箱式变电站(简称箱变)是一种把高压开关设备配电变压器,低压开关设备,电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一个或几个箱体内的紧凑型成套配电装置。它适用于额定电压10/0.4KV三相交流系统中,作为线路和分配电能之用。
与同容量的欧式箱变相比较,美式箱变的结构更为合理。由于欧式箱变是将变压器及普通的高压电器设备装于同一个金属外壳箱体中,变压器室温很高,引起散热困难,影响出力;另一方面在箱体中采用普通的高压负荷开关和熔断器、低压开关柜,所以欧式箱变体积较大。美式箱变与欧式箱变结构上不一样。从布置上看,其低压室、变压器室、高压室不是目字型布置,而是品字型布置。从结构上看,这种箱式变分为前、后两部分前面为高、低压操作间隔,操作间隔内包括高低压接线端子,负荷开关操作柄,无载调压分节开关,插入式熔断器,油位计等;后部为注油箱及散热片,将变压器绕组、铁芯、高压负荷开关和熔断器放入变压器油箱中。
中国的箱变初是从欧式箱变发展而来的,其体积往往比较庞大。随着中国对外经济的开放,市场经济的大力发展,大约在90 年代,美式箱变在中国市场打入了美式箱变,并以其的特点在中国市场获得了迅速的发展。中国从南到北,从东到西,几乎到处都可以看到这种美式箱变的身影,而且大都是国内厂家仿造的产品,其质量可以说参差不齐。通过这些年的应用和实践,有必要对美式箱变结合中国国情进行认真分析,给予正确定位,以此来推动中国箱变的技术和市场发展。
(一)拼装式变电站。拼装式变电站将高、低压成套装置及变压器装入金属箱体,高、低压配电装置间还留有操作走廊。这种型式的箱式变体积较大,已较少使用。
(二)组合装置型变电站。组合装置型变电站的高、低压配电装置不使用现有的成套装置,而是将高、低压控制、保护电器设备直接装入箱内,使之成为一个整体。由于总体设计是按免维护型考虑的,箱内不需要操作走廊。这样可以减小箱式变的体积,这种型式是欧式箱变,是普遍采用的型式。
(三)一体型变电站。一体型变电站就是所谓的美式箱变。它是在简化高、低压控制、保护装置的基础上,将高、低压配电装置与变压器主体一齐装入变压器油箱,使之成为一个整体。这种型式的箱式变体积更小,其体积近似于同容量的普通型油浸变压器。仅为同容量欧式箱变体积的1/3左右。
箱变特点:
1、结构紧凑、体积小、安装方便、灵活;
2、全绝缘、全密封结构、安全可靠、免维护,可靠保护人身安全;
3、高压侧采用双熔断器保护,其中插入式熔断器熔丝为双敏熔丝(温度、电流)、后备熔断器为限流熔断器,降低了运行成本;
4、高压进线采用电缆接插件结构,全绝缘、安全可靠、操作方便;
5、既可用于环网,又可用于终端,转换十分方便,提高了供电的可靠性
6、变压器为三相三柱或三相五柱等结构,铁芯采用阶梯接缝工艺或卷铁芯工艺,噪声低、损耗低、抗短路和过载能力强;
7、采用真空干燥和真空注油的特殊工艺,我公司将用在110kV产品的此工艺延伸到10kV产品,为提高产品质量提供有力保障;
8、箱体可根据运行环境的要求采用防腐设计和特殊喷漆处理,具有“三防”功能,即防凝露、防盐雾、防霉菌的功能,并能满足高温、高湿环境下的防腐要求。
箱式变电站的高压配电装置
1.高压配电装置所用开关柜宜选用加强绝缘型,其技术条件满足DL404-91、SD318-89、GB3906标准的规定。
2.高压采用VS1真空断路器,上隔离,下接地带微机保护
3.高压母线和连线有相别标记,其结合部位采用支持绝缘子固定,使用绝缘导线的用线夹固定,三相导线各自单固定。
4.高压室门的内侧标出主回路的线路图,同时操作程序和注意事项。高压配电间隔的门面上标出主回路图。开关状态位置有中文标识。接地开关需设置防误操作的锁。信号灯及仪表装设在易于观察和方便、安全地更换的地方。电缆接线套管的高度满足安装、试验、检修的要求。
5.避雷器的安装位置便于试验,接地符合有关标准的规定。
6.高压带电显示器的安装位置应便于观察
箱式变电站的变压器室配置:
1.变压器的安装设有基座。铭牌尽可能面向箱门。
2.与变压器相连接的高、低压连线可采用单蕊绝缘线或绝缘铜排,其截面选择满足额定电流和热稳定电流的要求,固定方式满足动稳定电流的要求。变压器的接线端子上宜设绝缘保护罩。
3.变压器室根据高压配电装置设计技术规程的要求装设可靠的安全防护网或遮栏。
箱式变电站主要技术条件
3.1 环境条件
3.1.1 周围空气温度
年温度:45℃
热月平均温度:30℃
年温度:-10℃
日温差:25K
3.1.2 海拔高度:≤1000m
3.1.3 环境湿度:日平均相对湿度不大于90%
日平均水蒸汽压力值不超过2.2kPa
月平均相对湿度不大于90%
月平均水蒸汽压力值不超过1.8kPa
3.1.4 地震烈度:8度
3.2 工程条件
3.2.1 系统概况
a.系统额定电压:12kV
b.系统额定频率:50Hz
c.系统中性点接地方式:不接地、消弧线圈接地和小电阻接地。
3.2.2 新建或扩建工程。
箱式变电站执行标准:
GB/T17467-1998 《高压/低压预装式变电站》
DL/T537-2002 《6~35kV箱式变电站订货技术条件》
GB1094.1-1996 电力变压器 部分 总则
GB1094.2-1996 电力变压器 第二部分 温升
GB1094.3-2003 电力变压器 第三部分 绝缘水平和绝缘试验
GB1094.5-2003 电力变压器 第五部分 承受短路的能力
GB/T11022-1999 《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》
GB/T14048-1993 《低压开关设备和控制设备总则》
GB6450-1986 《干式变压器》
GB7251-2005 《低压成套开关设备和控制设备》
GB3906-1991 《3~35kV交流金属封闭开关设备》
GB3804-2004 《3~63kV交流高压负荷开关》
GB16926-1997 《交流高压负荷开关—熔断器组合电器》
DL/T791-2001 《户内交流充气式开关柜选用导则》
IJC420:1990 《高压交流负荷开关——熔断器的组合电器》
GB3096-1993 《城市区域环境噪声标准》
箱式变电站在设计时,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。
箱式变电站由于结构比较紧凑,每个箱均构成一个立系统,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。