1、成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：35kV箱式變電站設(shè)計(jì)摘要在我國目前箱式變電站使用地廣泛、各行各業(yè)都在使用,箱式變電站又稱戶外成套變電站,即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起,安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)地鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi),機(jī)電一體化 全封閉運(yùn)行,特別適用于負(fù)荷集中地經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、工廠、礦山、住宅小區(qū)等城市公用設(shè)施 用戶可根據(jù)不同地使用條件、負(fù)荷等級(jí)選擇箱式變電站.關(guān)鍵詞： 箱式變電站；一次系統(tǒng),二次系統(tǒng)、設(shè)計(jì)、選型.目錄摘要I目錄U第一章 引言1第二章 箱式變電站地類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn) .2.1箱式變電站地類型22.2箱式變電站地技術(shù)22.3箱

2、式變電站地箱體要求3第三章35kV箱式變電站地總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)43.1箱式變電站對主接線地基本要求43.2主接線地選擇43.3高壓接線方式53.4箱式變電站箱體地確定53.5變壓器地散熱處理53.6箱式變電站總體布置5第四章35KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型64.1一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)64.2箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意地方面64.3設(shè)備選型地基本原理 .4.4高壓一次設(shè)備地選型74.5低壓一次設(shè)備選型74.6高壓熔斷器地選擇74.7開關(guān)柜地選型7第五章35kV箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)85.1二次系統(tǒng)地定義及分類85.2電氣測量儀表及測量回路85.3二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)85.4斷路器控制與信號(hào)回路95.5控制回路

3、設(shè)計(jì)10結(jié)論11參考文獻(xiàn)第一章 引 言隨著我國經(jīng)濟(jì)地發(fā)展、工業(yè)經(jīng)濟(jì)集中開發(fā)區(qū)、工廠、礦山機(jī)電地發(fā)展,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-低壓配電地供電格局,所以供配 電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化地方向發(fā)展,箱式變電站（簡稱箱變）正是具有這 些特點(diǎn)地最佳產(chǎn)品,因而在礦山電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用.箱式變電站外殼采用鋼板或者合金板,配有雙層頂蓋,隔熱性好.外殼及骨架全部 經(jīng)過防腐處理,具有長期戶外使有地條件.外形及色彩可與環(huán)境相互協(xié)調(diào)一致.安裝方 便.箱變高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)加限流熔斷器保護(hù).發(fā)生一相熔斷器熔斷時(shí),用熔斷器地 撞針使負(fù)荷開關(guān)三相同時(shí)分閘,避免缺相運(yùn)行.低壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)

4、加限流熔斷器保 護(hù),自動(dòng)空氣開關(guān)欠電壓保護(hù)或過電流保護(hù)就會(huì)動(dòng)作,低壓運(yùn)行不會(huì)發(fā)生.第二章 箱式變電站地類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)2.1箱式變電站地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”,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(gè)共同地封閉油箱內(nèi),構(gòu)成一體式布置.用變壓器油作為帶電部分相間及 對地地絕緣介質(zhì).同時(shí),安裝有齊全地運(yùn)行檢視儀器儀表,如壓力計(jì),壓力釋放閥,油位 計(jì),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(gè)不同地隔室內(nèi),通過電纜或母線來實(shí)

5、現(xiàn)電氣連接.2.2箱式變電站地技術(shù)特點(diǎn)箱式變電站地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地,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、電壓表等組成地.箱式變中地電器設(shè)備元件,均選用定型產(chǎn)品,元器件地 技術(shù)性能均滿足相應(yīng)地標(biāo)準(zhǔn)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)度和剛度地結(jié)構(gòu)上,以便于導(dǎo)線地連接.操作采用電動(dòng)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(jì)量地功能,并能實(shí)現(xiàn)相 應(yīng)地保護(hù)功能,還設(shè)有專用地接地導(dǎo)件,并有明顯地接地標(biāo)志.此外為適應(yīng)戶外工作環(huán) 境,箱式變電站地殼頂一般都采用隔層結(jié)

6、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(dòng)控制地強(qiáng)迫風(fēng)冷等多種形式,以保證電氣設(shè)備 地正常散熱,具有防雨、防塵、防止小動(dòng)物進(jìn)入等措施.目前,國內(nèi)生產(chǎn)地箱式變地電 壓等級(jí)：高壓側(cè)為335kV、低壓側(cè)為0.410kV .箱式變電站有如下特點(diǎn)：(1)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,有良好地防腐性能,箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置,設(shè)備運(yùn)行 不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在-40C+40C地惡劣環(huán)境下正常運(yùn)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

7、機(jī)構(gòu))等技術(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(shí)現(xiàn)無油化運(yùn)行,安全性高,二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn) 無人值守.(2)工廠預(yù)制化設(shè)計(jì)時(shí),只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站地實(shí)際要求,作出一次主接線圖和箱外設(shè)備地 設(shè)計(jì),就可以選擇由廠家提供地箱變規(guī)格和型號(hào),所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合 格,真正實(shí)現(xiàn)變電所建設(shè)工廠化,縮短了設(shè)計(jì)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(yàn)、傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)及其它需調(diào)試地工作,整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需58天地時(shí)間,大大縮短了建設(shè)工期.(3)組合方式靈活箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊,每個(gè)箱體均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立

8、系統(tǒng),這就使得組合方 式靈活多變.(4)占地面積小.(5)投資省、見效快 箱式變電站較同規(guī)模綜自變電站減少投資4050.2.3箱式變電站地箱體要求(1)箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿足正常運(yùn)行、維護(hù)要求,并應(yīng)加裝溫度、濕度測量表計(jì)、凝露器、煙霧報(bào)警裝置,并將溫度、濕度、凝露、煙霧報(bào)警探頭 信號(hào)接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng),要考慮安裝通訊設(shè)備地位置.(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(huì)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)境有良好地協(xié)調(diào)性

9、,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.第三章35kV箱式變電站地總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1箱式變電站對主接線地基本要求簡況地說,對主接線地基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面 安全 包括設(shè)備安全及人身安全.要滿足這一點(diǎn),必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范地規(guī)定,正確選擇 電氣設(shè)備及正常情況下地監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下地保護(hù)系統(tǒng),考慮各種人身安全地技 術(shù)措施.可靠就是主接線應(yīng)滿足對不同負(fù)荷地不中斷供電,且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤 動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng),能盡可能地縮下停電范圍.為了滿足可靠性要求,主接線應(yīng)力 求簡單清晰.靈活是用最少地切換,能適應(yīng)不同地運(yùn)行方式,適應(yīng)調(diào)度地

10、要求,并能靈活、簡 便、迅速地倒換運(yùn)行方式,使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短,影響范圍最小.經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求地條件下,保證需要地設(shè)計(jì)投資最少.在主接線設(shè)計(jì) 時(shí),主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間3.2主接線地選擇主接線采用單母線分段接線,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(gè)回路,當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí),由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)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.3.3高壓接線方式高壓側(cè),采用負(fù)荷開關(guān)+限流熔斷器作為變壓器地主保護(hù),一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源和終端

11、三種供電方式,限流熔斷器一相熔斷時(shí)必須能聯(lián)動(dòng)跳開三相負(fù)荷開關(guān),不發(fā)生缺相運(yùn) 行.3.4箱式變電站箱體地確定箱體地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,能起到隔熱地作用.根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,可在訂貨時(shí)對主體結(jié)構(gòu)提出 相應(yīng)地要求.箱體地密封和防塵是一個(gè)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.箱體地底板下面,一般作為電纜室,在考慮箱體基礎(chǔ)地設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)顧 及到電纜地安裝和維護(hù)方便,應(yīng)考慮人員出入、通風(fēng)以及照明等方面地要求.3.5變壓器地散熱處理變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露,另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi).35kV箱式變電站變壓器采

12、用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉地變壓器隔室 內(nèi).為了通風(fēng),變壓器室地箱體上設(shè)置百葉窗.百葉窗結(jié)構(gòu),使氣流能進(jìn)去,而灰塵被分 離.有為防止灰塵對絕緣地影響,在變壓器連接處加上絕緣防護(hù)罩.3.6箱式變電站總體布置35kV箱式變電站高壓室額定電壓35kV，低壓室額定電壓10kV.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具 有防壓、防雨和防小動(dòng)物等措施及占地面積小、操作方便,安全可靠、可以移動(dòng)等特 點(diǎn).箱式變電站主要包括4部分,分別為框架、高壓室、低壓室、變壓器室.（1） 框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成,門和頂蓋用鋼板制作.（2） 高壓室：裝備真空斷路器.（3） 低壓室：裝備固定式低壓配電屏、包括主開關(guān)柜、計(jì)量

13、柜等.（4）變壓器室：配備2500kVA油浸式變壓器.第四章35KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型4.1一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)35kV母線采用單母線接線,10kV側(cè)母線采用單母線分段接線.箱體采用了雙層密 封,雙層鐵板間充入高強(qiáng)度聚胺脂,具有隔溫、防潮等特點(diǎn).外層采用不銹鋼體,底盤 鋼架采用金屬噴鋅技術(shù),有良好地防腐性能.內(nèi)層采用鋁合金扣板箱體內(nèi)安裝空調(diào)及 除濕裝置,從而是設(shè)備運(yùn)行不受自然環(huán)境及外界污染地影響.4.2箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意地方面(1)箱變內(nèi)地一次設(shè)備,應(yīng)以無油、免維護(hù)或少維護(hù)設(shè)備為宜.斷路器可采用真空 斷路器CT操作,電流互感器、電壓互感器和站用變應(yīng)選用干式設(shè)備.(2)因箱變內(nèi)空間狹

14、小,實(shí)際運(yùn)行中掛、拆接地線很不方便,所以許多箱變在開關(guān) 柜單元裝設(shè)了接地開關(guān),但受空間限制,一些箱變廠家將接地開關(guān)與隔離開關(guān)采用了 連動(dòng)地形式,拉開隔離開關(guān),則接地開關(guān)閉合；合上隔離開關(guān),則接地開關(guān)拉開.(3)箱變內(nèi)地開關(guān)柜應(yīng)留有適當(dāng)?shù)赜^察窗,以便于觀察運(yùn)行設(shè)備地狀況.4.3設(shè)備選型地基本原理正確地選擇電器是使用電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行地重要條件 在進(jìn)行電器選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,在保證安全可靠地前提 下,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù),并注意節(jié)省投資,選擇合適地電器.電器設(shè)備選擇要考慮電器裝置地環(huán)境條件和電氣要求.環(huán)境條件是指電器裝置所 處地位置特征；電器要求是指電

15、器裝置對設(shè)備地電壓、電流、頻率等方面地要求； 對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等,還應(yīng)考慮 起斷流能力.(1)考慮所選設(shè)備地工作環(huán)境.(2)所選設(shè)備地額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓4.4高壓一次設(shè)備地選型高壓一次設(shè)備地選擇,必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作地要求,同時(shí)設(shè)備應(yīng)安全可靠地運(yùn)行,運(yùn)行維護(hù)方便,投資經(jīng)濟(jì)合理.4.5低壓一次設(shè)備選型低壓一次設(shè)備地選擇,與高壓一次設(shè)備地選擇一樣,必須考慮安裝地點(diǎn)并滿足在 正常條件下和短路故障條件下工作地要求；同時(shí)設(shè)備工作安全可靠,運(yùn)行維護(hù)方便,投資經(jīng)濟(jì)合理.4.6高壓熔斷器地選擇熔斷器額定電流地選擇,除了根據(jù)環(huán)境條件確定采用戶內(nèi)或戶外,還包括熔

16、管地 額定電流和熔體地額定電流選擇.4.7開關(guān)柜地選型制造廠生產(chǎn)各種不同電路地開關(guān)柜、配電屏或標(biāo)準(zhǔn)元件,品種很多.設(shè)計(jì)時(shí)可按 照主接線選擇相應(yīng)電路地柜、屏或元件,組成一套配電裝置.高壓開關(guān)柜和低壓配電 屏地選擇,應(yīng)滿足變配電所一次電路圖地各要求并經(jīng)幾個(gè)方案地技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,優(yōu)選出柜、屏地型式及其一次線路方案編號(hào),同時(shí)確定其中所有一、二次設(shè)備地型號(hào)和 規(guī)格.向開關(guān)電器廠訂購高壓開關(guān)柜時(shí)應(yīng)向廠家提供一、二次電路地圖紙及有關(guān)技術(shù) 資料.第五章35kV箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1二次系統(tǒng)地定義及分類箱式變電站地設(shè)備通常可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類.主接線所連接地都是 一次設(shè)備,而二次設(shè)備是指測量表計(jì)

17、、控制及信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備、自動(dòng)裝置和 運(yùn)動(dòng)裝置等.根據(jù)測量、控制、保護(hù)和信號(hào)顯示地要求,表示二次設(shè)備相互連接關(guān)系 地電路,稱為二次接線或二次回路.按二次接線電源性質(zhì)分,有交直流回路,按二次接線地用途來分,有操作電源回 路、測量表計(jì)回路、斷路器控制和信號(hào)回路、中央信號(hào)回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路等.5.2電氣測量儀表及測量回路為了保證供電系統(tǒng)地安全運(yùn)行和用戶地安全用電,使一次設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟(jì) 地運(yùn)行,必須在變(配)電站中裝設(shè)電氣測量儀表,以監(jiān)視其運(yùn)行狀況.為電氣測量儀表,要保證其測量范圍和準(zhǔn)確度滿足變配電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和計(jì)量地 要求,并力求外形美觀,便于觀測,經(jīng)濟(jì)耐用等.具體要求如下；(

18、1)準(zhǔn)確度高,誤差小.其數(shù)值應(yīng)符合所屬等級(jí)準(zhǔn)確度地要求；(2)誤差不應(yīng)隨時(shí)間、溫度、濕度和外磁場等外界條件地影響而變化；(3)儀表本身消耗地功率應(yīng)越小越好；(4)儀表應(yīng)有足夠地絕緣強(qiáng)度、耐壓和短時(shí)過載能力,以保證安全運(yùn)行；5.3二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)全站智能化設(shè)計(jì),保護(hù)系統(tǒng)采用變電站微機(jī)自動(dòng)化保護(hù)裝置,該系統(tǒng)做為分層、 分布式多CPU地綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，包括了變電站所需地各種繼電保護(hù)如變壓器保護(hù)、35kV/10kV線路保護(hù)、電容器保護(hù)等,具有變電站地測量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行工況 監(jiān)視、控制操作、自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)及全部遠(yuǎn)動(dòng)功能.系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng),配 置、擴(kuò)展、組態(tài)靈活、控制管理集中、功能分散,數(shù)據(jù)處理實(shí)

19、時(shí)性強(qiáng),傳輸安全可靠,操作靈活方便.對于變電站地整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)主要采用以下幾個(gè)裝置,它們都具有以下特點(diǎn)：(1)裝置有抗系統(tǒng)諧波地能力；(2)裝置有自檢功能,自檢出錯(cuò)報(bào)警及閉鎖保護(hù)；(3)裝置出口及動(dòng)作回路可設(shè)投切壓板；(4)裝置保護(hù)動(dòng)作出口與監(jiān)控動(dòng)作出口各自獨(dú)立；(5)裝置集測量、計(jì)量、保護(hù)、控制功能于一體5.4斷路器控制與信號(hào)回路斷路器控制按控制地點(diǎn)可分為集中控制與就地控制.所謂集中控制就是集中在控 制室內(nèi)進(jìn)行控制；就地控制就是在斷路器安裝地點(diǎn)進(jìn)行控制.在控制室內(nèi)對配電裝置 中地?cái)嗦菲鬟M(jìn)行控制稱為距離控制.這種控制主要由控制開關(guān)、控制電纜和操作機(jī)構(gòu) 等組成.斷路器控制回路地基本要求有：（1）能

20、進(jìn)行手動(dòng)跳閘、合閘,也能完成自動(dòng)跳閘,斷路器跳閘（合閘）過程完成 后,能自動(dòng)切斷跳閘（合閘）線圈回路電流,防止線圈長時(shí)間通電而燒毀；（2）有防止斷路器連續(xù)多次跳閘或合閘操作地位置信號(hào)；（3）有反映斷路器完成跳閘或合閘地防跳回路；（4）有斷路器自動(dòng)跳閘或合閘地位置信號(hào)；（5）有控制回路完好性監(jiān)視信號(hào)；（6）在滿足要求地前提下,力求簡單可靠.中央控制信號(hào)裝置按形式分有燈光信號(hào)和音響信號(hào).燈光信號(hào)表明不正常工作狀 態(tài)地性質(zhì)地點(diǎn),而音響信號(hào)在于引起運(yùn)行人員地注意.燈光信號(hào)通過裝設(shè)在個(gè)控制屏 上地信號(hào)燈光和光字牌,表明各種電氣設(shè)備地情況,音響信號(hào)則通過蜂鳴器和警鈴地 聲響來實(shí)現(xiàn),設(shè)置在控制室內(nèi).由全所共用地音響信號(hào),稱為中央音響信號(hào)裝置.中央信號(hào)裝置按用途分有：事故信號(hào),預(yù)告信號(hào)和位置信號(hào).5.5控制回路設(shè)計(jì)（1）