10KV箱式变电站设计
摘 要：10KV箱式变电站是当今配电系统中最经济、最实惠、最科学、最安全的一种新型配电装置，主要用于6～10KV系统，为接受分配中压电能并向用户提供低压电能之用。箱站具有结构紧凑、占地少、可靠性高、安装简捷、标准化系列性强等特点，现在已被广泛地用于单位和住宅小区；道路交通等标准化重复性高的场所；油田、矿山及城市等施工不便的场所和需经常移动和临时供电的场所。进入20世纪90年代中期，国内开始出现简易箱式变电站，并得到了迅速发展。箱式变电站是我国电网今后一个时期的发展方向，在变电站建设中要坚持简单、实用、可靠的原则，以达到保证电网安全、经济、可靠运行为目的。
本课题的主要内容包括箱式变电站的发展应用，箱式变电站的结构分类，以及箱式变电站一次系统设计及其设备选型，二次系统设计，以及箱式变电站的智能监控系统。10KV箱式变电站的设计高压侧额定电压为10KV，低压侧额定电压为0.4KV，主变压器容量为1 600KVA。主接线采用单母线分段接线。
关键词：箱式变电站 结构 一次系统 二次系统
1 绪论
伴随着改革开放和市场经济的不断深入，我国的国民经济正在快速的发展，电力工业正逐步跨入世界先进水平的行列。而我国的大中小型的企业对电力的需求和运行可靠性的需求在不断增加。为大中小型企业提供电力的是各式的变电站。由于变电站是土建结构复杂、生产工艺系统严密、施工难度较大的工业建筑。变电站结构的改进、施工装备的更新、新型建材的采用、队伍素质的提高、施工方法的改进以及采用集中控制和采用计算机监控都会对变电站的运行产生影响。我选择设计本课题，是为了从学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。同时也是对自己已学知识的整理和进一步的理解、认识。我国工业正在迅速的发展，对变电站的设计提出的要求也在不断提高，这就更需要我们不断提高知识理解应用水平，认真对待。
降压变电站是连接供电网络和企业非常重要的环节，所以做好变电站的设计是我国企业供电建设的重要环节。在目前的变电站建设中，存在土地、资金浪费严重的现象。改造困难、无线电干扰、工频电磁辐射和噪声等环保问题以及电能质量差已成为影响企业供电成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以变电站需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用的要求。
变电站的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证节约资源、保护环境、易于实现自动化和模块集成。在这种要求下，变电站电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、安全环保的设计方案。基于此，我以设计安全系数高、工业质量好和保护环境、节约资源的变电站为目的，从电源设置、主接线形式确定、设备选择和配电装置布置等方面出发提出了新的设计思路。
在国内随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线日趋简化。大量高性能的新型一次设备不断出现。变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展[3]。但是变电站的设计中仍然存在一些问题，比如变电站的数字化水平还比较低。还有企业对电力能源的需求持续增长，需要建立更多的变电站以提高电力系统供电的可靠性和稳定性，然而这些变电站占地面积大。而现在土地资源紧张，环境要求严格，在稠密的城区选择变电站选址相当困难。
此外计算机的渗透已经达到每一个角落，企业供电系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。无论国内国外，还是从管理方、运行方及设计单位对于变电站实现综合自动化均取得了共识。伴随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，变电站综合自动化也采用了新的技术全分散式变电站自动化系统和先进的网络技术[5]。我国变电站综合自动化技术应用的越来越成熟。变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。
在国外近年来一些国家的能源不是很丰富，进而导致电力资源不是充足。为了满足国内的需求，减少在网路中的损耗，这些发达国家已经形成了完善的变电站设计理论，如变电站电压无功控制理论和基于模糊控制理论的变电站电压无功综合控制等理论。发达国家通过新的变电站设计理论改善和优化变电站结构，降低变电站的功率损耗，使变电站运行更加节约﹑集约﹑高效。设备方面实现了测控设备还和一次设备完全融合，即实现所谓的智能一次设备，每个对象均含有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库。户外插接式智能型组合电器PASS（Plug and Switch System），已经开始采用。
目录
中文摘要...................................................................................................................................i
ABSTARCT..............................................................................................................................ii
1． 绪论.....................................................................................................................................1
2. 箱式变电站的类型、结构与技术特点...............................................................................4
2.1 箱式变电站的类型........................................................................................................4
2.2 箱式变电站的结构........................................................................................................4
2.2.1箱式变电站与常规变电站的对比分析……………………...…......................5
2.3 箱式变电站的技术要求与设计规范............................................................................6
2.4本设计的主要任务.........................................................................................................7
3. 电气主接线的确定.............................................................................................................7
3.1 主接线的基本形式.......................................................................................................7
3.1.1 主接线的比较与选择........................................................................................7
3.1.2高压接线方式...................................................................................................10
3.2 变压器..........................................................................................................................11
3.2.1 变压器容量、接线组别的确定.........................................................................11
3.2.2 变压器的散热处理...........................................................................................12
3.3 采用负荷开关—熔断器组合电器保护变压器..........................................................13
3.4 箱式变电站总体布置..................................................................................................14
4. 10KV箱式变电站一次系统设计与设备选型................................................................14
4.1 10kV箱式变电站一次系统设计...............................................................................14
4.2 设备选型....................................................................................................................15
4.2.1高低压电器设备选择的要求..........................................................................16
4.2.2断路器的选型..................................................................................................18
4.2.3 高压熔断器的选择.........................................................................................19
4.2.4互感器的选型..................................................................................................20
4.2.5隔离开关的选型..............................................................................................22
4.2.6 开关柜的选型...............................................................................................22
5.10kV箱式变电站二次系统设计........................................................................................23
5.1 二次系统的定义及分类...........................................................................................23
5.2 二次系统总体方案...................................................................................................23
5.3 断路器控制与信号回路...........................................................................................23
5.3.1概述..................................................................................................................23
5.3.2 控制回路设计................................................................................................24
5.3.3 信号回路设计................................................................................................25
5.4 电气测量与信号系统...............................................................................................25
6.箱式变电站智能监控功能设计............................................................................................26
6.1 箱式变电站的监控内容...........................................................................................27
6.1.1 电参量监测与保护........................................................................................27
6.1.2 防凝露保护....................................................................................................27
6.1.3 变压器室温度保护........................................................................................27
6.1.4 参数在线数字化显示和设定........................................................................27
6.1.5 系统组网与集中化管理................................................................................28
6.2 配电网自动化的功能...............................................................................................28
6.3 箱式变电站的智能监控方案...................................................................................29
6.3.1 硬件设计及工作原理....................................................................................29
6.3.2 软件设计.........................................................................................................30
7.结论......................................................................................................................................31
参考文献..............................................................................................................................32
致谢......................................................................................................................................33
参考文献
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