1000kVA箱式变电站毕业设计方案.doc

摘 要箱式变电站又称户外成套变电站，也有称做组合式变电站，它是发展于20世纪60年代至70年代欧美等西方发达国家推出一种户外成套变电所新型变电设备，由于它具备组合灵活，便于运送、迁移、安装以便，施工周期短、运营费用低、无污染、免维护等长处，受到世界各国电力工作者注重。进入20世纪90年代中期，国内开始浮现简易箱式变电站，并得到了迅速发展。 本课题重要内容涉及箱式变电站发展应用，箱式变电站构造分类，以及箱式变电站一次系统设计极其设备选型，二次系统设计，以及箱式变电站智能监控系统。1000KVA箱式变电站设计高压侧额定电压为35kV，低压侧额定电压为10kV，主变压器容量为5000kVA。主接线采用单母线分段接线。核心词：箱式变电站；构造；一次系统；二次系统第1章 绪论1.1 供配电技术发展随着市场经济发展，国家在城乡电网建设和改造中，规定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供电格局，因此供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守方向发展，箱式变电站(简称箱变)正是具备这些特点最佳产品，因而在城乡电网中得到广泛应用。另一方面随着社会发展和都市化进程加快，负荷密度越来越高，都市用地越来越紧张，都市配电网逐渐由架空向电缆过渡，架杆方式安装配电变压器越来越不适应人们规定。因而，预装式变电站成为重要配电设备之一。再次人们对供电质量特别是供电可靠性规定越来越高，而采用高压环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术预装式变电站成为首选配电设备。与此同步，由于信息化、网络化和智能化住宅社区发展，因而不但规定箱变安全可靠，同步规定具备“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)智能化功能。这种智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时，在特定自主软件配合下，能完毕故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能，从而保证在一分钟左右恢复送电。1.2 箱式变电站类型、构造与技术特点 1.2.1 箱式变电站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国内叫做“预装式变电站”或“美式箱变 ”，一区别欧式预装式变电站。它将变压器器身、高压负荷开关、熔断器及高低连线置于一种共同封闭油箱内，构成一体式布置。用变压器油作为带电某些相间及对地绝缘介质。同步，安装有齐全运营检视仪器仪表，如压力计，压力释放阀，油位计，油温表等。欧式预装式变电站此前在国内习惯称为“组合式变电站”，它是将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置布置在三个不同隔室内，通过电缆或母线来实现电气连接。1.2.2 箱式变电站构造 美式预装式变电站构造型式大体有三种：（1）变压器和负荷开关、熔断器共用一种油箱；（2）变压器和负荷开关、熔断器分别装在上下两个不同油箱内；（3）变压器和负荷开关、熔断器分别装在左右两个不同油箱内。其中（1）型为美式箱变原构造，它特点是构造紧缩、简洁、体积小、重量轻。（2）型和（3）型为（1）变形。这种变型理论依照是：开关操作和熔断器动作导致游离碳会影响整个箱变寿命。由于采用普通油和难燃油作为绝燃介质，使之既可用于户外，又可用于户内，合用于住宅社区、共矿公司及各种公共场合，如机场、车站、码头、港口、高速公路、地铁等。欧式预装式变电站总体构造涉及三个重要某些：高压开关柜、变压器及低压配套装置，其总体构造重要有两种形式：一种为组合式；另一种为一体式。组合式布置是高压开关设备、变压器和低压配电装置三某些个为一室，即由高压室、变压器室和低压室三个隔室构成，可按“目字型”或“品字型”布置，如图1.1所示。“目字型”布置与“品字型”布置相比，“目字型”接线较为以便，故大多采用“目字型”布置。但“品字型”布置构造较为紧凑，特别是当变压器室排布多台变压器时，“品字型”布置较为有利。TM HVTMLVHVTM LV HV TM LVHV TMZLLV LVHVHVTM （1） （2） （3） LVLV (a)目字型布置 (b)品字型布置图1.1 欧式预装式变电站整体布置形式1.2.3箱式变电站技术特点箱式变电站高压室普通是由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器等构成，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、电压表等构成。变压器普通采用 S9 或干式等。箱式变中电器设备元件，均选用定型产品，元器件技术性能均满足相应原则规定。为了可靠实现五防规定，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构造上，以便于导线连接。操作采用电动方式，不需另配电源，由 TV 引出即可。此外箱式变还都具备电能检测、显示、计量功能，并能实现相应保护功能，还设有专用接地导件，并有明显接地标志。此外为适应户外工作环境，箱式变电站壳顶普通都采用隔层构造，内装有隔热材料，箱体底部和各室之间均有冷却进出风口，采用自然风冷和自动控制逼迫风冷等各种形式，以保证电气设备正常散热，具备防雨、防尘、防止小动物进入等办法。当前，国内生产箱式变电压级别：高压侧为 3 35kV、低压侧为 0.4 10kV 。变压器容量：当额定电压比为35/10 、6 、0.4 kV 时可从几百kVA上万kVA、当额定电压比为 10、6/0.4 kV 时可从几十kVA几千kVA。箱式变电站有如下特点： （1）技术先进安全可靠箱体某些采用当前国内领先技术及工艺，外壳普通采用镀铝锌钢板，框架采用原则集装箱材料及制作工艺，有良好防腐性能，保证不锈蚀，内封板采用铝合金扣板，夹层采用防火保温材料，箱体内安装空调及除湿装置，设备运营不受自然气候环境及外界污染影响，可保证在4040恶劣环境下正常运营。箱体内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)等国内技术领先设备，产品无裸露带电某些，为全绝缘构造，完全能达到零触电事故，全站可实现无油化运营，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）自动化限度高全站智能化设计，保护系统采用变电所微机综合自动化装置，分散安装，可实现四遥，即遥测、遥信、遥控、遥调，每个单元均具备独立运营功能，继电保护功能齐全，可对运营参数进行远方设立，对箱体内湿度、温度进行控制，满足无人值班规定。 （3）工厂预制化 设计时，只要设计人员依照变电站实际规定，作出一次主接线图和箱外设备设计，就可以选取由厂家提供箱变规格和型号，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、箱体间电缆联系、出线电缆连接、保护定值校验、传动实验及其他需调试工作，整个变电站从安装到投运大概只需58天时间，大大缩短了建设工期。 （4）组合方式灵活 箱式变电站由于构造比较紧凑，每个箱体均构成一种独立系统，这就使得组合方式灵活多变，咱们可以所有采用箱式，即35kV及10kV设备所有箱内安装，构成全箱式变电所；也可以采用35kV设备室外安装，10kV设备及控保系统箱内安装，这种组合方式，特别合用于农网改造中旧所改造，即原有35kV设备不动，仅安装一种10kV开关箱即可达到无人值守规定。 （5）投资省、见效快箱式变电站(35kV设备户外布置，10kV设备箱内安装)较同规模综自变电站(35kV设备户外布置，10kV设备布置于户内高压开关室及中控室)减少投资4050。（6）占地面积小。1.2.4 箱式变电站与常规变电站对比分析箱式变电站（在IEC及欧洲称为高压/低压预装式变电站）是一种集成化限度高，工厂预安装、节能、节地发展中设备与常规变电站相比，占地为1/20，工期为1/7，投资为1/2。在国外应用极度为广泛，在西欧占变电站总数70%以上，美国为90%。在国内应用为10%，是一种方兴未艾装备。 三种类型箱式变电站特点如下:（1）欧洲式：特点是防护性好，多了一种外壳，变压器散热不易，要减少容量运营；（2）美国式：特点是变压器保持户外设备本质，散热好，构造紧凑，但是在国内10kV电网系中性不接地系统，因而一相熔丝熔断时不能跳开三相负荷开关，导致非全相运营，危及变压器及用电设备，并且不易实现配电自动化；（3）中华人民共和国式：从欧洲式派生而来，结合中华人民共和国顾客需要改进而成，但是符合中华人民共和国电力部门各种法规原则规定，可铅封电能计量箱，无功补偿，一应俱全。箱式变电站与常规变电站性能比较见表1.1。表1.1箱式变电站与常规变电站性能对比表序号对比项目常规变站组合式（箱变）变电站 1设计工作需要土建、电气二方面设计、工作量较大土建工作仅一种安装基本，箱变自身有典型设计，只须依照顾客规定，作某些调节，设计工作也大为减少。 2基建时间6个月以上预先基本做好后来，只需4-6小时就可以安装完毕送电。 3占地面积（10kV为例）100普通箱变12m2ZBW174m2 4安装地点和负荷中心距离不能十分接近负荷中心，供电线路半径较长，电压降落及电能损失较高。能贴近负荷中心，甚至直接置于建筑物处，供电线路半径可以很短电压降落及电能损失较少，提高了供电质量。 5生产方式土建施工后，现场装配。大规模、工作化生产，质量容量得到保证。 6生产周期7：1 7投资费用2：1 8和环境协调性和环境不协调和环境协调一致/ZBW17高度1.6米,不挡视线,美化环境。预装式变电站是输变电设备发展方向，由前所述，国内应用仅10%左右，而国外已达到70-90%，因此预装式变电站其社会效益明显，市场前景辽阔。1.3 箱式变电站技术规定与设计规范依照国标高压/低压预装式变电站（GB/T12467-1998），箱式变电站技术规定与设计规范如下。1.3.1 额定值（1）额定电压：对高压开关设备和控制设备，按GB/T 11022。对低压开关设备和控制开关设备，按GB/T 14048.1和GB 7251.1。（2）额定绝缘水平：对高压开关设备和控制设备，按GB/T 11022；对低压开关设备和控制设备，按GB/T 14048.1和GB 7251.1。低压开关设备和控制设备最低额定冲击耐受电压至少应为GB/T 16935.11997表1中IV类过电压给定值。（3）额定频率和相数：按GB/T 11022、GB/T 14048.1和GB 7251.1。（4）额定电流和温升：额定电流按GB/T 11022和GB 7251.1。高压开关设备和控制开关设备温升按GB/T 11022，低压开关设备和控制设备温升，按GB 7251.1。（5）额定短时耐受电流：对于高压开关设备和控制开关设备，按GB/T 11022；对低压开关设备和控制开关设备，按GB 7251.1；对变压器按IEC 76-5和GB 6450。（6）额定短路持续时间：对高压开关设备和控制设备，按GB/T 11022；对低压开关设备和控制设备，按GB 7251.1。（7）操动机构和辅助回路额定电源电压：对高压开关设备和控制开关设备，按GB/T 11022；对低压开关设备控制设备，按GB 7251.1。（8）操动机构和辅助回路额定电源频率：对高压开关设备和控制设备，按GB/T 11022；对低压开关设备控制设备，按GB 7251.1。（9）预装式变电站额定最大容量：预装式变电站额定最大容量是设计变电站时指定变压器最大额定值。1.3.2 设计和构造 预装式变电站应设计成可以安全进行正常使用、检查和维护。（1）接地：除按GB/T11022，还应符合如下规定。应提供一条连接预装式变电站每个元件接地导体。接地导体电流密度，如用铜导体，当额定短路持续时间为1s时不应超过200A/mm2，当额定短路持续时间为3s时不应超过125A/mm2；但其截面积不应不大于30mm2。它端部应有适当接线端子，以便和装置接地系统连接。 （2）辅助设备：对于预装式变电站内低压装置（例如照明、辅助电源等），合用时，按GB/T 14821.1或GB7251.1防护级别：防止人员触及危险部件、并防止外来物体进入和水分浸入设备保护是必须。 （3）主接线设计与一次设备选型预装式变电站外壳防护级别应不低于GB42081993中IP23D更高防护级别可以按GB4208予以规定。 （4）操作通道：预装式变电站内部操作通道宽度应适应于进行任何操作和维护。该通道宽度应为800mm或更大些。预装式变电站内部快关设备和控制设备门应朝出口方向关闭，或者是转动，这样不致减少通道宽度。门在任一启动位置或开关设备和控制设备突出机械传动装置不应将通道宽度减少到500mm。 （5）预装式变电站选用导则 对于给定运营方式，选用预装式变电站时，要按正常负荷条件和故障状况规定来选取各元件额定值。外壳级别选取取决于周边温度和变压器负荷系数。对某一额定外壳级别，变压器负荷系数取决于变电站安装处周边温度。对变动负荷，可按GB/T 17211，采用一种修正系数。可以用本原则附录D来拟定外壳级别和变压器负荷系数。（6）主变压器与箱体之间应满足最小防火净距35110kV变电站设计规范中规定，耐火级别为二级建筑物与变压器(油浸)之间最小防火净距为10m。其面对变压器、可燃介质电容器等电器设备外墙(符合防火墙规定)，在设备总高加3m及两侧各3m范畴内不设门窗不开孔洞时，则该墙与设备之间防火净距可不受限制；如在上述范畴内虽不开普通门窗，但设有防火门时，则该墙与设备之间防火净距应等于或不不大于5m。配电装置最低耐火级别为二级，箱式配电站箱体内部一次系统采用单元真空开关柜构造，每个单元均采用特制铝型材装饰大门构造，每个间隔后部均设有双层防护板，即可打开外门，咱们在设计工作中，主变与箱体之间最小防火净距建议采用10m，以保证变电所安全运营。（7）10kV电缆出线应穿钢管敷设为求美观，变电所内10kV箱式配电站箱体四围普通均设计为水泥路面，10kV线路终端杆普通在变电所围墙外10m处。如果将电缆直埋，引至线路终端杆，将给检修带来很大不便。因而10kV电缆出线应穿钢管敷设，以以便顾客维护检修。如10kV线路终端杆距离变电所较远，则箱体至变电所围墙段10kV电缆出线必要穿钢管敷设。在电缆出线末端线路终端杆上装设新型过电压保护器，以防止过电压。1.3.3 使用条件（1）正常使用条件外壳：预装式变电站应设计成能在按GB/T 11022规定正常户外使用条件下使用。高压开关设备和控制设备：在外壳内部按GB 7251.1规定正常户外使用条件。变压器：外壳内变压器在额定电流下，其温升比无外壳条件下规定高，会超过GB 1094.2或GB 6450 规定温度极限。变压器使用条件应按安装地点外部使用条件和外壳级别来拟定。变压器制造厂或顾客可以据此计算减少变压器使用容量。（2）特殊使用条件高压开关设备和低压开关设备和控制设备在海拔超过1000m地区按GB/T 11022规定。低压开关设备和控制设备在海拔超过m地区按GB/T7251.1规定。变压器在海拔超过1000m地区，按GB 1094.2或GB 6450规定。1.3.4 箱体规定 （1）箱体内照明、通风、防沙、散热应满足正常运营、维护规定，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）防腐、防裂、阻燃、防冻性能好。 （6）要机械强度高，耐压抗张，抗冲击。 （7）对环境有良好协调性，能美化环境，可适应各种气候条件，外形美观，构造紧凑，箱体占地面积少，节约土地。1.3.5 箱式变电站内部电器设备（1）箱式变电站高压配电装置接线应尽量简朴，既有终端变电站接线，也应有适应环网供电接线。 高压配电装置宜采用符合开关加熔断器组合构造，油浸式变压器容量在800kVA及以上时，应采用能切断电源装置与变压器瓦斯保护相配合。 高压配电装置应具备防止误拉、合开关设备，带负荷拉、合刀闸，带电挂地线，带地线合闸和工作人员误入带电间隔五防办法。负荷开关和熔断器之间也应有可靠连锁。箱体门内侧应附有主回路线路图、控制线路图、操作程序及注意事项。母线宜采用绝缘导线（或绝缘母线）。高压进出线应考虑电缆安装位置和便于进行实验。（2）变压器应采用损耗低、体积小、适合箱体内安装构造。依照不同顾客规定，可以采用油浸式、干式或气体绝缘式、无载调压式或有载调压式。 变压器如有油枕，其油标应便于监视。变压器铭牌应面向箱门一侧。 容量315kVA及以上变压器，宜装设电接点温度计，以监测变压器上层油温（或气体温度）和启动通风冷却装置。1.4 本课题重要任务（1）1000kvA箱式变电站总体构造设计（2） 箱式变电站主接线设计于一次设备选型（3）二次系统设计（4）箱式变电站智能监控功能设计第2章 1000KVA箱式变电站总体构造设计2.1 电气主接线拟定2.1.1 主接线基本形式 主接线基本形式，就是重要电气设备惯用几种连接方式，概括为有母线接线形式和无母线接线形式两大类。（1）具备母线电气主接线单母线接线：单母线接线是一种最原、最简朴接线方式。单母线分段接线双母线及双母线分段接线旁路母线接线方式 （2）无母线电气主接线桥形接线：当具备两台变压器和两条线路时，在变压器线路接线基本上，在其中间架一连接桥，则称为桥形接线单元接线：发电机与变压器直接连接成一种单元，构成发电机2.1.2 箱式变电站对主接线基本规定 概况地说，对主接线基本规定涉及安全、可靠、灵活、经济四个方面 安全涉及设备安全及人身安全。要满足这一点，必要按照国标和规范规定，对的选取电气设备及正常状况下监视系统和故障状况下保护系统，考虑各种人身安全技术办法。 可靠就是主接线应满足对不同负荷不中断供电，且保护装置在正常运营时不误动、发生事故时不拒动，能尽量缩下停电范畴。为了满足可靠性规定，主接线应力求简朴清晰。电器是电力系统中最薄弱元件，因此不应当不恰本地增长电器数目，以免发生事故。 灵活是用至少切换，能适应不同运营方式，适应调度规定，并能灵活、简便、迅速地倒换运营方式，使发生故障时停电时间最短，影响范畴最小。因而，电气主接线必要满足调度灵活、操作以便基本规定。 经济是指在满足了以上规定条件下，保证需要设计投资至少。在主接线设计时，重要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线灵活、可靠，必要要选用高质量设备和当代化自动装置，从而导致投资费用增长。因而，主接线设计应满足可靠性和灵活性前提下，做到经济合理。重要应从投资声、占地面积少、电能损耗小等几种方面综合考虑。2.1.3 主接线比较与选取单母线接线是一种原始、最简朴接线，所有电源及出线均接在同一母线上，其长处是简朴明显，采用设备少，操作简便，便于扩建，造价低。缺陷是供电可靠性低。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。因而，单母线接线方式普通只在发电厂或变电所建设初期无重要顾客或出线回路数不多单电源小容量厂中采用。 在主接线中，断路器是电力系统主开关；隔离开关功能重要是隔离高压电源以保证其她设备和线路安全检修。例如，固定式开关柜中断路器工作一段时间需要检修时，在断路器断开电路状况下，拉开隔离开关；恢复供电时，应先合隔离开关，然后和断路器。这就是隔离开关与断路器配合操作原则。由于隔离开关无灭弧装置，断流能力差，因此不能带负荷操作。 单母线分段接线是采用断路器（或隔离开关）将母线分段，普通是提成两段。母线分段后可进行分段检修，对于重要顾客，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顾客停电。两段母线自动同步故障机遇很小，可以不予考虑。在供电可靠性规定不高时，亦可用隔离开关分段，任一段母线发生故障时，将导致两断母线同步停电，在判断故障后，拉开分段隔离开关，完好段即可恢复供电。 单母线分段接线既具备单母线接线简朴明显、以便经济长处，又在一定限度上提高了供电可靠性。但它缺陷是当一段母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上所有回路到要长时间停电。单母线分段接线连接回路数普通可比单母线增长一倍。 双母线分段接线有如下长处：可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断；检修任一回路母线隔离开关时，只停该回路；母线发生故障后，能迅速恢复供电；各电源和回路负荷可任意分派到某一组母线上，可灵活调度以适应系统各种运营方式和潮流变化；便于向母线左右任意一种方向顺延扩建。 但双母线也有如下缺陷：造价高；当母线发生故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误动作。但可加装断路器连锁装置或防误操作装置加以克服。 当进线回路数或母线上电源较多时，输送和穿越功率较大，母线发生事故后规定尽快恢复供电，母线和母线设备检修时不容许影响对顾客供电，系统运营调度对接线灵活性有一定规定期采用双母线接线。综上可知，单母线接线造价低而供电稳定性低，双母线供电稳定性高但其造价高且接线线路复杂，而单母线分段接线一方面线路简朴，造价低，另一方面其供电稳定性也能在一定限度上可以得以保证。因此35kV母线选用单母线接线方式，10kV采用单母线分段接线。如图2.1 图2.12.1.4 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主保护，普通有环网、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畴保护。限流熔断器一相熔断时必要能联动跳开三相负荷开关，不发生缺相运营。线路侧负荷开关必要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。环网回路必须配备检测故障电流用电流互感器或传感器。 高压开关选用可靠性高和具备自动化装置及智能化接口先进产品：如6负荷开关、压气式负荷开关、真空负荷开关等。环网供电单元普通至少由三个间隔构成，即二个环缆进出间隔和一种变压器回路间隔。其中，负荷开关和在隔离故障线段时，能及时恢复回路持续供电；同负荷开关相连熔断器在中压/低压变器发生内部故障时起保护作用；对熔断器断器和变压器还起隔离和接地作用。2.2 箱式变电站箱体拟定2.2.1 箱体构造拟定箱式变电站按构造重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1/31/5。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。综合考虑普通1000kVA箱式变电站箱体选取欧式箱变。2.2.2 合理配备依照实际状况可以采用不同箱变配备方案，普通将主变压器和电容器等充油设备，放置在箱体外，设立两个箱体，一种35kV箱体，一种10kV箱体，其中一种箱体预留保护装置位置。考虑节约资金，也可以将35kV断路器等设备放于户外，只设立10kV箱体。箱体底座和骨架普通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，能起到隔热作用。依照本地实际状况，可在订货时对主体构造提出相应规定。例如在地处盐碱地带，对设备抗腐蚀性能规定较高，因而除主体框架采用了防腐工艺加工外，箱体整体外层衬板采用了0.5mm厚不锈钢板。维护走廊是箱变正常运营和检修中重要环节，箱变一种缺陷就是空间狭小，厂家从成本和设备紧凑性考虑，维护走廊普通都尽量压缩。在选型时应当将维护走廊作为一项指标来考虑，否则会给将来运营和维护，导致很大麻烦。箱体密封和防尘是一种重要方面，特别是保护装置对防尘等指标规定较高，应引起注重。箱体底板下面，普通作为电缆室，在考虑箱体基本设计时，应顾及到电缆安装和维护以便，应考虑人员出入、通风以及照明等方面规定。2.3 变压器2.3.1 变压器容量、接线组别拟定箱变用变压器为降压变压器，普通将10降至380/220，变压器容量普通为1601600，最惯用容量为315630。其器身为三相三柱或三相五柱构造、11或12联结，熔断器连接在“”外部。三相五柱式11变压器长处是带三相不对称负荷能力强，不会因三相负载不对称导致中性点电压偏移，负载电压质量可得到保证，这种变压器具备较好耐雷特性。变压器应具备齐全运营检视仪器仪表，如油位表和上层油温表及反映顶部气压强度真空压力表等。变压器选用9-、11全密封、免维护、低噪音、性价比高油浸式变压器(噪音50)或新型干式变压器(噪音55)等。采用干式变压器时，变压器室必要配散热系统。当前，国内大多采用新9或11系列配电变压器，有也采用了非晶合金变压器，其长处是空载损耗很小，只有1/41/3，但其价格高出1.31.6倍，但随着制造技术提高，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箱式变电站变压器容量拟定为1000KVA，由于三相五拄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导致中性点电压偏移，负载电压质量可得到保证；此外，这种变压器还具备较好耐雷特性。因而变压器连接组别为三相五柱D，yn11，阻抗电压为Ud=7.0%，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，会导致低压侧两相电压不正常，为额定电压1/2，会使负载欠压运营。因而将熔断器连接在“”内部。由于这样如果熔断器一相熔断后不会导致低压侧两相电压不正常，熔断器所相应低压侧相电压几乎为零，其他两相电压正常。而站用变压器容量拟定为50kVA，连接组别采用D，yn11，接在35kV母线上将35kV电压减少为0.4kV供箱式变电站自身使用。2.3.2 变压器散热解决变压器设立有二种方式：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、双层夹板构造，顶盖设计成带空气垫或隔热材料气楼构造，内设通风道，装有自动逼迫排气通风装置(轴流风机或幅面风机)。装置启动和停止，由变压器室温度监控装置自控，其温度整定值按容许温度80%90%设定；室内正常温度下，靠自然通风来散热。为了通风，变压器室箱体上设立百叶窗。百叶窗构造，使气流能进去，而灰尘被分离。有为防止灰尘对绝缘影响，在变压器连接处加上绝缘防护罩。室内温度不正常状况下采用机械逼迫通风，以变压器油温不超过95作为动作整定值。机械逼迫通风用幅面风机，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；而幅面风机排风口均匀吹拂内外侧，通风散热效果较好。2.3.3 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、合负载电流开关装置，它普通具备关合短路电流能力，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。熔断器构造简朴、价格便宜、维护以便，依然具备发展前程。熔断体是熔断器重要元件，当熔断体通过电流超过一定值时，熔断体自身产生焦耳热，使自身温度升高，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电流波形如图2.2所示。 1 a 2 时间 0 b 燃弧时间 图2.2 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，这种熔断器是依托填充在熔体周边石英砂冷却电弧，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电弧电压，因而具备很强限流能力(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，此时完毕熄弧。这种熔断器整个动作过程发生在密封瓷管中，在熄灭电弧时，巨大气流不会冲出管外。 熔断器限流特性，它是指熔断器开断电路时，最大截止电流和预期电流稳态方均根关系，可以从限流特性截止电流值可估算出被限流熔断器所保护电器设备内发生短路故障时产生机械和热效应。负荷开关与熔断器配合使用于箱变可代替断路器，作为变压器保护开关设备。当变压器内部发生故障，为使油箱不爆炸，故障切除时间必要限在20ms内。采用断路器保护话，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)普通需要23个周波(40ms60ms)左右，而限流熔断器则可保证在10ms以内切除故障。由于同电压级别负荷开关价格大概是断路器价格1/41/5，而负荷开关+熔断器价格仅仅是断路器价格1/3，因而采用负荷开关+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、容性电流等通用开关设备，因而体积大、笨重，构造也复杂。相比之下负荷开关体积小，简朴易开发。2.4 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。在构造设计上具备防压、防雨和防小动物等办法及占地面积小、操作以便，安全可靠、可以移动等特点。箱式变电站重要涉及4某些，分别为框架、高压室、低压室、变压器室。 （1）框架：基本构造是由槽钢、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：装备涉及三工位负荷开关、熔断器、互感器、避雷器等。 （3）低压室：装备全国统一设计GGD型固定式低压配电屏、涉及主开关柜、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轴流风向。第3章 一次系统设计与设备选型3.1 一次系统设计3.1.1 概述电气主接线是由各种重要电气设备（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一种接受和分派电能总电路。由于交流供电系统普通三相是对称，故在主接线图中，普通用一根线来表达三相电路，仅在个别三相设备不对称或需要进一步阐明地方，某些地用三条线表达，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某些主构造，是电力系统网络构造重要构成某些。3.1.2 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关于规定与规定进行设计。（2）变配电站采用计算机监测与控制后,应发挥计算机图形显示功能,模仿盘可以简化或取消。（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。3.1.3 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，具备隔温、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，从而是设备运营不受自然环境及外界污染影响。可保证设备在-40+40之间运营。 内部一次系统采用单元真空开关柜构造。开关柜内设有上下隔离刀闸，ZN23-35型真空断路器，选用干式高精度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构造，在每个单元柜装有五防锁，保证了人身与设备安全。3.2 设备选型3.2.1 箱式变电站设备选型应注意方面（1）箱变一次设备箱变内一次设备，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。因箱变内空间狭小，实际运营中挂、拆接地线很不以便，因此许多箱变在开关柜单元装设了接地开关，但受空间限制，某些箱变厂家将接地开关与隔离开关采用了连动形式，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。在实际运营中，这种操作方式在执行既有规程时，会带来许多麻烦，设备运营方式界定不清。如果也许话，加装独立接地开关，运营起来会更灵活以便。箱变中五防闭锁是一种重要方面，在选型时，要考虑隔离开关之间机械闭锁以及电气闭锁，看与否能满足需要，以及可靠性与否能达到规定。箱变内开关柜应留有恰当观测窗，以便于观测运营设备状况，考虑到实际运营需要，在选型时，对此也应提出规定，以免日后运营带来不便。（2）箱变一次进线和出线：箱变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约空间。选型时一定要结合实际状况，考虑进出线接线方式，否则不利于日后安装。因箱变内空间有限，电缆头普通要做到箱体底板下面，通过箱体底板上孔引入。而按规程规定，金属底板上三个引入孔，彼此之间应当是连通，避免电缆运营过程中，在金属底板上产生涡流，对设备导致损害。有些箱变在设计时，对这方面规定考虑局限性，会影响电缆安装和运营。对于10kV馈线电缆安装，若电缆头做在箱体底板下面，零序互感器位置也要加以考虑。如果零序互感器装设在电缆头上面，电缆接地线就不要再穿过零序互感器，这与常规做法中零序互感器在电缆头下面接法不同。(3)箱变中保护装置。箱变中普通采用综合自动化装置作为保护，有些箱变厂家同步生产综合自动化装置，若选取这样箱变和保护一体化产品，会给设计施工和调