35kV／10kV箱式变电站的总体结构设计

35kV/10kV箱式变电站的总体结构设计
【摘要】箱式变电站是是发展于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,具有技术先进、安全可靠、自动化程度高、安装周期短、投资少、见效快,易于深入负荷中心,减少供电半径,提高末端电压质量等特点。

本文主要谈谈35kV/10kV箱式变电站的总体结构设计。

【关键词】35kV/10kV 箱式变电站总体结构设计
Abstract: box-type substation is an outdoor set of substation developed in the 1960s to the 1970s, Europe and the United States and other developed Western countries launched a new substation equipment, advanced technology, safe, reliable, high degree of automation, and installation cycleshort, less investment and quick, easy-depth load centers, reducing the radius of the power supply to improve the quality of the end of the voltage characteristics. In this paper, talkabout the overall structure of the 35kV/10kV box substation design.
Key words: 35kV/10kV box substation overall structure of the design
一、箱式变电站原理
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。

它具有如下特点：①技术先进安全可靠；②自动化程度高；
③工厂预制化；④组合方式灵活；⑤投资省见效快；⑥占地面积小；⑦外形美观，易与环境协调。

箱体内一次设备采用真空开关柜、干式所用变柜、干式互感器、干式电容柜等无油设备，产品无裸露带电部分，为全绝缘结构，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。

全站智能化设计，保护系统采用变电所微机综合自动化装置、直流供电，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，满足无人值班的要求。

二、箱式变电站的特点
1、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。

2、工厂预制化
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。

3、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和10kV设备各自全部箱内安装, 组成全箱式变电站；或者35kV设备室外安装、10kV设备全部箱内安装的形式,特别适用于农网改造中的旧站改造。

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。

三、35kV/10kV箱式变电站的总体结构设计注意事项
1、交直流系统
现有箱变一般交流、直流系统为不同厂家产品, 存在如下问题: ①交直流系统无法协调联动, 难以实现最佳方式运行; ②网络智能化管理困难; ③影响可靠性隐患较多; ④运营成本偏高。

要采用交直流一体电源系统，站用电源交直流一体化是指将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统统一设计、监控、生产、调试、服务, 通过网络通信、设计优化、系统联动方法, 实现站用电源安全化、网络智能化设计。

实现站用电源交钥匙工程, 实现客户效益最大化目标。

采用交直流一体电源系统后, 可取消UPS 、通信蓄电池, 整体网络智能化对外一个通信口。

为提高可靠性, 重要变电站一体化监控宜采用双网模式。

正常时主一体化监控器运行, 备用一体化监控作为后备不对下通信。

当主一体化监控器故障时,备用一体化监控器自动投入运行。

2、防雷及接地
35kV/10kV 箱式变电站户外布置围墙内面积一般不超过1500m2, 存在两个问题比较难解决: 一是独立避雷针安装位置,由于要考虑防火及独立避雷针对设备的安全距离, 往往在站内很难找到合适位置。

二是地网接地电阻值, 由于变电站大多数建在山上, 土壤电阻率较大, 加之受面积限由于箱式变多布置于面积较小地方，接地网面积受限，接地电阻难于达到小于4 Ω。

所以要优化平面布置, 独
立避雷针尽量布置在远离设备及综合楼, 可考虑布置在墙角处同时考虑增加独立避雷针的高度，来达到保护范围。

,地网要向户外延伸, 扩大地网敷设面积, 若附近地区 1 km 范围内有水源, 可将地网延伸至水源处, 也可采用打深井接地, 采取措施后一般接地电阻值均可达到规程要求。

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。

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。

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；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。