35KV箱式變電站的總體結構設計

李斯特

（重慶市電力公司市區供電局，重慶 400030）

1 電氣主接線的確定

1.1 主接線的基本形式

主接線的基本形式，就是主要電氣設備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無母線的接線形式兩大類。

（1）具有母線的電氣主接線

①單母線接線：單母線接線是一種最原始、最簡單的接線方式。

②單母線分段接線

③雙母線及雙母線分段接線

③旁路母線接線方式

（2）無母線的電氣主接線

①橋形接線：當具有兩臺變壓器和兩條線路時，在變壓器線路接線的基礎上，在其中間架一連接橋，則稱為橋形接線

②單元接線：發電機與變壓器直接連接成一個單元，組成發電機

1.2 箱式變電站對主接線的基本要求

概況地說，對主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經濟四個方面。

安全包括設備安全及人身安全。要滿足這一點，必須按照國家標準和規范的規定，正確選擇電氣設備及正常情況下的監視系統和故障情況下的保護系統，考慮各種人身安全的技術措施。

可靠就是主接線應滿足對不同負荷的不中斷供電，且保護裝置在正常運行時不誤動、發生事故時不拒動，能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應力求簡單清晰。

靈活是用最少的切換，能適應不同的運行方式，適應調度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行方式，使發生故障時停電時間最短，影響范圍最小。

經濟是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設計投資最少。在主接線設計時，主要矛盾往往發生在可靠性與經濟性之間。

1.3 主接線的比較與選擇

單母線接線是一種原始、最簡單的接線，所有電源及出線均接在同一母線上，其優點是簡單明顯，采用設備少，操作簡便，便于擴建，造價低。缺點是供電可靠性低。母線及母線隔離開關等任一元件發生故障或檢修時，均需使整個配電裝置停電。因此，單母線接線方式一般只在發電廠或變電所建設初期無重要用戶或出線回路數不多的單電源小容量的廠中采用。

在主接線中，斷路器是電力系統的主開關；隔離開關的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設備和線路的安全檢修。由于隔離開關無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負荷操作。

單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關）將母線分段，通常是分成兩段。母線分段后可進行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個回路，當一段母線發生故障時，由于分段斷路器在繼電保護作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。

單母線分段接線既具有單母線接線簡單明顯、方便經濟的優點，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點是當一段母線隔離開關發生故障或檢修時，該段母線上的所有回路到要長時間停電。

雙母線分段接線有如下優點：可輪換檢修母線或母線隔離開關而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關時，只停該回路；但雙母線也有如下的缺點：造價高；當母線發生故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤動作。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。

綜上可知，單母線接線造價低而供電穩定性低，雙母線供電穩定性高但其造價高且接線線路復雜，而單母線分段接線一方面線路簡單，造價低，另一方面其供電穩定性也能在一定程度上能夠得以保證。所以35kV母線選用單母線接線方式，10kV采用單母線分段接線。

1.4 高壓接線方式

高壓側，采用負荷開關+限流熔斷器作為就壓器的主保護，一般有環網、雙電源和終端三種供電方式，有兩組插入式熔斷器和后備保護熔斷器串聯進行分段范圍保護。限流熔斷器一相熔斷時必須能聯動跳開三相負荷開關，不發生缺相運行。線路側負荷開關必須配有直流電源電動操作機構，可實現無外來交流電源狀態下自啟動。環網回路必需配置檢測故障電流用的電流互感器或傳感器。

高壓開關選用可靠性高和具有自動化裝置及智能化接口的先進的產品：如SF6負荷開關、壓氣式負荷開關、真空負荷開關等。

環網供電單元一般至少由三個間隔組成，即二個環纜進出間隔和一個變壓器回路間隔。

2 箱式變電站箱體的確定

2.1 箱體結構的確定

箱式變電站按結構主要有美式箱變和歐式箱變。歐式箱變造價低而美式箱變體積小，約為同容量歐式箱變的1/3～1/5。常規土建變電站占地面積最大，歐式箱變次之，美式箱變常規土建變電站建造周期最長，歐式箱變次之。綜合考慮一般35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。

2.2 合理配置

根據實際情況可以采用不同的箱變配置方案，一般將主變壓器和電容器等充油設備，放置在箱體外，設置兩個箱體，一個35kV箱體，一個10kV箱體，其中一個箱體預留保護裝置的位置。考慮節省資金，也可以將35kV斷路器等設備放于戶外，只設置10kV箱體。

箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成，頂蓋和四壁采用金屬板內襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作用。根據當地實際情況，可在訂貨時對主體結構提出相應的要求。

維護走廊是箱變正常運行和檢修中的重要環節，箱變的一個缺陷就是空間狹小，廠家從成本和設備緊湊性考慮，維護走廊一般都盡量壓縮。在選型時應該將維護走廊作為一項指標來考慮，不然會給將來的運行和維護，造成很大麻煩。

箱體的密封和防塵是一個重要方面，特別是保護裝置對防塵等指標要求較高，應引起重視。

箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體基礎的設計時，應顧及到電纜的安裝和維護方便，應考慮人員出入、通風以及照明等方面的要求。

3 箱式變電站總體布置

3.1 35kV箱式變電站高壓室額定電壓35kV，低壓室額定電壓10kV。主變壓器額定容量為500kVA，站用變壓器額定容量為50kVA，接在35kV母線上。采用電纜或架空進、出線。在結構設計上具有防壓、防雨和防小動物等措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以移動等特點。箱式變電站主要包括4部分，分別為框架、高壓室、低壓室、變壓器室。

框架：基本結構是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外股、門和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。

高壓室：裝備真空斷路器。包括三工位負荷開關、熔斷器、互感器、避雷器等。

低壓室：裝備全國統一設計的GGD型固定式低壓配電屏、包括主開關柜、計量柜、多路出線柜、耦合電容器。

變壓器室：配備500kVA干式變壓器。室頂裝有溫度監控儀啟動的軸流風扇。

[1]文鋒.發電廠及配電所的控制[M].北京：中國電力出版社，1998.

[2]費廣標.35kV箱式變電站模式設計[M].中國電力出版社，2003.

[3]朱寶驊.一種新型箱式變電站-集成變配電站[J].電工技術雜志，2002（2）.

[4]麥艷紅.新型箱式變電站的應用與分析[J].廣西水利水電，2001（1）.