箱式變電站在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展

箱式變電站在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展

1、xbz1智能箱變u3000箱式變電站也稱為室外成套電站，在一些地方也被稱為組合變量，簡(jiǎn)稱“箱變”。它是一種將中壓壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、壓壓設(shè)備和低壓電設(shè)備結(jié)合在一起的成套電設(shè)備。國(guó)內(nèi)目前廣泛應(yīng)用的有“歐式箱變”、“美式箱變”以及國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)制造的國(guó)產(chǎn)式箱變,它們各具特點(diǎn)。歐式箱變可達(dá)1250KVA,體積較大,散熱條件差,需加裝機(jī)械排風(fēng)裝置。美式箱變由于變壓器冷卻片直接對(duì)外散熱,散熱條件相對(duì)較好,但外觀造型不太美觀,難與住宅小區(qū)等綠化環(huán)境配合。國(guó)內(nèi)一般僅制造630KVA容量以下的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)研制的國(guó)產(chǎn)式箱變,目前也有多種,但產(chǎn)品技術(shù)性能和指標(biāo)相差較大。隨著我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展及各地的電力建設(shè)的需要,原來(lái)應(yīng)用于輸變電系統(tǒng)的電力自動(dòng)化領(lǐng)域中的“四遙”監(jiān)控系統(tǒng)已開(kāi)始應(yīng)用到10/0.4kV用戶及低壓變電所中,由于城市高層建筑、大型公共建筑、多變電所用戶和無(wú)人值守化變電所的發(fā)展建設(shè),以“四遙”監(jiān)控為基本要求的智能配電系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域中已逐步推廣普及,并作為10kV以下變配電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置應(yīng)用到國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目、高層樓宇、大型公共建筑及多變電所用戶和無(wú)人值守變電所中。XBZ1智能型箱式變電站(以下簡(jiǎn)稱箱變))是在總結(jié)了已投運(yùn)的箱式變電站的運(yùn)行情況和近年來(lái)城網(wǎng)改造對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化要求的基礎(chǔ)上,而開(kāi)發(fā)研制的具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的電器成套產(chǎn)品。它主要用于額定電壓為12kV和35kV,變壓器容量最大至1600kVA及以下的住宅小區(qū)、大型工地、高層建筑、工礦企業(yè)及臨時(shí)性設(shè)施等場(chǎng)所。2、次箱變方案全能耗智能化該產(chǎn)品由具有通信功能的智能化元件采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接,實(shí)現(xiàn)箱式變電站管理的自動(dòng)化、智能化。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制、保護(hù)定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報(bào)表及設(shè)備維護(hù)信息管理等功能,使電力變配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、快速性、實(shí)時(shí)性得到質(zhì)的改變。本系列箱變其方案特點(diǎn)為:①在一次方案上兼顧到高壓側(cè)環(huán)網(wǎng)、終端,低壓側(cè)帶總開(kāi)關(guān)以及不帶總開(kāi)關(guān)各種方案。②在電能計(jì)量方面有高壓計(jì)量、低壓計(jì)量?jī)煞N方案。③在高壓?jiǎn)卧?、變壓器單元、低壓?jiǎn)卧糠纸Y(jié)構(gòu)布置上分為“目”字型和“品”字型兩種結(jié)構(gòu)方式。④在智能化方面分為高、低壓全智能,高壓智能和低壓智能三種類型,三種智能均有遙控高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、低壓側(cè)斷路器合分閘功能,以及遙控、遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)功能。⑤在箱體材料抗腐蝕性能方面,分為冷軋鋼板和高強(qiáng)玻璃纖維加特種水泥制作的非金屬外殼。3、智能系統(tǒng)(圖a和圖b)3.2缺相保護(hù)模塊設(shè)計(jì)智能型箱式變電站的二次系統(tǒng)采用智能模塊或箱變專用智能儀,均能實(shí)現(xiàn)下述功能:控制功能:可實(shí)現(xiàn)對(duì)高、低壓側(cè)斷路器遙合、遙分;并對(duì)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換位置進(jìn)行遙控操作等。保護(hù)功能:設(shè)有過(guò)流、電流速斷、瓦斯及溫度保護(hù)。當(dāng)主變采用熔斷器保護(hù)且高壓側(cè)選用負(fù)荷開(kāi)關(guān)時(shí),增設(shè)了高壓熔體缺相保護(hù),即當(dāng)某相熔體熔斷后,則切除變壓器低壓側(cè)負(fù)荷,并向調(diào)度系統(tǒng)發(fā)出故障信號(hào),減少用戶損失。信號(hào)功能:斷路器位置信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、功率因數(shù)自動(dòng)投切狀態(tài)信號(hào)、各種現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)及參數(shù)修改可在上位機(jī)(分站)或調(diào)度中心(總站)完成。測(cè)量功能:檢測(cè)電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)及變壓器油溫和油壓信號(hào)等電量參數(shù)。當(dāng)選用智能模塊實(shí)現(xiàn)上述功能(如選用ST系列模塊),每個(gè)斷路器對(duì)應(yīng)一個(gè)分散式單元,就地完成所有測(cè)量、控制、保護(hù)功能,并通過(guò)雙絞線與主機(jī)聯(lián)網(wǎng)。其特點(diǎn)是控制功能可根據(jù)用戶需求對(duì)箱變高、低壓系統(tǒng)分別進(jìn)行控制與監(jiān)測(cè),使系統(tǒng)隨機(jī)性強(qiáng),易能實(shí)現(xiàn)高、低壓全智能型和高、低壓分別智能控制。當(dāng)選用智能箱變專用智能儀(如選用BXU1.0智能控制終端),可實(shí)現(xiàn)高、低壓系統(tǒng)用一專用裝置實(shí)現(xiàn)主站通過(guò)總線對(duì)開(kāi)關(guān)、電網(wǎng)的遠(yuǎn)程測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、通訊,其特點(diǎn)是體積小、安裝方便、價(jià)格便宜。4、高壓開(kāi)關(guān)智能模塊的電路設(shè)計(jì)現(xiàn)介紹一例高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備為終端型智能化箱式變電站。圖1所示為終端型智能化箱式變電站的系統(tǒng)原理圖。高壓部分的智能模塊ST400稱作智能測(cè)控單元,能實(shí)現(xiàn)“三遙”功能,可以測(cè)量各種電力參數(shù),控制一臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)的分合閘,并能實(shí)施監(jiān)視開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。ST—DP為通信模塊,因所有系統(tǒng)均采用Profibus—DP總線方式,當(dāng)系統(tǒng)采用。Modbus—RTU總線方式時(shí),取消ST—DP通信單元。高壓開(kāi)關(guān)采用真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)+高壓熔斷器,或壓氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)+高壓熔斷器組成高壓組合電器。由于箱變高壓開(kāi)關(guān)處于分閘位置時(shí),低壓部分失電,故高壓開(kāi)關(guān)的電動(dòng)控制電壓以及ST400的工作電壓為DC24V,其電源來(lái)自安裝在低壓室內(nèi)的帶有浮充裝置的直流電源。高壓開(kāi)關(guān)智能模塊的線路如圖2所示。測(cè)控模塊ST400測(cè)量部分分電壓測(cè)量和電流測(cè)量,因箱變中有帶電顯示器,如要測(cè)量電壓需加裝電壓互感器,在上圖中沒(méi)有作出。把ST400中的開(kāi)關(guān)量輸入接點(diǎn)(17,21)和高壓開(kāi)關(guān)的輔助常開(kāi)接點(diǎn)相連,可檢測(cè)高壓開(kāi)關(guān)的合分閘狀態(tài),ST400輸出回路中的輸出觸點(diǎn)(25、26)和(22、23)是兩對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn),分別和高壓開(kāi)關(guān)電操機(jī)構(gòu)的合閘繼電器、分閘繼電器線圈串接,控制高壓開(kāi)關(guān)的合分閘。以上信息通過(guò)RS—485通信接口至通信單元ST—DP→集線器→上位機(jī),在上位機(jī)上通過(guò)YS200軟件達(dá)到“四遙”(遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信)的目的。(2)控制器分配電路低壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)選用蘇州智能配電自動(dòng)化有限公司H型智能控制器配套的萬(wàn)能式斷路器,該控制器除了具有保護(hù)、查詢、自診斷功能外,還具有“四遙”功能:智能控制器的三相四線電壓信號(hào)從斷路器的上進(jìn)線進(jìn)入控制器的接口(21、22、23、24),而電流信號(hào)則取樣于控制器內(nèi)置電流互感器?？刂破饕鰺o(wú)源觸點(diǎn),“16、17”為遙控“分閘”觸點(diǎn)?！?8、19”為遙控“合閘”觸點(diǎn)。由于觸點(diǎn)容量小(DC24V/1A),需通過(guò)繼電器模塊ST201轉(zhuǎn)換后至斷路器本體進(jìn)行遙控控制。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的無(wú)源觸點(diǎn),其容量已達(dá)到5A/AC240V,7A/DC24V,則無(wú)需采用繼電器模塊,直接引入斷路器本體。智能控制器10#、11#引腳分別為RS-485A和RS-485B通信引出線至ST—DP到集線器,再?gòu)募€器T06到上位機(jī)實(shí)現(xiàn)“四遙”功能。(3)低效電設(shè)備低壓的饋電部分如采用塑殼斷路器來(lái)達(dá)到“遙控”、“遙信”,則塑殼斷路器需要裝電操機(jī)構(gòu),并有輔助常開(kāi)接點(diǎn)。(4)監(jiān)控方案的確定—能測(cè)控單元和監(jiān)控軟件本智能測(cè)控單元為ST412,工作電壓為AC220V,開(kāi)關(guān)量輸入接點(diǎn)接入塑殼斷路器的輔助常開(kāi)觸點(diǎn),達(dá)到“遙信”的目的。輸出接點(diǎn)也因容量小而需繼電器模塊ST201轉(zhuǎn)換,來(lái)控制斷路器的電操機(jī)構(gòu),輸出電流的測(cè)量可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)儀表ST440來(lái)完成。以上輸出信號(hào)通過(guò)各有的RS—485通信端引入ST—DP通信單元到集線器T06,T06至控制室的上位機(jī)。所述系統(tǒng)均采用Profibus—DP總線方式,當(dāng)系統(tǒng)為Modbus—RTU總線方式時(shí),取消所有的ST—DP通信單元。通信的導(dǎo)線采用雙絞單芯直徑為0.64mm的A類屏蔽線。也可用無(wú)功補(bǔ)償器接觸器的輔助常開(kāi)接點(diǎn)引入ST412達(dá)到“遙信”的目的。用戶可以在控制室的上位機(jī)上,通過(guò)YS200監(jiān)控軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行“四遙”控制。YS200智能電力監(jiān)控系統(tǒng)是集監(jiān)視、測(cè)量、控制和通信等多種功能于一體的智能型監(jiān)控系統(tǒng),是一種開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化、單元化、可擴(kuò)展性好的智能配電系統(tǒng)。目前,國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)箱變智能模塊的公司較多,它們都有各自的優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,新型