預(yù)裝式變電站

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。第一節(jié)概述2023/2/5第2頁沈陽工程學院其構(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“歐式"，一種是“美式”。預(yù)裝式變電站基本結(jié)構(gòu)2023/2/5第3頁沈陽工程學院“歐式箱變”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，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、柜型、變壓器型號作自由選擇?！皻W式箱變”的特點2023/2/5第4頁沈陽工程學院“美式箱變”的設(shè)計理念是全絕緣、全封閉、免維護。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，安裝靈活，操作方便，占地面積小等優(yōu)點,特別適用于城市電網(wǎng)的負荷中心，降低損耗，提高供電質(zhì)量?！懊朗较渥儭碧攸c2023/2/5第5頁沈陽工程學院預(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，免維護或少維護。

圖10-1安裝于居民小區(qū)內(nèi)的預(yù)裝式變電站

2023/2/56沈陽工程學院(1)海拔不超過1000m。(2)環(huán)境溫度：最高日平均氣溫+30℃；最高年平均氣溫+20℃；最低氣溫-25℃(戶外)、-5℃(戶內(nèi))。(3)風速不超過35m／s。(4)空氣相對濕度不超過90％(+25℃時)。(5)防震水平加速度為O.4m／s，垂直加速度為0.2m／s。(6)安裝地點應(yīng)無火災(zāi)、爆炸危險、化學腐蝕及劇烈振動的場所。二、預(yù)裝式變電站的正常使用條件2023/2/5第7頁沈陽工程學院（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。變壓器室采用自然通風和自動控制的強迫散熱風冷裝置變電站的高低壓側(cè)均應(yīng)裝門，且應(yīng)有足夠的尺寸高壓側(cè)應(yīng)滿足防止誤合(分)斷路器，防止帶電拉(合)隔離開關(guān)，防止帶電掛地線，防止帶接地線送電，防止誤入帶電間隔的“五防”要求。美式箱變一般高壓側(cè)采用全絕緣、全封閉設(shè)計，采用油浸式負荷開關(guān)三、預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)及型號含義2023/2/5第8頁沈陽工程學院（c）低壓室

（a）變壓器室

（b）高壓室

圖10-2預(yù)裝式變電站箱內(nèi)結(jié)構(gòu)

圖10-3預(yù)裝式變電站箱內(nèi)操作走廊

（a）品字型結(jié)構(gòu)（c）目字型結(jié)構(gòu)圖10-4預(yù)裝式變電站布局示意圖

2023/2/59沈陽工程學院（二）預(yù)裝式變電站的型號含義YB預(yù)裝式變電站布置方式:M-目字型;P-品字型設(shè)計序號高壓側(cè)額定電壓(kV)低壓側(cè)額定電壓(kV)變壓器額定容量(kVA)2023/2/5第10頁沈陽工程學院一、變壓器和變壓器室

1．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800kVA以下為宜，可適當放寬至lOOOkVA。更大容量的預(yù)裝式變電站可作為非標準處理。第二節(jié)預(yù)裝式變電站元件的選擇與有關(guān)問題2023/2/5第11頁沈陽工程學院2．變壓器室的通風散熱設(shè)計預(yù)裝式變電站變壓器散熱條件的原則是：應(yīng)優(yōu)先考慮自然通風，在此基礎(chǔ)上適當?shù)卦黾訌娕棚L措施，以最大限度地保證箱內(nèi)變壓器滿容量出力。3．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：(1)在變壓器室的四壁添加隔熱材料。(2)采取雙層夾板結(jié)構(gòu)。(3)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)。2023/2/5第12頁沈陽工程學院4．電壓波動當電網(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。2023/2/5第13頁沈陽工程學院1．采用斷路器作為高壓受電設(shè)備的方案2．采用高壓負荷開關(guān)串接熔斷器作高壓受電設(shè)備的方案①該方案基本上能滿足大多數(shù)箱式站使用場合的負荷情況，既能控制、分斷正常負荷電流，又能承受和保護短路故障。②由于體積小,易于在有限的空間內(nèi)實現(xiàn)高壓環(huán)網(wǎng)方案,從而更好地突出箱式站體積小的特點。③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。④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。二、高壓受電設(shè)備2023/2/5第14頁沈陽工程學院目前大多數(shù)預(yù)裝式變電站都裝有避雷器，作為站內(nèi)變壓器和其它高壓受電設(shè)備的過電壓保護。3．預(yù)裝式變電站的過電壓保護2023/2/5第15頁沈陽工程學院10kV油浸變壓器—宜采用閥式避雷器和氧化鋅避雷器(MOA).

環(huán)氧樹脂干式變壓器—宜采用氧化鋅避雷器(MOA).

避雷器類型的選擇2023/2/5第16頁沈陽工程學院應(yīng)盡量靠近所要保護的變配電設(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Y，yn0或Y，yn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220V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2023/2/5第17頁沈陽工程學院目前各地區(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2023/2/5第18頁沈陽工程學院1．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，還要考慮變壓器出口處單相短路和開關(guān)保護性能，建議在箱式站變壓器容量為200～630kV時，采用DW10或DW15作為低壓主開關(guān)。當容量超過800kVA時，應(yīng)盡量選用DW15

開關(guān)。

（三）低壓饋電設(shè)備2023/2/5第19頁沈陽工程學院為提高單相接地保護的靈敏性，也可考慮在變壓器低壓側(cè)中性線上加裝零序保護電路，當?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)成的零序保護作用于低壓主開關(guān)，使之分斷電路。2．零序保護2023/2/5第20頁沈陽工程學院第三節(jié)預(yù)裝式變電站主回路典型方案舉例高壓側(cè)開關(guān)柜低壓側(cè)開關(guān)柜高壓負荷開關(guān)，或真空斷路器或由高壓負荷開關(guān)加高壓熔斷器組成的組合電器組合電器進線進線出線圖10-5預(yù)裝式變電站典型組合方案

出線電力電容器（無功補償）電力電容器投切開關(guān)電流互感器（測量或保護用）2023/2/5第21頁沈陽工程學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

2023/2/522沈陽工程學院通過晶閘管投切電容器將2個單向晶閘管反并聯(lián)用于電容投切無功補償時，應(yīng)在壓差接近零電壓時，開關(guān)閉合，投入工作；接到切斷信號時，則晶閘管自然關(guān)斷，即電流為零時關(guān)斷。這種方式的工作狀態(tài)非常理想，但它存在著一個