【正文】 100一般箱變12m2ZBW174m2 4安裝地點和負荷中心距離不能十分接近負荷中心，供電線路半徑較長，電壓降落及電能損失較高。能貼近負荷中心，甚至直接置于建筑物處，供電線路半徑可以很短電壓降落及電能損失較少，提高了供電質(zhì)量。 5生產(chǎn)方式土建施工后，現(xiàn)場裝配。大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量得到保證。 6生產(chǎn)周期7：1 7投資費用2：1 8和環(huán)境協(xié)調(diào)性和環(huán)境不協(xié)調(diào)和環(huán)境協(xié)調(diào)一致/,不擋視線,美化環(huán)境。 箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計規(guī)范設(shè)計嚴格按照國家標準《高壓/低壓預(yù)裝式變電站》（GB/T124671998），以及適合的工藝流程。 本設(shè)計的主要任務(wù)（1）10KV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計（2） 箱式變電站主接線設(shè)計與一次設(shè)備選型（3）二次系統(tǒng)設(shè)計2 負荷計算和無功功率補償計算負荷計算的方法有需要系數(shù)法、二項式等幾種，本設(shè)計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有： 有功功率：無功功率: 視在功率: 計算電流: 根據(jù)要求及負荷計算公式，分別計算各車間的PC、QC、SC、IC，然后列出表格。 n=300 ： n=8 ： n=4 n=4 ： n=3 ： n=25 表2 各用電負荷計算結(jié)果用電編號負荷類別需要系數(shù)cosφtanφPC/kWQC/kvarSC/kvAIC/A1路燈2照明108083消防水泵1120901504噴霧器7254905供水站6045756瀑布7噴泉無功功率的人工補償裝置主要有：同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。也稱同步調(diào)相機，是一臺不帶機械負載的同步電動機，專門用于發(fā)出（洗手）無功功率。1）受控補償 圖1 受控補償圖當(dāng)負荷較大時為了改善功率因素，同步補償機應(yīng)過勵運行。2）中間補償當(dāng)電網(wǎng)在負載下工作時，由于滯后性負載引起線路電壓的下降；當(dāng)電網(wǎng)符合很輕時，高壓長輸電線路將呈現(xiàn)較大的電容作用，使受端電網(wǎng)電壓升高，此時，同步補償機應(yīng)運行在欠勵狀態(tài)，吸收電網(wǎng)中多余的無功功率。同步補償機裝在線路上，可以達到自動維持線路電壓接近為恒定的目的。 圖2 中間補償圖 并聯(lián)電抗器是高壓、超高壓線路上作補償用的一類電抗器，是提高線路的傳輸能力和確保輸電質(zhì)量的一種不可缺少的重要電氣設(shè)備。隨著電力需求的增大，輸電電壓的不斷提高；跨區(qū)域長距離的輸電線路的建設(shè)，使線路對地的充電電容顯著增大，給輸電系統(tǒng)造成了：切斷負荷產(chǎn)生工頻過電壓；單相對地短路時非故障相電壓增大；由于超前無功功率過大而使電端電壓上升等問題。為此輸電系統(tǒng)安裝了吸收超前無功功率、補償電容電流的并聯(lián)電抗器；同時也能有效的限制操作過電壓。 并聯(lián)電抗器接線圈有無鐵心可分為帶有氣隙的鐵心電抗器和無鐵心的空心電抗器。帶有氣隙的鐵心式電抗器，其結(jié)構(gòu)主要是由鐵心和線圈組成的。由于鐵磁介質(zhì)的導(dǎo)磁率極高，而且其磁化曲線是非線性的，故電抗器的鐵心必須帶氣隙。帶有氣隙的鐵心式電抗器通常在140%—150%的額定電壓下是線性的，飽和后電感值約為額定電壓下電感值的50%—70%。并聯(lián)電抗器采用能夠高壓端和輸電系統(tǒng)直接相連接，中性點經(jīng)小電抗接地的連接方式。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小一級組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。經(jīng)計算總有功功率總無功功率由于本設(shè)計中上級要求cosφ≥,而由上面計算可知cosφ=，因此需要進行無功補償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進行低壓集中補償。 Qc = （－）kvar= （） = 取Qc=150kvar因此，其電容器的個數(shù)為： n = Qc/qC =150/12≈12 而由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取12個正好 需補償?shù)臒o功功率Qc=12*12=144kvar 無功補償后，變電所低壓側(cè)的計算負荷為： KVA無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為：cosφ′= / = ≈則工廠的功率因數(shù)為：cosφ′=/ = ≥3 變電站主變壓器臺數(shù)、容量、類型的選擇 變壓器容量、接線組別的確定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160～1 600KVA，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Yyn0聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“△”外部。三相五柱式Dyn11變壓器的優(yōu)點是帶三相不對稱負荷能力強，不會因三相負載不對稱造成中性點電壓偏移，負載電壓質(zhì)量可得到保證，這種變壓器具有很好的耐雷特性。對于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來說，其3n次（n為整數(shù)）諧波勵磁電流在其三角形結(jié)構(gòu)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，不注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星型接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器更利于抑制高次諧波電流；Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于低壓單相接地短路故障的保護和切除；當(dāng)接用單相不平負荷時，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%，因而嚴重影響了接用單相負荷的容量，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。因此國家規(guī)定在TT和TN系統(tǒng)中，推廣Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。但是Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣要求稍低于Dyn11，從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器。變壓器聯(lián)結(jié)方式如圖3。圖3 變壓器的Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)綜合考慮10kV箱式變電站變壓器的容量確定為200kVA，型號為S6200/10，變壓器的連接組別為Yyn0，阻抗電壓為 =%，采用油浸式變壓器。 變壓器的散熱處理變壓器設(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)。10kV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，裝有自動強迫排氣通風(fēng)裝置(軸流風(fēng)機或幅面風(fēng)機)。裝置的開啟和停止，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)正常溫度下，靠自然通風(fēng)來散熱。有為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機械強迫通風(fēng)，以變壓器油溫不超過95℃作為動作整定值。 采用負荷開關(guān)—熔斷器組合電器保護變壓器負荷開關(guān)是用來開、合負載電流的開關(guān)裝置，它一般具有關(guān)合短路電流能力，但是它不能開斷短路電流。負荷開關(guān)可以單獨使用在遠離電源中心、且容量較小的終端變電站，用于投切無功補償回路、并聯(lián)電抗器及電動機等。熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維護方便，仍然具有發(fā)展前途。熔斷體是熔斷器的主要元件，當(dāng)熔斷體通過的電流超過一定值時，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使本身溫度升高，在達到熔斷體熔點時，熔斷體自行熔斷切斷過載電流或短路電流。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形如圖4所示 1 a 2 時間 0 b 燃弧時間 圖4 限流熔斷器切斷短路電流時電流波形1—切斷前電流波形 2—切斷過程中電流波形—截止電流；—動作時間負荷開關(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圍的石英砂冷卻電弧，達到有效熄滅電弧，用于在強力冷卻熄弧過程中建立起高于工作電壓的電弧電壓，因而具有很強限流能力。由曲線可見到，短路開始后電流上升，熔體發(fā)熱，溫度上升，電流升到a點，熔體熔化，由于熔斷器的限流作用，電流上升停止，開始沿ab線段下降，在b點電流下降到零，此時完成熄弧。這種熔斷器的整個動作過程發(fā)生在密封的瓷管中，在熄滅電弧時，巨大氣流不會沖出管外。負荷開關(guān)與熔斷器配合使用于箱變可替代斷路器，作為變壓器的保護開關(guān)設(shè)備。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，為使油箱不爆炸，故障切除時間必須限在20ms內(nèi)。采用斷路器保護的話，斷路器最快全開斷時間(繼電保護動作時間+斷路器固有動作時間+燃弧時間)一般需要2～3個周波(40ms～60ms)左右，而限流熔斷器則可保證在10ms以內(nèi)切除故障。由于同電壓等級負荷開關(guān)的價格大約是斷路器的價格的1/4～1/5，而負荷開關(guān)+熔斷器的價格僅僅是斷路器的價格的1/3，因此采用負荷開關(guān)+熔斷器有較大經(jīng)濟性。由于斷路器是用于開斷短路故障電流、大負荷電流、容性電流等通用的開關(guān)設(shè)備，因此體積大、笨重，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。相比之下負荷開關(guān)體積小，簡單易開發(fā)。4 變電站主接線方案的選擇 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(jīng)濟四個方面安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點，必須按照國家標準和規(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系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)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(fā)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(yīng)力求簡單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運行