箱式變電站是一種高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置,按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備,即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機地組合在一起,安裝在一個防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi),機電一體化,全封閉運行。
一、箱式變電站的特點
箱式變電站主要由多回路高壓開關(guān)系統(tǒng)、鎧裝母線、變電站綜合自動化系統(tǒng)、通訊、遠(yuǎn)動、計量、電容補償及直流電源等電氣單元組合而成,主要有以下特點。
(一)技術(shù)先進,安全可靠
箱體部分采用目前國內(nèi)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,有良好的防腐性能,保證20年不銹蝕,內(nèi)封板采用鋁合金扣板,夾層采用防火保溫材料,箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置,設(shè)備運行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響,可保證在-40~+40℃的惡劣環(huán)境下正常運行。箱體內(nèi)一次設(shè)備采用全封閉高壓開關(guān)柜(如xgn型)、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器、彈簧操作機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)隔離開關(guān)等國內(nèi)技術(shù)設(shè)備,產(chǎn)品無裸露帶電部分,為全封團、全絕緣結(jié)構(gòu),完全能達(dá)到零觸電事故,全站可實現(xiàn)無油化運行,安全性高,二次采用微機綜合自動化系統(tǒng),可實現(xiàn)無人值守。
(二)自動化程度高
全站智能化設(shè)計,保護系統(tǒng)采用變電站微機綜合自動化裝置,分散安裝,可實現(xiàn)“四遙”,即遙測、遙信、遙控、遙調(diào),每個單元均具有獨立運行功能,繼電保護功能齊全,可對運行參數(shù)進行遠(yuǎn)方設(shè)置,對箱體內(nèi)濕度、溫度進行控制和遠(yuǎn)方煙霧報警,滿足無人值班的要求;根據(jù)需要還可實現(xiàn)圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。
箱式變電站的型式可以分為普通和緊湊型兩類。普通型箱式變電站有ZBW型和XWB型等,緊湊型箱式變電站有ZB1-336型和GE型等。箱式變電站10kV配電裝置不用斷路器,常用的有FN5-10型或FN7-10型負(fù)荷開關(guān)加熔斷器和環(huán)網(wǎng)供電裝置,并從鄰近架空線支接到變壓器高壓端。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同及采用元器件的不同,分為歐式和美式兩種典型風(fēng)格。
二、箱式變電站的應(yīng)用
(一)箱式變電站的布局與接線
目前我國正在使用的箱式變電站的高壓室、變壓器室和低壓室一般按“目”字形或“品”字形布置?!澳俊弊中尾贾门c“品”字形布置相比接線較為方便,故大都采用“目”字形布置。如圖5-39所示。
(a)目字形布局;(b)品字形布局
箱式變電站有多種高壓接線方式,常用的高壓接線方案有:終端、雙電源、環(huán)網(wǎng)等接線方式。在高壓回路中,通常采用負(fù)荷開關(guān)與限流熔斷器組合的保護方式,負(fù)荷開關(guān)通常采用真空或六氟化硫開關(guān),額定電流為630A,動、熱穩(wěn)定電流分別為50kA和20kA。變壓器通常采用常規(guī)的、性價比高的油浸式或干式變壓器,如S11系列等。低壓接線方案非常繁多,出線保護多采用空氣開關(guān)或刀熔開關(guān),回路多可達(dá)20路,具有無功補償和多路計量功能。目前根據(jù)市場的需求,亦有安裝低壓電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的產(chǎn)品,可確保重要用戶的供電可靠性。
(二)歐美箱式變電站類別
(1)拼裝式變電站。拼裝式變電站將高、低壓成套裝置及變壓器裝入金屬箱體,高、低壓配電裝置間還留有操作走廊,這種型式的箱式變電站體積較大,現(xiàn)在已較少使用。
(2)組合裝置型變電站。組合裝置型變電站的高、低壓配電裝置不使用現(xiàn)有的成套裝置,而是將高、低壓控制、保護電氣設(shè)備直接裝入箱內(nèi),使之成為一個整體。由于總體設(shè)計是按免維護型考慮的,箱內(nèi)不需要操作走廊,這樣可以減小箱式變電站的體積,這種型式是歐式箱變電站普遍采用的型式。
(3)一體型變電站。興體型變電站就是所謂的美式箱變電站。它是在簡化高、低壓控制、保護裝置的基礎(chǔ)上,將高、低壓配電裝置與變壓器主體一起裝入變壓器油箱,使之成為一個整體。這種型式的箱式變電站體積更小,其體積近似于同容量的普通型油浸變壓器,僅為同容量歐式箱變電站體積的1/3左右。
(三)箱式變電站的應(yīng)用要點
(1)應(yīng)有降溫措施。箱式變電站的變壓器一般放在箱體內(nèi),夏季在太陽光的照射下變壓器室溫度很高,散熱困難。因此GB/T17467標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定:變壓器在外殼內(nèi)部的溫升超過同一變壓器在外殼外部測得溫升的差值,不應(yīng)大于外殼級別規(guī)定的數(shù)值,如10K、20K或30K,否則必須采取降溫措施。防日照輻射的措施主要有:在變壓器的四周壁添加隔熱材料;采取雙層夾板結(jié)構(gòu);頂蓋采用空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu);強迫通風(fēng)措施。DL/T537標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時,應(yīng)采用強迫通風(fēng)冷卻。當(dāng)強迫通風(fēng)冷卻時,一般應(yīng)在變壓器隔室內(nèi)裝設(shè)不少于2臺容量相當(dāng)?shù)娘L(fēng)機。強迫通風(fēng)措施大致有兩種:一種以變壓器上部空氣溫度作為風(fēng)扇動作整定值;另一種是以變壓器內(nèi)上層油溫不超過65℃作為動作整定值。
(2)應(yīng)有防凝露措施。因歐式箱變電站不是全密封結(jié)構(gòu),箱體內(nèi)部比較容易發(fā)生凝露。因此歐式箱變電站的高、低壓室應(yīng)裝設(shè)適當(dāng)?shù)尿?qū)潮裝置(如溫度凝路控制器等),以防止因凝露而影響電氣元件的絕緣性能和對金屬材料的銹蝕。
三、箱式變電站的運行與維護
箱式變電站在安裝、驗收、交接性試驗、試車、運行與維護等方面陳應(yīng)遵守電力部門要求執(zhí)行的各項規(guī)定外,還應(yīng)注意以下事項:用戶收貨時應(yīng)按有關(guān)規(guī)定仔細(xì)檢查,對于不馬上安裝的產(chǎn)品,應(yīng)按正常使用條件規(guī)定,存放于適當(dāng)?shù)膱鏊?。產(chǎn)品應(yīng)采用專用吊具底部起吊。產(chǎn)品水平安放在事先做好的基礎(chǔ)上,裝好4只地腳螺栓(可采用二次澆灌法),然后將產(chǎn)品底座與基礎(chǔ)之間的縫隙用水泥砂漿抹封,以免雨水進入電纜室。通過高、低壓室的底封板接人高,低壓電纜。電纜與穿管之間的縫隙密封防水。箱式變電站高壓側(cè)無論是采用架空進線還是電纜進線,均應(yīng)在變電站附近設(shè)置高壓側(cè)進線的明顯可見的斷口(如跌落式熔斷器等),從而向維修操作人員明確顯示變電站內(nèi)是否帶電,以確保維修操作人員的安全。產(chǎn)品安裝就位后應(yīng)做好可靠接地:電站底座槽鋼上的兩個主接地端子、變壓器中性點及外殼、避雷器下樁頭等均應(yīng)分別由安裝部門直接接地。所在接地應(yīng)共用一組接地裝置,其接地電阻應(yīng)小于4Q,從接地網(wǎng)引至本產(chǎn)品的接地引線應(yīng)不少于2條。
箱式變電站在安裝完畢或維修后,投運前應(yīng)進行如下檢驗和試驗:變電站內(nèi)是否清潔;操作機構(gòu)是否靈活;主要電器的通斷是否靈活可靠;電器輔助觸頭的通斷是否可靠準(zhǔn)確;表計及繼電器動作是否準(zhǔn)確無誤;儀表及互感器的變比及接線極性是否正確;所有電器安裝螺母是否擰緊,安裝是否牢固可靠;母線連接是否良好,其支持絕緣子、夾持件是否安裝可靠;電器的整定值是否符合要求,熔斷器熔芯規(guī)格是否正確;主電路及輔助電路的接點是否符合電氣原理圖要求;產(chǎn)品內(nèi)部保護接地系統(tǒng)的電阻應(yīng)小于0.01Q;各部分應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的電壓等級進行耐壓試驗。
箱式變電站中所有元件按各自規(guī)定的技術(shù)要求進行維護。若選用的變壓器為油浸式,每年應(yīng)按規(guī)定至少進行一次油樣分析檢查。運行中的高壓開關(guān)設(shè)備,經(jīng)20次帶負(fù)荷或2000次無負(fù)荷分合閘操作后,應(yīng)檢查觸頭情況和滅弧裝置的損耗程度,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時檢修或更換。低壓開關(guān)設(shè)備自動跳閘后,應(yīng)檢查分析跳閘原因,待排除故障后,方能重新投運。避雷器每年應(yīng)在雷雨季節(jié)到來之前進行一次預(yù)防性試驗。檢修高壓開