箱式变电站检验报告(精选2篇)
——35kv箱式变电站设计
一、箱式变电站概述及应用
随着国民经济的迅速发展,居民生活水平的不断提高,家用电器特别是空调、电饭锅、微波炉等功率大、耗电多的用电设备逐步在普通家庭中普及。市政居民用电负荷的剧增,较早建成的居民生活小区的供电设施亦不能满足目前居民用电负荷增长的需要,存在的主要问题一是小区内的变压器容量普遍偏小,原设计容量仅仅是按能满足居民生活照明用电负荷考虑的,所以急待增容。另外配电设备陈旧落后,需要更新改造。二是小区变配电室面积普遍偏小,不能满足变压器增容及设备改造的需要。三是、随着居民生活小区内各种公共设施的多年建设与不断的完善,目前在小区内已找不到一个较合适的地方来重新建造一座变配电室,以满足居民生活用电负荷增长的需要。箱式变电站又称户外成套变电站,也称做组合式变电站,因其具有组合灵活、便于运输、迁移、安装方便、施工周期短、运行费用低、占地面积小、无污染、免维护等优点,受到广泛重视。农网建设(改造)中,被广泛应用于城区、农村10~110kV中小型变(配)电所、厂矿及流动作业用变电所的建设与改造,因其易于深入负荷中心,减少供电半径,提高末端电压质量,特别适用于农村电网改造,被誉为21世纪变电所建设的目标模式。
箱式变电站是一种将高压开关设备、变压器、低压配电设备、功率因数补偿装置及电度计量装置等变电站设备组合成一体的快装型成套配电设备。上世纪60年代,欧美等西方国家开始使用这种新型户外成套变电设备,由于箱式站与传统的变电所相比,有着明显的优势,其发展速度很快。目前,国外已经大量使用箱式站,以美国为例,箱式站已占90%以上。20世纪80年代初,我国大中型城市中开始陆续采用箱式站,到90年代末期,随着经济的发展,城乡用电量迅速增长,特别是农网改造工程启动后,科研开发、制造技术及规模等都进入了高速发展,箱式站开始被广泛应用于城区、农村中小型变电站、工矿企业、大型工地及流动作业用变电站的建设与改造。
二、箱式变电站的优点
1.结构紧凑,占地少
由于箱式站将配电装置的大部分布置于封闭的箱体内,通过优化设计、合理组合,各部分之间的绝缘距离大大减少,缩小了占地面积和空间。以4000kVA单主变规模变电所为例,建设1座常规35kV变电站,需占地3000m2左右,而且需要大规模的土建工程;而采用箱式变电站,箱体的占地面积最小仅为 100m2,包括35kV的其他设备总占地面积最大为300m2,仅为同规模变电站所占面积的1/10,设备安装简单,既节省了费用又大大节约了土地。
2.安装方便,建造快速
箱式站建造时,首先由设计人员根据变电站的实际要求,设计出一次主接线图和箱外设备的布置,然后只要根据设计结果直接选择箱式站的规格和型号,被选定箱式站的所有设备均在制造厂组装,并经调试和出厂试验合格;现场安装仅需进行箱体定位、电缆连接、保护定值校验、传动试验及其他一些调试工作,一般从安装到运行仅需短短数天时间,与常规变电站的建设过程相比,安装过程大大简化,工作量也大大减少,既缩短了施工周期,又节省了施工费用。
3.投资省,效益高
箱式站的经济性可以从3个方面来看:(1)造价低。除了设备购置费比常规站要贵以外,其他安装费、土建费及征地费都大大节省,综合起来大约比同规模常规变电站减少投资40%左右;(2)提前投资,提前收益。以35kV单台主变4000kVA规模变电站为例,保守估计按提前4个月投运计算,若平均负荷 2000kW,售电利润0.10元/kW·h,3个月可增加净利润60余万元;(3)运行维护费用低。在箱式变电站中,由于先进设备的选用,特别是无油设备的运行,从根本上彻底解决了常规变电所中的设备泄漏问题,变电站可实行状态检修,减少维护工作量,每年可节约大量的运行维护费用,整体经济效益十分可观。
4.组合方式灵活。通用性互换性强
箱式站由于结构比较紧凑,每个箱体构成一个独立系统,这就使得组合方式灵活多变,箱式站没有固定的模式,使用单位可根据实际情况自由组合一些模式,以满足安全运行的需要;箱式站的高低压方案齐全,高低压之间线路方案可任意组合;高低压设备及元件可选用各种名优或进口产品,电气元件通用性,互换性强。
5.可靠性和安全性比较高
常规变电站的电气设备,由于长期处于户外,其绝缘和导体易受外界的污染和破坏。而箱式站的导体、内部绝缘、接触部分等完全封闭在箱体内,箱体部分采用先进的制作工艺,外壳的材料具有良好的防腐能力,箱体内安装空调和除湿装置,使运行设备不易受自然气候环境、动物等外界影响;箱式站没有裸露带电导体暴露在箱外,不会引起外物短路和触电危险;全站可实现无油化运行,安全性高。
6.自动化程度高
为了适应无人值守和调度自动化的需要,箱式站采用微机保护和综合自动化系统,可实现“4遥”(即:遥测、遥信、遥控、遥调)功能。每个智能控制单元均具有独立运行功能,保证继电保护功能安全,可对运行参数进行远方设置和实时监控,对箱体内湿度、温度进行自动控制和远方烟雾报警;在运行过程中,能按照给定的电压无功关系自动投切电容器、调整电压分接头进行电压无功调节;另外,根据需要还可以实现图像远程监控。
7.外形美观,易与环境协调
由于箱式站体积小、箱体材料先进、外形设计美观等特点,在保证供电可靠性前提下,通过选择箱式站的外壳颜色,极易与周围环境协调一致,特别适用于城市建设,如:城市居民住宅小区、车站、港口、机场、公园、绿化带等人口密集地区,它既可作为固定式变电所,也可作为移动式变电所,具有点缀和美化环境的作用。
三、箱式变的结构组成、性能特点
目前,箱式变电站的生产厂家主要有:中电电气集团、泰安开关厂、许继集团等,产品有 XBW □-10 型及 XBW □-35 型,为户外成套供电设备。其外壳一般采用铝合金板或钢板,并且在箱壳四侧开有门,以便观察和维修设备。箱内一般分为三个部分即高压室、低压室和变压器室。亦有在箱式变内设维修走廊和值班室的。
箱式变电站的高压室一般是由高压负荷开关、高压熔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。变压器一般采用 S9 或干式的等。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。为了可靠实现五防要求,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,箱式变的壳顶一般都采用隔层结构,内装有隔热材料,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,国内生产的箱式变的电压等级:高压侧为 3 ~ 35kV、低压侧为 0.4 ~ 10kV。变压器的容量:当额定电压比为 35/10、6、0.4 kV 时可从几百千伏安~上万千伏安、当额定电压比为 10、6/0.4 kV 时可从几十千伏安~几千千伏安。
四、结束语
展望未来,箱式站在我国广大城市、农村、工矿企业、公共建筑设施中的应用会更加广泛,它将以较常规“土建”式变电站难以比拟的优势被越来越多的人所接受。为了适应新形式下我国电网的发展水平,箱式站必须在保留原有优点的情况下,加快自身的发展。随着微处理器技术、计算机网络技术、信息通讯技术、电力电子技术及人工智能控制技术的不断发展和应用,信息化和网络化对电力系统的智能化运行需求日益迫切,也为智能化电器技术的进一步发展奠定了基础。电网运行水平的提高不仅要求箱式站安全可靠、具有“4遥”功能,而且能完成故障区段自动定位、故障切除、负载转带及网络重构等一系列智能化功能,从而保证短时间内恢复送电。另外,以上提到箱式站的一些缺点也大都可以通过提高智能化技术来进一步弥补和完善。因此,可以说智能化箱式站是未来箱式站的发展趋势,智能化程度的提高使得箱式站在保证电网安全、经济、可靠地运行的前提下,向更加简单、实用、可靠的方向发展。总之,智能化箱式站是我国电网今后一个时期的发展方向,其必将促使我国的电网运行水平再上新台阶。
中山市明阳电器有限公司 付云冬 邮编:582437
摘要:箱式变压器是将传统变压器、高低压开关柜集中设计在箱式壳体中,具有体积小、重量轻、低噪声、低损耗、高可靠性等特点。广泛应用于风力发电场、住宅小区、商业中心、轻轨站、机场、厂矿、企业、医院、学校等场所。关键词:组合式变压器 自动化 一体化 电气设备
Abstract: The traditional transformer, box-type transformer high and low pressure switch cabinet centralized design in the box casing, has the advantages of small volume, light weight, low noise, low loss, high reliability.widely used in wind farms, residential quarters, commercial center, the light rail station, airports, factories and mines, enterprises, hospitals, school and other places.Key words: combined transformer;Automation;Integrated;Electrical equipment
一.简单介绍
1.组合式变压器(俗称美式箱变也叫箱式变压器)是将变压器、高压受电部分的负荷开关及保护装置、低压配电装置、低压计量系统和无功补偿装置组合在一起的成套变配电设备。
2.组合式变压器(俗称美式箱变)主要特点:
全密封、全绝缘、结构紧凑、外形美观、体积仅为箱式变电站(欧式箱变)的1/3左右。无须配电房,可直接安放在室内或室外,也可安放在街道两旁和绿化带内,可靠地保证了人身安全,既是供电设施,又可装点环境。
组合式变压器(俗称美式箱变也叫箱式变压器)可用于终端供电和环网供电,转换十分方便,保证了供电的可靠性、灵活性。
3.采用双熔丝全范围保护方式,大大降低了运行成本。
熔芯安装在玻璃纤维圆筒内与变压器油分离,熔芯的安装和更换在变压器油箱外通过绝缘手柄操作,可方便的在现场更换熔芯。采用不同的熔芯串联的全范围熔芯,可以为变压器提供过载和短路故障的保护。
10kV套管电缆头可在200A负荷电流下多次插拔,在紧急情况下作负荷开关使用,并具有隔离开关的特点。
组合式变压器(俗称美式箱变也叫箱式变压器)采用国内9型、11型配电变压器,损耗低,噪音低,使用寿命长。二.箱式变电站的特点
箱式变电站主要由多回路高压开关系统、铠装母线、变电站综合自动化系统、通讯、远动、计量、电容补偿及直流电源等电气单元组合而成,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内,机电一体化,全封闭运行,主要有以下特点:
(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-40℃~+40℃的恶劣环境下正常运行。
箱体内一次设备采用全封闭高压开关柜(如:XGN型)、干式变压器、干式互感器、真空断路器,弹簧操作机构、旋转隔离开关等国内技术领先设备,产品无裸露带电部分,为全封闭、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)自动化程度高
全站智能化设计,保护系统采用变电站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、温度进行控制和远方烟雾报警,满足无人值班的要求;根据需要还可实现图像远程监控。
(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,做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,真正实现变电站建设工厂化,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5~8天的时间,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,一方面,我们可以全部采用箱式,也就是说,35kV及10kV设备全部箱内安装,组成全箱式变电站;也可以仅用10kV开关箱,35kV设备室外安装,10kV设备及控保系统箱内安装,对于这种组合方式,特别适用于农网改造中的旧站改造,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。总之,箱式变电站没有固定的组合模式,使用单位可根据实际情况自由组合一些模式,以满足安全运行的需要。
(5)投资省见效快
箱式变电站较同规模常规变电所减少投资40%~50%,以35kV单主变4000kVA规模变电所计算,土建工程(包括征地费用)箱式变电站要比常规变电所节约100余万元;若从竣工投产角度分析,保守估计按每站提前4个月投运计算,若平均负荷2000kW,售电利润0.10元,三个月可增加净利润60余万元;从运行角度分析,在箱式变电站中,由于先进设备的选用,特别是无油设备运行,从根本上彻底解决了常规变电所中的设备渗漏问题,变电站可实行状态检修,减少维护工作量,每年可节约运行维护费用10万元左右,整体经济效益十分可观。
(6)占地面积小
以4000kVA单主变规模变电所为例,建设一座常规35kV变电所,大约需占地3000m2左右,而且需要进行大规模的土建工程;而选用箱式变电站,主变箱和开关箱两箱体占地面积最小可至100m2,包括35kV其他设备总占地面积最大为300m2,仅为同规模变电所占地面积的1/10,可充分利用街心、广场及工厂角隅即可安装投产,符合国家节约土地的政策。
(7)外形美观,易与环境协调
箱体外壳采用镀铝锌钢板及集装箱制造技术,外形设计美观,在保证供电可靠性前提下,通过选择箱式变电站的外壳颜色,从而极易与周围环境协调一致,特别适用于城市建设,如:城市居民住宅小区、车站、港口、机场、公园、绿化带等人口密集地区,它既可作为固定式变电所,也可作为移动式变电所,具有点缀和美化环境的作用。
三.一体化箱式变电站的结构设计
具有代表性的做法有两种:(1)一体化箱式变电站箱体大部分采用普通的彩钢板材料,骨架采用硬金属材料整体焊接工艺,外层用0.8~1.0mm的彩钢板,或者用镀锌钢板,或用钢板在金属底层经过热喷锌及表层喷塑处理,中间夹层采用聚胺脂材料、聚苯乙烯泡沫材料。这种方式存在抗曝晒、抗阳光辐射性差,隔热保温性能差,且容易产生凝露的缺陷。
(2)一种箱体外墙材料采用金邦板—它是以水泥、粉煤灰、硅粉、珍珠岩为主要原料,加入复合纤维增强,经真空高压挤出成型,并经高温高压蒸汽养护、精细加工与多层喷涂而成。它具有绿色环保、轻质高强、隔音隔热、耐水防火、耐候抗冻等方面的特点。整个箱体采用高强度型钢(工字钢)组成的骨架构成基本承重框架,以保证箱体具有出色的抗震、抗风性能。采用外保温方式,整个箱体的墙壁是由金邦板、通气层、防湿密封薄膜、欧松板、保温材料、钢结构(薄壁方管)、纸面石膏板等材料组成。因此它具有卓越的气密性和隔热性,能有效地防止室内产生结露现象的发生,更不用担心长期使用会导致箱体腐朽,同时具有防尘、防腐、防潮、防火性能。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,可与周围环境颜色相协调的。世界上很多国家,尤其是欧共体国家的箱式变电站、户外配电箱的箱体,几乎很少使用金属材料制作,而采用非金属材料,大多为玻纤特种水泥结构的箱体。提高其人性化的程度。
四.风电场35kV华式箱式变电气设备的选择
1.风电场华式箱式变电站集合了美式变电站和欧式变电站的优点,俗称紧凑型箱式变电站,一般采用一机一变方式;变压器部分裸露在柜外,可充分利用风电风大的特点,自然散热,节约投资成本。配电室内,高压侧设有XGN-35型出线柜。其主要参数如下:
系统电压:
35kV
40.5kV
0.69kV(风力发电机组出口电压)高压侧最高工作电压: 低压侧额定电压: 额定频率:
额定绝缘水平
50Hz
变压器高压侧 工频耐压: 95kV
冲击峰值耐压:200kV
变压器低压侧:
工频耐压: 5kV
35kV电源从出线侧用电缆引入35kV集线开关柜。箱内装有电缆接头和HY5W-51/134金属氧化物避雷器,柜正面装有GSN-35型感应式电压指示灯。配变控制柜内,装有带接地连锁的35kV负荷开关,它作为配变检修时与电源有明显断开点并安全接地。配变高压侧选用FZRN21-40.5/630-25kA型户内交流高压负荷开关—熔断器组合电器。开关为弹簧储能机构,可手动或电动跳、合闸,作为配变投、切使用。熔断器的熔丝额定电流按配变高压侧额定电流的1.5倍选择,作为配变高压侧过负荷保护。变压器室内,安装S11节能型三相、双绕组、油浸、自冷、低损耗、全密封、免维护铜芯绕组电力变压器。
2.根据目前风力发电机组出力容量1.5MW,2MW,3MW机组,变压器容量按1600kVA,2200kVA,3300kVA选择。低压配电室内,安装有中山市明阳电器有限公司生产的GGD3型低压进线配电柜。进线柜内装有KFW2-3200/3P型框架式断路器,该断路器可在低温-40℃正常工作,非常适合我国北方地区和西北地区风电资源丰富的地区选择。断路器具有完善的长、短延时、接地保护等各种保护功能,并有分合闸状态和故障跳闸状态远传接点,并引出至箱变低压间隔电缆进线处端子排。便于箱变监控单元采集信号,实现风电场的无人值班要求。低压侧装设有低压电流互感器、电压互感器,主要用于检测电流箱变的各种电量参数。为了便于箱式变电站、风力发电机组的检修和照明需求,在低压可加装照明检修变压器,容量一般为5kVA为宜,出线柜内装有QSA型隔离开关和KFM2-250M/330D型断路器,开关内有过载、短路的过流保护。另外可根据风电变配电自动化的需求,加装箱变智能监控单元,该单元可以实现电量参数的测量和显示、非电量保护功能、信号收集功能及远传。其最终设计如下图所示。
总结
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