设计kv户外箱式变电站设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流设计kv户外箱式变电站设计.精品文档. 目 录摘 要：2第一章: 箱式变电站的简介31.1 供配电技术的发展31.2 箱式变电站的类型、结构与技术特点41.3 箱式变电站的技术要求与设计规范51.4 本设计的应用场景5第二章:10KV箱式变电站的总体结构设计112.1 10KV配电设备及主材标准序列112.2 变压器152.3 箱式变电站总体布置172.4 箱体要求18第三章: 10KV箱式变电站一次系统设计与设备选型203.1 10kV箱式变电站一次接线图203.2短路电流的计算：203.3设备选型22第四章:10KV箱式变电站二次系统设计

2、294.1 二次系统的定义及分类294.2 二次系统总体方案294.3 断路器控制与信号回路294.4 电气测量与信号系统30第五章:箱式变电站智能监控功能设计325.1 箱式变电站的监控内容325.2 配电网自动化的功能335.3 箱式变电站的智能监控方案345.4箱式变电站设计中应注意的问题35结 论37参考文献38致谢39 10KV户外箱式变电站设计 摘 要：10KV箱式变电站是当今配电系统中最经济、最实惠、最科学、最安全的一种新型配电装置，主要用于610KV系统，为接受分配中压电能并向用户提供低压电能之用。箱站具有结构紧凑、占地少、可靠性高、安装简捷、标准化系列性强等特点，现在已被广泛

3、地用于单位和住宅小区；道路交通等标准化重复性高的场所；油田、矿山及城市等施工不便的场所和需经常移动和临时供电的场所。进入20世纪90年代中期，国内开始出现简易箱式变电站，并得到了迅速发展。箱式变电站是我国电网今后一个时期的发展方向，在变电站建设中要坚持简单、实用、可靠的原则，以达到保证电网安全、经济、可靠运行为目的。本课题的主要内容包括箱式变电站的发展应用，箱式变电站的结构分类，以及箱式变电站一次系统设计及其设备选型，二次系统设计，以及箱式变电站的智能监控系统。10KV箱式变电站的设计高压侧额定电压为10KV，低压侧额定电压为0.4KV，主变压器容量为1 600KVA。主接线采用单母线分段接线

4、。关键词：箱式变电站 结构 一次系统 二次系统第一章: 箱式变电站的简介1.1 供配电技术的发展随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，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、安全、无人值守的方向发展，箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品，因而在城乡电网中得到广泛应用。与此同时，由于信息化、网络化和智能化住宅小区发展，因此不仅要求箱变安全可靠，同时要求具有“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。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，能完成故障区段自动定位、故障切除、负

5、荷转带、网络重构等功能，从而保证在一分钟左右恢复供电。 （1）技术先进安全可靠 箱体部分采用目前国内领先技术及工艺，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，保证20年不锈蚀，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，设备运行不受自然气候环境及外界污染影响，可保证在4040的恶劣环境下正常运行。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

6、）自动化程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，每个单元均具有独立运行功能，继电保护功能齐全，可对运行参数进行远方设置，对箱体内湿度、温度进行控制，满足无人值班的要求。 （3）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，大大缩短了建设

7、工期。 （4）组合方式灵活箱式变电站由于结构比较紧凑，每个箱均构成一个独立系统，这就使得组合方式灵活多变，我们可以全部采用箱式，即35kV及10kV设备全部箱内安装，组成全箱式变电所；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，特别适用于农网改造中的旧所改造，即原有35kV设备不动，仅安装一个10kV开关箱即可达到无人值守的要求。 （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占地面积小以上例来说明，因选用箱式变电站无房建工

8、程量，变电站占地面积减少约70m2，符合国家节约土地的政策。1.2箱式变电站在农网建设(改造)中的应用在农网建设(改造)中，箱式变电站模式被广泛采用。如新疆某地一座新建35kV终端变电所，主变容量23150kVA，采用三相双绕组无励磁调压电力变压器，电压等级为3522.5/10.5kV1.2 箱式变电站的类型、结构与技术特点 1.2.1 箱式变电站的类型据结构的不同，把箱式变电站分为美式箱式变电站、欧式箱式变电站、欧美式箱式变电站和国产箱式变电站几种。(l)美式箱式变电站。以变压器器身为主体，10 kV负荷开关、插人式熔断器、后备限流式熔断器、无励磁分接开关等装在变压器油箱内，构成了免维护共箱

9、式布置;美式预装式变电站在我国叫做“预装式变电站”或“美式箱变 ”，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个共同的封闭油箱内，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，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内，通过电缆或母线来实现电气连接。10kV箱式变电站主要分欧式箱变和美式箱变，欧式箱变又可分为YBM1型和YBM2型，美式箱变为YBP型。箱变由高压室、低压室和变压器室三部分构成。1.2

10、.2 箱式变电站的结构 美式预装式变电站的结构型式大致有三种：（1）变压器和负荷开关、熔断器共用一个油箱；（2）变压器和负荷开关、熔断器分别装在上下两个不同的油箱内；（3）变压器和负荷开关、熔断器分别装在左右两个不同的油箱内。考虑到开关操作和熔断器的动作造成的游离碳会影响整个箱变的寿命。（3）型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，适用于住宅小区、工矿企业及各种公共场所，如机场、车站、码头、港口、高速公路、地铁等。欧式预装式变电站的总体结构包括三个主要部分：高压开关柜、变压器及低压配套装置，其总体结构主要有两种形式：一种为组合式；另一种为一体式。组合式布置是高压开

11、关设备、变压器和低压配电装置三部分个为一室，即由高压室、变压器室和低压室三个隔室组成，可按“目字型”或“品字型”布置，如图1所示。“目字型”布置与“品字型”布置相比，“目字型”接线较为方便，故大多采用“目字型”布置。但“品字型”布置结构较为紧凑，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。图1 欧式预装式变电站的整体布置形式HV高压室；LV低压室；TM变压器室；ZL操作走廊1.3 箱式变电站的技术要求与设计规范设计严格按照国家标准高压/低压预装式变电站（GB/T12467-1998），以及适合的工艺流程。1.4 本设计的应用场景1.4.1居民小区负荷设计 住宅小区共3栋楼，每楼2

12、个单元，12层，每层4户，共288户。 商业区共有商铺3家。1.4.2用电负荷分级及供电要求用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。各级负荷应符合下列规定：1 符合下列情况之一时，应为一级负荷：1)中断供电将造成人身伤亡；2)中断供电将造成重大影响或重大损失；3)中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。例如：重要通信枢纽、重要交通枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、承担重大国事活动的会堂、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的重要用电负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸

13、和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应为特别重要的负荷。2 符合下列情况之一时，应为二级负荷：1)中断供电将造成较大影响或损失；2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。3 不属于一级和二级的用电负荷应为三级负荷。31 民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷的分级，应符合本规范（供配电系统设计规范 GB50050-2009）附录A的规定。32 民用建筑中消防用电的负荷等级，应符合下列规定：1 一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及

14、门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷，二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷；2 特、甲等剧场，本条1款所列的消防用电应为一级负荷，乙、丙等剧场应为二级负荷；3 特级体育场馆的应急照明为一级负荷中的特别重要负荷；甲级体育场馆的应急照明应为一级负荷。33 当主体建筑中有一级负荷中特别重要负荷时，直接影响其运行的空调用电应为一级负荷；当主体建筑中有大量一级负荷时，直接影响其运行的空调用电应为二级负荷。34 重要电信机房的交流电源，其负荷级别应与该建筑工程中最高等级的用电负荷相同。35区域性的生活给水泵房、采暖锅炉房及换热站的用电负荷，应根据工程规模、重要性等因素合理确定负荷等级，且不应低于二级

15、。36有特殊要求的用电负荷，应根据实际情况与有关部门协商确定。37 一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。38对于一级负荷中的特别重要负荷，应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。39二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100的二级负荷。310 三级负荷可按约定供电。1.4.3本设计的负荷情况按我国现有的有关规范规定，凡多层住宅用电均按三级负荷供电，而小区

16、的配套设施，如面积较大或带有空调系统的会所、商铺及地下停车库等，则应根据建筑防火设计规范（GBJ 16-87）、火灾自动报警系统设计规范（GB 50116-98）、汽车库、修车库、停车场设计防火规范（GB 50057-97）设置相应的消防设施，且上述消防设备应按二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级，即宜由二回线供电或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路专用10kV架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电。当采用电缆线路时，应采用二根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受百分之百的二级负荷。本次设计包含高层普通住宅、商铺、

17、地下车库等，属于规范规定的二级负荷。1.4.4负荷设计计算 （1）住宅区负荷计算应用单位指标法计算，即：Pjs=Pei*Ni(kW)式中Pei单位用电指标，kW/户。Ni单位数量，户数。应用此方法计算负荷应乘以同时系数，即实际最大负荷（PM）。PM=Pjs*（同时系数，值按照住户数量多少不同，取值也不同，一般情况下，用户数量在25100户的取0.6；用户数量在101200户的取0.5；用户数量在200户以上的取0.35）。住宅区用户负荷明细序号楼号户数单位指标（kW）计算负荷（kW）同时系数实际负荷（kW）11#96109600.657622#96109600.657633#96109600.

18、6576合计28828801728（2）商业区负荷计算同居民住宅区的负荷计算方法：PM=Pjs* 式中同时系数，商业用户取0.7.商业区用户负荷明细序号楼号单位指标（kW）同时系数实际负荷（kW）11#300.72122#300.72133#300.721合计9063小区总负荷=住宅区负荷+商业区负荷=1728+63=1791KW1.4.5变压器的选择 (1)同时系数：住宅小区内居民由于作息时间不同，同时系数小些。取同时系数一般为：50户以下0.55，50100户0.45，100户200户0.40，200户以上0.35。小区实际最大负荷 PM=Pjs=1791X0.4=716KW（2） 选择配

19、变容量SPcos(kVA)cos一般取值为0.80.9。SP0.85=7160.85=842(kVA)，变压器总容量为842(kVA)，按此选择变压器由于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1601 600KVA，最常用的容量为315630KVA。因此该小区可选用400KVA和500KVA两台变压器足矣。美式箱变和欧式箱变由于结构不同可靠性不同，应用的场合也不同。现将两种箱变的基本情况分别介绍如下：一、美式箱变和欧式箱变的区别:1、美式箱变：1）、箱变的接线形式一路或两路10KV进线；单台变压器，容量一般选用500KVA800KVA;低压出线电缆46路

20、。2）、箱变的主要部件变压器、10KV环网开关、10KV电缆插头、低压桩头箱体等主要部件组成。它具体积小、有造价低便于安装等优点。美式箱变的优缺点3）、优点：体积小占地面积小、便于安放、便于伪装，容易与小区的环境相协调。可以缩短低压电缆的长度，降低线路损耗，还可以降低供电配套的造价。4）、缺点：供电可靠性低；无电动机构，无法增设配电自动化装置；无电容器装置，对降低线损不利；噪音较型站和型站要高，因为型站和型站是将变压器安放在室内，起到隔音的作用；另外，将型站和型站的集中一电磁辐射分解成多点辐射；由于不同容量箱变的土建基础不同，使箱变的增容不便；当箱变过载后或用户增容时，土建要重建，会有一个较长

21、的停电时间，增加工程的难度。2、欧式箱变：1）、箱变的接线形式a、 单台配变形式两路10KV进线；单台变压器容量一般在500KVA800KVA；低压出线电缆一般为46路。b、 两台配变形式两路10KV进线；两台变压器，每台变压器的容量在500KVA800KKVA;低压出线电缆一般为812路。2）、箱变的主要部件 变压器、10KV环网开关柜、低压电容器、低压开关等主要部件组成，相当于将型站的设备紧凑安装在金属的箱体内，使型站小型化。欧式箱变的体积比美式箱变要高要大，造价也比美式箱变要大。3）、优点：噪音与型站和型站相当；辐射较美式箱变要低，因为欧式箱变的变压器是放在金属的箱体内起到屏蔽的作用；可

22、以设置配电自动化，不但具有型站和型站的优点，而且还有美式箱变的主要优点。4）、缺点：体积较大，不利于安装，对小区的环境布置有一定的影响；二、由于箱变的结构的不同使用的地方也不同，供电的网络也不同 因为美式箱变和欧式箱变的结构不同可靠性不同，因此适用的场合也不同。当美式箱变的容量选用的较小而小区的建筑面积较大时，应用的箱变会增加很多，从而使在架空线上支接的负荷点增多；当减少架空线的支接负荷点时必定要增加箱变的串接数量，从而使网络结构薄弱。要克服小容量箱变而带来的网络结构薄弱的问题，最好使用环网站解决。1、美式箱变的适用地方 鉴于美式箱变的结构特点和优缺点，美式箱变适用于对供电要求相对较低的多层住

23、宅和其他不重要的建筑物的用电。根据我们的实际使用情况看，美式箱变配上小型的环网开关站后，完全适用多层住宅的供电需求。因为就是箱变发生故障，对居民的影响不大，但不适应于小高层和高层。2、欧式箱变的适用地方欧式箱变适用于多层住宅、小高层、高层和其他的较重要的建筑物。综上所述，该场景主要选择欧式S11-10/0.4-500KVA(注：s11是设备型号，10/0.4是高压侧额定电压10千伏，低压侧0.4千伏，500KVA是额定容量500KVA)和S11-10/0.4-400KVA油浸式变压器（油变，应为相对来说干变是比较环保，对环境无污染，但油变的过负荷能力远远大于干变，而且干变的风冷却系统还需损耗箱

24、变自身的电力）。本次主要选择欧S11-10/0.4-500KV油浸式变压器进行设计。参考文献：1 李景禄.实用配电网技术.北京：中国水利水电出版社，20062 新建居民住宅箱式变电站技术规范第二章:10kV箱式变电站的总体结构设计2.1 10KV配电设备及主材标准序列型式容量（KVA）变压器类型高压主进开关配置箱壳材质低压无功补偿容量低压侧主进开关低压出线路数美式200S11及以上终端型、环网型不锈钢板/环保型按容量的20%40%配置全部采用框架（带电动）4路3154路4004路5006路6306路欧式200S11型及以上终端型1台开关柜（SF6负荷开关带熔管），环网型3台SF6负荷开关（2台

25、不带熔管，1台带熔管）不锈钢板/环保型按容量的20%40%配置 全部采 用框架（带电动）4路3154路4004路5006路6306路 10KV箱式变电站标准化配置一览表（见上表）2.1.1 主接线的基本形式 主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种连接方式，概括为有母线的接线形式和无母线的接线形式两大类。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2.1.2主接线的比较与选择 单母线接线是一种原始、最简单的接线，所有电源及出线均接在同一母线上，其优点简单明显，采用设备少，操作简便，便于扩建，造价低。缺点是供电可靠性低。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

26、个配电装置停电。因此，单母线接线方式一般只在发电厂或变电所建设初期无重要用户或出线回路数不多的单电源小容量的厂中采用。接线方式如图2。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范的规定，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，能尽可能的缩小停电范围。为了满足可靠性要求，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，影响范围最小。经济是指在满

27、足了以上要求的条件下，保证需要的设计投资最少。因此，主接线的设计应满足可靠性和灵活性的前提下，做到经济合理。主要应从投资声、占地面积少、电能损耗小等几个方面综合考虑。图2 单母线接线a）一路电源进线 b）两路电源接线 在主接线中，断路器是电力系统的主开关；隔离开关的功能主要是隔离高压电源以保证其他设备和线路的安全检修。例如，固定式开关柜中的断路器工作一段时间需要检修时，在断路器断开电路的情况下，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的原则。由于隔离开关无灭弧装置，断流能力差，所以不能带负荷操作。 单母线分段接线是采用断路器（或隔离开关）将母线分段

28、，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。两段母线自动同时故障的机遇很小，可以不予考虑。在供电可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一段母线发生故障时，将造成两断母线同时停电，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有单母线接线简单明显、方便经济的优点，又在一定程度上提高了供电可靠性。但它的缺点是当一段母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的所有回路到要长时间停电。单母线分段接线连接的回路数一般

29、可比单母线增加一倍。接线方式如图3。图3 单母线分段接线双母线分段接线有如下优点：可轮换检修母线或母线隔离开关而不致供电中断；检修任一回路的母线隔离开关时，只停该回路；母线发生故障后，能迅速恢复供电；各电源和回路的负荷可任意分配到某一组母线上，可灵活调度以适应系统各种运行方式和潮流变化；便于向母线左右任意一个方向顺延扩建。 但双母线也有如下的缺点：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。但可加装断路器的连锁装置或防误操作装置加以克服。接线方式如图4所示。图4 双母线接线当进线回路数或母线上电源较多时，输送和穿越功率较大，母线发生事故后要求尽快恢复供电，母线和母线设

30、备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用双母线接线。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单，造价低，另一方面其供电稳定性也能在一定程度上能够得以保证。所以对10KV箱式变电站设计0.4kV侧采用单母线分段接线。2.2 变压器2.2.1 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1601 600KVA，最常用的容量为315630KVA。其器身为三相三柱或三相五柱结构、Dyn11或Yyn0联结，熔断器连接在“”外部。三相五柱式

31、Dyn11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。对于Dyn11联结变压器来说，其3n次（n为整数）谐波励磁电流在其三角形结构的一次绕组内形成环流，不注入公共的高压电网中去，这较之一次绕组接成星型接线的Yyn0联结变压器更利于抑制高次谐波电流；Dyn11联结变压器的零序阻抗较之Yyn0联结变压器的小得多，从而更有利于低压单相接地短路故障的保护和切除；当接用单相不平负荷时，由于Yyn0联结变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%，因而严重影响了接用单相负荷的容量，影响设备能力的发挥。因此国家规定

32、在TT和TN系统中，推广Dyn11联结变压器。但是Yyn0联结变压器一次绕组的绝缘要求稍低于Dyn11，从而制造成本稍低于Dyn11联结的变压器。变压器联结方式如图5。图5 变压器的Yyn0联结和Dyn11联结综合考虑10kV箱式变电站变压器的容量确定为1600kVA，因为三相五拄Dyn11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耐雷特性。因此变压器的连接组别为三相五柱Dyn11，阻抗电压为 =7.0%，采用油浸式变压器。由于三相五拄Dyn11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

33、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Dyn11，接在10kV母线上将10kV电压降低为0.2kV供箱式变电站本身使用。2.2.2 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。10kV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

34、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。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。2.2.3 采用负荷开关熔断器组合电器保护变压器负荷开关是用来开、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

35、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6所示 1 a 2 时间 0 b 燃弧时间 图6 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截止电流；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。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

36、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。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。由于同电压等级负荷开关的价格大约是断路器的价格的1/41/5，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

37、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2.3 箱式变电站总体布置10kV箱式变电站高压室额定电压10kV ，低压室额定电压0.4kV。主变压器额定容量为1600kVA，接在10kV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

38、备真空断路器。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1600kVA油浸式变压器。室顶装有温度监控仪启动的轴流风扇。箱式变电站总体布置图见附录图。2.4 箱体要求2.4.1箱体部分（1）箱体内照明、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

39、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。下图10Kv户外箱式变电站外观图：图7 10Kv户外箱式变电站外观图2.4.2电气一次部分 35kV、10kV箱式变电站主变压器采用自然冷却、低噪音。断路器可选用真空断路器(配弹簧机构)，电流、电压互感器、站用变压器选用干式设备，10kV进线采用单相电缆连接，35kV及10kV母线上分别装设避雷器各一组。 2.4.3电气二次部分 为适应无人值守

40、和调度自动化的需要，在电气二次部分，采用微机保护和综合自动化系统，实时监控，保障电网安全。 (1)综合自动化系统与县调主站之间的通讯规约采用CDT规约，且同时以数字通讯方式和FSK模式发送信息。 (2)站内主变、断路器的电流、电压、功率、电能从计量表直接读取。 (3)直流屏采用全封闭铅酸免维护蓄电池，具有与综合自动化的通讯接口(485或CAN方式)，为站内各类继电保护、通讯和直流操作机构提供可靠的直流电源。 (4)五防闭锁装置：微机监控装置与微机五防闭锁装置应有机结合，达到采样信息共享、直观、对应、简单易行。 (5)继电保护及自动装置： 主变保护装置：纵差保护，35kV侧复合电压闭锁过电流保护

41、、35kV侧过负荷保护、重瓦斯保护、轻瓦斯保护、温度保护，各种保护出口硬压板相互独立。 10kV出线保护：速断保护、过流保护、三相一次重合闸、低频减载、接地选检。 10kV电容器保护：过电流保护、过电压保护、欠电压保护、零序电压保护。 (6)遥信： 断路器位置、主变保护动作信号、电容器保护动作信号、10kV出线保护信号、10kV系统接地信号、直流系统接地信号、直流系统电压过高或过低、站用变切换、烟雾报警信号、温度信号、电压互感器交流回路断线信号等。 (7)自动电压无功调节： 按给定的电压无功关系自动投切电容器、调整变压器分接头。 (8)控制部分： 对变电站所有断路器要求具有当地及远方控制功能，

42、电气防跳功能，遥控跳闸闭锁重合闸功能等。 第三章: 10KV箱式变电站一次系统设计与设备选型3.1 10kV箱式变电站一次接线图图13.2短路电流的计算： K-1 k-2 K-1进线侧短路电流计算，610kV短路容量为500MVA (1)选择基准值。 取基准容量 =100MVA，基准电压 =10.5kV，基准电流=/ =100MVA/(10.5kV)=5.5kA。(2)计算各电抗标幺值 系统电抗=/=100MVA/500MVA=0.2 线路长10公里，导线型号为LGJ-300/40 (3)总阻抗标幺值 (4)三相短路电流周期分量有效值 (5)短路冲击电流 取短路冲击系数，（6）短路全电流有效值

43、 26.33kAkA)15.1(21.21.2)1(2122t11=-+=-+=impimKII（7）短路容量 K-2出线侧短路时，系统短路容量为500MVA（1）选择基准值。 取基准容量 =100MVA，基准电压 =0.4kV，基准电流（2）计算各阻抗标幺值变压器系统阻抗=/=100MVA/500MVA=0.2（3）短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量 1）总电抗标幺值 =+=0.2+9=9.2 2)三相短路电流周期分量有效值： 3）其他三相短路电流： (短路冲击电流) （短路最大电流） 4）三相短路容量：短路点短路点额定电压Uav/KV短路点平均工作电压Uav/KV短路电流周期分量短路

44、全电流短路容量Sk/MVA有效值Ipt/KA稳态值I/KA有效值Iim/KA冲击电流Iim/KAK-110.510.5101021.226.33182K-20.40.415.6515.6523.47539.8410.873.3设备选型上图（图1）为500KVA箱式变电站一次接线图，其主要设备有LA-10 0.2S级电流互感器(上海华通互感器有限公司)，隔离开关高压侧选用GW14-10/200（辽宁华隆电力科技有限公司），低压侧选用GN19-04C/20（上海韬高电器有限公司），其技术数据如表10所示。10kV侧选用ZN23-10型真空断路器(乐清市旭开电气有限公司)，0.4kV侧采用ZN28-04(西安电器设备制造厂)技术参数如表5所示。还有JDJJ-35型电压互感器（上海博继电器有限公司）。3.3.1 高低压电器设备选择的要求（1）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。高压电器的选择和校验可按表3所列各项条件进行。现仅对选择的特殊条件或简要步骤予以介绍。（2）低压一次设备选