35kv箱式变电站毕业设计

目录

第1章概述_____________________________________________________________ 1第2章电气主接线的确定_________________________________________________ 1 2.1 主接线的基本形式____________________________________________________ 1 2.2 箱式变电站对主接线的基本要求________________________________________ 1 2.3 主接线的比较与选择__________________________________________________ 2 2.4 高压接线方式________________________________________________________ 3 第3章箱式变电站箱体的确定_____________________________________________ 4 3.1 箱体结构的确定______________________________________________________ 4 3.2 合理配置____________________________________________________________ 4 第4章变压器___________________________________________________________ 5 4.1 变压器容量、接线组别的确定__________________________________________ 5 4.2 变压器的散热处理____________________________________________________ 5 4.3 采用负荷开关—熔断器组合电器保护变压器______________________________ 6 第5章箱式变电站总体布置_______________________________________________ 7第6章总结_____________________________________________________________ 9参考文献________________________________________________________________10

第1章概述

箱式变电站又称户外成套变电站，也有称作组合式变电站，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的一种户外成套变电所的新型变电设备，由于它具有组合灵活，便于运输、迁移、安装方便，施工周期短、运行费用低、无污染、免维护等优点，受到世界各国电力工作者的重视。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。

本设计包括电气主接线的确定，箱式变电站箱体的确定以及变压器的确定。35kV箱式变电站的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。

第2章电气主接线的确定

2.1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。

（1）具有母线的电气主接线

①单母线接线：单母线接线是一种最原始、最简单的接线方式。

②单母线分段接线

③双母线及双母线分段接线

③旁路母线接线方式

（2）无母线的电气主接线

①桥形接线：当具有两台变压器和两条线路时，在变压器线路接线的基础上，在其中间架一个连接桥，则称为桥形接线

②单元接线：发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机

2.2箱式变电站对主接线的基本要求

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。

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、发生事故时不能拒动，能尽可能的缩下停电范围。为了满足可靠性要求，主接线应力求简单清晰。电器是电力系统中最薄弱的元件，所以不应当不适当地增加电器的数目，以免发生事故。

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。因此，电气主接线必须满足调度灵活、操作方便的基本要求。

经济是指在满足了以上要求的条件下，保证需要的设计投资最少。在主接线设计时，主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，必须要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。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。

2.3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，其优点是简单明显，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。

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，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可比单母线增加一倍。

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。

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35kV 母线选用单母线接线方式，10kV 采用单母线分段接线。

2.4 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的主保护，一般有环网、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围保护。限流熔断器一相熔断时必须能联动跳开三相负荷开关，不发生缺相运行。线路侧负荷开关必须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。环网回路必需配置检测故障电流用的电流互感器或传感器。

高压开关选用可靠性高和具有自动化装置及智能化接口的先进的产品：如6SF 负荷开关、压气式负荷开关、真空负荷开关等。

环网供电单元一般至少由三个间隔组成，即二个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。其中，负荷开关LA Q 和LB Q 在隔离故障线段时，能及时恢复回路的连续供电；同负荷开关LC Q 相连的熔断器Ｆ在中压/低压变器发生内部故障时起保护作用；LC Q 对溶断器和变压器还起隔离和接地作用。

第3章箱式变电站箱体的确定

3.1箱体结构的确定

箱式变电站按结构主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的1/3~1/5。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。综合考虑一般35kV箱式变电站的箱体选择欧式箱变。

3.2合理配置

根据实际情况可以采用不同的箱变配置方案，一般将主变压器和电容器等充油设备，放置在箱体外，设置两个箱体，一个35kV箱体，一个10kV箱体，其中一个箱体预留保护装置的位置。考虑节省资金，也可以将35kV断路器等设备放于户外，只设置10kV 箱体。

箱体的底座和骨架一般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，能起到隔热的作用。根据当地实际情况，可在订货时对主体结构提出相应的要求。我县地处盐碱地带，对设备的抗腐蚀性能要求较高，因此除主体框架采取了防腐工艺加工外，箱体的整体外层衬板采用了0.5mm厚的不锈钢板。

维护走廊是箱变正常运行和检修中的重要环节，箱变的一个缺陷就是空间狭小，厂家从成本和设备紧凑性考虑，维护走廊一般都尽量压缩。在选型时应该将维护走廊作为一项指标来考虑，不然会给将来的运行和维护，造成很大麻烦。

箱体的密封和防尘是一个重要方面，特别是保护装置对防尘等指标要求较高，应引起重视。

箱体的底板下面，一般作为电缆室，在考虑箱体基础的设计时，应顾及到电缆的安装和维护方便，应考虑人员出入、通风以及照明等方面的要求。

第4章 变压器

4.1 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160～1600KVA ，最常用的容量为315～630KV A 。其器身为三相三柱或三相五柱结构、yn D 11或YN Y 12联结，熔断器连接在“Δ”外部。三相五柱式yn D 11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。变压器应具有齐全的运行检视仪器仪表，如油位表和上层油温表及反映顶部气压强度的真空压力表等。

变压器选用9S -Ｍ、11S -Ｍ全密封、免维护、低噪音、性价比高的油浸式变压器(噪音≤50dB)或新型干式变压器(噪音≤55dB)等。采用干式变压器时，变压器室必须配散热系统。目前，国内大多采用新9S 或11S 系列配电变压器，有的也采用了非晶合金变压器，其优点是空载损耗很小，只有1/4～1/3，但其价格高出1.3～1.6倍，但随着制造技术的提高，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35kV 箱式变电站变压器的容量确定为5000kVA ，因为三相五拄yn D 11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yn D 11，阻抗电压为d U =7.0%，采用油浸式变压器。由于三相五拄yn D 11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yn D 11，接在35kV 母线上将35kV 电压降低为0.4kV 供箱式变电站本身使用。

4.2 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。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