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10kV箱式开关站在网改中应用探讨 |
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| 10kV箱式开关站在网改中应用探讨 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 19:33:48  |
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1箱式开关站简介
10kV无人值班箱式开关站(有些厂家又称箱式变电站)是指将包括开关设备、站用变压器等在内的高压一次系统和包括直流电源、控制、保护、计量、远动等在内的二次系统以及相应的内部连接线均用外壳封闭起来，预装到一个防潮、防尘、防火、隔热的钢结构箱壳内，从而组成一种全封闭、可移动的箱型成套开关设备。作为一种适应两网改造推出的新产品，它符合农网变电所"小容量、密布点、短半径"的建设原则和"户外化、小型化、造价低、安全可靠、技术先进"的发展方向，因而深受各部门青睐，近年来在农网改造中获得了广泛的应用。
县级供电企业农网改造用于高压工程的投资十分紧缺，为在不减小工程规模的前提下，加快工程进度、降低工程成本选用箱式开关站就是一个很好的办法。目前我局已投运的箱式开关站10个，它们提高了农网的综合自动化水平，为逐步实现变电所的无人值班打下了基础。但是，在应用过程中也发现了一些问题，现在结合这些工程中出现的问题，谈一点设计体会。
2部分箱式开关站存在的缺陷
截止2001年底，我局已有10个35kV变电所的箱式开关站投运。
以上箱式开关站中，几乎每一个开关站都是由不同的厂家生产的。各个开关站名称、规格、型号不尽相同，如有些厂家称之为"智能型箱式开关站"；也有一些厂家称之为"预装式高压成套开关柜"；还有一些厂家称之为"箱式变电站"或简称"箱变"。由于各个供货厂家的技术水平和生产能力参差不齐，所提供的设备质量差异也较大。部分产品存在或多或少的缺陷，有些小厂家甚至在中标后不能生产出符合要求的设备，最后转包给其他厂家生产。综合起来，笔者发现如下问题：
2.1环境测控系统不完善
箱式开关站本身的结构决定了箱体内电气设备通风散热条件差的缺点。为了改善箱内设备的运行条件，适应一年四季的工作环境，必须给开关站配置包括加热器、凝露控制器、去湿调温功能空调机等在内的完善的环境测控系统，使无人值班的开关站能自动调节环境条件，将箱内温度控制在合乎要求的范围之内；同时，当环境参数越限时，相关设备能
自动启动，可以将信号上传到调度，调度人员能随时掌握开关站的运行状态。这些环境测控装置对于开关站的安全稳定运行具有重要的作用，然而部分供货厂家对此却不重视。有的箱式开关站，由于内部没有设置空调，仅在顶板上安装了几台排风扇用以通风散热，安装完工后，夏天开关站在太阳暴晒下，箱体内温度远远高于正常情况下的温度，这给箱体内设备带来了恶劣的运行环境，不仅会缩短设备的使用寿命，降低其可靠性，而且还给运行维护带来了麻烦：巡视检修人员进入开关站犹如进入蒸笼。此外，由于忽略了凝露控制器，外界温度急剧变化时在箱体内产生凝露，对设备也会造成不良影响。这些问题在相关部门的协调下得到了解决，但也影响了工程的施工进度。
2.2电容间隔存在安全隐患
选用10kV箱式开关站的35kV变电所绝大多数位于农村电网的末端，为了提高功率因素，降低电网损耗，一般都要求开关站配置Y形接线的密集型并联电容器作为无功补偿装置。目前多数厂家配置的是密集式电容器；其抗击穿性强；但是采用的仍然是液体浸渍剂作为绝缘油，事故率较高，有发生电容器爆炸的危险，与开关站内其他设备全部无油化不配套。另外，还有少数厂家以电压互感器代替专用放电线圈供电容器断电时放电之用，不能迅速、有效地将电容器上的剩余电压降至安全值，不符合规程的要求，这些都成为开关站的安全隐患。为了根除这些"安全杀手"，建议选用新型干式无功补偿电容，配置电容专用放电线圈，单独放置在开关站内一个具有防爆功能的加强型间隔内。
2.3箱体外壳不尽人意
一般来讲，箱式开关站外壳防护等级不得低于IP2X，除了达到电气五防要求外，还应该具备防雨、防潮、防锈、防火、隔热的功能。为了达到这些目的，开关站的外观将顶板设计成为"人"字状，采用整体式金属框架结构，外露支柱部分及底座部分采用防锈工艺处理，外涂防腐性能良好的装饰性面漆；内部为金属板件结构，并为各个主要元件焊接有可靠的接地装置；箱体设置采用新型复合材料有隔热功能的夹层。部分厂家只注意箱内电气设备，而对箱体外壳没有给予应有的重视，雨天没有相应的排水措施，结果顶部经常积水，不能排尽。后在箱体壁板上安装了从顶部平台引下来的排水管，才解决了这一问题。
3箱式开关站的设计原则及注意事项
为了尽量将产品缺陷消灭在出厂之前，让产品符合要求，使用部门应与厂家通力合作，将当地供电系统的详细资料提供给厂家，以便厂家在生产时加以综合考虑。
在我局选用箱式开关站的均为各县(市)级供电企业的35kV变电所，各个变电所的总体规模大同小异，基本情况如下：35kV部分为单母线接线，一般终期规模有2回35kV进出线。变压器为"一控一"运行方式，均采用35kV真空或SF6断路器控制。变压器终期规模2台，单台容量都在5000kVA以下。10kV部分均采用单母线接线，一般馈线4～5回，电容器1组，电压互感器1组。考虑到上述实际情况，结合对具体工程所总结的经验，笔者认为，设计10kV箱式开关站时应该把握好以下几个方面：
3.110kV部分可不设站变
考虑到35kV变电所规划，最终将实现双回路"手拉手"环网供电的模式，安装在35kV电源进线或35kV母线上的直配变已经能够满足站内用电可靠性及容量的需要。因此，箱式开关站内10kV部分可不设站用变，这样不但可以节约资金，还可以减少开关站的占地面积和体积，使其结构更加紧凑。
3.2隔离开关宜选用带接地刀闸型
为了便于柜后检修，箱式开关站每一个间隔后部均有可以打开的外门，并且四周设置有检修平台。但是由于间隔后部空间均很狭小，检修时临时挂接地线较困难。考虑到方便施工及检修的需要，为确保人员安全，10kV隔离开关宜选用带接地刀闸型产品，推荐采用双触头型隔离开关，它断开时能够形成两个明显的隔离断口，是一种技术先进的新型产品。
3.3电流互感器宜选用多变比可调产品
我局10kV开关柜内大多采用的是A、C两相配置的单一固定变比的电流互感器。实践证明，这种互感器存在着如下弊端：
(1)农村电网负荷季节性变化很大，低负荷运行时，实际负荷电流远远低于电流互感器的额定电流，这将影响计量的精度，导致计量不准确；
(2)A、C两相式电流互感器不能与接地选线装置配合，实现不了10kV线路的接地选线功能，不利于对故障线路的准确查找。&sp;
(3)随着经济的发展及供电区域用电负荷的不断增长，电流互感器的实际负荷电流终究会超过额定电流，原有互感器将不能满足要求，必须更新为更大变比的新互感器，这不仅会造成停电损失，而且也增大了生产成本。为了克服这些弊端，建议箱式开关站在10kV进出线的A、B、C三相均配置多变比可调的电流互感器，如新型环氧浇注式复比型系列产品，可以做到三个电流比任意可调，如100、200、300/5A；也可做到0.2/0.5/10P，10个准确等级(为了适应农网宽负荷准确计量的要求，计量绕组也可以做成0.2S级)。部分厂家还将计量、监控采用中心抽头结构，而保护绕组不采用中心抽头式，从而实现小电流比计量、监控，大电流比保护的目的，提高了计量精度，增大了保护范围。
3.410kV断路器选择应优先考虑典型配置
关于10kV断路器，推荐选用机构与断路器一体化新型产品，该断路器能拉到维护走廊进行检修或更换；机构无需维护，亦可整体更换。在确定断路器具体型号时，应考虑并尊重开关站典型配置，不可盲目追求进口产品。箱式开关站是一个整体综合性设备，典型配置已经通过国家标准的型式试验，性能可靠、运行经验成熟；而改用其他断路器后，由于可能会与站内的其他元件不配套，反而会降低设备的安全可靠性。我省曾经发生过这样的事故先例，应该从中??出线方式及平面布置应合理
一般来讲，如果箱式开关站与变压器距离较近，并且进线回路电流较大，宜采用架空进线；出线回路数在4回及以上，采用架空出线将占用站内较大的空间时，宜采用电缆出线，可以节约出线走廊，少占耕地。如果站内二期工程还规划有10kV出线，考虑到箱式开关站扩充增容方便的特点，必须要求厂家考虑二期工程的设备对接；因为很难在已经出厂生产的箱体内再扩大建馈线间隔，只能采用再增加一个箱体与原箱体对接的办法实现增加的馈线回路。此外，箱式开关站内部各间隔单元布置应合理，一般通信单元和综合自动化单元应该设置在与门最近的地方，从而便于巡视人员查看实时数据。
3.6二次系统应考虑电磁兼容性要求
开关站的二次系统多采用综合自动化系统。可以将各个综合自动化装置分散安装于各进出线单元内，也可以将它们集中组屏。综合自动化系统具有"四遥"、数据通讯及处理、参数设置、故障录波、告警、打印等功能，并通过通讯设备与调度连接，从而使开关站真正实现无人值班的功能。为了使开关站内综合自动化系统稳定运行，应要求厂家提供内部故障电流效应的试验报告以及电磁兼容性试验报告，这一点往往容易被大家忽略。实践表明，综合自动化系统应该能够耐受幅值不超过1.6kV的电磁干扰；在高压开关分、合电流时候，不应该使综合自动化系统造成损坏或误动作。这些要求应引起生产厂家及设计人员的重视.
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