35kV箱式變電站設計

韓斌

【摘 要】在我國目前箱式變電站使用的廣泛、各行各業都在使用，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、可移動的鋼結構箱體內，機電一體化，全封閉運行，特別適用于負荷集中的經濟開發區、工廠、礦山、住宅小區等城市公用設施，用戶可根據不同的使用條件、負荷等級選擇箱式變電站。

【關鍵詞】箱式變電站；一次系統；二次系統；設計；選型

1、35kV箱式變電站的總體結構設計

1.1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）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。

1.2高壓接線方式。高壓側，采用負荷開關+限流熔斷器作為變壓器的主保護，一般有環網、雙電源和終端三種供電方式，限流熔斷器一相熔斷時必須能聯動跳開三相負荷開關，不發生缺相運行。

1.3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襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作用。根據當地實際情況，可在訂貨時對主體結構提出相應的要求。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，應引起重視。箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體基礎的設計時，應顧及到電纜的安裝和維護方便，應考慮人員出入、通風以及照明等方面的要求。

1.4變壓器的散熱處理。變壓器設置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內。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。為了通風，變壓器室的箱體上設置百葉窗。百葉窗結構，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。

1.5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。在結構設計上具有防壓、防雨和防小動物等措施及占地面積小、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。

2、35KV箱式變電站一次系統設計與設備選型

2.1一次系統設計。35kV母線采用單母線接線，10kV側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，有良好的防腐性能。內層采用鋁合金扣板箱體內安裝空調及除濕裝置，從而是設備運行不受自然環境及外界污染的影響。

2.2箱式變電站設備選型應注意的方面

（1）箱變內的一次設備，應以無油、免維護或少維護設備為宜。斷路器可采用真空斷路器CT操作，電流互感器、電壓互感器和站用變應選用干式設備。（2）因箱變內空間狹小，實際運行中掛、拆接地線很不方便，所以許多箱變在開關柜單元裝設了接地開關，但受空間限制，一些箱變廠家將接地開關與隔離開關采用了連動的形式，拉開隔離開關，則接地開關閉合；合上隔離開關，則接地開關拉開。（3）箱變內的開關柜應留有適當的觀察窗，以便于觀察運行設備的狀況。

2.3設備選型的基本原理。正確的選擇電器是使用電氣主接線和配電裝置達到安全、經濟運行的重要條件。在進行電器選擇時應根據工程實際情況，按照有關設計規范，在保證安全可靠的前提下，積極而穩妥的采用新技術，并注意節省投資，選擇合適的電器。電器設備選擇要考慮電器裝置的環境條件和電氣要求。環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備的電壓、電流、頻率等方面的要求；對一些斷路電器如開關、熔斷器等，還應考慮起斷流能力。

2.4高壓一次設備的選型。高壓一次設備的選擇，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，同時設備應安全可靠的運行，運行維護方便，投資經濟合理。

2.5低壓一次設備選型。低壓一次設備的選擇，與高壓一次設備的選擇一樣，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；同時設備工作安全可靠，運行維護方便，投資經濟合理。

2.6高壓熔斷器的選擇。熔斷器額定電流的選擇，除了根據環境條件確定采用戶內或戶外，還包括熔管的額定電流和熔體的額定電流選擇。

2.7開關柜的選型。制造廠生產各種不同電路的開關柜、配電屏或標準元件，品種很多。設計時可按照主接線選擇相應電路的柜、屏或元件，組成一套配電裝置。高壓開關柜和低壓配電屏的選擇，應滿足變配電所一次電路圖的各要求并經幾個方案的技術經濟比較后，優選出柜、屏的型式及其一次線路方案編號，同時確定其中所有一、二次設備的型號和規格。向開關電器廠訂購高壓開關柜時應向廠家提供一、二次電路的圖紙及有關技術資料。

3、35kV箱式變電站二次系統設計

3.1二次系統的定義及分類。箱式變電站的設備通常可分為一次設備和二次設備兩大類。主接線所連接的都是一次設備，而二次設備是指測量表計、控制及信號設備、繼電保護設備、自動裝置和運動裝置等。根據測量、控制、保護和信號顯示的要求，表示二次設備相互連接關系的電路，稱為二次接線或二次回路。按二次接線電源性質分，有交直流回路，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。

3.2電氣測量儀表及測量回路。為了保證供電系統的安全運行和用戶的安全用電，使一次設備安全、可靠、經濟地運行，必須在變（配）電站中裝設電氣測量儀表，以監視其運行狀況。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備運行監視和計量的要求，并力求外形美觀，便于觀測，經濟耐用等。

3.3二次系統設計。全站智能化設計，保護系統采用變電站微機自動化保護裝置，該系統做為分層、分布式多CPU的綜合自動化系統，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、實時數據采集、運行工況監視、控制操作、自動控制與調節及全部遠動功能。系統采用分布式控制系統，配置、擴展、組態靈活、控制管理集中、功能分散，數據處理實時性強，傳輸安全可靠，操作靈活方便。

3.4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、控制電纜和操作機構等組成。

3.5控制回路設計

（1）計算機監測與控制系統都有合閘與分閘繼電器輸出接點，將其并連接到開關柜的合分閘開關或按鈕上就可以進行遠方合分閘操作。（2）計算機監測與控制系統的合分閘繼電器接點與開關柜上合分閘開關或按鈕之間應設計手動與遠方自動轉換開關。（3）10KV及以上的供配電系統需要計算機監測與控制系統進行遠方合分閘操作時，其控制開關應取消不對應接線，可以選用自復位式轉換開關，也可選用控制按鈕。

所有進入計算機監測與控制系統的遠方操作開關的手動分閘操作開關或按鈕應有一對獨立的常開接點引到計算機監測與控制系統，以便在人工手動分閘時給計算機監測與控制系統一個開關量輸入信號，以防止人工就地手動分閘時出現誤報信號。

【參考文獻】

[1]張紀會.箱式變電站智能監控探討分析[J].裝備維修技術，2019（02）：143+64.