箱式变电站结构分析论文

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1欧式箱变的结构和应用

欧式箱变(简称欧变)是将已通过试验的高压开关柜、变压器、低压开关柜组合在一起。我国自20世纪80年代初开始自行研制这种箱变，并对此制定了相应的技术标准，现行有效的标准有《高压、低压预装式变电站》(GB/T17467-1998)、《高压、低压预装箱式变电站选用导则》(DL/T537-2002)、《箱式变电站技术条件》(SD320-89)和《组合式变电所》(ZBK40001-89)。

1.1欧式箱变的布局与接线

欧变的高压室、变压器室和低压室可按“目字型”或“品字型”布置。“目字型”布置与“品字型”布置相比，“目字型”接线较为方便,故大都采用“目字型”布置。如图1所示：

欧变有多种高压接线方式，常用的高压接线方案有：终端、双电源、环网等接线方式。在高压回路中，通常采用负荷开关与限流熔断器组合的保护方式，负荷开关通常采用真空或SF6开关，额定电流为630A，动、热稳定电流分别为50kA和20kA。变压器通常采用常规的、性价比高的油浸式或干式变压器，如S11系列等。低压接线方案非常繁多，出线保护多采用空气开关或刀熔开关，回路最多可达20路；具有无功补偿和多路计量功能；目前根据市场的需求；亦有安装低压电源自动转换开关的产品，可确保重要用户的供电可靠性。

2欧式箱变的应用要点

(1)应有降温措施。欧变的变压器一般放在箱体内，夏季在太阳光的照射下变压器室温度很高，散热困难。因此GB/T17467标准做了规定：变压器在外壳内部的温升超过同一变压器在外壳外部测得温升的差值，不应大于外壳级别规定的数值，如10K、20K或30K，否则必须采取降温措施。防日照辐射的措施主要有：在变压器的四周壁添加隔热材料；采取双层夹板结构；顶盖采用空气垫或隔热材料的气楼结构。强迫通风措施。DL/T537标准规定：当自然通风不能满足要求时，应采用强迫通风冷却。当强迫通风冷却时，一般应在变压器隔室内装设不少于2台容量相当的风机。强迫通风措施大致有两种：一种以变压器上部空气温度作为风扇动作整定值；另一种是以变压器内上层油温不超过65?C作为动作整定值。

(2)应有防凝露措施。欧变不是全密封结构，箱体内部比较容易发生凝露。因此欧变的高、低压室应装设适当的驱潮装置(如温度凝路控制器等)，以防止因凝露而影响电器元件的绝缘性能和对金属材料的锈蚀。

2欧式箱变综合自动化的功能

通过变电站自动化，在电力调度方面，我们能全面实施“四遥功能”，从而为电力系统调度自动化提供了必要的保证，大大提高了变电站运行的可靠性和安全性。

1、继电保护功能

变电站综合自动化系统，要具备常规变电站系统保护及元件保护设备的全部功能，而且要独立于监控系统。即当该系统网各软、硬件发生故障退出运行时，继电保护单元仍然正常运。微机保护除了所具有的继电保护功能外，还需具有其它功能。

（1）模拟量的显示功能。系统应能显示电流、电压、有功、无功、电度等模拟量参数，当通信网退出运行时仍能满足运行监视。

（2）故障记录功能"系统应能显示故障时间、电流、电压大小、开关变位、保护动作状态等。

（3）能储存多套定值，并能当地修改定值和显示定值。

（4）与监控系统通信，能接收监控系统命令，选择并修改定值，发送故障信息、保护动作情况、当时整定值及自诊断信号等。除当地外，还能实现远方查询和整定保护定值，并具有远方/就地闭锁，操作权限闭锁等功能。

（5）系统内各插件具有自诊断功能。

2、信息采集功能

分散式自动化系统的变电站，信息由间隔层I/O单元采集。常规四遥功能的变电站，信息由RTU采集。电能量的采集宜用单独的电能量采集装置。系统对安全运行中必要的信息进行采集，主要包括遥测量、遥信量、遥控量和电能量等几个方面。3、设备控制及闭锁功能

设备控制包括对断路器和刀闸进行开合控制；投、切电容器组及调节变压器分接头；保护设备的检查及整定值的设定；辅助设备的退出和投入(如空调、照明、消防等)等功能。

以上控制功能可以由运行人员通过CRT屏幕进行操作。在设计上保留了手动操作手段，并具有远方/就地闭锁开关，保证在微机通信系统失效时能够运行和操作(包括可手动准同期和捕捉同期操作)。在各间隔的每个断路器，设置按钮或开关式的一对一“分”、“合”操作开关和简易的强电中央事故和告警信号。

为了防止误操作，操作闭锁主要包括：操作出口具有跳、合闭锁功能和并发性操作闭锁功能；CRT屏幕操作闭锁功能；当站内通信网退出运行时，能满足非CRT屏幕操作、五防闭锁功能和适应一次设备现场维修操作的五防闭锁功能；根据一次设备的实际运行状态，自动实现断路器!隔离开关操作闭锁功能。

4、自动装置功能

（1）根据系统潮流进行无功自动调节控制，也可人工控制(人工操作可就地、可远方)。自动控制时，可根据电压、潮流和无功负荷、变压器抽头位置信号，由装置进行自动控制调节变压器抽头位置或投退电容器组。

（2）低周减载。110kV、10kV线路可由各自的保护装置实现，不用单独配置低周减载装置。整定值由各条线路装置自行整定。

（3）同期检测和同期分闸。同步检测断路器两侧电压的幅值、相位和频率，并发出同期合闸启动或闭锁信号。此功能可进行检无压同期，亦能进行手动准同期和捕捉同期；既能满足正常运行方式下的同期，亦能满足系统事故时的同期。同期功能有手动和自动两种方式供选择，同期装置与通信网相互独立。

（4）小电流接地选线功能。可通过采取3I0、3U0及其增量来判断是否有接地故障，也可用5次谐波方式分析接地故障。小电流接地选线功能与通信网相互独立，不依赖通信网的后台机检测。规程规定，小电流系统当单相接地后允许2h带故障运行，2h后要立即切除故障线路。据有关综合自动化站的运行记录，在雷雨季节时雷击曾击坏过站内的通信网。若此时雷击又同时造成10kV线路单相接地，则运行人员不能及时发现线路单相接地故障，若不及时处理，则有可能造成故障线路由单相接地发展成为两相或三相接地短路故障。因此，小电流接地选线功能要独立于通信网。

（5）事故录波。对于220kV变电站的主变、220kV线路除了保护装置自带故障录波外，还设置了一套独立的微机录波屏。而110kV线路则用本身装置记录。

5、报警功能

对站内各种越限，开关合、跳闸，保护及装置动作，上、下行通道故障信息，装置主电源停电信号，故障及告警信号，进行处理并作为事件记录及打印。输出形式有：音响告警、画面告警、语音告警、故障数据记录显示(画面)和光字牌告警。

6、设备监视功能

包括一次设备绝缘在线监测、主变油温监测、火警监测!环境温度监测等内容。当上述各参量越过预置值时，发出音响和画面告警，并作为事件进行记录及打印。

7、操作票自动生成功能

根据运行方式的变化，按规范程序，自动生成正确的操作票，以减轻运行人员的劳动强度，并减少误操作的可能性。

8、数据处理及打印功能

中调、地调、市调、运行管理部门和继保专业要求的数据，可以以历史记录存档，并实现站内日报表、月报表的生成和打印，可将历史数据进行显示、打印及转储，并可形成各类曲线、棒图、饼图、表盘图。该功能在变电站内及调度端均能实现。

9、人机接口功能

具有良好的人机界面，运行人员可通过屏幕了解各种运行状况，并进行必要的控制操作。人机联系的主要内容包括：显示画面与数据；人工控制操作；输入数据；诊断与维护。

当有人值班时，人机联系功能在当地监控系统的后台机上进行，运行人员利用CRT屏幕和键盘或鼠标器进行操作。当无人值班时，人机联系功能在上级调度中心的主机或工作站上进行。

10、远程通信功能

将站内运行的有关数据及信息远传至调度中心及设备运行管理单位。其中包括正常运行时和故障状态时的信息，以便调度中心人员及时了解设备运行状况、进行事故处理。

可实现四遥和远方修改整定保护值、故障录波与测距信号的远传等。变电站自动化系统可与调度中心对时或采用卫星时钟GPS。