kV箱式變電站工程設(shè)計

1、建筑工程設(shè)計） kV 箱式 變電站工程設(shè)計東北電力大學 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計 題 目： 35kV 箱式變電站設(shè)計 學生姓名： 張立佳專 業(yè)： 電氣工程及其自動化完成時間 ： 2012 年 4 月 20 日摘要箱式變電站又稱戶外成套變電站，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，特別適用于礦山、住宅小區(qū)等城市公用設(shè)施， 用戶可根據(jù)不同的使用條件、 負荷等級選擇箱式變電站。 箱式變電 站發(fā)展于 20 世紀 60 年代至 70 年代歐美等西方發(fā)達國家推出的一種 戶外成套

2、變電所的新型變電設(shè)備， 進入 20 世紀 90 年代中期，國內(nèi)開 始出現(xiàn)簡易箱式變電站，并得到了迅速發(fā)展。隨著中國城市現(xiàn)代化建 設(shè)的飛速發(fā)展，城市配電網(wǎng)的不斷更新改造，必將得到廣泛的應(yīng)用。本課題的主要內(nèi)容包括箱式變電站的發(fā)展應(yīng)用，箱式變電站的結(jié) 構(gòu)分類，以及箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計極其設(shè)備選型以及二次系統(tǒng)設(shè) 計。35kV 箱式變電站的設(shè)計高壓側(cè)額定電壓為 35kV ，低壓側(cè)額定電 壓為 10kV ，主變壓器容量為 5000kVA 。主接線采用單母線分段接線。 關(guān)鍵詞：箱式變電站；結(jié)構(gòu)，一次系統(tǒng)，二次系統(tǒng)目錄摘 要 ·······

3、;························· 目 錄 ························

4、········ 第一章 引言 ···························1· 第二章 箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點 ·········

5、;···2·2.1 箱式變電站的類型 ·······················2 ·2.2 箱式變電站的技術(shù)特點·················

6、;····2·2.3 箱式變電站的箱體要求 ····················3· 第三章 35kV 箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ··············5 ·3.1 箱式變電站對主

7、接線的基本要求 ················5·3.2 主接線的選擇 ·························5 ·3.3 高壓接線方式 ·

8、83;·······················6 ·3.4 箱式變電站箱體的確定·····················6·3.5

9、變壓器的散熱處理 ·······················6 ·3.6 箱式變電站總體布置 ·····················7

10、3; 第四章 35KV 箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備選型 ·········8·4.1 一次系統(tǒng)設(shè)計 ·························8 ·4.2 箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意的方面 ···

11、83;···········8·4.3 設(shè)備選型的基本原理 ·····················8·4.4 高壓一次設(shè)備的選型 ··········

12、83;··········8·4.5 低壓一次設(shè)備選型 ·······················9 ·4.6 高壓熔斷器的選擇 ·········

13、3;·············13·4.7 開關(guān)柜的選型 ·························13· 第五章 35kV 箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計 ···

14、83;···········13·5.1 二次系統(tǒng)的定義及分類·····················1·45.2 電氣測量儀表及測量回路 ··········

15、;·········1·45.3 二次系統(tǒng)設(shè)計 ·························15·5.4 斷路器控制與信號回路·········

16、············1·55.5 控制回路設(shè)計 ·························23· 結(jié)論 ········

17、;························27· 參考文獻 ·······················

18、83;·····2·8 致謝 ································29·第一章 引 言隨著礦山機電的發(fā)展，要求高壓直接進入負荷中心，形 成高壓受電 - 變壓器降壓 - 低壓配電的供電

19、格局， 所以供配 電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化的方向發(fā)展，箱式變電 站 （簡稱箱變 ）正是具有這些特點的最佳產(chǎn)品， 因而在礦山電網(wǎng) 中得到廣泛應(yīng)用。箱式變電站外殼采用鋼板或者合金板，配有雙層頂蓋， 隔熱性好。外殼及骨架全部經(jīng)過防腐處理，具有長期戶外使 有的條件。外形及色彩可與環(huán)境相互協(xié)調(diào)一致。安裝方便。 箱變高壓側(cè)采用負荷開關(guān)加限流熔斷器保護。發(fā)生一相熔斷 器熔斷時，用熔斷器的撞針使負荷開關(guān)三相同時分閘，避免 缺相運行。低壓側(cè)采用負荷開關(guān)加限流熔斷器保護，自動空 氣開關(guān)欠電壓保護或過電流保護就會動作，低壓運行不會發(fā) 生。第二章 箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點2.1 箱式變電站的類型箱式變

20、電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。美式 預裝式變電站在我國叫做“預裝式變電站”或“美式箱變” ， 它將變壓器器身、高壓負荷開關(guān)、熔斷器及高低連線置于一 個共同的封閉油箱內(nèi)，構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶 電部分相間及對地的絕緣介質(zhì)。同時，安裝有齊全的運行檢 視儀器儀表，如壓力計，壓力釋放閥，油位計，油溫表等。 歐式預裝式變電站以前在我國習慣稱為 “組合式變電站” ，它 是將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個 不同的隔室內(nèi)，通過電纜或母線來實現(xiàn)電氣連接。2.2 箱式變電站的技術(shù)特點箱式變電站的高壓室一般是由高壓負荷開關(guān)、 高壓熔斷器 和避雷器等組成的，可以進行停送電操作并且有

21、過負荷和短 路保護。低壓室由低壓空氣開關(guān)、電流互感器、電流表、電 壓表等組成的。 箱式變中的電器設(shè)備元件， 均選用定型產(chǎn)品， 元器件的技術(shù)性能均滿足相應(yīng)的標準要求。各電器元件之間 采用了機械聯(lián)鎖，各電器元件都安裝在有足夠強度和剛度的 結(jié)構(gòu)上，以便于導線的連接。操作采用電動方式，不需另配 電源，由 TV 引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測、顯 示、計量的功能，并能實現(xiàn)相應(yīng)的保護功能，還設(shè)有專用的接地導件， 并有明顯的接地標志。 此外為適應(yīng)戶外工作環(huán)境， 箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有隔熱材料， 箱體底部和各室之間都有冷卻進出風口，采用自然風冷和自 動控制的強迫風冷等多種形式， 以保

22、證電氣設(shè)備的正常散熱， 具有防雨、防塵、防止小動物進入等措施。目前，國內(nèi)生產(chǎn) 的箱式變的電壓等級：高壓側(cè)為 3 35kV 、低壓側(cè)為 0.4 10kV 。箱式變電站有如下特點：40 (1) 技術(shù)先進安全可靠 箱體部分采用目前國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，外殼一般采用 鍍鋁鋅鋼板，框架采用標準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 的惡劣環(huán)境下正常運行。 箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開關(guān)柜、 干式變壓器、 干式 互感器、 真空斷路器 (彈簧操作機構(gòu) )

23、等國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備， 產(chǎn) 品無裸露帶電部分， 為全絕緣結(jié)構(gòu)， 完全能達到零觸電事故， 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。(2) 工廠預制化 設(shè)計時，只要設(shè)計人員根據(jù)變電站的實際要求，作出一 次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計，就可以選擇由廠家提供的箱 變規(guī)格和型號，所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正 實現(xiàn)變電所建設(shè)工廠化，縮短了設(shè)計制造周期；現(xiàn)場安裝僅 需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護定值校 驗、傳動試驗及其它需調(diào)試的工作，整個變電站從安裝到投 運大約只需 5 8 天的時間，大大縮短了建設(shè)工期。 。(3) 組合方式靈活 箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比

24、較緊湊，每個箱體均構(gòu)成一個獨 立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變。(4) 占地面積小。(5) 投資省、見效快 箱式變電站較同規(guī)模綜自變電站減少投資40 502.3 箱式變電站的箱體要求(1) 箱體內(nèi)照明、通風、防沙、散熱應(yīng)滿足正常運行、維 護要求，并應(yīng)加裝溫度、濕度測量表計、凝露器、煙霧報警 裝置，并將溫度、濕度、凝露、煙霧報警探頭信號接入綜合 自動化系統(tǒng)，要考慮安裝通訊設(shè)備的位置。(2) 箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。(3) 要抗紫外線輻射，抗暴曬性能好，不易導熱可避免因 外部溫度過高而引起箱體溫度升高。(4) 防潮性能好，不會因冷熱突變而產(chǎn)生凝露。(5) 防腐、防裂、阻燃、防凍性能好。(6) 要機

25、械強度高，耐壓抗張，抗沖擊(7) 對環(huán)境有良好的協(xié)調(diào)性，能美化環(huán)境，可適應(yīng)各種氣 候條件，外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，箱體占地面積少，節(jié)約土地。第三章 35kV 箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 箱式變電站對主接線的基本要求概況地說，對主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、 經(jīng)濟四個方面安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點，必須按 照國家標準和規(guī)范的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下 的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護系統(tǒng)，考慮各種人身安全的 技術(shù)措施?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)滿足對不同負荷的不中斷供電，且保 護裝置在正常運行時不誤動、發(fā)生事故時不拒動，能盡可能 的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡

26、單 清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當不適當 地增加電器的數(shù)目，以免發(fā)生事故。靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運行方式，適應(yīng)調(diào) 度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使發(fā)生 故障時停電時間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必 須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。經(jīng)濟是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)計 投資最少。在主接線設(shè)計時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與 經(jīng)濟性之間。欲使主接線靈活、可靠，必須要選用高質(zhì)量的 設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置， 從而導致投資費用的增加。 因此， 主接線的設(shè)計應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟合理。主要應(yīng)從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾

27、個方面 綜合考慮。3.2 主接線的選擇主接線采用單母線分段接線，單母線分段接線是采用斷 路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段。母線分 段后可進行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩 個回路，當一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器在繼電保 護作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間 斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線自動同時故障的機 遇很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時，亦可用 隔離開關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時，將造成兩斷母線同 時停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢 復供電。3.3 高壓接線方式高壓側(cè)，采用負荷開關(guān) + 限流熔斷器作為就壓器的主保

28、 護，一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源和終端三種供電方式，有兩組插入 式熔斷器和后備保護熔斷器串聯(lián)進行分段范圍保護。限流熔 斷器一相熔斷時必須能聯(lián)動跳開三相負荷開關(guān)，不發(fā)生缺相 運行。3.4 箱式變電站箱體的確定箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成，頂蓋 和四壁采用金屬板內(nèi)襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作 用。根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，可在訂貨時對主體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的 要求。我縣地處鹽堿地帶，對設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高， 因此除主體框架采取了防腐工藝加工外，箱體的整體外層襯 板采用了 0.5mm 厚的不銹鋼板。箱體的密封和防塵是一個重要方面，特別是保護裝置對 防塵等指標要求較高，應(yīng)引起重視。箱體的底板下面，一

29、般 作為電纜室，在考慮箱體基礎(chǔ)的設(shè)計時，應(yīng)顧及到電纜的安 裝和維護方便，應(yīng)考慮人員出入、通風以及照明等方面的要 求。3.5 變壓器的散熱處理變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將 就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。 35kV 箱式變電站變壓器采用第二 種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。為了通 風，變壓器室的箱體上設(shè)置百葉窗。百葉窗結(jié)構(gòu)，使氣流能 進去，而灰塵被分離。有為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓 器連接處加上絕緣防護罩。3.6 箱式變電站總體布置35kV 箱式變電站高壓室額定電壓 35kV ，低壓室額定 電壓 10kV 。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有防壓、 防雨和防小動物等措施 及占地面積小

30、、操作方便，安全可靠、可以移動等特點。箱 式變電站主要包括 4 部分，分別為框架、高壓室、低壓室、 變壓器室。（1）框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成， 門和頂蓋用鋼板制作。（2）高壓室：裝備真空斷路器。（3）低壓室：裝備固定式低壓配電屏、包括主開關(guān)柜、 計量柜等。（4 ）變壓器室：配備 5000kVA 油浸式變壓器。第四章 35KV 箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備選型4.1 一次系統(tǒng)設(shè)計35kV 母線采用單母線接線， 10kV 側(cè)母線采用單母線分 段接線。箱體采用了雙層密封，雙層鐵板間充入高強度聚胺 脂，具有隔溫、防潮等特點。外層采用不銹鋼體，底盤鋼架 采用金屬噴鋅技術(shù) ,有良好的防腐

31、性能。內(nèi)層采用鋁合金扣板 箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，從而是設(shè)備運行不受自然環(huán)境 及外界污染的影響。可保證設(shè)備在 -40 +40 之間運行。4.2 箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意的方面(1) 箱變內(nèi)的一次設(shè)備，應(yīng)以無油、免維護或少維護設(shè)備 為宜。斷路器可采用真空斷路器，電流互感器、電壓互感器 和站用變應(yīng)選用干式設(shè)備。(2) 因箱變內(nèi)空間狹小，實際運行中掛、拆接地線很不方 便，所以許多箱變在開關(guān)柜單元裝設(shè)了接地開關(guān)，但受空間 限制，一些箱變廠家將接地開關(guān)與隔離開關(guān)采用了連動的形 式，拉開隔離開關(guān)，則接地開關(guān)閉合；合上隔離開關(guān)，則接 地開關(guān)拉開。(3) 箱變內(nèi)的開關(guān)柜應(yīng)留有適當?shù)挠^察窗，以便于觀察運行設(shè)備

32、的狀況4.3 設(shè)備選型的基本原理電器選擇是發(fā)電廠和變配電所電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之 一。正確的選擇電器是使用電氣主接線和配電裝置達到安全、 經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電器選擇時應(yīng)根據(jù)工程實際情 況，按照有關(guān)設(shè)計規(guī)范，在保證安全可靠的前提下，積極而 穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。電器的種類和型式是電器選擇的重要內(nèi)容之一。選擇 時，可根據(jù)安裝地點，使用條件、配電裝置的型式、運行和 檢修經(jīng)驗以及人們使用習慣等多種因素綜合確定。電器設(shè)備選擇要考慮電器裝置的環(huán)境條件和電氣要求。 環(huán)境條件是指電器裝置所處的位置特征；電器要求是指電器 裝置對設(shè)備的電壓、電流、頻率等方面的要求；對一些斷路 電

33、器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮 起斷流能力。(1)考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。如戶內(nèi)、戶外、防腐、防 暴、防塵、放火等要求，以及沿?；驖駸岬赜虻奶攸c。(2)所選設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于安裝地點電網(wǎng)電壓4.4 高壓一次設(shè)備的選型高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和 短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)安全可靠的運行， 運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。4.5 低壓一次設(shè)備選型低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一 樣，必須考慮安裝地點并滿足在正常條件下和短路故障條件 下工作的要求；同時設(shè)備工作安全可靠，運行維護方便，投 資經(jīng)濟合理。 .1 電動機及配電回路柜：采用塑殼斷路器 + 交 流接觸器

34、+ 馬達控制器（電動機回路）或塑殼斷路器（配電 回路）。3.2 配電回路配置： 速斷保護 （或短路短延） ，過流保護 （過負荷保護） ， 接地保護或漏電框架斷路器保護。3.3 電動機回路配置： 速斷保護 （短路瞬動） ，過流保護 （過負荷保護） 、斷相或相不平衡，接地保護。3.4 其他配電回路配置：速斷保護，過流保護，接地保 護（容量為 50kVA 及以上）。3.5 需指明所配置的保護裝置或脫扣器的型號。3.6 對低壓元件的要求及選用原則 開關(guān)柜內(nèi)主要電氣一次元、器件選用具有 CCC 認證和 成熟運行經(jīng)驗。所有元件的短路動、熱穩(wěn)定水平及開斷能力 應(yīng)不小于所附回路附圖的要求，相同型號和額定值的元

35、件應(yīng) 能互換。3.7 塑殼斷路器 塑殼斷路器選用施耐德的 NS 系列或同等檔次的中外合 資或國外專業(yè)制造廠生產(chǎn)的性能優(yōu)良產(chǎn)品；在脫扣器整定電流 80A 的回路選用電子式脫扣器，其 余回路選用熱磁脫扣器塑殼斷路器使用分斷能力 Ics 為不低于 75% 的極限分斷 能力 Icu 。塑殼斷路器可配有分勵脫扣器以方便遠方跳閘。 塑殼式斷路器可同時提供狀態(tài)和故障指示接點。包括斷 路器觸頭位置指示接點 4 付（2 常開 ,2 常閉,且無公共端 ），脫 扣報警接點 1 付。要求塑殼式斷路器二次回路與一次回路完 全隔離 , 附件可在現(xiàn)場安裝。水平安裝的塑殼斷路器不降容 ;反向配電回路亦不能降 容。塑殼斷路器具

36、有可靠的隔離功能 ,保證觸頭指示系統(tǒng)的 機械可靠性符合相關(guān)標準。電動機保護回路采用電動機保護型斷路器,保護斷路器與接觸器和馬達控制器為 C 類配合。為了保證運行維護的安全性 ,元器件達到規(guī)定絕緣水平。3.8 馬達控制器 馬達控制器采用國產(chǎn)具有成熟運行經(jīng)驗產(chǎn)品，功能不低 于 ST500 型，并帶有操作顯示面板，具體如下：1 ）控制器輔助電源采用交流 220V 或直流 110V ，電源 波動范圍在 80%110% 額定電壓內(nèi)能正常工作；2 ）馬達控制器提供完善的電動機保護、控制、測量和 通訊功能；馬達控制器提供電機的熱保護、堵轉(zhuǎn)保護、斷相 保護、不平衡保護、低電壓保護、接地故障保護。其中接地 故障

37、保護單獨出口跳塑殼開關(guān)，出口接點容量為 AC380 ， 0.5A 。提供保護動作、裝置故障、裝置失電及其他必要的無 源信號輸出接點，接點容量 DC220V ，1A 。3）提供八個光隔外部信號輸入接口。4）馬達控制器具有三相電流、電壓、功率和電度測量 功能。并提供 420mA 的模擬量輸出供 DCS 或程控使用5）馬達控制器應(yīng)提供操作顯示模塊，此模塊可以安裝 于抽屜面板上， 可顯示馬達控制器測量的各種電氣和其他量。 并能在此面板上進行操作。6）馬達控制器提供通訊口，上位機能通過此接口監(jiān)視 回路和設(shè)備的運行狀態(tài)，并對其進行控制。7）馬達控制器應(yīng)提供就地接口，便于用戶通過便攜式 計算機或調(diào)試工具對馬

38、達控制器進行現(xiàn)場設(shè)置和就地編程。8）馬達控制器可提供電機的起動、停止控制。包括起 動、正反轉(zhuǎn)起動、星三角起動和雙速起動等的控制邏輯。具 有就地操作模塊操作和外部接點命令兩種方式，可在兩種方 式之間切換，并留有采用通訊口操作的接口。3.9 接觸器：選用施耐德的 LC1 系列或同等檔次的中外合資或國外專業(yè)制造廠生產(chǎn)的性能優(yōu)良產(chǎn)品。典型回路一、二次元件主要配置回路名稱次 配 置二次配置PC 電 源進線框 架2MCB+2ZJ+H(T)A+CK+ST1+LK開 關(guān)PC 分 段開關(guān)框 架 開 關(guān)2MCB+2ZJ+3LJ+2SJ+2XJ+HJ+H(T)A+CK+ST1+LKPC PT 回路PT3MCB+ST

39、1+3Vf+4ZJ+3SJ+4YJPC-MCC 配 電回路框 架 開 關(guān)2MCB+2ZJ+H(T)A+CK+ST1+LK90kW 以上電 動機框 架 開 關(guān)2MCB+2ZJ+H(T)A+ST190kW 及以下 電動機塑 殼 開 關(guān) + 馬 達 控MC+MCB+4RD+H(T)A+3ZJ+CK制 器 +接 觸 器MCC 雙電源 進線開 關(guān) （ I 類 負荷）框 架 負 荷 開 關(guān)2MCB+2ZJ+H(T)A+CK+ST2+LKMCC PT （ I 類負 荷）3MCB+ST290kW 及以下 正反轉(zhuǎn) 電動機塑 殼 開 關(guān) + 馬 達 控MC+MCB+4RD+2HA+TA+4ZJ+CK制 器 +2

40、個 接 觸 器符號說明：MCB- 小空氣開關(guān)； 帶燈按鈕 （發(fā)光二極管 ）CK-轉(zhuǎn)換開關(guān)；LJ-電流繼電器；XJ- 信號繼電器； 容量）3V- 三線電壓表（ 3 只表）； 變送器YJ-電壓繼電器；（ ST500+ST522+ST-7 ）RD- 熔斷器；（ ST400III+ST524 ）LK- 聯(lián) 鎖 開 關(guān)（ ST400III+ST523 ）HA （ TA） -合（跳）閘ZJ- 中間繼電器SJ-時間繼電器HJ- 合閘中間繼電器 （大3Vf- 組合式三線電壓MC- 馬 達 控 制 器ST1- 智 能 儀 表ST2- 智 能 儀 表4.6 高壓熔斷器的選擇熔斷器額定電流的選擇，除了根據(jù)環(huán)境條件確

41、定采用戶 內(nèi)或戶外，還包括熔管的額定電流和熔體的額定電流選擇。4.7 開關(guān)柜的選型制造廠生產(chǎn)各種不同電路的開關(guān)柜、 配電屏或標準元件， 品種很多。 設(shè)計時可按照主接線選擇相應(yīng)電路的柜、 屏或元 件，組成一套配電裝置。高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的選擇， 應(yīng)滿足變配電所一次電路圖的各要求并經(jīng)幾個方案的技術(shù)經(jīng) 濟比較后，優(yōu)選出柜、屏的型式及其一次線路方案編號，同 時確定其中所有一、二次設(shè)備的型號和規(guī)格。向開關(guān)電器廠 訂購高壓開關(guān)柜時應(yīng)向廠家提供一、二次電路的圖紙及有關(guān) 技術(shù)資料。第五章 35kV 箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計5.1 二次系統(tǒng)的定義及分類箱式變電站的設(shè)備通?？煞譃橐淮卧O(shè)備和二次設(shè)備兩大 類。主接

42、線所連接的都是一次設(shè)備，而二次設(shè)備是指測量表 計、控制及信號設(shè)備、繼電保護設(shè)備、自動裝置和運動裝置 等。 根據(jù) 測量、控制、保護和信號顯示的要求，表示二次設(shè) 備相互連接關(guān)系的電路，稱為二次接線或二次回路。按二次接線電源性質(zhì)分，有交流回路，按二次接線的用 途來分，有操作電源回路、測量表計回路、斷路器控制和信 號回路、中央信號回路、繼電保護和自動裝置回路等。5.2 電氣測量儀表及測量回路為了保證供電系統(tǒng)的安全運行和用戶的安全用電，使一 次設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟地運行，必須在變（配）電站中裝 設(shè)電氣測量儀表，以監(jiān)視其運行狀況。測量與監(jiān)察回路由各種電氣測量儀表、監(jiān)測裝置、切換 開關(guān)及其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。其作用是

43、指示或記錄主要電氣設(shè)備和輸 電線路的運行參數(shù)，作為生產(chǎn)調(diào)度和值班人員掌握主系統(tǒng)的 運行情況，進行經(jīng)濟核算和故障處理的主要依據(jù)。為電氣測量儀表，要保證其測量范圍和準確度滿足變配 電設(shè)備運行監(jiān)視和計量的要求， 并力求外形美觀， 便于觀測， 經(jīng)濟耐用等。具體要求如下；（1 ）準確度高， 誤差小。 其數(shù)值應(yīng)符合所屬等級準確度 的要求；（2）誤差不應(yīng)隨時間、 溫度、 濕度和外磁場等外界條件 的影響而變化；（3）儀表本身消耗的功率應(yīng)越小越好；（4）儀表應(yīng)有足夠的絕緣強度、耐壓和短時過載能力， 以保證安全運行；（5）應(yīng)有良好的讀書裝置；（6）構(gòu)造堅固，使用維護都要方便。5.3 二次系統(tǒng)設(shè)計全站智能化設(shè)計，保

44、護系統(tǒng)采用變電站微機自動化保護 裝置，該系統(tǒng)做為分層、分布式多 CPU 的綜合自動化系統(tǒng)， 包括了變電站所需的各種繼電保護如變壓器保護、 35kV/10kV 線路保護、電容器保護等，具有變電站的測量、 實時數(shù)據(jù)采集、運行工況監(jiān)視、控制操作、自動控制與調(diào)節(jié) 及全部遠動功能。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)，配置、擴展、 組態(tài)靈活、控制管理集中、功能分散，數(shù)據(jù)處理實時性強， 傳輸安全可靠，操作靈活方便。對于變電站的整個保護系統(tǒng)主要采用以下幾個裝置，它 們都具有以下特點：(1) 裝置有抗系統(tǒng)諧波的能力；(2) 裝置有自檢功能，自檢出錯報警及閉鎖保護；(3) 裝置出口及動作回路可設(shè)投切壓板；(4) 裝置保護動作

45、出口與監(jiān)控動作出口各自獨立；(5) 裝置集測量、計量、保護、控制功能于一體。5.4 斷路器控制與信號回路斷路器控制按控制地點可分為集中控制與就地控制。所 謂集中控制就是集中在控制室內(nèi)進行控制；就地控制就是在 斷路器安裝地點進行控制。在控制室內(nèi)對配電裝置中的斷路 器進行控制稱為距離控制。這種控制主要由控制開關(guān)、控制 電纜和操作機構(gòu)等組成。在箱式變電站運行的各種電氣設(shè)備，隨時都可能發(fā)生不 正常運行的工作狀態(tài)。中央信號，主要用來示警和顯示電氣 設(shè)備的工作狀態(tài)，以便于運行人員及時了解、采取措施。斷路器控制回路的基本要求有：(1)能進行手動跳閘、合閘，也能完成自動跳閘，斷路 器跳閘(合閘)過程完成后，能

46、自動切斷跳閘(合閘)線圈 回路電流，防止線圈長時間通電而燒毀；2）有防止斷路器連續(xù)多次跳閘或合閘操作的位置信號； 3）有反映斷路器完成跳閘或合閘的防跳回路；4 ）有斷路器自動跳閘或合閘的位置信號； 5）有控制回路完好性監(jiān)視信號； 6）在滿足要求的前提下，力求簡單可靠。中央控制信號裝置按形式分有燈光信號和音響信號。燈 光信號表明不正常工作狀態(tài)的性質(zhì)地點，而音響信號在于引 起運行人員的注意。燈光信號通過裝設(shè)在個控制屏上的信號 燈光和光字牌，表明各種電氣設(shè)備的情況，音響信號則通過 蜂鳴器和警鈴的聲響來實現(xiàn)，設(shè)置在控制室內(nèi)。由全所共用 的音響信號，稱為中央音響信號裝置。中央信號裝置按用途分有：事故信號

47、，預告信號和位置 信號。斷路器的合、跳閘操作由運行人員旋轉(zhuǎn)控制開關(guān)控制。 根據(jù)操作要求，使控制開關(guān)的觸點選擇接通斷路器合閘或跳 閘線圈所在電路， 分別起動斷路器的操動機構(gòu)執(zhí)行斷路器合、 跳閘操作。 根據(jù)控制電壓的高低可分為強電控制與弱電控制。 強電控制回路控制電壓一般為直流 220V （現(xiàn)已被 110V 代 替），弱電控制回路控制電壓一般為直流 48V ；根據(jù)斷路器的 控制方式可分為一對一控制方式與選線控制，一對一控制為 一個控制開關(guān)只控制一組斷路器（一臺三相斷路器或三臺單 相斷路器組） ，選線控制為一個控制開關(guān)可以控制多組斷路 器，選線指定某一組斷路器。本節(jié)只介紹斷路器的強電一對 一控制回路

48、。強電控制根據(jù)不同特點一般有以下三種分類方法：1. 根據(jù)控制地點分為距離控制與就地控制；2. 根據(jù)合、跳閘回路監(jiān)視方式分為燈光監(jiān)視和音響監(jiān)視；3. 根據(jù)斷路器操動機構(gòu)的動作方式可分為三相斷路器的 （聯(lián)動）控制與分相操作斷路器的控制。一、對控制回路的一般要求 斷路器控制回路必須完整、可靠，此外還應(yīng)滿足下面一 些基本要求：1. 斷路器的合、跳閘線圈是按短時通過操作電流設(shè)計 的，合、跳閘操作完成后，應(yīng)迅速自動地斷開合閘或跳閘回 路或降低操作電流值，以免燒毀線圈。2. 控制回路應(yīng)具有反映斷路器位置狀態(tài)信號能力。如 燈光監(jiān)視的控制回路中，在手動合、跳閘后，可用紅、綠燈 發(fā)平光分別表示斷路器的合、跳閘狀態(tài)

49、。由繼電保護和自動 裝置動作自動完成合、跳閘時，則由綠、紅燈發(fā)閃光提示運 行人員斷路器的狀態(tài)。3. 斷路器既能由控制開關(guān)手動合、跳閘，又能在自動 裝置和繼電保護的作用下自動合、跳閘。4. 斷路器控制回路應(yīng)具有防止斷路器發(fā)生跳躍的“防 跳”措施。如斷路器合閘時，遇到永久性故障，在繼電保護 作用下斷路器跳閘，若此時控制開關(guān)尚未復歸或自動裝置的 合閘觸點被卡住，將引起斷路器多次合、跳閘。這種斷路器 在一次操作中出現(xiàn)多次合、跳閘的現(xiàn)象稱為“跳躍”現(xiàn)象。斷路器的跳躍會損壞斷路器。因此，斷路器控制回路中必須 具有防跳措施，以保證每次合閘操作時，斷路器只能進行一 次合閘操作。5. 對控制回路及其電源是否完好

50、，應(yīng)能進行監(jiān)視。二、控制回路的組成斷路器控制回路的框圖如圖 7-3-1 所示，它由控制元件、 中間放大元件和操動機構(gòu)三部分組成。圖7-3-1 斷路器控制回路框圖1. 控制元件?？刂茢嗦菲骱?、跳閘的元件為萬能組合 式轉(zhuǎn)換開關(guān)，一般又稱為控制開關(guān)?？刂崎_關(guān)也可以控制按 鈕代替，但按鈕其觸點少， 不能滿足控制與信號回路的需要。2. 操動機構(gòu)。高壓斷路器的操動機構(gòu)有電磁式、彈簧 儲能式和液壓式等型式，它們都有合閘和跳閘線圈。由于電 磁式操動機構(gòu)所需合閘功率較大，其合閘回路需要有中間放 大環(huán)節(jié)。三、斷路器的控制與信號回路 斷路器的控制與信號回路根據(jù)操動機構(gòu)與斷路器型式的 不同，具體形式也不同。目前，我國

51、 110KV 及以下電壓等級 的斷路器多采用三相聯(lián)動的控制方式。 220KV 及以上電壓等 級的線路斷路器，為實現(xiàn)重合閘或綜合重合閘多采用分相控 制方式。但斷路器控制回路的基本工作原理是相似的。5.4.1 技術(shù)要求5.4.1 .1 隔離開關(guān)在規(guī)定的使用條件下，應(yīng)能承受運行 和操作時出現(xiàn)的電氣及機械應(yīng)力而不損壞、不誤動和拒動。 其金屬制件 （包括閉鎖元件 ）應(yīng)能耐受氧化而不腐蝕、 并能耐受 不同材料間的電蝕及材料熱脹冷縮造成的附加應(yīng)力的作用， 各螺紋連接部分應(yīng)防止松動，必要時在結(jié)構(gòu)上應(yīng)采取補償措 施。5.4.1 .2 在風力、 重力、 地震或操動機構(gòu)與隔離開關(guān)之 間的連桿被偶然撞擊時，隔離開關(guān)應(yīng)

52、能防止從合閘位置脫開 或從分閘位置合閘。5.4.1 .3 在隔離開關(guān)的一側(cè)或兩側(cè)應(yīng)能附裝接地開關(guān)， 接地開關(guān)和隔離開關(guān)之間應(yīng)有機械閉鎖，并具備電氣閉鎖的 條件。5.4.1 .4 與隔離開關(guān)組合成一體的接地開關(guān)， 其動、 熱 穩(wěn)定要求與隔離開關(guān)相同，若另有規(guī)定也可低于隔離開關(guān)的 規(guī)定值。5.4.1 .5 隔離開關(guān)上需經(jīng)常潤滑的部位應(yīng)設(shè)有專門的 潤滑孔或潤滑裝置，并應(yīng)采用防凍潤滑劑。5.4.1 .6 在規(guī)定的覆冰厚度下，隔離開關(guān)應(yīng)能用所配用 的操動機構(gòu)使其可靠的分閘和合閘。5.4.1 .7 在 1.1 倍最高相電壓時無線電干擾電壓不大 于 2500 V ，在晴天夜晚無可見電暈。5.4.1 .8 額

53、定絕緣水平見表 4.1 。表 4.1 隔離開關(guān)額定絕緣水平 （kV）編 號系統(tǒng) 額定電雷電沖擊耐受 電壓 （峰值）操作沖擊耐受 電壓 （峰值）1min 工頻耐受 電壓（有效值 ）壓相對地斷口間相對地斷口 間相對地斷口間122011551320/5176772110550/230/一次接線端子1) 隔離開關(guān)和接地開關(guān)一次接地端子應(yīng)能承受不小于 表 4.2 中的靜拉力。表 4.2 隔離開關(guān)一次接線端子靜拉力編 號系統(tǒng)額定電 壓(kV)水平靜拉 力 (N)橫向靜拉 力 (N)垂直靜拉 力 (N)備注1220300012001200注：靜態(tài)安全系數(shù)不低于 3.5 ，短時動態(tài)負荷作用下的安全 系數(shù)不小于

54、 1.7 。2) 隔離開關(guān)一次接線端子的型式 和 尺 寸 應(yīng) 符 合 GB5273 的規(guī)定。5.4.1 .10 電機電源為交流 380V, 控制電壓為交流 220 V。5.4.1 .11 機械壽命：操動機構(gòu)連續(xù)操作次數(shù)為 1000 次。1) 操動方式：隔離開關(guān)主刀： 電動機構(gòu) 隔離開關(guān)地刀： 手動機構(gòu)2) 手動操作時的手柄長度：不大于 1m 手柄離地面高度：不大于 1.1m 手操力不大于： 200N3) 隔離開關(guān)操作機構(gòu)均為三相聯(lián)動操動。4) 操動機構(gòu)箱采用 3mm 厚的不銹鋼材質(zhì)， 應(yīng)能防寒、 防腐、防潮、防護等級滿足 IP54 的要求。 箱正面應(yīng)設(shè)有帶鉸 鏈的密封門，上有把手、碰鎖和可外加

55、掛鎖的設(shè)施。5) 操動機構(gòu)箱內(nèi)的接線端子為阻燃型的，除能滿足內(nèi) 部接線外，還應(yīng)有 15 的備用端子，各端子應(yīng)編號，并與電 纜進口間距離不小于 150mm 。6) 除控制、指示及閉鎖等通常用的輔助觸點外，每臺 隔離開關(guān)主刀閘需提供用戶使用的常開與常閉觸點至少 20 對，其中 10 常開， 10 常閉。接地刀閘常開與常閉觸點則 各為 4 個。輔助觸點的開斷能力為直流220V 、5A 。交流250V 、5A ，輔助觸點應(yīng)為定位式的。7) 所有輔助觸點應(yīng)在電氣接線圖上標明編號并且連接 至端子排。每只輔助開關(guān)及所有輔助觸點的電氣接線必須編 號。8) 操動機構(gòu)的終點位置應(yīng)有堅固的定位和限位裝置， 且在分、

56、合閘位置時能將操作柄鎖住。9) 對手力式操動機構(gòu)的要求a) 應(yīng)裝設(shè)供就地操作的手力分、合閘裝置。b) 在接受操作命令后，應(yīng)能自行完成正常的合閘或分 閘動作。c) 在操動機構(gòu)處于任何動作位置時，均應(yīng)能取下或打 開操動機構(gòu)的箱門，以便檢查、修理輔助開關(guān)和接線端子。d) 在操動機構(gòu)箱內(nèi)應(yīng)裝設(shè)分、合閘按鈕。e) 操動機構(gòu)箱上低壓回路中應(yīng)采用快速空氣開關(guān)，而 不能用熔斷器來進行隔離和保護。動力及控制的開關(guān)應(yīng)有報 警接點輸出到機構(gòu)的端子排上。f) 動力式操動機構(gòu)中所采用的電動機及儀表，應(yīng)符合 相應(yīng)標準的規(guī)定。電動操動機構(gòu)的電動機端子的電壓在其額定電壓值80%110% 范圍時保證隔離開關(guān)可靠的合閘和分閘。手

57、力操作時，電氣操作回路是聯(lián)動斷開的。10) 操動機構(gòu)的操作工具的運動方向應(yīng)有明顯標志。11) 操動機構(gòu)上應(yīng)有反映隔離開關(guān)分、 合閘位置的指示 器，指示器上應(yīng)標明“分” 、“合”字樣，及顏色標識。 “分” 紅色、 “合”綠色，按鈕顏色規(guī)定與此相同。12) 動力式操動機構(gòu)裝設(shè)的動作信號應(yīng)符合下列要求。a) 指示隔離開關(guān)主閘刀分閘的信號， 應(yīng)在達到 80 斷 口距離后發(fā)出。b) 指示隔離開關(guān)主閘刀合閘信號，應(yīng)在隔離開關(guān)能安 全通過額定電流、動熱穩(wěn)定電流的位置時發(fā)出。13) 隔離開關(guān)和接地開關(guān)應(yīng)裝有防誤程序電磁鎖(包括高、中壓之間的聯(lián)鎖 )，電磁鎖具有防灰、 防銹、 防卡澀措施， 電磁鎖的設(shè)置應(yīng)經(jīng)需方確認。電磁鎖電壓為交流 220V 。5.4.1 .13 同型