預(yù)裝式變電站

1、第十章 預(yù)裝式變電站 預(yù)裝式變電站：將配電網(wǎng)末端變電站預(yù)先在工廠內(nèi)制造裝預(yù)裝式變電站：將配電網(wǎng)末端變電站預(yù)先在工廠內(nèi)制造裝配，包括變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、低壓開關(guān)設(shè)配，包括變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備、內(nèi)部接線（電纜、母排等）、計量、補(bǔ)償備和控制設(shè)備、內(nèi)部接線（電纜、母排等）、計量、補(bǔ)償、避雷器等輔助設(shè)備組合而成的一種成套變電站設(shè)備。、避雷器等輔助設(shè)備組合而成的一種成套變電站設(shè)備。 第一節(jié) 概述 2022-3-26第2頁沈陽工程學(xué)院 其構(gòu)造大體上是一個箱式結(jié)構(gòu)，設(shè)有高壓開關(guān)小室、變壓其構(gòu)造大體上是一個箱式結(jié)構(gòu)，設(shè)有高壓開關(guān)小室、變壓器小室及低壓配出開關(guān)小室三個

2、部分。器小室及低壓配出開關(guān)小室三個部分。 此種產(chǎn)品有兩種典型的形態(tài)，一種是此種產(chǎn)品有兩種典型的形態(tài)，一種是“歐式歐式 ，一種是，一種是“美式美式”。 預(yù)裝式變電站基本結(jié)構(gòu)2022-3-26第3頁沈陽工程學(xué)院 “歐式箱變歐式箱變”的最大特點是組合，即將變壓器、高低壓開的最大特點是組合，即將變壓器、高低壓開關(guān)柜、分高壓室、變壓器室、低壓室組合在一個外殼之中關(guān)柜、分高壓室、變壓器室、低壓室組合在一個外殼之中，主回路采用電纜和母線排連接，一個箱變內(nèi)可放置一臺，主回路采用電纜和母線排連接，一個箱變內(nèi)可放置一臺或多臺變壓器，產(chǎn)品尺寸變化較大，用戶可對高低壓元件或多臺變壓器，產(chǎn)品尺寸變化較大，用戶可對高低壓

3、元件、柜型、變壓器型號作自由選擇。、柜型、變壓器型號作自由選擇?！皻W式箱變”的特點2022-3-26第4頁沈陽工程學(xué)院 “美式箱變美式箱變”的設(shè)計理念是全絕緣、全封閉、免維護(hù)。的設(shè)計理念是全絕緣、全封閉、免維護(hù)。 最大特點為一體化，高壓元件、變壓器均置于變壓器油箱最大特點為一體化，高壓元件、變壓器均置于變壓器油箱之中，低壓配置也極為簡單，具有結(jié)構(gòu)合理緊湊，體積小之中，低壓配置也極為簡單，具有結(jié)構(gòu)合理緊湊，體積小，安裝靈活，操作方便，占地面積小等優(yōu)點，安裝靈活，操作方便，占地面積小等優(yōu)點, ,特別適用于特別適用于城市電網(wǎng)的負(fù)荷中心，降低損耗，提高供電質(zhì)量。城市電網(wǎng)的負(fù)荷中心，降低損耗，提高供電質(zhì)

4、量。 “美式箱變”特點2022-3-26第5頁沈陽工程學(xué)院 預(yù)裝式變電站優(yōu)點 預(yù)裝式變電站的占地面積較少，可以節(jié)省昂貴的土建及占地費用。 由于變電設(shè)備深入負(fù)荷中心，電能通過地下電纜傳輸，配電設(shè)備與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，安裝使用簡便，免維護(hù)或少維護(hù)。 圖圖10-1 10-1 安裝于居民小區(qū)內(nèi)的預(yù)裝式變電站安裝于居民小區(qū)內(nèi)的預(yù)裝式變電站 2022-3-266沈陽工程學(xué)院 (1)(1)海拔不超過海拔不超過10001000m m。 (2)(2)環(huán)境溫度：最高日平均氣溫環(huán)境溫度：最高日平均氣溫+30+30；最高年平均氣溫；最高年平均氣溫+20+20；最低氣溫；最低氣溫-25(-25(戶外戶外) )、 -5(

5、-5(戶內(nèi)戶內(nèi)) )。 (3)(3)風(fēng)速不超過風(fēng)速不超過3535m ms s。 (4)(4)空氣相對濕度不超過空氣相對濕度不超過9090(+25(+25時時) )。 (5)(5)防震水平加速度為防震水平加速度為O.4mO.4ms s，垂直加速度為垂直加速度為0.2 0.2 m ms s。 (6)(6)安裝地點應(yīng)無火災(zāi)、爆炸危險、化學(xué)腐蝕及劇烈振動安裝地點應(yīng)無火災(zāi)、爆炸危險、化學(xué)腐蝕及劇烈振動的場所。的場所。 二、預(yù)裝式變電站的正常使用條件 2022-3-26第7頁沈陽工程學(xué)院 （一）結(jié)構(gòu)（一）結(jié)構(gòu) 預(yù)裝式變電站的箱體采用金屬材料和非金屬材料制成。預(yù)裝式變電站的箱體采用金屬材料和非金屬材料制成。

6、 變壓器室采用自然通風(fēng)和自動控制的強(qiáng)迫散熱風(fēng)冷裝置變壓器室采用自然通風(fēng)和自動控制的強(qiáng)迫散熱風(fēng)冷裝置 變電站的高低壓側(cè)均應(yīng)裝門，且應(yīng)有足夠的尺寸變電站的高低壓側(cè)均應(yīng)裝門，且應(yīng)有足夠的尺寸 高壓側(cè)應(yīng)滿足防止誤合高壓側(cè)應(yīng)滿足防止誤合( (分分) )斷路器，防止帶電拉斷路器，防止帶電拉( (合合) )隔離隔離開關(guān)，防止帶電掛地線，防止帶接地線送電，防止誤入帶開關(guān)，防止帶電掛地線，防止帶接地線送電，防止誤入帶電間隔的電間隔的“五防五防”要求。要求。 美式箱變一般高壓側(cè)采用全絕緣、全封閉設(shè)計，采用油浸美式箱變一般高壓側(cè)采用全絕緣、全封閉設(shè)計，采用油浸式負(fù)荷開關(guān)式負(fù)荷開關(guān) 三、預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)及型號含義

7、2022-3-26第8頁沈陽工程學(xué)院 （c）低壓室低壓室 （a）變壓器室變壓器室 （b）高壓室高壓室 圖圖10-2 預(yù)裝式變電站箱內(nèi)結(jié)構(gòu)預(yù)裝式變電站箱內(nèi)結(jié)構(gòu) 圖圖10-3 10-3 預(yù)裝式變電站箱內(nèi)操作走廊預(yù)裝式變電站箱內(nèi)操作走廊 （a a）品字型結(jié)構(gòu)品字型結(jié)構(gòu)（c c）目字型結(jié)構(gòu)目字型結(jié)構(gòu)圖圖10-4 10-4 預(yù)裝式變電站布局示意圖預(yù)裝式變電站布局示意圖 2022-3-269沈陽工程學(xué)院 （二）預(yù)裝式變電站的型號含義 布置方式:M-目字型;P-品字型高壓側(cè)額定電壓(kV)低壓側(cè)額定電壓(kV)變壓器額定容量(kVA)2022-3-26第10頁沈陽工程學(xué)院 一、變壓器和變壓器室一、變壓器和變

8、壓器室 1 1變壓器的容量范圍變壓器的容量范圍 預(yù)裝式變電站式變壓器容量的選擇，現(xiàn)階段以預(yù)裝式變電站式變壓器容量的選擇，現(xiàn)階段以800800kVAkVA以以下為宜，可適當(dāng)放寬至下為宜，可適當(dāng)放寬至lOOOkVAlOOOkVA。更大容量的預(yù)裝式變電更大容量的預(yù)裝式變電站可作為非標(biāo)準(zhǔn)處理。站可作為非標(biāo)準(zhǔn)處理。第二節(jié) 預(yù)裝式變電站元件的選擇與有關(guān)問題 2022-3-26第11頁沈陽工程學(xué)院 2 2變壓器室的通風(fēng)散熱變壓器室的通風(fēng)散熱 設(shè)計預(yù)裝式變電站變壓器散熱條件的原則是：應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)計預(yù)裝式變電站變壓器散熱條件的原則是：應(yīng)優(yōu)先考慮自然通風(fēng)，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)卦黾訌?qiáng)排風(fēng)措施，以最大限自然通風(fēng)，在此基礎(chǔ)

9、上適當(dāng)?shù)卦黾訌?qiáng)排風(fēng)措施，以最大限度地保證箱內(nèi)變壓器滿容量出力。度地保證箱內(nèi)變壓器滿容量出力。 3 3日照輻射及防塵問題日照輻射及防塵問題 日照對變壓器室的溫度也有一定的影響，應(yīng)采取以下措施日照對變壓器室的溫度也有一定的影響，應(yīng)采取以下措施： (1) (1)在變壓器室的四壁添加隔熱材料。在變壓器室的四壁添加隔熱材料。 (2) (2)采取雙層夾板結(jié)構(gòu)。采取雙層夾板結(jié)構(gòu)。 (3) (3) 預(yù)裝式變電站頂蓋，采用帶空氣墊或隔熱材料的氣預(yù)裝式變電站頂蓋，采用帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)。樓結(jié)構(gòu)。 2022-3-26第12頁沈陽工程學(xué)院 4 4電壓波動電壓波動 當(dāng)電網(wǎng)電壓波動較大，而用戶對電壓質(zhì)量要求較高

10、時，預(yù)當(dāng)電網(wǎng)電壓波動較大，而用戶對電壓質(zhì)量要求較高時，預(yù)裝式變電站中可選用有載調(diào)壓電力變壓器。裝式變電站中可選用有載調(diào)壓電力變壓器。 2022-3-26第13頁沈陽工程學(xué)院 1 1采用斷路器作為高壓受電設(shè)備的方案采用斷路器作為高壓受電設(shè)備的方案 2 2采用高壓負(fù)荷開關(guān)串接熔斷器作高壓受電設(shè)備的方案采用高壓負(fù)荷開關(guān)串接熔斷器作高壓受電設(shè)備的方案 該方案基本上能滿足大多數(shù)箱式站使用場合的負(fù)荷情況該方案基本上能滿足大多數(shù)箱式站使用場合的負(fù)荷情況，既能控制、分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流，又能承受和保護(hù)短路故，既能控制、分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流，又能承受和保護(hù)短路故障。障。 由于體積小由于體積小, ,易于在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)

11、高壓環(huán)網(wǎng)方案易于在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高壓環(huán)網(wǎng)方案, ,從從而更好地突出箱式站體積小的特點。而更好地突出箱式站體積小的特點。 線路簡單，維修保養(yǎng)工作量小，特別適合箱式站無人值線路簡單，維修保養(yǎng)工作量小，特別適合箱式站無人值班的實際使用情況。班的實際使用情況。 成本大大降低，突出了箱式站的自身特點，增加了與土成本大大降低，突出了箱式站的自身特點，增加了與土建變電站的競爭能力。建變電站的競爭能力。 二、高壓受電設(shè)備 2022-3-26第14頁沈陽工程學(xué)院 目前大多數(shù)預(yù)裝式變電站都裝有避雷器，作為站內(nèi)變壓器目前大多數(shù)預(yù)裝式變電站都裝有避雷器，作為站內(nèi)變壓器和其它高壓受電設(shè)備的過電壓保護(hù)。和其它高壓受電設(shè)

12、備的過電壓保護(hù)。 3預(yù)裝式變電站的過電壓保護(hù) 2022-3-26第15頁沈陽工程學(xué)院 1010kVkV油浸變壓器油浸變壓器宜采用閥式避雷器和氧化鋅避雷器宜采用閥式避雷器和氧化鋅避雷器 ( (MOA).MOA). 環(huán)氧樹脂干式變壓器環(huán)氧樹脂干式變壓器 宜采用氧化鋅避雷器宜采用氧化鋅避雷器 ( (MOA).MOA). 避雷器類型 的選擇2022-3-26第16頁沈陽工程學(xué)院 應(yīng)盡量靠近所要保護(hù)的變配電設(shè)備。應(yīng)盡量靠近所要保護(hù)的變配電設(shè)備。 在多雷區(qū)使用的預(yù)裝式變電站若配電變壓器的接線為在多雷區(qū)使用的預(yù)裝式變電站若配電變壓器的接線為Y Y，yn0yn0或或Y Y，ynyn型，除在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器外，

13、宜在低壓側(cè)裝型，除在高壓側(cè)裝設(shè)避雷器外，宜在低壓側(cè)裝設(shè)一組設(shè)一組220220V V避雷器，以防止低壓側(cè)雷電波侵入。避雷器，以防止低壓側(cè)雷電波侵入。 避雷器的安裝地點確定2022-3-26第17頁沈陽工程學(xué)院 目前各地區(qū)供電部門對預(yù)裝式變電站用電計量是以高壓計目前各地區(qū)供電部門對預(yù)裝式變電站用電計量是以高壓計量還是以低壓計量的要求不同。量還是以低壓計量的要求不同。 因此預(yù)裝式變電站究竟采取哪種計量辦法，應(yīng)由各地供電因此預(yù)裝式變電站究竟采取哪種計量辦法，應(yīng)由各地供電部門規(guī)定，但在統(tǒng)一設(shè)計時應(yīng)給高壓計量柜留位。部門規(guī)定，但在統(tǒng)一設(shè)計時應(yīng)給高壓計量柜留位。 4預(yù)裝式變電站的計量問題 2022-3-26

14、第18頁沈陽工程學(xué)院 1 1低壓主開關(guān)的選型低壓主開關(guān)的選型 在選擇低壓側(cè)主開關(guān)時，除遮斷容量外，還要考慮變壓器在選擇低壓側(cè)主開關(guān)時，除遮斷容量外，還要考慮變壓器出口處單相短路和開關(guān)保護(hù)性能，建議在箱式站變壓器容出口處單相短路和開關(guān)保護(hù)性能，建議在箱式站變壓器容量為量為200200630630kV kV 時，采用時，采用DWDW1010或或DWDW1515作為低壓主開關(guān)。當(dāng)作為低壓主開關(guān)。當(dāng)容量超過容量超過800800kVAkVA時，應(yīng)盡量選用時，應(yīng)盡量選用DWDW1515 開關(guān)。開關(guān)。 （三）低壓饋電設(shè)備 2022-3-26第19頁沈陽工程學(xué)院 為提高單相接地保護(hù)的靈敏性，也可考慮在變壓器低

15、壓側(cè)為提高單相接地保護(hù)的靈敏性，也可考慮在變壓器低壓側(cè)中性線上加裝零序保護(hù)電路，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)出現(xiàn)單相接地時，中性線上加裝零序保護(hù)電路，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)出現(xiàn)單相接地時，可通過零序互感器和電流繼電器所構(gòu)成的零序保護(hù)作用于可通過零序互感器和電流繼電器所構(gòu)成的零序保護(hù)作用于低壓主開關(guān)，使之分?jǐn)嚯娐贰５蛪褐鏖_關(guān)，使之分?jǐn)嚯娐贰?2零序保護(hù) 2022-3-26第20頁沈陽工程學(xué)院 第三節(jié) 預(yù)裝式變電站主回路典型方案舉例 高壓側(cè)高壓側(cè)開關(guān)柜開關(guān)柜低壓側(cè)低壓側(cè)開關(guān)柜開關(guān)柜高壓負(fù)荷開關(guān)，或真空高壓負(fù)荷開關(guān)，或真空斷路器或由高壓負(fù)荷開斷路器或由高壓負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器組成的關(guān)加高壓熔斷器組成的組合電器組合電器組合組合電器電器

16、進(jìn)線進(jìn)線進(jìn)線進(jìn)線出線出線圖圖10-5預(yù)裝式變電站典型組合方案預(yù)裝式變電站典型組合方案 出線出線電力電容器電力電容器（無功補(bǔ)償）（無功補(bǔ)償）電力電容器電力電容器投切開關(guān)投切開關(guān)電流互感器電流互感器（測量或保護(hù)用）（測量或保護(hù)用）2022-3-26第21頁沈陽工程學(xué)院 投切電力電容器的常見方法 通過接觸器投切時，由于電容器的電流與電容電壓對時間的微分成正比，當(dāng)接觸器投入時，電容器上的初始電壓與電網(wǎng)電壓在一般情況下不相等，當(dāng)巨大的壓差突然加到電容器兩端使電容器的電壓發(fā)生突變時，則通過接觸器和電容器電流將高達(dá)10倍以上的額定電流。此電流將對電容和接觸器產(chǎn)生危害，同時也干擾電網(wǎng)中其它電子設(shè)備的正常運行。 通過接觸器投切通過接觸器投切 2022-3-2622沈陽工程學(xué)院 通過晶閘管投切電容器 將2個單向晶閘管