扬州大学广陵学院工艺实习指导书
3箱式变电站应用
3.1概述
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，按一定接线方案排成一体的工厂预制户内、户外紧凑式配电设备，即将高压受电、变压器降压、低压配电等功能有机地组合在一起，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行，特别适用于城网建设与改造，是继土建变电站之后崛起的一种崭新的变电站。
根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。 箱变的型号：预装组合、箱式变电站;6(10)/0.4(0.7)kV预装组合、箱式变电站;矿用组合箱式变电站;6(10)/0.4kV预装组合、箱式变电站;35/6(10)kV组合(箱式)变电站。
制造标准：DL/T537-2002高压/低压预装箱式变电站选用导则；DL/T837-2003输变电设施可靠性评价规程；GB/T2900.59-2002电工术语 发电、输电及配电变电站。
3.2 生产工艺与出厂试验
3.2.1 生产工艺过程及要求
（1）简单照明，公用配电情况下，箱变高压接线方案中不必设高压计量，仅设低压计量或无计量，无需补偿。馈出回路4～6回，采用塑料断路器控制和保护；
（2）动力照明公用配电情况下，箱变配出回路有所增加，达8～12回，此外，应有无功补偿功能；
（3）自维用电及特殊情况。
箱式变电站占地面积小。一般箱式变电站占地面积仅为5~6㎡，甚至可以减少3~3.5㎡。适合于在一般负荷密集的工矿企业、港口和居民住宅小区等场所，可以使高电压供电延伸到负荷中心，减少低压供电半径，降低损耗。低压供电线路较少，一般为4~6路。缩短现场施工周期，投资少。
采用全密封变压器和SF6开关柜等新型设备时，可延长设备检修周期，甚至可达到免维护要求。外形新颖美观，可与变电站周围的环境相互协调。城市供电部门，对自维箱变（250kVA或315kVA以上），规定必需采用高压计量，还有的场合，配出回路较多包括设置备用回路。这些情况下，设计者结合用电实际参考生产厂家选样本，进行优化设计。 3.2.2 出厂试验项目及方法
1、箱式变电站放置的地坪应选择在较高处，不能放在低洼处，以免雨水灌入箱内影响设备运行。浇制混凝土平台时要在高低压侧留有空档，便于电缆进出线的敷设。开挖地基时，如遇垃圾或腐土堆积而成的地面时，必须挖到实土，然后回填较好的土质并夯实后，再填三合土或道渣，确保基础稳固。
2、箱式变电站接地和零线共用一接地网。接地网一般在基础四角打接地桩，然后连成一体。箱式变电站与接地网必须有两处可靠的连接。箱式变电站运行后，应经常检查接地连接处，因不松动、无锈蚀。定期测量接地电阻值，接地电阻应不大于4Ω。
3、箱式变电站以自然风循环冷却为主。因此，在其周围不能违章堆物，尤其是变压器室门不应堵塞，还应经常清除百叶窗通风孔上附着物，以确保所有电气设备不超过最大允许温度。
4、低压断路器跳闸后，应检查跳闸原因后方可试送。若送不成功必须彻底寻找故障原因，排除后才能送电，防止事故扩大。
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5、箱式变压器高压配电室内应装设氧化锌避雷器，装设方式必须便于试验及拆装更换。 6、高压配电装置中的环网开关、变压器、避雷器等设备应定期巡视维护，发现缺陷及时整修，定期进行绝缘预防性试验。箱式变电站停用时间超过3个月，再投运前应进行全项预防性试验。
7、更换无开断能力的高压熔断器，必须将变压器停电，操作时要正确解除机械连锁，并使用绝缘操作棒。
8、箱式变电站所有的进出线电缆孔应封堵，防止小动物进入造成事故。（9）必须具有高压危险的警告标志和电气设备的铭牌编号。
3.3 订货技术条件
3.3.1 正常使用条件
1.海拔高度：<=1000米； 2.坏境温度：-30℃-+40℃；
3.安装在无火灾，无爆炸或剧烈振动，无金属腐蚀，地面倾斜角小于5°的场所； 4.水平加速度<=0.4m/s2；垂直加速度<=0.5m/s2;风速<=0.5m/s2。 3.3.2 主要技术参数 类型名称 普通型ZBW型或 XWB型 紧凑型ZB1-36型 HXGN-10型 SF6环网开关 S9-500型 10/0.4 +3×2.5% D，yn11 28.9 4% 960 5100 3~4回 紧凑型GE、COOPER(库伯) 四位置开关 SH(GE)-500 10/0.4 -1×2.5% D，yn11 28.9 4% 270 5100 标准1回 紧凑型GE、COOPER(库伯 四位置开关 COOPER-500(相当S7) 10/0.4 ±2×2.5% D，yn11 28.9 4% 相当S7 相当S7 10KV进线装置 SM6型、PN5型等 变压器型号 额定电压（KV） 分接电压 连接组别 高压电流（A） 阻抗电压百分数 空载损耗（W） 负载损耗（W） 低压配电回路 3.3.3 结构简介
1、箱体结构：
S9-500型或其他 10/0.4 ±2×2.5% Y,yn 高压为28.9或者其他 4%或其他 960 5100 4~6回 欧式变电站的箱体是由：底座、外壳、顶盖三部分构成。底座一般用槽钢、角钢、扁钢、钢板等,组焊或用螺栓连接固定成形；为满足通风、散热和进出线的需要、还应在相应的位置开出条形孔和大小适度的圆形孔。箱体外壳、顶盖槽钢、角钢、钢板、铝合金板、彩钢板、水泥板等进行折弯、组焊或用螺钉、铰链或相关的专用附件连接成形。
不管那种材料的箱变壳体，按标准要求必须具备：防晒、防雨、防尘、防锈，防小动物如蛇等进入的五防功能。欧式变电站的壳体为防止炎热夏季强烈的日光辐射，其顶部一般都设有导热系数较低的隔热材料作填料。常用的填料有：岩棉板、聚苯乙烯泡沫塑料等。
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在统一设计的传统“组合式变电站”中，一般在壳体中也填充隔热填料，这种方法目前大多数设计者已不在采用，这是因为：隔热填料虽然能防止炎热夏季强烈的日光辐射，同时也阻碍了变压器运行时产生大量热量的散发，所以设计者们除保留在壳体上冲百叶窗孔的方法外，同时采用加大散热面积、加强空气对流的方法散热，同时还可减少制造成本。欧式箱变的表面处里：欧式箱变表面处里的方法较多，我国北方大多采用传统的喷漆、烤漆、喷塑等方法进行处理；在我国南方经济发达地区，除采用上述方法外，还在水泥板结构的壳体外贴上彩色瓷砖，或贴贴面等方法进行表面处理，特别是置于住宅小区的箱变外观，与当地建筑物的风格更加协调、统一。
2、高压配电装置结构：
欧式箱变高压配电装置，从进线方式上分为：终端型、还网型两种；从进线方位上分可分为：从箱体顶部架空进线（传统箱变用此法较多）和利用高压电缆沟从地下进出线，这是现代设计较为普遍的采用方法。
目前采用以SF6气体为灭弧介质的SF6系列负荷开关较多,其成本高于FN-10系列高压负荷开关。这类开关结构、有带熔断器、不带熔断器、接地开关等，但一般都装有带电显示器；操作机构一般为手动，也有电动操作的。带熔断器的，当回路出现短路故障能自切断开关，保护电路及变压器、开关等设备。
还有以真空为灭弧介质的真空开关，这类开关可以单独使用、也可与熔断器配用，还可与SF6系列负荷开关串接使用，不过这样将使成本增大，如用户无特别要求不须这样使用。
高压计量：高压配电装置中，如用户有高压计量要求的，还须设置高压计量柜。
我国各地供电部门，对高压或低压计量问题没有统一的要求。西北地区供电规程规定：变压器容量大于160KVA时，必须采用高压计量；高压计量柜开关必须由供电部门控制。北京、天津等华北地区供电部门则认为：箱式变电站计量应以低压侧为好，这样，可以提高供电可靠性，减少高压计量带来的不稳定因素，对变压器本身的损耗，可折算成电费，由用户承担。
箱式变电站高压计量柜的结构一般由：CT、PT、及计量表计，遥控、遥测装置等构成。 3、变压器室结构:
欧式箱变都设有独立的变压器室，变压器室主要由：变压器，自动控温系统，照明及安全防护栏等构成。
变压器运行时，将在箱变中产生大量的热量向变压器室内散发，所以变压器室的散热、通风问题是欧式箱变设计中应重点考虑的问题；变压器运行时，源源不断的产生大量的热量，使变压器室的温度不断升高，特别是环境温度高时，温度升高更快，所以只靠自然通风散热往往不能保证变压器可靠、安全运行；欧式箱变设计中，除变压器容量较小的箱变采用自然通风外，一般都设计了测温保护，用强制排风措施加以解决。该系统主要由测量装置，测变压器室温、油温均可。然后通过手动和自动控制电路，对排风扇是否需要投入，按变压器可靠、安全运行温度的设定范围进行设置控制。
欧式箱变中，变压器既可选用油浸式变压器，也可采用干式变压器，但由于干式变压器价格较高，所以在用户没有特别要求的情况下，应首选油浸式变压器、以降低制造成本。变压器容量一般在100-1250KVA为宜，最大不应超过1600KVA。
4、低压室结构设计：
欧式箱变的低压室按工矿企业或住宅小区的使用场合的不同，在设计结构上应有所不同。一般对于工矿企业使用的欧式箱变，应对动力供电、照明供电进行分开设计。在采用低压计量时，一般情况下，供电局要求对照明用电进行分开计度，这主要是因为照明用电的单位价格，普遍高于动力用电。在住宅小区使用的变电站在结构设计上，则不须考虑动力用电的问题。
欧变低压室的输出路数，在结构设计上根据变压器容量大小和用户使用需求的不同而不同。变
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压器容量小，用户需求输出路数较少的可少设；而变压器容量大，用户要求输入出路数多的，可考虑设计路数多一些，还可考虑按带走廊操作形式进行布局。 3.3.4 安装与调试
箱式变电站箱壳门应向外开，应有把手、暗闩和锁，暗闩和锁应防锈。变压器室应以自然通风为主，给出箱内温度和变压器出力关系曲线。变压器室根据需要可以加装室温监视装置和自启动的通风冷却装置，以保证变压器在规定环境条件下满负荷运行。变压器应能从箱顶部或侧门进出。箱式变电站噪音水平不应大于规定的变压器噪音水平。箱壳不论采用金属的或非金属的材料，箱体金属框架均应有良好的接地，有接地端子，并标明接地符号。
箱式变电站以自然风循环冷却为主。因此，在其周围不能违章堆物，尤其是变压器室门不应堵塞，还应经常清除百叶窗通风孔上附着物，以确保所有电气设备不超过最大允许温度。 低压断路器跳闸后，应检查跳闸原因后方可试送。若送不成功必须彻底寻找故障原因，排除后才能送电，防止事故扩大。箱式变压器高压配电室内应装设氧化锌避雷器，装设方式必须便于试验及拆装更换。
箱式变电站接地和零线共用一接地网。接地网一般在基础四角打接地桩，然后连成一体。箱式变电站与接地网必须有两处可靠的连接。箱式变电站运行后，应经常检查接地连接处，因不松动、无锈蚀。定期测量接地电阻值，接地电阻应不大于4Ω。
箱式变电站高压配电装置中的环网开关、变压器、避雷器等设备应定期巡视维护，发现缺陷及时整修，定期进行绝缘预防性试验。箱式变电站停用时间超过3个月，再投运前应进行全项预防性试验。更换无开断能力的高压熔断器，必须将变压器停电，操作时要正确解除机械连锁，并使用绝缘操作棒。箱式变电站所有的进出线电缆孔应封堵，防止小动物进入造成事故。
箱式变电站放置的地坪应选择在较高处，不能放在低洼处，以免雨水灌入箱内影响设备运行。浇制混凝土平台时要在高低压侧留有空档，便于电缆进出线的敷设。开挖地基时，如遇垃圾或腐土堆积而成的地面时，必须挖到实土，然后回填较好的土质并夯实后，再填三合土或道渣，确保基础稳固。
3.3.5 订货应提供的资料
箱式变电站（简称箱变）一般由高压室、变压器室和低压室组成。根据产品结构不同及采用元器件的不同，分为欧式箱变和美式箱变两种典型风格。箱变产品是一种比较简易的变配电装置，其变压器部分的选择，均可按一般通则处理，容量一般不超过1250kVA。
适用范围：
①城市公用配电系统，在住宅小区，繁华街道负荷增加时，需要增加变压器容量。
②施工工地的临时供电:已有建筑物情况下，需要改造或增加用电设备，野外作业和室外作业场所的供电，如油田、采矿、港口码头、车站等。
一般要求:
（1）简单照明，公用配电情况下，箱变高压接线方案中不必设高压计量，仅设低压计量或无计量，无需补偿。馈出回路4～6回，采用塑料断路器控制和保护；
（2）动力照明公用配电情况下，箱变配出回路有所增加，达8～12回，此外，应有无功补偿功能；
（3）自维用电及特殊情况。
箱式变电站占地面积小。一般箱式变电站占地面积仅为5~6㎡，甚至可以减少3~3.5㎡。适合于在一般负荷密集的工矿企业、港口和居民住宅小区等场所，可以使高电压供电延伸到负荷中心，减少低压供电半径，降低损耗。低压供电线路较少，一般为4~6路。缩短现场施工周期，投资少。 采用全密封变压器和SF6开关柜等新型设备时，可延长设备检修周期，甚至可达到免维护要求。外形新颖美观，可与变电站周围的环境相互协调。城市供电部门，对自维箱变（250kVA或315kVA以上），
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规定必需采用高压计量，还有的场合，配出回路较多包括设置备用回路。这些情况下，设计者结合用电实际参考生产厂家选样本，进行优化设计。 3.3.6操作及运行维护
箱式变电站在安装、验收、交接性试验、试车、运行与维护等方面除应遵守电力部门要求执行的各项规定外。还应注意以下事项：用户收货时应按有关规定仔细检查，对于不马上安装的产品，应按正常使用条件规定，存放于适当的场所。产品应采用专用吊具底部起吊。产品水平安放在事先做好的基础上，装好四只地脚螺栓（可采用二次浇灌法），然后将产品底座与基础之间的缝隙用水泥沙桨抺封，以免雨水进入电缆室。通过高、低压室的底封板接入高、低压电缆。电缆与穿管之间的缝隙密封防水。 箱式变电站高压侧无论是采用架空进线还是电缆进线，均应在变电站附近设置高压侧进线的明显可见的断口（如跌落式熔断器等）。从而向维修操作人员明确显示变电站内是否带电。以确保维修操作人员的安全。产品安装就位后应做好可靠接地：电站底座槽钢上的两个主接地端子、变压器中性点及外壳、避雷器下桩头等均应分别由安装部门直接接地。所在接地应共用一组接地装置，其接地电阻应小于4欧姆，从接地网引至本产品的接地引线应不少于两条。
箱式变电站在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。产品在安装完毕或维修后，投运前应进行如下检验和试验。变电站内是否清洁。操作机构是否灵活。主要电器的通断是否灵活可靠。电器辅助触头的通断是否可靠准确。表计及继电器动作是否准确无误。仪表及互感器的变比及接线极性是否正确。所有电器安装螺母是否拧紧，安装是否牢固可靠。母线连接是否良好，其支持绝缘子，夹持件是否安装可靠。电器的整定值是否符合要求，熔断器熔心规格是否正确。主电路及辅助电路的接点是否符合电气原理图要求。产品内部保护接地系统的电阻应小于0.01欧姆。各部分应根据相应的电压等级进行耐压试验。
箱式变电站中所有元件按各自规定的技术要求进行维护。若选用的变压器为油浸式，每年应按规定至少进行一次油样分析检查。运行中的高压开关设备，经20次带负荷或2000次无负荷分合闸操作后，应检查触头情况和灭弧装置的损耗程度，发现异常应及时检修或更换。低压开关设备自动跳闸后，应检查分析跳闸原因，待排队故障后，方能重新投运。避雷器每年应在雷雨季节到来之前进行一次预防性试验。检修高压开关设备或整体维修时，必须先切断变电站进线电。
3.4一次接线方案组合应用示例
在变电站中直接生产、输送和分配电能的设备如变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路以及母线等属于一次设备，由这些设备构成的电路成为变电站的主电路或一次接线。
基本要求：1.根据符合等级要求保证供电可靠性； 2.主接线应力求简单、运用灵活、操作安全方便。如应使主接线中无冗余设备，配电装置的布置清晰明了，操作次数尽量要少，这样就可尽量避免运行人员的误操作； 3.在保证供电安全可靠的前提下，主接线应使投资最省，运行费用最少； 4.应具有发展的可能性，事先根据企业的发展及符合增长的可能情况，在主接线方案的拟定上加以考虑，留有余地，以便将来往新的主接线方式过渡。
主接线方式：
1.线路—变压器组主接线:变电站只有一路电源进线、一台变压器时，常采用线路—变压器组主结线，其主要特点为变压器高压侧无母线，低压侧通过开关接成单母线结线，向各配出线供电。这种主结线结构简单，使用设备少，投资省。
2.内桥式主接线:在进线两回路高压断路器内侧装设一条横向联络线，犹如桥一样将两回路进线连接在一起；内桥式主结线提高了提高了变电站运行的灵活性，增强了供电的可靠性。这种内桥式主结线适用于电源进线长，故障机会多、变压器不需经常投切的总降压变电站。
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