10kV箱式变电站的结构特点和选型注意事项
摘 要:
关键词:
箱式变电站自问世以来,发展极为迅速,在欧洲发达国家城市电网中已占配电变压器数量的70%,美国已占90%。中国自20世纪70年代后期,从法国、德国等欧洲国家引进了欧式箱式变电站,从20世纪90年代起,从美国引进了美式箱式变电站,经仿制和消化后,箱式变电站的技术和应用在中国得到了进一步的发展。
一、箱式变电站的分类和结构特点
箱式变电站一般按照高、低压开关和变压器的结构进行分类,分为欧式、美式二种典型类型。
1、欧式箱变
欧式箱变是一种将高、低压开关和变压器三个独立单元组合于一体的变配电成套装置,所有设备均安装在一个防潮、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,全封闭运行。其结构布置比较常用的为目字型结构(如图一),但也可根据设计或需求的不同,采用品字型、带维护走廊型等结构。
欧式箱变主要有以下特点:
(1)技术先进安全可靠
箱体外壳一般采用镀铝锌钢板或不锈钢板,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。
(2)工厂预制,安装方便
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,所有设备就可以由厂家在工厂一次安装、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。
(3)自动化程度高
可根据使用需求,进行个性化设计,能够为箱变配置微机综合自动化装置,实现"四遥",即遥测、遥信、遥控、遥调功能,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;还可实现图像远程监控。
2、美式箱变
美式箱变在结构上将变压器身、高压开关、熔断器、避雷器等设备统一放置在变压器油箱,浸在油中。从布置上看,美式箱变将低压室、高压室布置在变压器室的同一侧,呈品字型结构(如图二)。
美式箱变主要有以下特点:
(1)占地面积更小
美式箱变将变压器芯体、高压负荷开关、熔断器等设备结构简化,放入同一注油铁箱中,结构紧凑,体积更小,一般占地面积仅为6m2左右。
(2)过载能力强
变压器取消油枕,将油箱及散热器暴露在箱变外壳之外的空气中,散热性能较好,过载能力强,允许过载2倍2个小时,过载1.6倍7个小时而不影响箱变寿命。
(3)密封性好,绝缘性高,具有防洪性能
高压进线采用肘型插接头,可以十分方便高压进线电缆的连接,带电可触摸,可带电拔插接头,所以肘型插接头可在紧急情况下作为负荷开关使用。高压部分全部处在绝缘密封状态,具有一定的防洪性能。
二、箱式变电站在10kV配网中的应用和选型注意事项
箱式变电站在10kV配电网中,作为额定容量50~800kVA(油变)或50~1600kVA(干变)的独立成套变电及配电装置,它由10kV高压室、10kV/0.4kV变压器室及0.38kV/0.22kV低压配电室组成。在一般情况下,变压器容量315kVA及以下低压出线有4~6回路;400~630kVA有6~8回路;800~1600kVA有8~12回路。
箱式变电站在选型时应注意以下事项
1、变压器
箱式变电站用的变压器是降压变压器,一般将10kV降到0.38kV/0.22kV,直接供用户使用。变压器容量—般为50~1600kVA,变压器可以是油浸变压器、耐燃液变压器、环氧树脂干式变压器。
对噪音要求高的相对封闭环境中,如医院、居民楼等,宜采用变压器封闭在箱变外壳中的欧式箱变,美式箱变变压器身裸露在外,相对噪音要高;在防火要求严格的场合,如在高层建筑中规定不能使用带油的电器,可使用真空或SF6开关、干式变压器组合的欧式箱变;在易受外力碰撞和污染腐蚀严重的场合,不宜使用变压器身裸露在外的美式箱变。
2、中压开关设备
目前主要采用以SF6气体为灭弧介质的SF6系列负荷开关,这类开关结构可不带熔断器,也可带熔断器、带接地开关,但一般都装有带电显示器;操作机构一般为手动,也有电动操作的。带熔断器的,当回路出现短路故障能自动切断开关,保护电路及变压器、开关等设备。还可采用以真空为灭弧介质的真空开关,这类开关可以单独使用、也可与熔断器配用,还可与SF6系列负荷开关串接使用。真空开关成本远高于SF6系列负荷开关,如用户无特别要求,则尽量使用SF6系列负荷开关,不必采用真空开关。
3、低压开关设备
低压开关设备单独装在低压室,在低压开关设备内装有一台主保护开关(主开关)和4~8台馈线开关,也可以根据实际需要配置。
4、高压计量装置
如有高压计量要求的,还须设置高压计量柜。高压计量柜的结构一般由CT、PT、计量表计、遥控、遥测装置等构成。如没有特殊要求,从供电可靠性方面考虑,计量以低压侧计量为好。
5、测控保护单元
箱式变电站安置于户外,其箱内温度、湿度受箱外环境影响大,一般都设置测控保护单元。如果高压室和低压室发生凝露,则危及电器绝缘及导致开关开断失败。而变压器温度超过一定范围,则会影响输出功率。所以箱内应安装温度、湿度监控装置,当达到某一湿度及露点温度前,发出命令,使温度调节器动作;欧式箱变中当温度超过某一范围时,发出命令,起动风扇,强迫排风。
6、高、低压进出线
为了提高供电可靠性和安全性,箱式变电站高、低压进出线最好采用地下电缆,高压进线电缆采用封闭式电缆插接件安装。有条件的,可以在箱变旁或附近设置电缆井,便于安装和存放多余电缆。
7、补偿装置
如果需要,箱变内还可以安装静态或动态无功补偿装置。
总之,任何配电设备都有一定的使用局限性,箱式变电站同样如此。但按照使用要求的不同,箱式变电站以其具有的极度灵活的组合结构,可自由搭配的设备配置方式,以及优越的性价比,将越来越广泛的应用在社会经济建设之中。
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