箱式变电站在我国的应用与发展

箱式变电站在我国的应用与发展

1、xbz1智能箱变u3000箱式变电站也称为室外成套电站，在一些地方也被称为组合变量，简称“箱变”。它是一种将中压压开关设备、压压设备和低压电设备结合在一起的成套电设备。国内目前广泛应用的有“欧式箱变”、“美式箱变”以及国内自行设计制造的国产式箱变,它们各具特点。欧式箱变可达1250KVA,体积较大,散热条件差,需加装机械排风装置。美式箱变由于变压器冷却片直接对外散热,散热条件相对较好,但外观造型不太美观,难与住宅小区等绿化环境配合。国内一般仅制造630KVA容量以下的产品。国内自行开发研制的国产式箱变,目前也有多种,但产品技术性能和指标相差较大。随着我国电气自动化技术的发展及各地的电力建设的需要,原来应用于输变电系统的电力自动化领域中的“四遥”监控系统已开始应用到10/0.4kV用户及低压变电所中,由于城市高层建筑、大型公共建筑、多变电所用户和无人值守化变电所的发展建设,以“四遥”监控为基本要求的智能配电系统在各个领域中已逐步推广普及,并作为10kV以下变配电系统的标准配置应用到国家重点建设项目、高层楼宇、大型公共建筑及多变电所用户和无人值守变电所中。XBZ1智能型箱式变电站(以下简称箱变))是在总结了已投运的箱式变电站的运行情况和近年来城网改造对配电网络自动化要求的基础上,而开发研制的具有国内先进水平的电器成套产品。它主要用于额定电压为12kV和35kV,变压器容量最大至1600kVA及以下的住宅小区、大型工地、高层建筑、工矿企业及临时性设施等场所。2、次箱变方案全能耗智能化该产品由具有通信功能的智能化元件采用现场总线控制技术与计算机系统网络连接,实现箱式变电站管理的自动化、智能化。系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能,使电力变配电系统的可靠性、安全性、快速性、实时性得到质的改变。本系列箱变其方案特点为:①在一次方案上兼顾到高压侧环网、终端,低压侧带总开关以及不带总开关各种方案。②在电能计量方面有高压计量、低压计量两种方案。③在高压单元、变压器单元、低压单元三部分结构布置上分为“目”字型和“品”字型两种结构方式。④在智能化方面分为高、低压全智能,高压智能和低压智能三种类型,三种智能均有遥控高压负荷开关、低压侧断路器合分闸功能,以及遥控、遥测、遥讯、遥调功能。⑤在箱体材料抗腐蚀性能方面,分为冷轧钢板和高强玻璃纤维加特种水泥制作的非金属外壳。3、智能系统(图a和图b)3.2缺相保护模块设计智能型箱式变电站的二次系统采用智能模块或箱变专用智能仪,均能实现下述功能:控制功能:可实现对高、低压侧断路器遥合、遥分;并对高压负荷开关转换位置进行遥控操作等。保护功能:设有过流、电流速断、瓦斯及温度保护。当主变采用熔断器保护且高压侧选用负荷开关时,增设了高压熔体缺相保护,即当某相熔体熔断后,则切除变压器低压侧负荷,并向调度系统发出故障信号,减少用户损失。信号功能:断路器位置信号、保护动作信号、功率因数自动投切状态信号、各种现场信号及参数修改可在上位机(分站)或调度中心(总站)完成。测量功能:检测电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数及变压器油温和油压信号等电量参数。当选用智能模块实现上述功能(如选用ST系列模块),每个断路器对应一个分散式单元,就地完成所有测量、控制、保护功能,并通过双绞线与主机联网。其特点是控制功能可根据用户需求对箱变高、低压系统分别进行控制与监测,使系统随机性强,易能实现高、低压全智能型和高、低压分别智能控制。当选用智能箱变专用智能仪(如选用BXU1.0智能控制终端),可实现高、低压系统用一专用装置实现主站通过总线对开关、电网的远程测量、调节、控制、通讯,其特点是体积小、安装方便、价格便宜。4、高压开关智能模块的电路设计现介绍一例高压开关设备为终端型智能化箱式变电站。图1所示为终端型智能化箱式变电站的系统原理图。高压部分的智能模块ST400称作智能测控单元,能实现“三遥”功能,可以测量各种电力参数,控制一台高压开关的分合闸,并能实施监视开关的运行状态。ST—DP为通信模块,因所有系统均采用Profibus—DP总线方式,当系统采用。Modbus—RTU总线方式时,取消ST—DP通信单元。高压开关采用真空负荷开关+高压熔断器,或压气式负荷开关+高压熔断器组成高压组合电器。由于箱变高压开关处于分闸位置时,低压部分失电,故高压开关的电动控制电压以及ST400的工作电压为DC24V,其电源来自安装在低压室内的带有浮充装置的直流电源。高压开关智能模块的线路如图2所示。测控模块ST400测量部分分电压测量和电流测量,因箱变中有带电显示器,如要测量电压需加装电压互感器,在上图中没有作出。把ST400中的开关量输入接点(17,21)和高压开关的辅助常开接点相连,可检测高压开关的合分闸状态,ST400输出回路中的输出触点(25、26)和(22、23)是两对常开触点,分别和高压开关电操机构的合闸继电器、分闸继电器线圈串接,控制高压开关的合分闸。以上信息通过RS—485通信接口至通信单元ST—DP→集线器→上位机,在上位机上通过YS200软件达到“四遥”(遥测、遥控、遥调、遥信)的目的。(2)控制器分配电路低压进线开关选用苏州智能配电自动化有限公司H型智能控制器配套的万能式断路器,该控制器除了具有保护、查询、自诊断功能外,还具有“四遥”功能:智能控制器的三相四线电压信号从断路器的上进线进入控制器的接口(21、22、23、24),而电流信号则取样于控制器内置电流互感器。控制器引出无源触点,“16、17”为遥控“分闸”触点。“18、19”为遥控“合闸”触点。由于触点容量小(DC24V/1A),需通过继电器模块ST201转换后至断路器本体进行遥控控制。经过改进后的无源触点,其容量已达到5A/AC240V,7A/DC24V,则无需采用继电器模块,直接引入断路器本体。智能控制器10#、11#引脚分别为RS-485A和RS-485B通信引出线至ST—DP到集线器,再从集线器T06到上位机实现“四遥”功能。(3)低效电设备低压的馈电部分如采用塑壳断路器来达到“遥控”、“遥信”,则塑壳断路器需要装电操机构,并有辅助常开接点。(4)监控方案的确定—能测控单元和监控软件本智能测控单元为ST412,工作电压为AC220V,开关量输入接点接入塑壳断路器的辅助常开触点,达到“遥信”的目的。输出接点也因容量小而需继电器模块ST201转换,来控制断路器的电操机构,输出电流的测量可通过网络仪表ST440来完成。以上输出信号通过各有的RS—485通信端引入ST—DP通信单元到集线器T06,T06至控制室的上位机。所述系统均采用Profibus—DP总线方式,当系统为Modbus—RTU总线方式时,取消所有的ST—DP通信单元。通信的导线采用双绞单芯直径为0.64mm的A类屏蔽线。也可用无功补偿器接触器的辅助常开接点引入ST412达到“遥信”的目的。用户可以在控制室的上位机上,通过YS200监控软件对现场进行“四遥”控制。YS200智能电力监控系统是集监视、测量、控制和通信等多种功能于一体的智能型监控系统,是一种开放式、网络化、单元化、可扩展性好的智能配电系统。目前,国内开发箱变智能模块的公司较多,它们都有各自的优点。随着科学的进步和技术的发展,新型