35kV箱式变电站工程设计成人高等教育毕业设计题目:35kV箱式变电站设计学生姓名:***专业:电气工程及其自动化完成时刻:2012年4月20日箱式变电站又称户外成套变电站,立即高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起,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,专门适用于矿山、住宅小区等都市公用设施,用户可按照不同的使用条件、负荷等级选择箱式变电站。
箱式变电站进展于20世纪60年代至7 0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,进入20世纪90年代中期,国内开始显现简易箱式变电站,并得到了迅速进展。
随着中国都市现代化建设的飞速进展,都市配电网的持续更新改造,必将得到广泛的应用。
本课题的要紧内容包括箱式变电站的进展应用,箱式变电站的结构分类,以及箱式变电站一次系统设计极其设备选型以及二次系统设计。
35kV 箱式变电站的设计高压侧额定电压为35kV,低压侧额定电压为10kV,主变压器容量为5000kV A。
主接线采纳单母线分段接线。
关键词:箱式变电站;结构,一次系统,二次系统摘要Ⅰ目录Ⅰ第一章引言1第二章箱式变电站的类型、结构与技术特点22.1 箱式变电站的类型22.2 箱式变电站的技术特点22.3 箱式变电站的箱体要求 3第三章35kV箱式变电站的总体结构设计53.1 箱式变电站对主接线的差不多要求 53.2 主接线的选择 53.3 高压接线方式 63.4 箱式变电站箱体的确定63.5 变压器的散热处理63.6 箱式变电站总体布置 7第四章35KV箱式变电站一次系统设计与设备选型8 4.1 一次系统设计 84.2 箱式变电站设备选型应注意的方面 84.3 设备选型的差不多原理84.4 高压一次设备的选型 84.5 低压一次设备选型94.6 高压熔断器的选择134.7 开关柜的选型 13第五章35kV箱式变电站二次系统设计135.1 二次系统的定义及分类145.2 电气测量外表及测量回路145.3 二次系统设计 155.4 断路器操纵与信号回路155.5 操纵回路设计 23参考文献28致谢29第一章引言随着矿山机电的进展,要求高压直截了当进入负荷中心,形成高压受电---变压器降压---低压配电的供电格局,因此供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化的方向进展,箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品,因而在矿山电网中得到广泛应用。
箱式变电站外壳采纳钢板或者合金板,配有双层顶盖,隔热性好。
外壳及骨架全部通过防腐处理,具有长期户外使有的条件。
外形及色彩可与环境相互和谐一致。
安装方便。
箱变高压侧采纳负荷开关加限流熔断器爱护。
发生一相熔断器熔断时,用熔断器的撞针使负荷开关三相同时分闸,幸免缺相运行。
低压侧采纳负荷开关加限流熔断器爱护,自动空气开关欠电压爱护或过电流爱护就会动作,低压运行可不能发生。
第二章箱式变电站的类型、结构与技术特点2.1 箱式变电站的类型箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。
美式预装式变电站在我国叫做“预装式变电站”或“美式箱变”,它将变压器器身、高压负荷开关、熔断器及高低连线置于一个共同的封闭油箱内,构成一体式布置。
用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质。
同时,安装有齐全的运行检视仪器外表,如压力计,压力开释阀,油位计,油温表等。
欧式预装式变电站往常在我国适应称为“组合式变电站”,它是将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置布置在三个不同的隔室内,通过电缆或母线来实现电气连接。
2.2 箱式变电站的技术特点箱式变电站的高压室一样是由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器等组成的,能够进行停送电操作同时有过负荷和短路爱护。
低压室由低压空气开关、电流互感器、电流表、电压表等组成的。
箱式变中的电器设备元件,均选用定型产品,元器件的技术性能均满足相应的标准要求。
各电器元件之间采纳了机械联锁,各电器元件都安装在有足够强度和刚度的结构上,以便于导线的连接。
操作采纳电动方式,不需另配电源,由TV 引出即可。
另外箱式变还都具有电能检测、显示、计量的功能,并能实现相应的爱护功能,还设有专用的接地导件,并有明显的接地标志。
此外为适应户外工作环境,箱式变电站的壳顶一样都采纳隔层结构,内装有隔热材料,箱体底部和各室之间都有冷却进出风口,采纳自然风冷和自动操纵的强迫风冷等多种形式,以保证电气设备的正常散热,具有防雨、防尘、防止小动物进入等措施。
目前,国内生产的箱式变的电压等级:高压侧为 3 ~35 kV、低压侧为0.4 ~10kV 。
箱式变电站有如下特点:(1)技术先进安全可靠箱体部分采纳目前国内领先技术及工艺,外壳一样采纳镀铝锌钢板,框架采纳标准集装箱材料及制作工艺,有良好的防腐性能,保证20年不锈蚀,内封板采纳铝合金扣板,夹层采纳防火保温材料,箱体内安装空调及除湿装置,设备运行不受自然气候环境及外界污染阻碍,可保证在-40℃~+40℃的恶劣环境下正常运行。
箱体内一次设备采纳单元真空开关柜、干式变压器、干式互感器、真空断路器(弹簧操作机构)等国内技术领先设备,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,二次采纳微机综合自动化系统,可实现无人值守。
(2)工厂预制化设计时,只要设计人员按照变电站的实际要求,作出一次主接线图和箱外设备的设计,就能够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,真正实现变电所建设工厂化,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、爱护定值校验、传动试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天的时刻,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,每个箱体均构成一个独立系统,这就使得组合方式灵活多变。
(4)占地面积小。
(5)投资省、见效快箱式变电站较同规模综自变电站减少投资40%~50%。
2.3 箱式变电站的箱体要求(1)箱体内照明、通风、防沙、散热应满足正常运行、爱护要求,并应加装温度、湿度测量表计、凝露器、烟雾报警装置,并将温度、湿度、凝露、烟雾报警探头信号接入综合自动化系统,要考虑安装通讯设备的位置。
(2)箱顶应考虑自然排水功能。
(3)要抗紫外线辐射,抗暴晒性能好,不易导热可幸免因外部温度过高而引起箱体温度升高。
(4)防潮性能好,可不能因冷热突变而产生凝露。
(5)防腐、防裂、阻燃、防冻性能好。
(6)要机械强度高,耐压抗张,抗冲击。
(7)对环境有良好的和谐性,能美化环境,可适应各种气候条件,外形美观,结构紧凑,箱体占地面积少,节约土地。
第三章35kV箱式变电站的总体结构设计3.1 箱式变电站对主接线的差不多要求概况地讲,对主接线的差不多要求包括安全、可靠、灵活、经济四个方面安全包括设备安全及人身安全。
要满足这一点,必须按照国家标准和规范的规定,正确选择电气设备及正常情形下的监视系统和故障情形下的爱护系统,考虑各种人身安全的技术措施。
可靠确实是主接线应满足对不同负荷的不中断供电,且爱护装置在正常运行时不误动、发生事故时不拒动,能尽可能的缩下停电范畴。
为了满足可靠性要求,主接线应力求简单清晰。
电器是电力系统中最薄弱的元件,因此不应当不适当地增加电器的数目,以免发生事故。
灵活是用最少的切换,能适应不同的运行方式,适应调度的要求,并能灵活、简便、迅速地倒换运行方式,使发生故障时停电时刻最短,阻碍范畴最小。
因此,电气主接线必须满足调度灵活、操作方便的差不多要求。
经济是指在满足了以上要求的条件下,保证需要的设计投资最少。
在主接线设计时,要紧矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。
欲使主接线灵活、可靠,必须要选用高质量的设备和现代化的自动装置,从而导致投资费用的增加。
因此,主接线的设计应满足可靠性和灵活性的前提下,做到经济合理。
要紧应从投资声、占地面积少、电能损耗小等几个方面综合考虑。
3.2 主接线的选择主接线采纳单母线分段接线,单母线分段接线是采纳断路器(或隔离开关)将母线分段,通常是分成两段。
母线分段后可进行分段检修,关于重要用户,能够从不同段引出两个回路,当一段母线发生故障时,由于分段断路器在继电爱护作用下自动将故障段迅速切除,从而保证了正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。
两段母线自动同时故障的机遇专门小,能够不予考虑。
在供电可靠性要求不高时,亦可用隔离开关分段,任一段母线发生故障时,将造成两断母线同时停电,在判定故障后,拉开分段隔离开关,完好段即可复原供电。
3.3 高压接线方式高压侧,采纳负荷开关+限流熔断器作为就压器的主爱护,一样有环网、双电源和终端三种供电方式,有两组插入式熔断器和后备爱护熔断器串联进行分段范畴爱护。
限流熔断器一相熔断时必须能联动跳开三相负荷开关,不发生缺相运行。
3.4 箱式变电站箱体的确定箱体的底座和骨架一样采纳槽钢和角钢焊接而成,顶盖和四壁采纳金属板内衬阻燃材料压制而成,能起到隔热的作用。
按照当地实际情形,可在订货时对主体结构提出相应的要求。
我县地处盐碱地带,对设备的抗腐蚀性能要求较高,因此除主体框架采取了防腐工艺加工外,箱体的整体外层衬板采纳了0.5mm厚的不锈钢板。
箱体的密封和防尘是一个重要方面,专门是爱护装置对防尘等指标要求较高,应引起重视。
箱体的底板下面,一样作为电缆室,在考虑箱体基础的设计时,应顾及到电缆的安装和爱护方便,应考虑人员出入、通风以及照明等方面的要求。
3.5 变压器的散热处理变压器设置有二种方式:一种将变压器外露,另一种将就压器安装在封闭隔室内。
35kV箱式变电站变压器采纳第二种接线方式,将变压器安装在封闭的变压器隔室内。
为了通风,变压器室的箱体上设置百叶窗。
百叶窗结构,使气流能到里面去,而灰尘被分离。
有为防止灰尘对绝缘的阻碍,在变压器连接处加上绝缘防护罩。
3.6 箱式变电站总体布置35kV箱式变电站高压室额定电压35kV ,低压室额定电压10kV。
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、能够移动等特点。
箱式变电站要紧包括4部分,分不为框架、高压室、低压室、变压器室。
(1)框架:差不多结构是由槽钢、角钢和钢板焊接而成,门和顶盖用钢板制作。
(2)高压室:装备真空断路器。
(3)低压室:装备固定式低压配电屏、包括主开关柜、计量柜等。
(4)变压器室:配备5000kV A油浸式变压器。
第四章35KV箱式变电站一次系统设计与设备选型4.1 一次系统设计35kV母线采纳单母线接线,10kV侧母线采纳单母线分段接线。
箱体采纳了双层密封,双层铁板间充入高强度聚胺脂,具有隔温、防潮等特点。
外层采纳不锈钢体,底盘钢架采纳金属喷锌技术,有良好的防腐性能。