箱式变电站是一种高压开关设备,配电变压器和低压配电装置,根据工厂预制室内、室外紧凑配电设备、高压电源、变压器降压、低压配电功能有机结合,安装在防潮、防锈、防尘、老鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、移动钢结构箱、全封闭运行,特别适合城市网络建设和改造,是土建变电站后崛起的新变电站。
箱式变电站适用于矿山、工厂和企业、油气田和风力发电站。它取代了原有的土建配电室和配电站,成为一种新型的成套变配电装置。箱式变电站适用于居民区、城市公共变电站、繁华市中心、建筑电源等。
■箱式变电站适用场所:
1.用作路灯箱变化:欧洲箱变化和美国箱变化在小负荷电力系统中都比传统土建电房有优势。因为箱式变电站的成本比普通电房低很多,外观也很漂亮,式变电站也可以采用景观外壳,这是一条美丽的风景线。
2.公园、社区用电:在公园、社区等地方也经常使用箱式变电站供电,公园、社区往往追求美观,占用空间,箱式变电站很好地解决了这两个问题,外观美观,占地面积小。
3.工矿用电:由于地形复杂,时间成本高,工厂、矿山等地区对供电设备要求高。箱式变电站安装方便,现场施工量少,保护等级为IP33、可大大减少施工量和工期,安装在地形复杂的地区。
4.临时用电:施工单位经常随着施工现场的迁移而改变用电地点,因此需要一套可移动的配电设备。箱式变电站具有良好的移动性和足够大的负载能力,完全可以满足施工现场的临时用电需求。
■箱式变电站分类及优缺点:
■如何配置箱式变电站:
一、箱变高压侧配置
(1)箱变根据高压侧的一次接线方式分为终端型和环网型。不需要考虑另一个接线是终端箱变:如果高压侧是一进多出(多为一进两出或三出,或两进一出或两出),可视为环网箱变。
(2)欧式箱变高压侧有断路器配置,也有负荷开关-保险丝组合保护。考虑到箱变成本,容量不超过800kV·A后者多用于箱变,高压侧保护配置要求不高。
(3)欧式箱变内配置的高压负荷开关多为FLN-12型六氟化硫负荷开关。
(4)保护用高压熔断器熔体的额定电流如下:
Irr=KIgmax
式中Irr——熔体的额定电流,A;
K——系数,一般可取1.3:
Igmax——变压器高压侧额定电流。
(5)考虑到操作和维护的安全,欧式箱变高压侧配置应满足以下要求。
①负荷开关断开时有接地装置,保证维护安全。
②负荷开关和隔离开关确保相互锁定,确保操作安全。
(6)由于高压负荷开关、熔断器组合电器和变压器组装在同一油浸箱中,包括位置负荷开关、储备保险丝、插入式保险丝和变压器。其环网类型是通过转换位置负荷开关的内部连接端实现的。
二、箱变低压总配电柜配置
箱式低压总配电柜一般需配备进线低压隔离开关、低压总断路器和低压总计量装置。低压隔离开关必须安装,以满足日常维护的需要。低压总断路器根据变压器容量和断路器安装处的短路电流进行选择。
变压器低压主断路器一般采用框架式智能断路器,其选择和整定要求如下:
(1)断路器的额定电流。一般选用变压器容量值的2.0~2.5倍。相应的额定开断电流大于变压器低压侧短路电流值,很少需要验证。
(2)长延时(即反时限、过载)过电流脱扣器设定电流Lset,要求满足In≤Iset1≤Iz。其中,In变压器低压侧额定电流,Iz为低压母线载流。为了在不影响其使用寿命的情况下充分利用变电器容量,Iset1应等于或接近于In。
(3)短延时(即时限、过电流)过电流,脱扣器整定电流Iset2,要求满足1.2Ifj≤Iset2≤Id/1.3。其中,Ifj为变压器短时负载尖峰电流,Id变压器单相接地故障电流。这一要求对于变压器单相接地故障电流。D,yn11接线的变压器容易满足,但对于11接线的变压器,Y,yn0接线变压器不容易满足,这也是箱变多的使用D,yn11变压器原因。变压器低压总断路器短延时过电流脱扣器整定时间一般为0.6s,与下一级断路器的时间级差可保证不小于0.2s。
(4)瞬时过电流脱扣器Iset3.由于短延时过电流保护,为了保证更好的选择性,Iset3值可以设大,一般取Iset1、值的12~15倍。
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三、箱变无功自动补偿装置
按照现行标准,无功补偿容量一般要求按变电器容量的30%配置,当然满足自然功率因数高的要求。
但随着空调、洗衣机、冰箱、节能灯等电感家用电器的迅速普及,有时变压器容量的30%配置达不到预期效果。应按变压器容量的40%~60%配置,并分为10个控制电路进行自动补偿。虽然成本增加了,但与整个箱体相比,成本微不足道,补偿效果好。
四、低压出线柜配置
箱式变压器低压出线柜的电路数量一般根据供电区域的负荷分布和适当预留1~3个电路来确定,每个电路选择的断路器规格和型号根据相应的计算负荷来确定。每个馈线低压断路器的选择和设置要求与变压器总断路器相似。但前提是我们必须知道每个馈线的计算负荷电流。只有合理配置。
■箱式变电站户外安装注意事项:
1.箱式变电站接地导体必须为铜导体,横截面不小于30mm2、对于一些故意降低接地导线规格的设备,容易遭受雷击损坏。
2.箱式变电站接地网还需要保证足够的覆盖面积和深度。箱式变电站接地网埋在地下1米以下。为了降低电阻,应增加一些垂直接地极。
3.箱式变电站应安装在无强烈振动和冲击的区域,附近不能有较大的电磁感应,电缆进出线路应满足施工安全距离。
4.箱式变电站安装应选择干燥通风区,水平安装,倾斜度不超过5度。
5.箱式变电站安装区不得有爆炸等危险物质,以及腐蚀性气体或液体。
6.箱式变电站户外使用过程无需值班,占地面积小,运行成本低。
■箱式变电站常见电气故障处理措施:
1.箱变过热处理措施
箱式变电站电气设备过热,持续时间长,容易导致绝缘老化,接头松动。箱式变电站内部短路也会提高温度,甚至引起火灾。变压器绕组在运行中也容易发热,连续发热容易损坏变压器。针对箱式变电站过热问题,及时清理箱式变电站内残留物,如灰尘。二是加强箱式变电站各设备的温度监测,及时发出高温预警信号。
2.箱变有载开关故障
除自身故障外,箱式变电站的有载开关很少发生故障。有载开关故障主要有以下原因:
一是开关使用时间过长,开关框架变形,导致开关松动脱落;
二是零件强度不合格,导致分接开关切换时损坏;
三是开关质量不达标,使用一段时间后主轴断裂。为了保证箱体变压器的稳定运行,生产过程需要严格选择负载开关,以确保开关的质量和安装过程。
3.箱变低压开关跳闸故障
箱式变压器低压开关跳闸主要有两个因素,一是母线故障;二是开关误动。如果低压开关跳闸故障,需要仔细检查箱式变压器。一旦主变压器低压侧出现过流保护,需要立即合理检查和保护相关设备。
同时,排除开关误动故障,重点考虑母线故障还是线路故障。进一步检查相关设备,检查使用设备的保护压板是否泄漏,必要时进行专业设备检查。
■箱式变电站跳闸故障检修:
1.箱式变电站运行阶段跳闸主要是主变开
2.如果箱式变电站安装油浸式变压器,还需要定期检查变压器油的绝缘性能,不合格的及时更换。
3.预装变电站的运行过程应随时监控变压器的运行状态,防止变压器芯长期加热导致绝缘老化,维护时注意不要损坏绝缘层。
4.箱式变电站日常维护时要注意导线接触问题,及时处理接触不良的导线。
5.预装箱式变电站高压开关柜、变压器、低压开关柜均安装避雷器,防止雷击损坏相关设备,保护箱式变电站运行安全。
6.箱式变电站的设计阶段需要考虑通风和散热,并设计足够的通风口和排气风扇。紫色箱式变电站在变压器和低压室内安装排气风扇,变压器室有自动温度监测系统,可有效控制箱式变电站内的温度。
■结语:
箱式变电站通常安装在室外,常年无人看守。只有每年定期检查,才能对箱式变电站进行全面维护。箱式变电站的维护是一项危险的工作。如果带电维护,我们应该更加注意安全。
箱式变压器维修工作复杂、繁琐、工作量大。如果长期从事这项工作,很容易引起心脏瘫痪和电力事故。因此,需要加强运维队伍的安全教育。
箱式变电站的寿命一般为10~20年,如紫光箱式变电站,长寿命可达20年。为了使箱式变电站正常运行,箱式变电站的定期维护至关重要。