高压组合电器和成套电器PPT课件.ppt

第8章高压组合电器和成套电器 电气与自动化工程学院唐小波 本章内容 高压组合电器 高压成套电器 1 2 2 8 1高压组合电器 一 环网供电单元新一代环网供电单元由SF6绝缘 由三个间隔组成 两个环网进出间隔和一个变压器回路间隔 3 一 环网供电单元 4 一 环网供电单元 续1 5 二 箱式变电站 箱式变电站就是一种把高压开关设备 配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排步成一体的预制型户内 户外紧凑式配电设备 适用于城网建设和改造 具有成套性强 体积小 占地少 深入负荷中心 选址灵活 对环境适应性强 安装使用方便 运行可靠等优点 6 1 总体布置 是指箱式站的三个主要部分 高压开关设备 变压器及低压配电装置的布置方式 一般两种布置方式 1 目 字形接线方便 2 品 字形接线紧凑 7 目 字形 8 品 字形 9 2 接线方式 终端接线 环网接线 双回路接线 10 二 箱式变电站 11 二 箱式变电站 12 3 箱式变电站的特点 箱式变电站主要由多回路高压开关系统 铠装母线 变电站综合自动化系统 通讯 远动 计量 电容补偿及直流电源等电气单元组合而成 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 13 3 箱式变电站的特点 续1 1 技术先进安全可靠外壳一般采用镀铝锌钢板 框架采用标准集装箱材料及制作工艺 有良好的防腐性能 保证20年不锈蚀 内封板采用铝合金扣板 夹层采用防火保温材料 箱体内安装空调及除湿装置 设备运行不受自然气候环境及外界污染影响 可保证在 40 40 的恶劣环境下正常运行 箱体内一次设备采用全封闭高压开关柜 如 XGN型 干式变压器 干式互感器 真空断路器 弹簧操作机构 旋转隔离开关等 产品无裸露带电部分 为全封闭 全绝缘结构 完全能达到零触电事故 可实现无油化运行 安全性高 二次采用微机综合自动化系统 可实现无人值守 14 3 箱式变电站的特点 续2 2 自动化程度高全站智能化设计 采用变电站微机综合自动化装置 分散安装 可实现 四遥 即遥测 遥信 遥控 遥调 每个单元均具有独立运行功能 继电保护功能齐全 可对运行参数进行远方设置 对箱体内湿度 温度进行控制和远方烟雾报警 满足无人值班的要求 根据需要还可实现图像远程监控 15 3 箱式变电站的特点 续3 3 工厂预制化设计时 只要设计人员根据变电站的实际要求 作出一次主接线图和箱外设备的设计 就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号 所有设备在工厂一次安装 调试合格 真正实现变电站建设工厂化 缩短了设计制造周期 现场安装仅需箱体定位 箱体间电缆联络 出线电缆连接 保护定值校验 传动试验及其它需调试的工作 整个变电站从安装到投运大约只需5 8天的时间 大大缩短了建设工期 16 3 箱式变电站的特点 续4 4 组合方式灵活箱式变电站由于结构比较紧凑 每个箱均构成一个独立系统 这就使得组合方式灵活多变 一方面 我们可以全部采用箱式 也就是说 35kV及10kV设备全部箱内安装 组成全箱式变电站 也可以仅用10kV开关箱 35kV设备室外安装 10kV设备及控保系统箱内安装 对于这种组合方式 特别适用于农网改造中的旧站改造 即原有35kV设备不动 仅安装一个10kV开关箱即可达到无人值守的要求 总之 箱式变电站没有固定的组合模式 使用单位可根据实际情况自由组合一些模式 以满足安全运行的需要 17 3 箱式变电站的特点 续5 5 投资省见效快箱式变电站较同规模常规变电所减少投资40 50 以35kV单主变4000kVA规模变电所计算 土建工程 包括征地费用 箱式变电站要比常规变电所节约100余万元 若从竣工投产角度分析 保守估计每站提前4个月投运 从运行角度分析 在箱式变电站中 由于先进设备的选用 特别是无油设备运行 从根本上彻底解决了常规变电所中的设备渗漏问题 变电站可实行状态检修 减少维护工作量 每年可节约运行维护费用10万元左右 整体经济效益十分可观 18 3 箱式变电站的特点 续6 6 占地面积小以4000kVA单主变规模变电所为例 建设一座常规35kV变电所 大约需占地3000m2左右 而且需要进行大规模的土建工程 而选用箱式变电站 主变箱和开关箱两箱体占地面积最小可至100m2 包括35kV其他设备总占地面积最大为300m2 仅为同规模变电所占地面积的1 10 可充分利用街心 广场及工厂角隅即可安装投产 符合国家节约土地的政策 19 3 箱式变电站的特点 续7 7 外形美观 易与环境协调箱体外壳采用镀铝锌钢板及集装箱制造技术 外形设计美观 在保证供电可靠性前提下 通过选择箱式变电站的外壳颜色 从而极易与周围环境协调一致 特别适用于城市建设 如 城市居民住宅小区 车站 港口 机场 公园 绿化带等人口密集地区 它既可作为固定式变电所 也可作为移动式变电所 具有点缀和美化环境的作用 20 4 美式箱变与欧式箱变 美式箱变和欧式箱变由于结构不同可靠性不同 应用的场合也不同 1 美式箱变箱变的接线形式一路或两路10KV进线 单台变压器 容量一般选用500KVA 800KVA 低压出线电缆4 6路 21 1 美式箱变 箱变的主要部件变压器 10KV环网开关 10KV电缆插头 低压桩头箱体等主要部件组成 它具体积小 有造价低便于安装等优点 美式箱变的优缺点优点 体积小占地面积小 便于安放 便于伪装 容易与小区的环境相协调 可以缩短低压电缆的长度 降低线路损耗 还可以降低供电配套的造价 22 1 美式箱变 续1 美式箱变的优缺点缺点 供电可靠性低 无电动机构 无法增设配电自动化装置 无电容器装置 对降低线损不利 噪音较 型站和 型站要高 因为 型站和 型站是将变压器安放在室内 起到隔音的作用 另外 将 型站和 型站的集中电磁辐射分解成多点辐射 由于不同容量箱变的土建基础不同 使箱变的增容不便 当箱变过载后或用户增容时 土建要重建 会有一个较长的停电时间 增加工程的难度 非专业术语 800kVA以上的称为 型站 一般还带有10kV开关站功能 800kVA及以下的称为 型站 23 2 欧式箱变 箱变的接线形式单台配变形式 两路10KV进线 单台变压器容量一般在500KVA 800KVA 低压出线电缆一般为4 6路 两台配变形式 两路10KV进线 两台变压器 每台变压器的容量在500KVA 800KVA 低压出线电缆一般为8 12路 24 2 欧式箱变 续 箱变的主要部件变压器 10KV环网开关柜 低压电容器 低压开关等主要部件组成 相当于将 型站的设备紧凑安装在金属的箱体内 使 型站小型化 欧式箱变的体积比美式箱变要高要大 造价也比美式箱变要大 25 2 欧式箱变 续 优点 噪音与 型站和 型站相当 辐射较美式箱变要低 因为欧式箱变的变压器是放在金属的箱体内起到屏蔽的作用 可以设置配电自动化 不但具有 型站和 型站的优点 而且还有美式箱变的主要优点 缺点 体积较大 不利于安装 对小区的环境布置有一定的影响 26 美式箱变与欧式箱变适用场合 因为美式箱变和欧式箱变的结构不同可靠性不同 因此适用的场合也不同 当美式箱变的容量选用的较小而小区的建筑面积较大时 应用的箱变会增加很多 从而使在架空线上支接的负荷点增多 当减少架空线的支接负荷点时必定要增加箱变的串接数量 从而使网络结构薄弱 要克服小容量箱变而带来的网络结构薄弱的问题 最好使用环网站解决 27 美式箱变与欧式箱变适用场合 续 美式箱变鉴于美式箱变的结构特点和优缺点 美式箱变适用于对供电要求相对较低的多层住宅和其他不重要的建筑物的用电 根据我们的实际使用情况看 美式箱变配上小型的环网开关站后 完全适用多层住宅的供电需求 因为就是箱变发生故障 对居民的影响不大 但不适应于小高层和高层 欧式箱变欧式箱变适用于多层住宅 小高层 高层和其他的较重要的建筑物 28 三 GIS SF6全封闭式组合电器 GIS GasInsulatedSwitchgear 将断路器 隔离开关 接地开关 电流互感器 电压互感器 避雷器等封闭在接地的金属壳体内 充以SF6气体 既封闭又组合 占地面积少 占用空间少 不受外界条件的影响 不产生噪音和无线电干扰运行安全可靠且维护工作量少 但设备价格昂贵 一般在环境污秽条件恶劣的地方 或地价昂贵的城区采用 29 三 GIS SF6全封闭式组合电器 30 GIS结构 出线隔离开关 母线 断路器 电流互感器 操作机构 母线隔离开关 快速接地开关 出线套管 31 HGIS HGIS是英文HybridGasInsulatedSwitchgear的缩写 含义为复合型 混合 气体绝缘组合开关设备 32 HGIS结构特点 HGIS可将断路器 隔离开关 接地开关 CT PT 避雷器 出线套管等组合成一整体密闭设备单元 与GIS相比 HGIS电器未把母线封装在内 因此扩建相对方便 灵活 对于出线避雷器 出线PT的布置也可以灵活处理 断路器 出线终端 带电显示装置 隔离开关 接地开关 南网标准ES 33 GIS HGIS与AIS技术比较 HGIS GIS均为少 免 维护产品 检修维护周期长 与AIS相比 设备全部密封在SF6气室内 大大改善设备运行环境 不受污秽影响 有较高的运行可靠性 同时也避免了高压对环境的电磁污染 34 GIS HGIS与AIS技术比较 续1 HGIS的设备为SF6绝缘 相间和母线为空气绝缘 配电装置布置受相间和母线在空气中的安全净距控制 占地面积约为AIS的70 GIS全部采用SF6气体绝缘 可根据实际工程灵活布置 使配电装置场地达到最优化和最小化 35 GIS HGIS与AIS技术比较 续2 HGIS GIS均为模块化设计 采用工厂预安装技术 以功能单元为运输单位 安装方便 现场只需简单的联结和必要的实验即可投运 相对AIS可以大大缩短安装 调试和实验的时间 HGIS GIS结构紧凑 节约大量设备支架和基础 节省土建费用 节省大量二次电缆 36 GIS HGIS与AIS技术比较 续3 HGIS母线敞开 新建串或由不完整串扩建成完整串方便灵活 停电时间短 不同串 甚至同一串中可以选用不同厂家产品 设备招标范围广 GIS在扩建时停电时间长 由于只能采用原厂家产品 价格难以控制 往往远高于前期的价格 由于HGIS相间和母线为空气绝缘而GIS全部采用SF6气体绝缘 且可根据实际工程灵活布置 因此GIS更为节省土地 但GIS也存在因为集成度高而带来诸如单个设备故障影响范围大 漏气定位难等问题 37 GIS适用场合 1 人口密度高 土地昂贵的地区2 外界条件限制 站址选择困难区域3 特殊地形条件地区4 高地震烈度地区5 高原地区6 严重大气污染地区 38 HGIS适用场合 1 人口密度高较高 土地较昂贵的地区2 负荷密度大 可靠性要求高地区3 特殊地形条件地区4 高地震烈度地区5 高原地区6 大气污染较严重地区7 检修力量薄弱地区 39 8 2高压成套电器 制造厂家根据电气主接线的技术要求和控制对象及主要电气元件的特点 将高压电器 测量仪表 保护装置及辅助设备 按照一定的接线方式装配组合在一起形成成套配电装置 又称为高压开关柜 40 空气绝缘开关柜 开关柜 一 产品型号的含义 41 二 开关柜的 五防 高压开关柜必须装设防止电气误操作的装置 具体功能为 防止误分 误合断路器 防止带负荷推拉手车 防止误入带电间隔 防止带电挂接地线或合接地开关 防止接地开关在接地位置时送 42 三 开关柜的分类与型式 1 分类铠装式开关柜各室间用金属板隔离接地 如 KYN1 10型间隔式开关柜各室间用非金属板隔离 如JYN2 10型 箱式固定型具有金属外壳 但间隔数目少于铠装式或间隔式 如XGN2 10型 43 三 开关柜的分类与型式 以上三种类型的共同点是外壳均用金属壳体 间隔式和铠装式均有隔室 但间隔式的隔室一般用绝缘板而铠装式的隔室用金属板 用金属板的好处是可将故障电弧限制在产生的隔室内 若电弧触及金属隔板 即被引入地内 而在间隔式中 电弧有可能烧穿绝缘照板 进入其他隔室甚至窜入其他柜子 造成火烧连营 44 2 型式 高压断路器的置放有两种型式 落地式断路器手车本身落地 推入柜内 如KYN1 10型和JYN2 10型 中置式手车装于柜子中部 如KYN1B 10型中置柜 手车的装卸需要装卸车 目前中置式开关柜越来越多 45 三 开关柜的分类与型式 KYN1 10 JYN2 10 46 三 开关柜的分类与型式 XGN2 10 47 三 开关柜的分类与型式 KYN1B 10 48 三 开关柜的分类与型式 49 四 接线方案举例 50 SF6绝缘开关柜 充气柜 以SF6气体绝缘的开关柜简称充气柜 此产品的高压元件诸如母线 断路器 隔离