10KV箱式变电站设计

第二章:10kV箱式变电站的总体结构 设计
• 2.1 10KV配电设备及主材标准序列 • 2.2 变压器 • 2.3 箱式变电站总体布置 10kV箱式变电站高压室额定电压10kV ，低压室额定电压0.4kV。 主变压器额定容量为1600kVA，接在10kV母线上。采用电缆或架空 进、出线。在结构设计上具有防压、防雨和防小动物等措施及占地面 积小、操作方便，安全可靠、可以移动等特点。箱式变电站主要包括 4部分，分别为框架、高压室、低压室、变压器室。 （1）框架：基本结构是由槽钢、角钢和钢板焊接而成，外股、门 和顶盖用新材料色彩钢板制作。（2）高压室：装备真空断路器。包 括三工位负荷开关、熔断器、互感器、避雷器等。（3）低压室：装 备全国统一设计的GGD型固定式低压配电屏、包括主开关柜、计量柜、 多路出线柜、耦合电容器。（4）变压器室：配备1600kVA油浸式变 压器。室顶装有温度监控仪启动的轴流风扇。箱式变电站总体布置图 见附录图。 • 2.4 箱体要求
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3.3设备选型 3.3.2 断路器的选型 综合考虑10kV箱式变电站10kV侧选用ZN23-10型真空断路器，0.4kV侧采用ZN28-04型 真空断路器. （1）ZN23-10型断路器额定电压Un=10kV，额定电流630A，额定短路开断电流30kA， 额定峰值耐受电流63kA，热稳定电流有效值30kA，额定短时耐受电流63kA。 断路器动稳定校验：断路器额定峰值耐受电流63kA大于三相短路冲击电流60kA， 满足要求。 热稳定校验：t=*4=10000≥=（稳态值）*4=9025，满足要求。 综上所述，一次侧断路器满足要求 （2））ZN28-04型断路器额定电压Un=0.4kV，额定电流200A，额定短路开断电流 25kA，额定峰值耐受电流40kA，热稳定电流有效值20kA，额定短时耐受电流40kA。 断路器动稳定校验：断路器额定峰值耐受电流40kA大于三相短路冲击电流39.84kA， 满足要求。 热稳定校验：t=*4=1600≥=(稳态值)*4=979.69，满足要求。 综上所述，二次侧断路器满足要求，断路器选择完毕。
摘要
• 10KV箱式变电站是当今配电系统中最经济、最实惠、最科学、最安 全的一种新型配电装置，主要用于6～10KV系统，为接受分配中压电 能并向用户提供低压电能之用。箱站具有结构紧凑、占地少、可靠性 高、安装简捷、标准化系列性强等特点，现在已被广泛地用于单位和 住宅小区；道路交通等标准化重复性高的场所；油田、矿山及城市等 施工不便的场所和需经常移动和临时供电的场所。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。箱式变电 站是我国电网今后一个时期的发展方向，在变电站建设中要坚持简单、 实用、可靠的原则，以达到保证电网安全、经济、可靠运行为目的。 • 本课题的主要内容包括箱式变电站的发展应用，箱式变电站的结构分 类，以及箱式变电站一次系统设计及其设备选型，二次系统设计，以 及箱式变电站的智能监控系统。10KV箱式变电站的设计高压侧额定 电压为10KV，低压侧额定电压为0.4KV，主变压器容量为1 600KVA。 主接线采用单母线分段接线。
• 3.3.4 隔离开关的选型 • 隔离开关高压侧选用GW14-10/200，低压侧选用GN19-04C/20其技术数据如表 10所示。 • 1）GW14-10/200型隔离开关额定电压Un=10kV，额定电流200A，，额定峰值耐 受电流40kA，热稳定电流有效值12.5kA，额定短时耐受电流40kA。 • 动稳定校验：由上表可知隔离开关额定峰值耐受电流40kA大于三相短路冲击 电流26.33kA，满足要求。 • 热稳定校验：t=*4=625≥=（稳态值）*4=400，满足要求。 • 综上所述，隔离开关一次侧满足要求。 • 2）GN19-04C/20型隔离开关额定电压Un=0.4kV，额定电流200A，，额定峰值 耐受电流50kA，热稳定电流有效值31.5kA，额定短时耐受电流50kA。 • 动稳定校验：由上表可知隔离开关额定峰值耐受电流50kA大于三相短路冲击 电流39.84kA，满足要求。 • 热稳定校验：t=*4=3969≥=（稳态值）*4=979.69，满足要求。 • 综上所述，隔离开关二次侧满足要求，隔离开关选择完毕。
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一、美式箱变和欧式箱变的区别: 二、由于箱变的结构的不同使用的地方也不同，供电的网络也不同 因为美式箱变和欧式箱变的结构不同可靠性不同，因此适用的场合也不同。当美式 箱变的容量选用的较小而小区的建筑面积较大时，应用的箱变会增加很多，从而使在 架空线上支接的负荷点增多；当减少架空线的支接负荷点时必定要增加箱变的串接数 量，从而使网络结构薄弱。要克服小容量箱变而带来的网络结构薄弱的问题，最好使 用环网站解决。 1、美式箱变的适用地方 鉴于美式箱变的结构特点和优缺点，美式箱变适用于对供电要求相对较低的多层住 宅和其他不重要的建筑物的用电。根据我们的实际使用情况看，美式箱变配上小型的 环网开关站后，完全适用多层住宅的供电需求。因为就是箱变发生故障，对居民的影 响不大，但不适应于小高层和高层。 2、欧式箱变的适用地方 欧式箱变适用于多层住宅、小高层、高层和其他的较重要的建筑物。综上所述，该场 景主要选择欧式S11-10/0.4-500KVA(注：s11是设备型号，10/0.4是高压侧额定电压10 千伏，低压侧0.4千伏，500KVA是额定容量500KVA)和S11-10/0.4-400KVA油浸式变 压器（油变，应为相对来说干变是比较环保，对环境无污染，但油变的过负荷能力远 远大于干变，而且干变的风冷却系统还需损耗箱变自身的电力）。本次主要选择欧 S11-10/0.4-500KV油浸式变压器进行设计。
第一章: 箱式变电站的简介
• 1.1 供配电技术的发展 • 1.2 箱式变电站的类型、结构与技术特点 • 1.3 箱式变电站的技术要求与设计规范
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1.4 本设计的应用场景 1.4.1居民小区负荷设计 住宅小区共3栋楼，每楼2个单元，12层，每层4户，共288户。商业区 共有商铺3家。 1.4.4负荷设计计算 （1）住宅区负荷计算 应用单位指标法计算，即： Pjs=∑Pei*Ni(kW) 式中Pei——单位用电指标，kW/户。 Ni——单位数量，户数。 应用此方法计算负荷应乘以同时系数，即实际最大负荷（PM）。PM=Pjs*η （η ——同时系数，η 值按照住户数量多少不同，取值也不同，一般情况下， 用户数量在25～100户的取0.6；用户数量在101～200户的取0.5；用户数量在 200户以上的取0.35）。
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3.3.3 互感器的选型 （1）电流互感器的选型的要求 在选择互感器时，应根据安装地点（如屋内、屋外）和安装方式）（如穿 墙式、支持式装入式等）选择其形式。选用母线型时应注意校核窗口尺寸。 1）绕组的额定电压； 2）一次绕组的额定电流； 3）准确度等级。 （2）电压互感器的选型要求 电压互感器的种类和形式应根据装设地点和使用条件进行选择，例如：在 6~35kV屋内配电装置中，一般采用油渍式或浇注式；110~220kV配电装置通 常采用串级式电磁式电压互感器；当容量和准确级满足要求时，也可采用电 容式电压互感器。 电压互感器选择的主要项目是： 1）额定电压应于安装处电网的额定电压相一致； 2）类型 户内型 、户外型； 3）容量和准确度等级
10KV箱式变电站设计
毕业设计 供电09-1 张书朋
主要内容
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摘要 第一章: 箱式变电站的简介 第二章:10kV箱式变电站的总体结构设计 第三章: 10KV箱式变电站一次系统设计与设备选 型 第四章:10KV箱式变电站二次系统设计 第五章:箱式变电站智能监控功能设计 结 论 参考文献 致谢
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（2）商业区负荷计算 同居民住宅区的负荷计算方法： PM=Pjs*η 式中η ——同时系数，商业用户取0.7. 小区总负荷=住宅区负荷+商业区负荷=1728+63=1791KW 1.4.5变压器的选择 (1)同时系数： 住宅小区内居民由于作息时间不同，同时系数小些。取同时系数一般为：50户以下 0.55，50～100户0.45，100户～200户0.40，200户以上0.35。 小区实际最大负荷 PM=Pjs×η =1791X0.4=716KW （2） 选择配变容量 S＝P∑÷cosφ (kVA) cosφ 一般取值为0.8～0.9。 S＝P∑÷0.85=716÷0.85=842(kVA)，变压器总容量为842(kVA)，按此选择变压器 由于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160～1 600KVA，最常用的容量为315～630KVA。因此该小区可选用400KVA和500KVA两台变压器 足矣。
第四章:10KV箱式变电站二次系统 设计
• 4.1 二次系统的定义及分类 • 箱式变电站的设备通常可分为一次设备和二次设备两大 类。主接线所连接的都是一次设备，而二次设备是指测量 表计、控制及信号设备、继电保护设备、自动装置和运动 装置等。根据测量、控制、保护和信号显示的要求，表示 二次设备相互连接关系的电路，称为二次接线或二次回路。 • 按二次接线电源性质分，有交流回路，按二次接线的用 途来分，有操作电源回路、测量表计回路、断路器控制和 信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路等。 电气测量仪表及测量回路。 • 4.2 二次系统总体方案 • 4.3 断路器控制与信号回路 • 4.4 电气测量与信号系统
第五章:箱式变电站智能监控功能设 计
• 5.1 箱式变电站的监控内容 • 随着社会经济的发展，用户对供电可靠性和电能质量要求 越来越高。预装式变电站和传统的供电所相比，虽然有着 明显的优势，单仍存在一些不足之处，比如没有变压器故 障监控，无防环境影响的揭露控制等。传统的保护只在高 压侧配置负荷开关和熔断器，变压器有的装有专用温度控 制器，低压室出线一般设有空气开关和塑壳开关。 • 鉴于这种情况，我们对箱式变电站智能监控采用预装式变 电站智能监控单元。它集中采集了预装式变电站所有有用 的信息，包括电参量、环境温湿度、变压器温度等信息。 通过对这些信息的综合分析作出对应动作，确保变电站的 经济、安全运行，延长使用寿命。 • 5.2 配电网自动化的功能 • 5.3 箱式变电站的智能监控方案
第三章: 10KV箱式变电站一次系统 设计与设备选型
• 3.1 10kV箱式变电站一次接线图
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3.2短路电流的计算：
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K-1进线侧短路电流计算，6~10kV短路容量为500MVA (1)选择基准值。 取基准容量 =100MV· A，基准电压 =10.5kV，基准电流=/ =100MV· A/(10.5kV)=5.5kA。 (2)计算各电抗标幺值 系统电抗=/=100MV· A/500MV· A=0.2 (3)总阻抗标幺值 (4)三相短路电流周期分量有效值 (5)短路冲击电流 取短路冲击系数，（6）短路全电流有效值 47.5KAkA)18.1(21.27.5)1(2122t11=-´+´=-+=impimKII
பைடு நூலகம்
• K-2出线侧短路时，系统短路容量为500MvA • （1）选择基准值。 • 取基准容量 =100MV· A，基准电压 =0.4kV，基准电流（2）计算各阻 抗标幺值 • 变压器系统阻抗=/=100MV· A/500MV· A=0.2 • （3）短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量 • 1）总电抗标幺值 • =+=0.2+9=9.2 • 2)三相短路电流周期分量有效值： • 3）其他三相短路电流： • (短路冲击电流) • （短路最大电流） • 4）三相短路容量： •
• 3.3.5 开关柜的选型 • 3.3.6避雷器的选择 • 为防止侵入的雷电波过电压，当进出线电缆与电线杆上架空线连接时， 要求在电线杆上装设HY5WS-17/50型避雷器，若电缆长度超过50M 时，环网柜内的相应进出线柜中加装HY5WS-17/50型避雷器（乐清 樊高电气有限公司） • 注： • H 复合型材料（外套——硅橡胶） • Y金属氧化物避雷 • 5标称放电电流（8/20波形） • W无间隙 • S配电型避雷器 • 17避雷器额定电压（17kV） • 50避雷器残压（50kV在8/20波形下，电流幅值5kA的条件下残压 50kV）