【正文】 用計(jì)算法是指在一定的假設(shè)條件下計(jì)算出短路電流的各個(gè) 分量，而不是用微分方程求解短路電流的完整表達(dá)式。 24 第 5 章 短路電流的計(jì)算 5． 1 計(jì)算的目的和內(nèi)容 為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求； 評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案； 研究限制短路電流的措施； 為繼電保護(hù)整定和調(diào)試提供數(shù)據(jù)； 分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響。不再需要各種電量變送器 ,開關(guān)柜上各種測(cè)量?jī)x表可以取消。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將電量變送器器 23 統(tǒng)一布置于電流互感器電流回路的最末端 ,避免與電工測(cè)量?jī)x表相互交叉布置 。即有電流變送器 （ 單相與三相 ） ,電壓變送器 （ 單相與三相 ） ,有功功率變送器 （ 三相三線制與三相四線制 ） ,無功功率變送器 （ 三相三線制與三相四線制 ） ,有功 /無功功率變送器 ,功率 因數(shù)變送 器。一 100V 電壓 ,220/380V 系統(tǒng)直接利用交流守 220V或 +380V電壓 ,然后再經(jīng)各種電量變送器將交流參數(shù)變?yōu)橹绷?。有中央信?hào)系統(tǒng)時(shí) ,信號(hào)繼電器應(yīng)再有一對(duì)常開接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng) ,以下兩種常開接點(diǎn)應(yīng)分開 ,由于電壓等級(jí)不同 ,不能共用地線 。 （ 4） 所有進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方操作開關(guān)的手動(dòng)分閘操作開關(guān)或按鈕應(yīng)有一對(duì)獨(dú)立的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng) ,以便在人工手動(dòng)分閘時(shí)給計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)一個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào) ,以防止人工就地手動(dòng)分閘時(shí)出現(xiàn)誤報(bào)信號(hào) 。 控制回路 設(shè)計(jì) （ 1） 計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)都有合閘與分閘繼電器輸出接點(diǎn) ,一般接點(diǎn)容量 為 A050V,3A。燈光信號(hào)表明 不正常工作狀態(tài)的性質(zhì)地點(diǎn)，而音響信號(hào)在于引起運(yùn)行人員的注意。 在箱式變電站運(yùn)行的各種電氣設(shè)備，隨時(shí)都可能發(fā)生不正常運(yùn)行的工作狀態(tài)。 斷路器控制與信號(hào)回路 概述 斷路器控制按控制地點(diǎn)可分為集中控制與就地控制。 二次系統(tǒng)總體 方案 （ 1） 開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù) ,計(jì)量 ,信 號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)不變 ,值班室的繼電保 護(hù)屏與中 央信號(hào)系統(tǒng) (信號(hào)屏、計(jì)量屏與控制屏 )保持原設(shè)計(jì)不變 ,再設(shè)計(jì)一套重復(fù)的計(jì)量、信號(hào)與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng) 。 （ 4） 備用電源自投裝 置 適用于母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，由監(jiān)控和保護(hù)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)備用電源自動(dòng)投入功能及母聯(lián)速斷過流保護(hù) 。 （ 1） 變壓器保 護(hù) 變壓器保護(hù)主要采用主變主保護(hù)裝置、主變高壓側(cè)保護(hù)監(jiān)控裝置、主變低壓側(cè)監(jiān)控裝置等三個(gè)裝置。其數(shù)值應(yīng)符合所屬等級(jí)準(zhǔn)確度的要求； （ 2）誤差不應(yīng)隨時(shí)間、溫度、濕度和外磁場(chǎng)等外界條件的影響而變化； （ 3）儀表本身消耗的功率應(yīng)越小越好； （ 4）儀表應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度、耐壓和短時(shí)過載能力，以保證安全運(yùn)行； （ 5）應(yīng)有良好的讀書裝置； （ 6）構(gòu)造堅(jiān)固，使用維護(hù)都要方便。 電氣測(cè)量?jī)x表及測(cè)量回路。 19 第 4 章 35kV 箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二次系統(tǒng)的定義及分類 箱式變電站的設(shè)備通常可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類。 (3)箱變中的保護(hù)裝置。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)行過程中，在金屬底板上產(chǎn)生渦流，對(duì)設(shè)備造成損害。 （ 2） 箱變的一次進(jìn)線和出線 ： ① 箱變的一次進(jìn)線和出線可采用架空方式或電纜方式。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)帶來許多麻煩，設(shè)備的運(yùn)行方式界定不清。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。內(nèi)層采用鋁合金扣板箱體內(nèi)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。 （ 3） 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。 由于交流供電系統(tǒng)通常三相是對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需要進(jìn)一步說明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。 （ 3）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、包括主開關(guān)柜、計(jì)量柜、多路出線柜、耦合電容器。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。 16 箱式變電站總體布置 35kV 箱式變電站高壓室額定電壓 35kV ，低壓室額定電壓 10kV。采用斷路器保護(hù)的話，斷路器最快全開斷時(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 。這種熔斷器的整個(gè)動(dòng)作過程發(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 。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(shí)，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使本身溫度升高，在達(dá)到熔斷體熔點(diǎn)時(shí)，熔斷體自行熔斷切斷過載電流或短路電流 。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。百葉窗結(jié)構(gòu)，使氣流能進(jìn)去，而灰塵被分離。 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)。因此將熔斷器連接在“△”內(nèi)部。目前，國(guó)內(nèi)大多采用新Ｓ 9或Ｓ 11 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～ 倍，但隨著制造技術(shù)的提高，一旦價(jià)格下來，非晶合金變壓器會(huì)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。三相五柱式Ｄｙｎ 11變壓器的優(yōu)點(diǎn)是帶三相不對(duì)稱負(fù)荷能力強(qiáng)，不會(huì)因三相負(fù)載不對(duì)稱造成中性點(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。 箱體的密封和防塵是一個(gè)重要方面，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 。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。綜合考慮一般 35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。其中，負(fù)荷開關(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)溶斷器和變壓器還起隔離和接地作用 。線路側(cè)負(fù)荷開關(guān)必須配有直流電源電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無外來交流電源狀態(tài)下自啟動(dòng)。 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，而單母線分段接線一方面線路簡(jiǎn)單，造價(jià)低，另一方面其供電 12 穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。 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關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(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。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(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，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶 負(fù)荷操作。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。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。 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。為了滿足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。 （ 1）具有母線的電氣主接線 ①單母線 接線：?jiǎn)文妇€接線是一種最原、最簡(jiǎn)單的接線方式。 變壓器如有油枕，其油標(biāo)應(yīng)便于監(jiān)視。母線宜采用絕緣導(dǎo)線（或絕緣母線）。 高壓配電裝置宜采用符合開關(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。 （ 5）防腐、防裂、阻燃、防凍性能好。 箱體要求 （ 1）箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿足正常運(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。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。 使用條件 （ 1）正常使用條件 ①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。 （ 8）操作通道 預(yù)裝式變電站內(nèi)部的操作通道的寬度應(yīng)適于進(jìn)行任何操作和維護(hù)。如果將電纜直埋，引至線路終端桿，將給檢修帶來很大不便。 （ 6） 主變壓器與箱體之間應(yīng)滿足最小防火凈距 《 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。外殼級(jí)別的選擇取決于周圍溫度和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。該通道的寬度應(yīng)為 800mm 或更大些。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。 設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu) 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)。 （ 6）額定短路持續(xù)時(shí)間：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB/T 11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB 。 （ 3）額定頻率和相數(shù)：按 GB/T 1102 GB/T 和 GB 。 額定值 （ 1）額定電壓：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB/T 11022。 5 生產(chǎn)方式 土建施工后，現(xiàn)場(chǎng)裝配。 5 表 箱 式 變電站 與 常規(guī)變 電 站 性能對(duì)比表 序號(hào) 對(duì)比 項(xiàng)目 常規(guī)變站 組合式（箱變）變電站 1 設(shè)計(jì)工作 需要土建、電氣二方面設(shè)計(jì)、工作量較大 土建工作僅一個(gè)安裝基礎(chǔ)，箱變本身有典型設(shè)計(jì)，只須根據(jù)用戶要求，作一些調(diào)整，設(shè)計(jì)工作也大為減少。在我國(guó)應(yīng)用為 10%，是一種方興未艾的裝備 。 ⑤ 投資省、見效快 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)高壓開關(guān)室及中控室 )減少投資40％～ 50％ 。 箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開關(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 人值守 。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。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。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。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)、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。 2 箱式變電站的結(jié)構(gòu) 美式預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種： （ 1）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器共用一個(gè)油箱； （ 2）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個(gè)不同的油箱內(nèi)； （ 3）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個(gè)不同的油箱內(nèi)。它將變壓器器身、高壓負(fù)荷開關(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。 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。s of 20 centuries. The domestic starts appearing the simple boxtype transformer substation, and got the quick development. The article regard boxtype transformer substation as a development for relating boxtype transformer substation applied, the construction of boxtype transformer substation divides into sesection, emphasizing the treatise boxtype transformer substation a the very equipments in design in subsystem chooses the Ⅱ type, two subsystems design, and the intelligence of boxtype transformer substation supervises and control the system. The design high pressure side sum