箱式變電站是一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，機(jī)電一體化，全封閉運(yùn)行。
一、箱式變電站的特點(diǎn)
箱式變電站主要由多回路高壓開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、鎧裝母線、變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、通訊、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)量、電容補(bǔ)償及直流電源等電氣單元組合而成，主要有以下特點(diǎn)。
(一)技術(shù)先進(jìn)，安全可靠
箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)技術(shù)及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在-40~+40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。箱體內(nèi)一次設(shè)備采用全封閉高壓開(kāi)關(guān)柜(如xgn型)、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器、彈簧操作機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)隔離開(kāi)關(guān)等國(guó)內(nèi)技術(shù)設(shè)備，產(chǎn)品無(wú)裸露帶電部分，為全封團(tuán)、全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。
(二）自動(dòng)化程度高
全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電站微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，可實(shí)現(xiàn)“四遙”，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào),每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制和遠(yuǎn)方煙霧報(bào)警，滿足無(wú)人值班的要求；根據(jù)需要還可實(shí)現(xiàn)圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控。
箱式變電站的型式可以分為普通和緊湊型兩類。普通型箱式變電站有ZBW型和XWB型等，緊湊型箱式變電站有ZB1-336型和GE型等。箱式變電站10kV配電裝置不用斷路器，常用的有FN5-10型或FN7-10型負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器和環(huán)網(wǎng)供電裝置，并從鄰近架空線支接到變壓器高壓端。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同及采用元器件的不同，分為歐式和美式兩種典型風(fēng)格。
二、箱式變電站的應(yīng)用
(一）箱式變電站的布局與接線
目前我國(guó)正在使用的箱式變電站的高壓室、變壓器室和低壓室一般按“目”字形或“品”字形布置。“目”字形布置與“品”字形布置相比接線較為方便，故大都采用“目”字形布置。如圖5-39所示。
(a)目字形布局；(b)品字形布局
箱式變電站有多種高壓接線方式，常用的高壓接線方案有:終端、雙電源、環(huán)網(wǎng)等接線方式。在高壓回路中，通常采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)與限流熔斷器組合的保護(hù)方式，負(fù)荷開(kāi)關(guān)通常采用真空或六氟化硫開(kāi)關(guān)，額定電流為630A，動(dòng)、熱穩(wěn)定電流分別為50kA和20kA。變壓器通常采用常規(guī)的、性價(jià)比高的油浸式或干式變壓器，如S11系列等。低壓接線方案非常繁多，出線保護(hù)多采用空氣開(kāi)關(guān)或刀熔開(kāi)關(guān)，回路多可達(dá)20路，具有無(wú)功補(bǔ)償和多路計(jì)量功能。目前根據(jù)市場(chǎng)的需求，亦有安裝低壓電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的產(chǎn)品，可確保重要用戶的供電可靠性。
(二)歐美箱式變電站類別
(1)拼裝式變電站。拼裝式變電站將高、低壓成套裝置及變壓器裝入金屬箱體，高、低壓配電裝置間還留有操作走廊，這種型式的箱式變電站體積較大，現(xiàn)在已較少使用。
(2)組合裝置型變電站。組合裝置型變電站的高、低壓配電裝置不使用現(xiàn)有的成套裝置，而是將高、低壓控制、保護(hù)電氣設(shè)備直接裝入箱內(nèi)，使之成為一個(gè)整體。由于總體設(shè)計(jì)是按免維護(hù)型考慮的，箱內(nèi)不需要操作走廊，這樣可以減小箱式變電站的體積，這種型式是歐式箱變電站普遍采用的型式。
(3)一體型變電站。興體型變電站就是所謂的美式箱變電站。它是在簡(jiǎn)化高、低壓控制、保護(hù)裝置的基礎(chǔ)上，將高、低壓配電裝置與變壓器主體一起裝入變壓器油箱，使之成為一個(gè)整體。這種型式的箱式變電站體積更小，其體積近似于同容量的普通型油浸變壓器，僅為同容量歐式箱變電站體積的1/3左右。
(三）箱式變電站的應(yīng)用要點(diǎn)
(1)應(yīng)有降溫措施。箱式變電站的變壓器一般放在箱體內(nèi)，夏季在太陽(yáng)光的照射下變壓器室溫度很高，散熱困難。因此GB/T17467標(biāo)準(zhǔn)做了規(guī)定:變壓器在外殼內(nèi)部的溫升超過(guò)同一變壓器在外殼外部測(cè)得溫升的差值，不應(yīng)大于外殼級(jí)別規(guī)定的數(shù)值，如10K、20K或30K，否則必須采取降溫措施。防日照輻射的措施主要有:在變壓器的四周壁添加隔熱材料；采取雙層夾板結(jié)構(gòu)；頂蓋采用空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)；強(qiáng)迫通風(fēng)措施。DL/T537標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻。當(dāng)強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻時(shí)，一般應(yīng)在變壓器隔室內(nèi)裝設(shè)不少于2臺(tái)容量相當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)。強(qiáng)迫通風(fēng)措施大致有兩種:一種以變壓器上部空氣溫度作為風(fēng)扇動(dòng)作整定值；另一種是以變壓器內(nèi)上層油溫不超過(guò)65℃作為動(dòng)作整定值。
(2)應(yīng)有防凝露措施。因歐式箱變電站不是全密封結(jié)構(gòu)，箱體內(nèi)部比較容易發(fā)生凝露。因此歐式箱變電站的高、低壓室應(yīng)裝設(shè)適當(dāng)?shù)尿?qū)潮裝置(如溫度凝路控制器等)，以防止因凝露而影響電氣元件的絕緣性能和對(duì)金屬材料的銹蝕。
三、箱式變電站的運(yùn)行與維護(hù)
箱式變電站在安裝、驗(yàn)收、交接性試驗(yàn)、試車、運(yùn)行與維護(hù)等方面陳應(yīng)遵守電力部門(mén)要求執(zhí)行的各項(xiàng)規(guī)定外，還應(yīng)注意以下事項(xiàng):用戶收貨時(shí)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定仔細(xì)檢查，對(duì)于不馬上安裝的產(chǎn)品，應(yīng)按正常使用條件規(guī)定，存放于適當(dāng)?shù)膱?chǎng)所。產(chǎn)品應(yīng)采用專用吊具底部起吊。產(chǎn)品水平安放在事先做好的基礎(chǔ)上，裝好4只地腳螺栓(可采用二次澆灌法)，然后將產(chǎn)品底座與基礎(chǔ)之間的縫隙用水泥砂漿抹封，以免雨水進(jìn)入電纜室。通過(guò)高、低壓室的底封板接人高，低壓電纜。電纜與穿管之間的縫隙密封防水。箱式變電站高壓側(cè)無(wú)論是采用架空進(jìn)線還是電纜進(jìn)線，均應(yīng)在變電站附近設(shè)置高壓側(cè)進(jìn)線的明顯可見(jiàn)的斷口(如跌落式熔斷器等)，從而向維修操作人員明確顯示變電站內(nèi)是否帶電，以確保維修操作人員的安全。產(chǎn)品安裝就位后應(yīng)做好可靠接地:電站底座槽鋼上的兩個(gè)主接地端子、變壓器中性點(diǎn)及外殼、避雷器下樁頭等均應(yīng)分別由安裝部門(mén)直接接地。所在接地應(yīng)共用一組接地裝置，其接地電阻應(yīng)小于4Q，從接地網(wǎng)引至本產(chǎn)品的接地引線應(yīng)不少于2條。
箱式變電站在安裝完畢或維修后，投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行如下檢驗(yàn)和試驗(yàn):變電站內(nèi)是否清潔；操作機(jī)構(gòu)是否靈活；主要電器的通斷是否靈活可靠；電器輔助觸頭的通斷是否可靠準(zhǔn)確；表計(jì)及繼電器動(dòng)作是否準(zhǔn)確無(wú)誤；儀表及互感器的變比及接線極性是否正確；所有電器安裝螺母是否擰緊，安裝是否牢固可靠；母線連接是否良好，其支持絕緣子、夾持件是否安裝可靠；電器的整定值是否符合要求，熔斷器熔芯規(guī)格是否正確；主電路及輔助電路的接點(diǎn)是否符合電氣原理圖要求；產(chǎn)品內(nèi)部保護(hù)接地系統(tǒng)的電阻應(yīng)小于0.01Q；各部分應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的電壓等級(jí)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
箱式變電站中所有元件按各自規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行維護(hù)。若選用的變壓器為油浸式，每年應(yīng)按規(guī)定至少進(jìn)行一次油樣分析檢查。運(yùn)行中的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，經(jīng)20次帶負(fù)荷或2000次無(wú)負(fù)荷分合閘操作后，應(yīng)檢查觸頭情況和滅弧裝置的損耗程度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)檢修或更換。低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備自動(dòng)跳閘后，應(yīng)檢查分析跳閘原因，待排除故障后，方能重新投運(yùn)。避雷器每年應(yīng)在雷雨季節(jié)到來(lái)之前進(jìn)行一次預(yù)防性試驗(yàn)。檢修高壓開(kāi)
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