1000kva箱式變電站畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　題目：1000kVA箱式變電站設(shè)計(jì)</p><p><b>　　系 部：</b></p><p><b>　　專(zhuān) 業(yè)： </b></p><p><b>　　班 級(jí)：</b

2、></p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>&

3、lt;b>　　摘 要</b></p><p>　　箱式變電站又稱(chēng)戶外成套變電站，也有稱(chēng)做組合式變電站，它是發(fā)展于20世紀(jì)60年代至70年代歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備，由于它具有組合靈活，便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)電力工作者的重視。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，國(guó)內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)簡(jiǎn)易箱式變電站，并得到了迅速發(fā)展。 <

4、;/p><p>　　本課題的主要內(nèi)容包括箱式變電站的發(fā)展應(yīng)用，箱式變電站的結(jié)構(gòu)分類(lèi)，以及箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)極其設(shè)備選型，二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)。1000KVA箱式變電站的設(shè)計(jì)高壓側(cè)額定電壓為35kV，低壓側(cè)額定電壓為10kV，主變壓器容量為5000kVA。主接線采用單母線分段接線。</p><p>　　關(guān)鍵詞：箱式變電站；結(jié)構(gòu)；一次系統(tǒng)；二次系統(tǒng)</p>

5、<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Box-type transformer substation calls again outdoor a transformer substation, also call to do the sectional transformer substation. It is a development to wait

6、 to 70's Europe and America western prosper in the 60's of 20 centuries the nation release a kind of outdoor the set changes to give or get an electric shock of new change to give or get an electric shock the equ

7、ipments, because it have the combination vivid, easy to conveyance, move, install convenience, start construction construction th</p><p>　　The article regard box-type transformer substation as a development

8、for relating box-type transformer substation applied, the construction of box-type transformer substation divides into se-section, emphasizing the treatise box-type transformer substation a the very equipments in desig

9、n in subsystem chooses the type, two subsystems design, and the intelligence of box-type transformer substation supervises and control the system.The design high pressure side sum of box-type transformer substati</p&g

10、t;<p>　　Keywords：box-type transformer substation；construction； first system；second system</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　供配電技術(shù)的發(fā)展</b></p><p>　　隨著

11、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造中，要求高壓直接進(jìn)入負(fù)荷中心，形成高壓受電—變壓器降壓—低壓配電的供電格局，所以供配電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化、無(wú)人值守的方向發(fā)展，箱式變電站(簡(jiǎn)稱(chēng)箱變)正是具有這些特點(diǎn)的最佳產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　其次隨著社會(huì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，負(fù)荷密度越來(lái)越高，城市用地越來(lái)越緊張，城市配電網(wǎng)逐步由架空向電纜過(guò)渡，架桿方式安裝的配電變壓器越來(lái)越

12、不適應(yīng)人們的要求。因此，預(yù)裝式變電站成為主要的配電設(shè)備之一。再次人們對(duì)供電質(zhì)量尤其是供電的可靠性要求越來(lái)越高，而采用高壓環(huán)網(wǎng)或雙電源供電、低壓網(wǎng)自動(dòng)投切等先進(jìn)技術(shù)的預(yù)裝式變電站成為首選的配電設(shè)備。</p><p>　　與此同時(shí)，由于信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化住宅小區(qū)發(fā)展，因此不僅要求箱變安全可靠，同時(shí)要求具有“四遙”(遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)、遙控)的智能化功能。這種智能箱式變電站(簡(jiǎn)稱(chēng)智能箱變)環(huán)網(wǎng)供電時(shí)，在特定自主軟件配

13、合下，能完成故障區(qū)段自動(dòng)定位、故障切除、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，從而保證在一分鐘左右恢復(fù)送電。</p><p>　　1.2 箱式變電站的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn) </p><p>　　1.2.1 箱式變電站的類(lèi)型</p><p>　　箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。美式預(yù)裝式變電站在我國(guó)叫做“預(yù)裝式變電站”或“美式箱變 ”，一區(qū)別歐式預(yù)裝式變電站。它將變壓

14、器器身、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器及高低連線置于一個(gè)共同的封閉油箱內(nèi)，構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)。同時(shí)，安裝有齊全的運(yùn)行檢視儀器儀表，如壓力計(jì)，壓力釋放閥，油位計(jì)，油溫表等。歐式預(yù)裝式變電站以前在我國(guó)習(xí)慣稱(chēng)為“組合式變電站”，它是將高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個(gè)不同的隔室內(nèi)，通過(guò)電纜或母線來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣連接。</p><p>　　1.2.2 箱式變電站的結(jié)構(gòu) </p&

15、gt;<p>　　美式預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種：</p><p>　?。?）變壓器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器共用一個(gè)油箱；</p><p>　　（2）變壓器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個(gè)不同的油箱內(nèi)；</p><p>　　（3）變壓器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個(gè)不同的油箱內(nèi)。</p><p>　　其中（1）型為美式箱變

16、的原結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊縮、簡(jiǎn)潔、體積小、重量輕。（2）型和（3）型為（1）的變形。這種變型的理論根據(jù)是：開(kāi)關(guān)操作和熔斷器的動(dòng)作造成的游離碳會(huì)影響整個(gè)箱變的壽命。由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì)，使之既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)，適用于住宅小區(qū)、共礦企業(yè)及各種公共場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。</p><p>　　歐式預(yù)裝式變電站的總體結(jié)構(gòu)包括三個(gè)主要部分：高壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器及低壓配套裝置，

17、其總體結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為組合式；另一種為一體式。組合式布置是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電裝置三部分個(gè)為一室，即由高壓室、變壓器室和低壓室三個(gè)隔室組成，可按“目字型”或“品字型”布置，如圖1.1所示?！澳孔中汀辈贾门c“品字型”布置相比，“目字型”接線較為方便，故大多采用“目字型”布置。但“品字型”布置結(jié)構(gòu)較為緊湊，特別是當(dāng)變壓器室排布多臺(tái)變壓器時(shí)，“品字型”布置較為有利。</p><p>　?。?）

18、 （2） （3）</p><p>　　(a)目字型布置 (b)品字型布置</p><p>　　圖1.1 歐式預(yù)裝式變電站的整體布置形式</p><p>　　1.2.3箱式變電站的技術(shù)特點(diǎn)</p><p>　　箱式變電站

19、的高壓室一般是由高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器和避雷器等組成的，可以進(jìn)行停送電操作并且有過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)。低壓室由低壓空氣開(kāi)關(guān)、電流互感器、電流表、電壓表等組成的。變壓器一般采用 S9 或干式的等。箱式變中的電器設(shè)備元件，均選用定型產(chǎn)品，元器件的技術(shù)性能均滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。為了可靠實(shí)現(xiàn)五防要求，各電器元件之間采用了機(jī)械聯(lián)鎖，各電器元件都安裝在有足夠強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)上，以便于導(dǎo)線的連接。操作采用電動(dòng)方式，不需另配電源，由 TV 引出即可。另外

20、箱式變還都具有電能檢測(cè)、顯示、計(jì)量的功能，并能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能，還設(shè)有專(zhuān)用的接地導(dǎo)件，并有明顯的接地標(biāo)志。此外為適應(yīng)戶外工作環(huán)境，箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝有隔熱材料，箱體底部和各室之間都有冷卻進(jìn)出風(fēng)口，采用自然風(fēng)冷和自動(dòng)控制的強(qiáng)迫風(fēng)冷等多種形式，以保證電氣設(shè)備的正常散熱，具有防雨、防塵、防止小動(dòng)物進(jìn)入等措施。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級(jí)：高壓側(cè)為 3 ～35kV、低壓側(cè)為 0.4 ～10kV 。變壓器的容量：當(dāng)額定

21、電壓比為35/10 、6 、0.4 kV 時(shí)可從幾百kVA～上萬(wàn)kVA、當(dāng)額定電壓比為 10、6/0.4 kV</p><p>　　箱式變電站有如下特點(diǎn)：</p><p>　?。?）技術(shù)先進(jìn)安全可靠</p><p>　　箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝，有良好的防腐性能，保證20年不銹蝕，內(nèi)封板采用鋁合金扣

22、板，夾層采用防火保溫材料，箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置，設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響，可保證在－40℃～＋40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。</p><p>　　箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開(kāi)關(guān)柜、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器(彈簧操作機(jī)構(gòu))等國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備，產(chǎn)品無(wú)裸露帶電部分，為全絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達(dá)到零觸電事故，全站可實(shí)現(xiàn)無(wú)油化運(yùn)行，安全性高，二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。</p>

23、;<p><b>　　（2）自動(dòng)化程度高</b></p><p>　　全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置，分散安裝，可實(shí)現(xiàn)"四遙"，即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)，每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能，繼電保護(hù)功能齊全，可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置，對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制，滿足無(wú)人值班的要求。</p><p><b>　　

24、（3）工廠預(yù)制化</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求，作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計(jì)，就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號(hào)，所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格，真正實(shí)現(xiàn)變電所建設(shè)工廠化，縮短了設(shè)計(jì)制造周期；現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其它需調(diào)試的工作，整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需5～8天的時(shí)間，大大縮短了建設(shè)工期。&l

25、t;/p><p><b>　?。?）組合方式靈活</b></p><p>　　箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊，每個(gè)箱體均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，這就使得組合方式靈活多變，我們可以全部采用箱式，即35kV及10kV設(shè)備全部箱內(nèi)安裝，組成全箱式變電所；也可以采用35kV設(shè)備室外安裝，10kV設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝，這種組合方式，特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊所改造，即原有35kV設(shè)備不動(dòng)，僅

26、安裝一個(gè)10kV開(kāi)關(guān)箱即可達(dá)到無(wú)人值守的要求。</p><p>　　（5）投資省、見(jiàn)效快</p><p>　　箱式變電站(35kV設(shè)備戶外布置，10kV設(shè)備箱內(nèi)安裝)較同規(guī)模綜自變電站(35kV設(shè)備戶外布置，10kV設(shè)備布置于戶內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)室及中控室)減少投資40％～50％。</p><p><b>　?。?）占地面積小。</b></p&g

27、t;<p>　　1.2.4 箱式變電站與常規(guī)變電站的對(duì)比分析</p><p>　　箱式變電站（在IEC及歐洲稱(chēng)為高壓/低壓預(yù)裝式變電站）是一種集成化程度高，工廠預(yù)安裝、節(jié)能、節(jié)地的發(fā)展中設(shè)備與常規(guī)變電站相比，占地為1/20，工期為1/7，投資為1/2。在國(guó)外應(yīng)用極度為廣泛，在西歐占變電站總數(shù)的70%以上，美國(guó)為90%。在我國(guó)應(yīng)用為10%，是一種方興未艾的裝備。</p><p>

28、;　　三種類(lèi)型的箱式變電站的特點(diǎn)如下:</p><p>　?。?）歐洲式：特點(diǎn)是防護(hù)性好，多了一個(gè)外殼，變壓器散熱不易，要降低容量運(yùn)行；</p><p>　?。?）美國(guó)式：特點(diǎn)是變壓器保持戶外設(shè)備本質(zhì)，散熱好，結(jié)構(gòu)緊湊，但是在我國(guó)10kV電網(wǎng)系中性不接地系統(tǒng)，因此一相熔絲熔斷時(shí)不能跳開(kāi)三相負(fù)荷開(kāi)關(guān)，造成非全相運(yùn)行，危及變壓器及用電設(shè)備，并且不易實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化；</p><

29、;p>　　（3）中國(guó)式：從歐洲式派生而來(lái)，結(jié)合中國(guó)用戶需要改進(jìn)而成，但是符合中國(guó)電力部門(mén)各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求，可鉛封電能計(jì)量箱，無(wú)功補(bǔ)償，一應(yīng)俱全。</p><p>　　箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較見(jiàn)表1.1。</p><p>　　表1.1箱式變電站與常規(guī)變電站性能對(duì)比表</p><p>　　預(yù)裝式變電站是輸變電設(shè)備發(fā)展方向，由前所述，我國(guó)應(yīng)用僅10%左右，而國(guó)

30、外已達(dá)到的70-90%，所以預(yù)裝式變電站其社會(huì)效益顯著，市場(chǎng)前景廣闊。</p><p>　　1.3 箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范</p><p>　　根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高壓/低壓預(yù)裝式變電站》（GB/T12467-1998），箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范如下。</p><p><b>　　1.3.1 額定值</b></p><

31、;p>　?。?）額定電壓：對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T 11022。對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備，按GB/T 14048.1和GB 7251.1。</p><p>　?。?）額定絕緣水平：對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T 11022；對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T 14048.1和GB 7251.1。低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的最低額定沖擊耐受電壓至少應(yīng)為GB/T 16935.1—1997的表

32、1中IV類(lèi)過(guò)電壓的給定值。</p><p>　　（3）額定頻率和相數(shù)：按GB/T 11022、GB/T 14048.1和GB 7251.1。</p><p>　　（4）額定電流和溫升：額定電流按GB/T 11022和GB 7251.1。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備的溫升按GB/T 11022，低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的溫升，按GB 7251.1。</p><p>　?。?/p>

33、5）額定短時(shí)耐受電流：對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備，按GB/T 11022；對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備，按GB 7251.1；對(duì)變壓器按IEC 76-5和GB 6450。</p><p>　　（6）額定短路持續(xù)時(shí)間：對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T 11022；對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB 7251.1。</p><p>　　（7）操動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源電壓：對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)

34、備和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備，按GB/T 11022；對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備，按GB 7251.1。</p><p>　?。?）操動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源頻率：對(duì)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T 11022；對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備，按GB 7251.1。</p><p>　　（9）預(yù)裝式變電站的額定最大容量：預(yù)裝式變電站的額定最大容量是設(shè)計(jì)變電站時(shí)指定的變壓器的最大額定值。</p>

35、<p>　　1.3.2 設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)</p><p>　　預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠安全進(jìn)行正常使用、檢查和維護(hù)。</p><p>　?。?）接地：除按GB/T11022，還應(yīng)符合以下規(guī)定。應(yīng)提供一條連接預(yù)裝式變電站的每個(gè)元件的接地導(dǎo)體。接地導(dǎo)體的電流密度，如用銅導(dǎo)體，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為1s時(shí)不應(yīng)超過(guò)200A/mm2，當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為3s時(shí)不應(yīng)超過(guò)125A/mm2；但其截面

36、積不應(yīng)小于30mm2。它的端部應(yīng)有合適的接線端子，以便和裝置的接地系統(tǒng)連接。</p><p>　　（2）輔助設(shè)備：對(duì)于預(yù)裝式變電站內(nèi)的低壓裝置（例如照明、輔助電源等），適用時(shí)，按GB/T 14821.1或GB7251.1防護(hù)等級(jí)：防止人員觸及危險(xiǎn)部件、并防止外來(lái)物體進(jìn)入和水分浸入設(shè)備的保護(hù)是必需的。</p><p>　?。?）主接線設(shè)計(jì)與一次設(shè)備選型預(yù)裝式變電站外殼的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于GB4

37、208—1993中的IP23D更高的防護(hù)等級(jí)可以按GB4208予以規(guī)定。</p><p>　　（4）操作通道：預(yù)裝式變電站內(nèi)部的操作通道的寬度應(yīng)適應(yīng)于進(jìn)行任何操作和維護(hù)。該通道的寬度應(yīng)為800mm或更大些。預(yù)裝式變電站內(nèi)部的快關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的門(mén)應(yīng)朝出口方向關(guān)閉，或者是轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣不致減少通道的寬度。門(mén)在任一開(kāi)啟位置或開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減少到500mm。</p>&

38、lt;p>　?。?）預(yù)裝式變電站的選用導(dǎo)則</p><p>　　對(duì)于給定的運(yùn)行方式，選用預(yù)裝式變電站時(shí)，要按正常負(fù)荷條件和故障情況的要求來(lái)選擇各元件的額定值。外殼級(jí)別的選擇取決于周?chē)鷾囟群妥儔浩鞯呢?fù)荷系數(shù)。對(duì)某一額定外殼等級(jí)，變壓器的負(fù)荷系數(shù)取決于變電站安裝處的周?chē)鷾囟?。?duì)變動(dòng)的負(fù)荷，可按GB/T 17211，采用一個(gè)修正系數(shù)?？梢杂帽緲?biāo)準(zhǔn)的附錄D來(lái)確定外殼級(jí)別和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。</p>&

39、lt;p>　　（6）主變壓器與箱體之間應(yīng)滿足最小防火凈距</p><p>　　《35～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，耐火等級(jí)為二級(jí)的建筑物與變壓器(油浸)之間最小防火凈距為10m。其面對(duì)變壓器、可燃介質(zhì)電容器等電器設(shè)備的外墻(符合防火墻要求)，在設(shè)備總高加3m及兩側(cè)各3m的范圍內(nèi)不設(shè)門(mén)窗不開(kāi)孔洞時(shí)，則該墻與設(shè)備之間的防火凈距可不受限制；如在上述范圍內(nèi)雖不開(kāi)一般門(mén)窗，但設(shè)有防火門(mén)時(shí)，則該墻與設(shè)備之間的防火

40、凈距應(yīng)等于或大于5m。</p><p>　　配電裝置的最低耐火等級(jí)為二級(jí)，箱式配電站箱體內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均采用特制鋁型材裝飾的大門(mén)結(jié)構(gòu)，每個(gè)間隔后部均設(shè)有雙層防護(hù)板，</p><p>　　即可打開(kāi)的外門(mén)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中，主變與箱體之間最小防火凈距建議采用10m，以確保變電所安全運(yùn)行。</p><p>　?。?）10kV電纜出線應(yīng)穿鋼管敷

41、設(shè)</p><p>　　為求美觀，變電所內(nèi)10kV箱式配電站箱體四圍一般均設(shè)計(jì)為水泥路面，10kV線路終端桿一般在變電所圍墻外10m處。如果將電纜直埋，引至線路終端桿，將給檢修帶來(lái)很大不便。因此10kV電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)，以方便用戶維護(hù)檢修。如10kV線路終端桿距離變電所較遠(yuǎn)，則箱體至變電所圍墻段的10kV電纜出線必須穿鋼管敷設(shè)。在電纜出線末端的線路終端桿上裝設(shè)新型過(guò)電壓保護(hù)器，以防止過(guò)電壓。</p>

42、;<p>　　1.3.3 使用條件</p><p><b>　?。?）正常使用條件</b></p><p>　　外殼：預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計(jì)成能在按GB/T 11022規(guī)定的正常戶外使用條件下使用。</p><p>　　高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：在外殼內(nèi)部按GB 7251.1規(guī)定的正常戶外使用</p><p>&

43、lt;b>　　條件。</b></p><p>　　變壓器：外殼內(nèi)的變壓器在額定電流下，其溫升比無(wú)外殼條件下的要求高，會(huì)超過(guò)GB 1094.2或GB 6450 規(guī)定的溫度極限。變壓器的使用條件應(yīng)按安裝地點(diǎn)外部的使用條件和外殼級(jí)別來(lái)確定。變壓器的制造廠或用戶能夠據(jù)此計(jì)算降低變壓器的使用容量。</p><p><b>　?。?）特殊使用條件</b><

44、/p><p>　　高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過(guò)1000m的地區(qū)按GB/T 11022的規(guī)定。低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過(guò)2000m的地區(qū)按GB/T7251.1的規(guī)定。變壓器在海拔超過(guò)1000m的地區(qū)，按GB 1094.2或GB 6450的規(guī)定。</p><p>　　1.3.4 箱體要求</p><p>　　（1）箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿足正

45、常運(yùn)行、維護(hù)要求，并應(yīng)加裝溫度、濕度測(cè)量表計(jì)、凝露器、煙霧報(bào)警裝置，并將溫度、濕度、凝露、煙霧報(bào)警探頭信號(hào)接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，要考慮安裝通訊設(shè)備的位置。 </p><p>　?。?）箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。 </p><p>　?。?）要抗紫外線輻射，抗暴曬性能好，不易導(dǎo)熱可避免因外部溫度過(guò)高而引起箱體溫度升高。 </p><p>　　（4）防潮性能好，不會(huì)因冷熱突

46、變而產(chǎn)生凝露。 </p><p>　?。?）防腐、防裂、阻燃、防凍性能好。 </p><p>　?。?）要機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓抗張，抗沖擊。 </p><p>　　（7）對(duì)環(huán)境有良好的協(xié)調(diào)性，能美化環(huán)境，可適應(yīng)各種氣候條件，外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，箱體占地面積少，節(jié)約土地。</p><p>　　1.3.5 箱式變電站內(nèi)部電器設(shè)備</p>

47、<p>　?。?）箱式變電站高壓配電裝置接線應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，既有終端變電站接線，也應(yīng)有適應(yīng)環(huán)網(wǎng)供電的接線。 高壓配電裝置宜采用符合開(kāi)關(guān)加熔斷器組合結(jié)構(gòu)，油浸式變壓器容量在800kVA及以上時(shí)，應(yīng)采用能切斷電源的裝置與變壓器瓦斯保護(hù)相配合。 高壓配電裝置應(yīng)具有防止誤拉、合開(kāi)關(guān)設(shè)備，帶負(fù)荷拉、合刀閘，帶電掛地線，帶地線合閘和工作人員誤入帶電間隔的五防措施。負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器之間也應(yīng)有可靠的連鎖。箱體門(mén)內(nèi)側(cè)應(yīng)附有主回路線路圖、控制線路圖

48、、操作程序及注意事項(xiàng)。母線宜采用絕緣導(dǎo)線（或絕緣母線）。高壓進(jìn)出線應(yīng)考慮電纜的安裝位置和便于進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p>　　（2）變壓器應(yīng)采用損耗低、體積小、適合箱體內(nèi)安裝的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的用戶要求，可以采用油浸式、干式或氣體絕緣式、無(wú)載調(diào)壓式或有載調(diào)壓式。 變壓器如有油枕，其油標(biāo)應(yīng)便于監(jiān)視。變壓器的銘牌應(yīng)面向箱門(mén)一側(cè)。 容量315kVA及以上變壓器，宜裝設(shè)電接點(diǎn)溫度計(jì)，以監(jiān)測(cè)變壓器上層油溫（或氣體溫度）和啟動(dòng)通

49、風(fēng)冷卻裝置。</p><p>　　1.4 本課題的主要任務(wù)</p><p>　?。?）1000kvA箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?） 箱式變電站主接線設(shè)計(jì)于一次設(shè)備選型</p><p><b>　?。?）二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì)

50、</p><p>　　第2章 1000KVA箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 電氣主接線的確定</p><p>　　2.1.1 主接線的基本形式</p><p>　　主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無(wú)母線的接線形式兩大類(lèi)。</p><p>　?。?）具有

51、母線的電氣主接線</p><p>　?、賳文妇€接線：?jiǎn)文妇€接線是一種最原、最簡(jiǎn)單的接線方式。</p><p><b>　?、趩文妇€分段接線</b></p><p>　　③雙母線及雙母線分段接線</p><p>　?、芘月纺妇€接線方式 </p><p>　?。?）無(wú)母線的電氣主接線</p>

52、;<p>　?、贅蛐谓泳€：當(dāng)具有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，在變壓器線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則稱(chēng)為橋形接線</p><p>　?、趩卧泳€：發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)</p><p>　　2.1.2 箱式變電站對(duì)主接線的基本要求</p><p>　　概況地說(shuō)，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面</p&

53、gt;<p>　　安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點(diǎn)，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施。</p><p>　　可靠就是主接線應(yīng)滿足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng)，能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不

54、適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。</p><p>　　靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)計(jì)投資最少。在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線靈

55、活、可靠，必須要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。主要應(yīng)從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾個(gè)方面綜合考慮。</p><p>　　2.1.3 主接線的比較與選擇</p><p>　　單母線接線是一種原始、最簡(jiǎn)單的接線，所有電源及出線均接在同一母線上，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，便于擴(kuò)建，造價(jià)

56、低。缺點(diǎn)是供電可靠性低。母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等任一元件發(fā)生故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。因此，單母線接線方式一般只在發(fā)電廠或變電所建設(shè)初期無(wú)重要用戶或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠中采用。</p><p>　　在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)；隔離開(kāi)關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開(kāi)關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開(kāi)電路的情況下，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)；恢復(fù)

57、供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開(kāi)關(guān)，然后和斷路器。這就是隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。</p><p>　　單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開(kāi)關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)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。兩段

58、母線自動(dòng)同時(shí)故障的機(jī)遇很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩斷母線同時(shí)停電，在判斷故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。</p><p>　　單母線分段接線既具有單母線接線簡(jiǎn)單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路到要長(zhǎng)時(shí)間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母

59、線增加一倍。</p><p>　　雙母線分段接線有如下優(yōu)點(diǎn)：可輪換檢修母線或母線隔離開(kāi)關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，可靈活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個(gè)方向順延擴(kuò)建。</p><p>　　但雙母線也有如下的缺點(diǎn)：造價(jià)高；當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為

60、倒換操作電器，容易誤動(dòng)作。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。</p><p>　　當(dāng)進(jìn)線回路數(shù)或母線上電源較多時(shí)，輸送和穿越功率較大，母線發(fā)生事故后要求盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用雙母線接線。</p><p>　　綜上可知，單母線接線造價(jià)低而供電穩(wěn)定性低，雙母線供電穩(wěn)定性高但其造價(jià)高且接線線路復(fù)雜，而單母

61、線分段接線一方面線路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，另一方面其供電穩(wěn)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。如圖2.1 </p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　　2.1.4 高壓接線方式</p><p>　　高壓側(cè)，采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)+限流熔斷器作為就壓器的主保護(hù)，一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源

62、和終端三種供電方式，有兩組插入式熔斷器和后備保護(hù)熔斷器串聯(lián)進(jìn)行分段范圍保護(hù)。限流熔斷器一相熔斷時(shí)必須能聯(lián)動(dòng)跳開(kāi)三相負(fù)荷開(kāi)關(guān)，不發(fā)生缺相運(yùn)行。線路側(cè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)必須配有直流電源電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)外來(lái)交流電源狀態(tài)下自啟動(dòng)。環(huán)網(wǎng)回路必需配置檢測(cè)故障電流用的電流互感器或傳感器。</p><p>　　高壓開(kāi)關(guān)選用可靠性高和具有自動(dòng)化裝置及智能化接口的先進(jìn)的產(chǎn)品：如ＳＦ6負(fù)荷開(kāi)關(guān)、壓氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)、真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)等。</p

63、><p>　　環(huán)網(wǎng)供電單元一般至少由三個(gè)間隔組成，即二個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔和一個(gè)變壓器回路間隔。其中，負(fù)荷開(kāi)關(guān)ＱＬＡ和ＱＬＢ在隔離故障線段時(shí)，能及時(shí)恢復(fù)回路的連續(xù)供電；同負(fù)荷開(kāi)關(guān)ＱＬＣ相連的熔斷器Ｆ在中壓/低壓變器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)起保護(hù)作用；ＱＬＣ對(duì)熔斷器斷器和變壓器還起隔離和接地作用。</p><p>　　2.2 箱式變電站箱體的確定</p><p>　　2.2.1 箱體結(jié)構(gòu)

64、的確定</p><p>　　箱式變電站按結(jié)構(gòu)主要有美式箱變和歐式箱變。歐式箱變?cè)靸r(jià)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(guī)土建變電站占地面積最大，歐式箱變次之，美式箱變常規(guī)土建變電站建造周期最長(zhǎng)，歐式箱變次之。綜合考慮一般1000kVA箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。</p><p>　　2.2.2 合理配置</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況可以采

65、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(shè)備，放置在箱體外，設(shè)置兩個(gè)箱體，一個(gè)35kV箱體，一個(gè)10kV箱體，其中一個(gè)箱體預(yù)留保護(hù)裝置的位置?？紤]節(jié)省資金，也可以將35kV斷路器等設(shè)備放于戶外，只設(shè)置10kV箱體。</p><p>　　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(nèi)襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作用。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，可在訂貨時(shí)對(duì)主體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的要求。比如在地處鹽

66、堿地帶，對(duì)設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高，因此除主體框架采取了防腐工藝加工外，箱體的整體外層襯板采用了0.5mm厚的不銹鋼板。</p><p>　　維護(hù)走廊是箱變正常運(yùn)行和檢修中的重要環(huán)節(jié)，箱變的一個(gè)缺陷就是空間狹小，廠家從成本和設(shè)備緊湊性考慮，維護(hù)走廊一般都盡量壓縮。在選型時(shí)應(yīng)該將維護(hù)走廊作為一項(xiàng)指標(biāo)來(lái)考慮，不然會(huì)給將來(lái)的運(yùn)行和維護(hù)，造成很大麻煩。</p><p>　　箱體的密封和防塵是一個(gè)重

67、要方面，特別是保護(hù)裝置對(duì)防塵等指標(biāo)要求較高，應(yīng)引起重視。</p><p>　　箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)顧及到電纜的安裝和維護(hù)方便，應(yīng)考慮人員出入、通風(fēng)以及照明等方面的要求。</p><p><b>　　2.3 變壓器</b></p><p>　　2.3.1 變壓器容量、接線組別的確定</p>&l

68、t;p>　　箱變用變壓器為降壓變壓器，一般將10ＫＶ降至380Ｖ/220Ｖ，變壓器容量一般為160～1600ＫＶＡ，最常用的容量為315～630ＫＶＡ。其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、Ｄｙｎ11或Ｙｙｎ12聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“Δ”外部。三相五柱式Ｄｙｎ11變壓器的優(yōu)點(diǎn)是帶三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)荷能力強(qiáng)，不會(huì)因三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)造成中性點(diǎn)電壓偏移，負(fù)載電壓質(zhì)量可得到保證，這種變壓器具有很好的耐雷特性。變壓器應(yīng)具有齊全的運(yùn)行檢視儀器儀表，如油位表和

69、上層油溫表及反映頂部氣壓強(qiáng)度的真空壓力表等。</p><p>　　變壓器選用Ｓ9-Ｍ、Ｓ11Ｍ全密封、免維護(hù)、低噪音、性價(jià)比高的油浸式變壓器(噪音≤50ｄＢ)或新型干式變壓器(噪音≤55ｄＢ)等。采用干式變壓器時(shí)，變壓器室必須配散熱系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)大多采用新Ｓ9或Ｓ11系列配電變壓器，有的也采用了非晶合金變壓器，其優(yōu)點(diǎn)是空載損耗很小，只有1/4～1/3，但其價(jià)格高出1.3～1.6倍，但隨著制造技術(shù)的提高，一旦價(jià)格

70、下來(lái)，非晶合金變壓器會(huì)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。</p><p>　　綜合考慮1000KVA箱式變電站變壓器的容量確定為1000KVA，因?yàn)槿辔逯鬌，yn11連接變壓器帶三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)載能力強(qiáng)，不會(huì)因三相負(fù)載不對(duì)稱(chēng)造成中性點(diǎn)電壓偏移，負(fù)載電壓質(zhì)量可得到保證；此外，這種變壓器還具有很好的耐雷特性。因此變壓器的連接組別為三相五柱D，yn11，阻抗電壓為Ud=7.0%，采用油浸式變壓器。由于三相五拄D，yn11聯(lián)結(jié)，如果熔斷器

71、一相熔斷后，會(huì)造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，為額定電壓的1/2，會(huì)使負(fù)載欠壓運(yùn)行。因此將熔斷器連接在“△”內(nèi)部。因?yàn)檫@樣如果熔斷器一相熔斷后不會(huì)造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，熔斷器所對(duì)應(yīng)的低壓側(cè)相電壓幾乎為零，其它兩相電壓正常。而站用變壓器容量確定為50kVA，連接組別采用D，yn11，接在35kV母線上將35kV電壓降低為0.4kV供箱式變電站本身使用。</p><p>　　2.3.2 變壓器的散熱處理</p&g

72、t;<p>　　變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。35kV箱式變電站變壓器采用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計(jì)成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風(fēng)道，裝有自動(dòng)強(qiáng)迫排氣通風(fēng)裝置(軸流風(fēng)機(jī)或幅面風(fēng)機(jī))。裝置的開(kāi)啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%～90%設(shè)定；室內(nèi)

73、正常溫度下，靠自然通風(fēng)來(lái)散熱。為了通風(fēng)，變壓器室的箱體上設(shè)置百葉窗。百葉窗結(jié)構(gòu)，使氣流能進(jìn)去，而灰塵被分離。有為防止灰塵對(duì)絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護(hù)罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)，以變壓器油溫不超過(guò)95℃作為動(dòng)作整定值。機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)用幅面風(fēng)機(jī)，而不用軸流風(fēng)機(jī)。因軸流風(fēng)機(jī)對(duì)變壓器散熱片內(nèi)外側(cè)散熱不均，往往外側(cè)散熱好，內(nèi)側(cè)散熱差些；而幅面風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口均勻吹拂內(nèi)外側(cè)，通風(fēng)散熱效果較好。</p><p

74、>　　2.3.3 采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)—熔斷器組合電器保護(hù)原理</p><p>　　負(fù)荷開(kāi)關(guān)是用來(lái)開(kāi)、合負(fù)載電流的開(kāi)關(guān)裝置，它一般具有關(guān)合短路電流能力，但是它不能開(kāi)斷短路電流。負(fù)荷開(kāi)關(guān)可以單獨(dú)使用在遠(yuǎn)離電源中心、且容量較小的終端變電站，用于投切無(wú)功補(bǔ)償回路、并聯(lián)電抗器及電動(dòng)機(jī)等。熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便，仍然具有發(fā)展前途。熔斷體是熔斷器的主要元件，當(dāng)熔斷體通過(guò)的電流超過(guò)一定值時(shí)，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使

75、本身溫度升高，在達(dá)到熔斷體熔點(diǎn)時(shí)，熔斷體自行熔斷切斷過(guò)載電流或短路電流。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形如圖2.2所示。</p><p><b>　　1</b></p><p><b>　　a</b></p><p><b>　　2</b></p><p><b>　

76、　時(shí)間</b></p><p>　　0 b</p><p><b>　　燃弧時(shí)間</b></p><p>　　圖2.2 限流熔斷器切斷短路電流時(shí)電流波形</p><p>　　1—切斷前電流波形 2—切斷過(guò)程中電流波形</p><p>　　ia1—截止電流；tb

77、2—?jiǎng)幼鲿r(shí)間</p><p>　　負(fù)荷開(kāi)關(guān)—熔斷器組合電器中使用限流型高壓熔斷器，這種熔斷器是依靠填充在熔體周?chē)氖⑸袄鋮s電弧，達(dá)到有效熄滅電弧，用于在強(qiáng)力冷卻熄弧過(guò)程中建立起高于工作電壓的電弧電壓，因而具有很強(qiáng)限流能力(圖1)。由曲線可見(jiàn)到，短路開(kāi)始后電流上升，熔體發(fā)熱，溫度上升，電流升到a點(diǎn)，熔體熔化，由于熔斷器的限流作用，電流上升停止，開(kāi)始沿ab線段下降，在b點(diǎn)電流下降到零，此時(shí)完成熄弧。這種熔斷器的整個(gè)

78、動(dòng)作過(guò)程發(fā)生在密封的瓷管中，在熄滅電弧時(shí)，巨大氣流不會(huì)沖出管外。</p><p>　　熔斷器的限流特性，它是指熔斷器的開(kāi)斷電路時(shí)，最大截止電流和預(yù)期電流穩(wěn)態(tài)方均根的關(guān)系，可以從限流特性的截止電流值可估算出被限流熔斷器所保護(hù)的電器設(shè)備內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械和熱效應(yīng)。</p><p>　　負(fù)荷開(kāi)關(guān)與熔斷器配合使用于箱變可替代斷路器，作為變壓器的保護(hù)開(kāi)關(guān)設(shè)備。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，為使油箱不

79、爆炸，故障切除時(shí)間必須限在20ms內(nèi)。采用斷路器保護(hù)的話，斷路器最快全開(kāi)斷時(shí)間(繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器固有動(dòng)作時(shí)間+燃弧時(shí)間)一般需要2～3個(gè)周波(40ms～60ms)左右，而限流熔斷器則可保證在10ms以內(nèi)切除故障。由于同電壓等級(jí)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的價(jià)格大約是斷路器的價(jià)格的1/4～1/5，而負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器的價(jià)格僅僅是斷路器的價(jià)格的1/3，因此采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器有較大經(jīng)濟(jì)性。由于斷路器是用于開(kāi)斷短路故障電流、大負(fù)荷電流、容性電流等通用的開(kāi)關(guān)

80、設(shè)備，因此體積大、笨重，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。相比之下負(fù)荷開(kāi)關(guān)體積小，簡(jiǎn)單易開(kāi)發(fā)。</p><p>　　2.4 箱式變電站總體布置</p><p>　　1000kVA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5000kVA，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(jìn)、出線。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有防壓、防雨和防小動(dòng)物等措施及占地面積小、操作方便，

81、安全可靠、可以移動(dòng)等特點(diǎn)。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。</p><p>　　（1）框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外股、門(mén)和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。</p><p>　?。?）高壓室：裝備包括三工位負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。</p><p>　?。?）低壓室：裝備全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的GGD型固定式低壓配電屏、包括

82、主開(kāi)關(guān)柜、計(jì)量柜、多路出線柜、耦合電容器。</p><p>　　（4）變壓器室：配備5000kVA油浸式變壓器。室頂裝有溫度監(jiān)控儀啟動(dòng)的軸流風(fēng)向。</p><p>　　第3章 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型</p><p>　　3.1 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1.1 概述</b></p>&

83、lt;p>　　電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)電器、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常三相是對(duì)稱(chēng)的，故在主接線圖中，一般用一根線來(lái)表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱(chēng)或需要進(jìn)一步說(shuō)明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。</p><p>　　主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

84、結(jié)構(gòu)的重要組成部分。</p><p>　　3.1.2 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則</p><p>　　（1）變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后對(duì)一次系統(tǒng)接線沒(méi)有影響,一次系統(tǒng)接線方式及供電方案仍按有關(guān)要求與規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后,應(yīng)發(fā)揮計(jì)算機(jī)的圖形顯示功能,模擬盤(pán)可以簡(jiǎn)化或取消。</p><p>　?。?）

85、變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后,可以實(shí)現(xiàn)元人或少人值班, 值班室面積可以減小,分散值班可以集中于一處值班。</p><p>　　3.1.3 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　35kV母線采用單母線接線，10kV側(cè)母線采用單母線分段接線。箱體采用了雙層密封，雙層鐵板間充入高強(qiáng)度聚胺脂，具有隔溫、防潮等特點(diǎn)。外層采用不銹鋼體，底盤(pán)鋼架采用金屬?lài)婁\技術(shù),有良好的防腐性能。內(nèi)層采用鋁合金扣板箱體內(nèi)

86、安裝空調(diào)及除濕裝置，從而是設(shè)備運(yùn)行不受自然環(huán)境及外界污染的影響?？杀ＷC設(shè)備在-40～+40℃之間運(yùn)行。 內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)有上下隔離刀閘，ZN23-35型真空斷路器，選用干式高精度的電流互感器和電壓互感器，電容器采用高質(zhì)量并聯(lián)電容器，并裝有放電PT，站變選用SC9型干式站變，站內(nèi)裝有多組氧化鋅避雷器。一次系統(tǒng)連接采用封閉母線結(jié)構(gòu)，在每個(gè)單元柜裝有"五防鎖"，保證了人身與設(shè)備的安全。<

87、/p><p><b>　　3.2 設(shè)備選型</b></p><p>　　3.2.1 箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意的方面</p><p>　?。?）箱變的一次設(shè)備</p><p>　　①箱變內(nèi)的一次設(shè)備，應(yīng)以無(wú)油、免維護(hù)或少維護(hù)設(shè)備為宜。斷路器可采用真空斷路器，電流互感器、電壓互感器和站用變應(yīng)選用干式設(shè)備。</p>

88、<p>　?、谝蛳渥儍?nèi)空間狹小，實(shí)際運(yùn)行中掛、拆接地線很不方便，所以許多箱變?cè)陂_(kāi)關(guān)柜單元裝設(shè)了接地開(kāi)關(guān)，但受空間限制，一些箱變廠家將接地開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)采用了連動(dòng)的形式，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，則接地開(kāi)關(guān)閉合；合上隔離開(kāi)關(guān)，則接地開(kāi)關(guān)拉開(kāi)。在實(shí)際運(yùn)行中，這種操作方式在執(zhí)行現(xiàn)有規(guī)程時(shí)，會(huì)帶來(lái)許多麻煩，設(shè)備的運(yùn)行方式界定不清。如果可能的話，加裝獨(dú)立的接地開(kāi)關(guān)，運(yùn)行起來(lái)會(huì)更靈活方便。</p><p>　?、巯渥冎械奈宸篱]

89、鎖是一個(gè)重要方面，在選型時(shí)，要考慮隔離開(kāi)關(guān)之間的機(jī)械閉鎖以及電氣閉鎖，看是否能滿足需要，以及可靠性是否能達(dá)到要求。</p><p>　　④箱變內(nèi)的開(kāi)關(guān)柜應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠^察窗，以便于觀察運(yùn)行設(shè)備的狀況，考慮到實(shí)際運(yùn)行的需要，在選型時(shí)，對(duì)此也應(yīng)提出要求，以免日后運(yùn)行帶來(lái)不便。</p><p>　?。?）箱變的一次進(jìn)線和出線：</p><p>　　①箱變的一次進(jìn)線和出線可采

90、用架空方式或電纜方式。采用電纜方式可有效地節(jié)省空間。</p><p>　?、谶x型時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際情況，考慮進(jìn)出線的接線方式，否則不利于日后的安裝。</p><p>　?、垡蛳渥儍?nèi)空間有限，電纜頭一般要做到箱體的底板下面，通過(guò)箱體底板上的孔引入。而按規(guī)程要求，金屬底板上的三個(gè)引入孔，彼此之間應(yīng)該是連通的，避免電纜運(yùn)行過(guò)程中，在金屬底板上產(chǎn)生渦流，對(duì)設(shè)備造成損害。有些箱變?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這方面的要

91、求考慮不足，會(huì)影響電纜的安裝和運(yùn)行。</p><p>　?、軐?duì)于10kV饋線的電纜安裝，若電纜頭做在箱體底板的下面，零序互感器的位置也要加以考慮。如果零序互感器裝設(shè)在電纜頭上面，電纜的接地線就不要再穿過(guò)零序互感器，這與常規(guī)做法中零序互感器在電纜頭下面的接法不同。</p><p>　　(3)箱變中的保護(hù)裝置。箱變中一般采用綜合自動(dòng)化裝置作為保護(hù)，有些箱變廠家同時(shí)生產(chǎn)綜合自動(dòng)化裝置，若選擇這樣

92、的箱變和保護(hù)一體化的產(chǎn)品，會(huì)給設(shè)計(jì)施工和調(diào)試帶來(lái)方便，免去了許多中間環(huán)節(jié)。若箱變廠家的實(shí)力允許，也能滿足我們的需要，這不失為一種較理想的選擇。綜合自動(dòng)化裝置的選擇，要考慮箱變的特點(diǎn)，力求接線簡(jiǎn)潔，功能完備。</p><p>　　3.2.2 設(shè)備選型的基本原理</p><p>　　電器選擇是發(fā)電廠和變配電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電器是使用電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重

93、要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。</p><p>　　電器的種類(lèi)和型式是電器選擇的重要內(nèi)容之一。選擇時(shí)，可根據(jù)安裝地點(diǎn)，使用條件、配電裝置的型式、運(yùn)行和檢修經(jīng)驗(yàn)以及人們使用習(xí)慣等多種因素綜合確定。</p><p>　　盡管電力系統(tǒng)中各電器的工作條件和作用并不一樣，具體選擇方法也不完

94、全一樣，但它們的基本要求是一致的。電器要能可靠的運(yùn)行，必須按正常工作條件選擇，并按短路電流來(lái)效驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定[10]。</p><p>　　電器設(shè)備選擇的一般條件如下：</p><p>　?。?）按正常條件選擇</p><p>　　電器設(shè)備按正常條件選擇，就要考慮電器裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電器裝置所處的位置特征；電器要求是指電器裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電

95、流、頻率（一般為50HZ0）等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開(kāi)關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮 起斷流能力。</p><p>　?、倏紤]所選設(shè)備的工作環(huán)境。如戶內(nèi)、戶外、防腐、防暴、防塵、放火等要求，以及沿?；驖駸岬赜虻奶攸c(diǎn)。</p><p>　?、谒x設(shè)備的額定電壓UN，et應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓 UN 即</p><p>　　UNet≥ UN

96、 （3.1）</p><p>　　一般電器設(shè)備的電壓設(shè)計(jì)值滿足 1.1U N，et 應(yīng)而可在應(yīng)1.1U N，et 下安全工作。</p><p>　?、垭娖鞯念~定電流IN，et 是指 在額定周?chē)h(huán)境溫度θ0下，電器的長(zhǎng)期允許電流IN，et應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)的工作電流Imax，即</p><

97、;p>　　UNet≥Imax （3.2）</p><p>　　由式可以推算，當(dāng)電器的環(huán)境溫度θ高于40℃（但不高于60℃）時(shí)，環(huán)境溫度每升高1℃，應(yīng)減少允許電流1.8%；當(dāng)使用環(huán)境低于 40℃時(shí)，每降低1℃，允許電流增加0.5%。 </p><p>　　（2）按短路條件校驗(yàn)</p

98、><p><b>　　①動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效力的能力。滿足穩(wěn)定的條件</p><p>　　iet≥ish （3.3）</p><p><b>

99、　　或</b></p><p>　　Iet≥Ish （3.4）</p><p>　　式中 Ish、Ish—設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效值（kA）</p><p>　　Iet、Iet—設(shè)備允許通過(guò)電流的峰值及其有效值（kA）</p>

100、<p>　　對(duì)于下列情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。</p><p>　　a 用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。</p><p>　　b電壓互感器及其所在回路的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定，因?yàn)槎搪冯娏骱苄　?lt;/p><p>　　c電纜一般均有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。</p><p><b&g

101、t;　　②熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　短路電流通過(guò)時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng)超過(guò)短時(shí)發(fā)熱最高允許值，即</p><p>　　I2tt≥I2∞tima （3.5） </p><p>　　式中I∞— 設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流；</p><p>　　tima—短路電流假想時(shí)間；

102、 </p><p>　　It— t秒內(nèi)允許通過(guò)的短路電流值或稱(chēng)t秒熱穩(wěn)定電流（kA）；</p><p>　　t—廠家給出的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間，一般為4s、5s、1s等。</p><p>　　3.2.3 高低壓電器設(shè)備選擇的要求</p><p>　?。?）高壓一次設(shè)備的選型</p><p>　　高壓一次設(shè)備的選擇，必須

103、滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)安全可靠的運(yùn)行，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓電器的選擇和校驗(yàn)可按表3.1所列各項(xiàng)條件進(jìn)行?，F(xiàn)僅對(duì)選擇的特殊條件或簡(jiǎn)要步驟予以介紹。</p><p>　　表3.1 高壓電器選擇與校驗(yàn)條件</p><p>　?。?）低壓一次設(shè)備選型</p><p>　　低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須考慮

104、安裝地點(diǎn)并滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求；同時(shí)設(shè)備工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如表3.2所列。</p><p>　　表3.2低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目</p><p>　　3.2.4 斷路器的選型</p><p>　　斷路器型式的選擇應(yīng)綜合考慮安裝地點(diǎn)環(huán)境的條件、使用的

105、技術(shù)條件和安裝調(diào)試與維護(hù)護(hù)方便等因素。先對(duì)幾種內(nèi)型短路器的技術(shù)性能和運(yùn)行維護(hù)方面的特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹如下。</p><p>　　少油短路器開(kāi)斷電流大，對(duì)35以下可采用加并聯(lián)以提高額定電流；35kV以上為積木結(jié)構(gòu)。該斷路器全開(kāi)斷時(shí)間短。增加壓油活塞裝置加強(qiáng)機(jī)械油吹后，可開(kāi)斷空載長(zhǎng)線。少油斷路器使用較早，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，易于維護(hù)，噪聲低，油量少；它易劣化，需要一套油處理裝置。</p><p>　　六氟

106、化硫（SF6）斷路器的額定電流和開(kāi)斷能力都可以作得很大；開(kāi)斷性能好，可適用于各種工況開(kāi)斷；SF6氣體滅弧、絕緣性能好，所以斷開(kāi)電壓做得較高；斷開(kāi)開(kāi)距小。運(yùn)行噪聲低，維護(hù)工作量小，檢修間隔期長(zhǎng)，運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、壽命較長(zhǎng)；斷路器價(jià)格較高。</p><p>　　真空斷路器連續(xù)多次操作，且開(kāi)斷性能好，滅弧迅速、動(dòng)作時(shí)間短；運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，滅弧室不需要檢修；噪聲低，無(wú)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)；價(jià)格較昂貴。</p>&l

107、t;p>　　3.2.5 高壓熔斷器的選擇</p><p>　　熔斷器額定電流的選擇，除了根據(jù)環(huán)境條件確定采用戶內(nèi)或戶外、根據(jù)用于保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備還是保護(hù)互感器確定采用RN1（及其改進(jìn)型RN3、RN5、RN6）或RN2等項(xiàng)目外，還包括熔管的額定電流和熔體的額定電流選擇。</p><p>　?。?）熔管額定電流 </p><p>　　為了保證熔斷器殼不致過(guò)熱

108、毀壞，要求熔斷器熔管的額定電流 IN，f1不小于熔體的額定電流IN，f2即：</p><p>　　INf2≥INf2 （3.6）</p><p>　?。?）熔體的額定電流</p><p>　　IN，f2=kI max

109、 （3.7）</p><p>　　式中Imax—熔斷器所在電路最大工作電流；</p><p>　　k—可靠系數(shù)。為防止熔體誤動(dòng)作而考慮留有一定裕度。對(duì)于變壓器回路k的取值，在不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)k=1.1~1.3，記入自起動(dòng)時(shí)k=1.5~2.0；對(duì)于電力電容器回路，一臺(tái)電容器時(shí)k=1.5~2.0，一組電容器時(shí)k=1.3~1.8。</p><p>　?。?）熔