方案讨论[J].广东电力，2005，4.
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箱式变电站范文第4篇
箱式变电站是一种把高、低压配电装置和配电变压器按一定的接线方式组装成一体的预装式变电站。具有环境适应性强、体积小、结构紧凑、建设验收送电周期短、运行安全可靠、维护方便、占地面积小、投资少、见效快等特点。因此在城乡电网中得到了广泛的应用。
1 箱式变电站箱体存在的一些问题
1.1 箱体材料选用存在的防腐问题。
1.1.1 箱式变电站箱体现在选用金属材料的较多。金属箱体也有选用铝材的,绝大多数首选的是铁板加填充物。铁板材一般选用的是镀锌铁板,由于箱变安装地点往往条件较差,一般运行2-5年后箱体底部容易出现锈蚀,有的还相当严重。这样只有修补和作防腐处理,但是越修补越容易出问题,损毁更快。
1.1.2 为了防止锈蚀,箱式变电站箱体也有选用水泥的,但重量较大,不易于运输和安装。所以较倾向于玻璃钢等合成材料的箱体。玻璃钢等合成材料的箱变箱体使用运行效果较好些。但价格较贵,费用较高。同时材质不容易鉴别,有些材质较差一些的也被箱变选用,运行效
1.2 箱体存在防火的问题果就大打折扣了。
作为防火一是箱体材料的耐火阻燃能力,再是箱体对燃烧的隔阻能力。一些变电站的箱体选用钢板、铝合金板是防火的,但其钢板、铝合金板中间的填充物往往使用的是一些阻燃效果不好,或根本不阻燃的保温材料,这样就达不到阻燃的效果。按规程规定:箱式变电站的箱体填充物应使用玻璃纤维、石棉或合成材料,但合成材料应按IS01210:1990方法A进行阻燃试验,符合要求方可。否则是不可以的。
1.3 箱体存在防潮的问题。
变电站箱体按规程规定:应防止水分的浸入。一些变电站的箱体底部封闭不够严密,箱体下部基础中间一般有600mm左右深的空间,相对比较潮湿,往往造成箱体内的潮湿度较高,特别是高、低压开关隔间内凝露较多,有些箱变内部绝缘件出现闪络故障,同时刀闸刀口出现氧化锈蚀现象。有的变压器隔间内为了自然通风散热,底部留有较大的网孔状通风面,加之变压器隔间的上部封闭不严,潮湿侵入高、低压开关室,也是造成高、低压开关室潮湿的一个原因。
2 箱式变电站内部安全防护的问题
2.1 箱式变电站母线应用绝缘材料封闭,母线最好是采用封闭式母线。
按规程规定:无绝缘裸导体距地面高度大于2.3m时应加装不低于IP2X等级的防护装置。箱式变电站高度一般不超过2.5m,再加上箱式变电站内设备安装紧凑、密集,留有的操作、维护通道距离较小,所以采用全封闭母线是很有必要的。
2.2 箱式变电站内高低压配电设备中带电导体部分应采取防护措施。
箱式变电站配电设备隔间内的盘柜较多,这些盘柜侧面和后面有许多是开启式的,当人们维护、操作时可能触及时应加装防护装置,否则,由于箱体内空间较小,留有安全隐患容易发生安全事故。这些盘柜之间的连接线路相对比较多,线路布置走向应加装相应的防护,以防出现损伤造成安全事故。特别是一些运行年限相对长一些的箱变,运行检修中,容易造成人员触电烧伤和设备事故。
3 箱式变电站应加装安全防护遮栏
对于箱式变电站,低压部分采取接地防护,出现接地故障时应在规定时间内自动切除故障,这部分应该是I类防护电气设备。对于高压设备如采用封闭绝缘组合电器应该是Ⅱ类防护电气设备。配电变压器装设在封闭间隔单元内,这样整个箱式变电站的触电防护应该说是形成了一个完整的防护体系。但是对于处于人员密集的公共地带的箱式变电站,还应该在其周围加装防护遮栏,一是防止出现电气故障时造成对周围的伤害,二是防止来自外界对箱变造成的机械伤害。因此装设的这个防护遮栏应有三个要点:一是要有一定的机械强度;二是导电体遮栏应单独加装接地线与接地体相连,而不应和箱变共用一条接地引下线,且最好与其接地网的连接点有一定的距离;三是要与周围的环境相协调,美观好看。
4 箱式变电站运行存在的问题
4.1 应防止箱变超负荷运行。
箱变运行中最大的缺点就是散热能力相对较差,超负荷运行会使箱变的热量产生过多,热量不能及时散出去将会严重影响箱变设备安全运行。所以应高频度地监测箱变电流大小和三相负荷平衡情况,既不允许三相过负荷,也不允许单相过负荷运行。
箱变过负荷的理解绝不是仅仅以配变容量为界限,应根据环境温度不同做好相应规定。环境温度较高的夏天,配变的负荷一般不能超过80%,对于寒冷的冬天,配变最大负荷是可以按要求提高到额定容量运行。其实配变的负荷情况应以配变的温度为最终判据,当配变温度较高,散热风扇开启后配变温度仍在高温时,配变负荷就应该加以严格限制,降低负荷运行。
4.2 箱式变电站运行灵活性较差也是其一个弱点,负荷较小时箱变运行经济性较差。所以箱变在设计之初就应注意其安装地点和高、低压电源的联络。当负荷较小时,经核算确实使用联络电源较经济时应及时报停,切换至联络电源供电。
也有在一台箱变中设置两台配变的,分别装在两个隔间内。这样箱变的运行方式就比较灵活了,负荷适应性也就较强了,同时也提高了供电可靠性。缺点是最初投资较高一些。
箱式变电站范文第5篇
随着市场经济的发展,国家在城乡电网建设改造中要求高压直接进入负荷中心,形成高压受电一变压器降压一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。箱式变电站正是具有这些特点的最佳产品,因而在城乡电网中得到了广泛应用。其次随着社会发展和城市化进程的加快,负荷密度越来越高,城市用地越来越紧张,城市配电网逐步由架空向电缆化过渡,配电变压器台架越来越不适应人们的要求。因此,箱式变电站成为主要的配电设备之一。再次人们对供电质量尤其是供电可靠性的要求越来越高,而采用高压环网或双电源供电既安全又可靠,因此,箱变成为首选的配电设备。
一、箱式变电站的类型
箱变有多种分类方法。按产品结构可分为组合式变电站(欧式箱变),预装式变电站(美式箱变);按安装场所可分为户内、户外式箱变;按高压主接线方式可分为终端接线、双电源接线和环网接线式箱变;按箱体结构可分为整体、分体式箱变。
1.组合式变电站(欧式)。欧式箱变是将高压开关设备,电力变压器,低压配电设备三个不同的隔室,通过电缆或母线来实现的电气连接。排列成“目”字型或“品”字型,所用的高低压配电装置及变压器均为常规的定型产品。欧式箱变的优点是结构灵活,适应性强,高压主接线方案灵活,变压器可以采用S9,S10等油浸变压器或SCB9等干式变压器,低压配电设备则完全可以根据用户要求量身定做,可以选用各种类型的低压配电设备,低压侧主接线可以包括出线柜,任意路数的出线柜以及无功补偿。缺点是体积偏大。
2.预装式变电站(美式)。美式箱变是将变压器器身,高压负荷开关,后备保护熔断器及高低压连线置于一个共同的封闭的油箱内,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,同时预装式箱变具有齐全的运行监视仪器仪表,如压力计,压力释放阀,油位计,油温表等。预装式箱变的优点是体积小。由于采用了全绝缘的高压进出线端子和电缆附件,使高压间隔内没有任何的带电部分,具有安全可靠的运行特点:由于变压器油箱即是美式箱变外壳的一部分,因此散热条件好,由于采用难燃油作为绝缘介质,使之既可用于户外,又可用于户内,适用于住宅小区,工矿企业及各种公共场所。缺点是结构局限性大大,往往无法满足用户各种各样的需求。
由于这两大流派各有优缺点,国内箱变制造厂家在市场竞争的压力下,逐渐将这两大流派的技术特点加以融合,开发出一些派生类型。
二、箱式变电站的特点
1.技术先进可靠。箱变的10KV设备采用的是全封闭,全绝缘结构产品,无带电部分,安全性高。如:安瑞吉,ABB,施耐德等。
2.工厂预制化。设计时,只要设计人员根据箱式变的实际要求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,调试合格缩补了设计制造周期,现场安装仅需箱体定位,整个箱变从安装到投运只需5～8天的时间,大大缩补了建设工期。
3.投资省,见效快。箱式变电站的发展建设由采用了先进的设备及材料其体积或面积只达到常规变电站的1/10左右,土建工程中包括征地费用就节省很多,从运行角度分析在箱式变电站中,由于先进的设备的选用特别是无油设备运行,从根本上解决了常规变电站中的设备漏油问题,变电站可实行状态性检修减少维护工作董,所以从整体经济效益上看是十分可观的。
4.外形美观,易与环境协调。箱体外壳采用镀锌钢板或彩钢板制造,外形设计美观在保证供电可靠性前提下,通过选择箱式变的外壳颜色,从而极易与周围环境协调一致,特别适用于城市建设,具有点缀和美化环境的作用可充分利用街区,广场及工厂角隅即可安装投运。
5.使用灵活,转移方便。既可作为固定式变电站,也可做移动式变电站,具有可移动性,由于它是整体组合电气设备,使用较灵活,在一个地方完成供电任务后就可以完整转移到另外一个地方移做他用,同时它还可以做监时性的工作电源,供大型建筑或道桥长距离施工用电。
三、箱式变电站存在她问题与对策及其前景展望
箱式变电站虽然有以上诸多优点,但它仍然存在不少问题。
1.箱式变电站一般为全封闭无人值守运行,虽然全部设备无油化运行且装有远方烟雾报警系统,但是箱体内仍然存在火灾隐患,如:电缆,补偿电容及鼠害等,一旦发生火灾不利于通风,也不利于火灾的扑救,因此应考虑设计自动灭火系统,但这样会增加箱式变电站的制造成本。
2.散热问题。散热问题是现有箱式变电站普遍存在的主要问题之一,与之相关的问题还有通风防尘问题,这三个问题相互影响之约。可以在箱体外壳上镀上一层特殊的反光材料,将太阳光中的红外波段反射掉,或者在设计时将当地的气候条件特点和箱变的散热问题考虑进去,适当增大变压器的容量裕库。
3.扩容问题。箱式变由于受体积及制造成本所限,出现间隔的扩展裕度较小,如想在箱体中增加1～2个出现间隔是非常困难的,只有再增加箱体才能做到。
4.检修问题。由于箱式变电站在制造时考虑制造成本及箱体体积所限,使箱变的检修空间较小,不利于设备检修,特别是事故抢修,这也是箱式变电站的先天不足。
5.防雷问题。箱式变电站两箱体一般为金属框架,对内部电气设备来说,本身就处在一个大的屏蔽体内,加之箱变内进出线处都装有避雷器,雷电进入的几率不大,在城网中可不做考虑,但在农网中却是一个非常重要的问题,农网中箱式变安装的位置一般位于空旷的野外,周围没有高大的建筑物,发生雷击事故的概率就非常大。
6.凝露问题。箱式变电站一般安装于室外,所处环境条件较恶劣,箱体的内外温度、湿度差较大,在外界温度急剧变化时,箱体内部容易产生凝露现象,从而引起带电设备闪络放电,安装凝露控制器,随时监控被测环境的温度湿度的变化,当湿度达到一定程度,有产生凝露的可能时,控制器驱动加热器工作,破坏产生凝露的条件,当凝露的条件消失后,加热器自动断开,控制器又恢复到监测状态,
