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(jì)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。第一節(jié)概述2023/2/5第2頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院其構(gòu)造大體上是一個(gè)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(gè)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(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院“歐式箱變”的最大特點(diǎn)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(gè)外殼之中，主回路采用電纜和母線排連接，一個(gè)箱變內(nèi)可放置一臺(tái)或多臺(tái)變壓器，產(chǎn)品尺寸變化較大，用戶可對(duì)高低壓元件、柜型、變壓器型號(hào)作自由選擇?！皻W式箱變”的特點(diǎn)2023/2/5第4頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院“美式箱變”的設(shè)計(jì)理念是全絕緣、全封閉、免維護(hù)。最大特點(diǎn)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(jiǎn)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(diǎn),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?！懊朗较渥儭碧攸c(diǎn)2023/2/5第5頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院預(yù)裝式變電站優(yōu)點(diǎn)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(fèi)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(jiǎn)便，免維護(hù)或少維護(hù)。

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(yáng)工程學(xué)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(fēng)速不超過35m／s。(4)空氣相對(duì)濕度不超過90％(+25℃時(shí))。(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(diǎn)應(yīng)無火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)、化學(xué)腐蝕及劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所。二、預(yù)裝式變電站的正常使用條件2023/2/5第7頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)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(fēng)和自動(dòng)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(jì)，采用油浸式負(fù)荷開關(guān)三、預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)及型號(hào)含義2023/2/5第8頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)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(yáng)工程學(xué)院（二）預(yù)裝式變電站的型號(hào)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(jì)序號(hào)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(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)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(dāng)放寬至lOOOkVA。更大容量的預(yù)裝式變電站可作為非標(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2023/2/5第11頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院2．變壓器室的通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)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(duì)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(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院4．電壓波動(dòng)當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，而用戶對(duì)電壓質(zhì)量要求較高時(shí)，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(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)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(fù)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(chǎng)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)短路故障。②由于體積小,易于在有限的空間內(nèi)實(shí)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(diǎn)。③線路簡(jiǎn)單，維修保養(yǎng)工作量小，特別適合箱式站無人值班的實(shí)際使用情況。④成本大大降低，突出了箱式站的自身特點(diǎn)，增加了與土建變電站的競(jìng)爭(zhēng)能力。二、高壓受電設(shè)備2023/2/5第14頁(yè)沈陽(yáng)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)變壓器和其它高壓受電設(shè)備的過電壓保護(hù)。3．預(yù)裝式變電站的過電壓保護(hù)2023/2/5第15頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)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(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院應(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(diǎn)確定2023/2/5第17頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院目前各地區(qū)供電部門對(duì)預(yù)裝式變電站用電計(jì)量是以高壓計(jì)量還是以低壓計(jì)量的要求不同。因此預(yù)裝式變電站究竟采取哪種計(jì)量辦法，應(yīng)由各地供電部門規(guī)定，但在統(tǒng)一設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給高壓計(jì)量柜留位。4．預(yù)裝式變電站的計(jì)量問題2023/2/5第18頁(yè)沈陽(yáng)工程學(xué)院1．低壓主開關(guān)的選型

在選擇低壓側(cè)主開關(guān)時(shí)，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量為200～630kV時(shí)，采用DW10或DW15作為低壓主開關(guān)。當(dāng)容量超過800kVA時(shí)，應(yīng)盡量選用DW15

開關(guān)。

（三）低壓饋電設(shè)備2023/2/5第19頁(yè)沈陽(yáng)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(shí)，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?．零序保護(hù)2023/2/5第20頁(yè)沈陽(yáng)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)開關(guān)柜低壓側(cè)開關(guān)柜高壓負(fù)荷開關(guān)，或真空斷路器或由高壓負(fù)荷開關(guān)加高壓熔斷器組成的組合電器組合電器進(jìn)線進(jìn)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(bǔ)償）電力電容器投切開關(guān)電流互感器（測(cè)量或保護(hù)用）2023/2/5第21頁(yè)沈陽(yáng)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(shí)，由于電容器的電流與電容電壓對(duì)時(shí)間的微分成正比，當(dāng)接觸器投入時(shí)，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(shí)，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(duì)電容和接觸器產(chǎn)生危害，同時(shí)也干擾電網(wǎng)中其它電子設(shè)備的正常運(yùn)行。

通過接觸器投切

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