【正文】 接線(xiàn)。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(xiàn)上。 采用負(fù)荷開(kāi)關(guān) — 熔斷器組合電器保護(hù)變壓器 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。 綜合考慮 35kV 箱式變電站變壓器的容量確定為 5000kVA，因?yàn)槿辔逯?D， 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。 合理配置 根據(jù)實(shí)際情況可以采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。 但雙母線(xiàn)也有如下的缺點(diǎn)：造價(jià)高；當(dāng)母線(xiàn) 發(fā)生故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，容易誤動(dòng)作。 11 主接線(xiàn)的比較與選擇 單母線(xiàn)接線(xiàn)是一種原始、最簡(jiǎn)單的接線(xiàn)，所有電源及出線(xiàn)均接在同一母線(xiàn)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)低。變壓器的銘牌應(yīng)面向箱門(mén)一側(cè)。 （ 2）箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。因此 10kV 電纜出線(xiàn)應(yīng)穿鋼管敷設(shè)，以方便用戶(hù)維護(hù)檢修。 （ 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 或 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。對(duì)低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制開(kāi)關(guān)設(shè)備，按 GB/T 和 GB 。 ⑥ 占地面積小 。 (a)目字型布置 (b)品字型布置 圖 歐式預(yù)裝式變電站的整體布置形式 HV— 高壓室； LV— 低壓室； TM— 變壓器室； ZL— 操作走廊 HV TM LV TM HV LV ZL LV TM LV HV HV LV TM TM TM LV LV HV HV 3 箱式變電站的技術(shù)特點(diǎn) 箱式變電站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)。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 [1]。 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)。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。操作采用電動(dòng)方式，不需另配 電源，由 TV 引出即可。 箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較 見(jiàn)表 。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和 6 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 。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。預(yù)裝式變電站內(nèi)部的開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的門(mén)應(yīng)朝出口方向，或者是轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣不致減小通道的寬度。 （ 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。要滿(mǎn)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。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)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開(kāi)關(guān)，然后和斷路器。 高壓接線(xiàn)方式 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)。 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。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(xiàn)上將 35kV 電壓降低為 供箱式變電站本身使用。 1 a 2 時(shí)間 0 b 燃弧時(shí)間 圖 限流熔斷器切斷短路電流時(shí)電流波形 1—切斷前電流波 形 2—切斷過(guò)程中電流波形 ia1—截止電流； tb2—?jiǎng)幼鲿r(shí)間 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)。 （ 2）高壓室：裝備真空斷路器。 內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)。 ④ 對(duì)于 10kV 饋線(xiàn)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。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)，配置、擴(kuò)展、組態(tài)靈活、控制管理集中、功能分散，數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性強(qiáng)，傳輸安全可靠，操作靈活方便 。在控制室內(nèi)對(duì)配電裝置中的斷路器進(jìn)行控制稱(chēng)為距離控制。所有常開(kāi)接點(diǎn)可以共用一個(gè)信號(hào)地線(xiàn) ,但不能與交流系統(tǒng)地線(xiàn)相連接 。 （ 6） 采用變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之后 ,其監(jiān)控單元均為交流采樣 ,直接從電流或電壓互感器取。 35KV 總負(fù)荷為：（ 8／ +8／ +7／ +6／ ） （ 1+4%） 5=VA 10KV 最終十回出線(xiàn)，負(fù)荷同時(shí)率按 考慮，負(fù)荷增長(zhǎng)率為 4%。所謂實(shí)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。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(xiàn)制與三相四線(xiàn)制 ） ,無(wú)功功率變送器 （ 三相三線(xiàn)制與三相四線(xiàn)制 ） ,有功 /無(wú)功功率變送器 ,功率 因數(shù)變送 器。 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。 二次系統(tǒng)總體 方案 （ 1） 開(kāi)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) 。 電氣測(cè)量?jī)x表及測(cè)量回路。 （ 2） 箱變的一次進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn) ： ① 箱變的一次進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)可采用架空方式或電纜方式。 （ 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。 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。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。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(lái)，非晶合金變壓器會(huì)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。綜合考慮一般 35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。 雙母線(xiàn)分段接線(xiàn)有如下優(yōu)點(diǎn)：可輪換檢修母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只停該回路；母線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)左右任意一個(gè)方向順延擴(kuò)建。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。 變壓器如有油枕，其油標(biāo)應(yīng)便于監(jiān)視。 箱體要求 （ 1）箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿(mǎn)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。如果將電纜直埋，引至線(xiàn)路終端桿，將給檢修帶來(lái)很大不便。它的端部應(yīng)有合適的接線(xiàn)端子，以便和裝置的接地系統(tǒng)連接。 額定值 （ 1）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。 ⑤ 投資省、見(jiàn)效快 箱式變電站 (35kV 設(shè)備戶(hù)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(hù)外布置， 10kV 設(shè)備布置于戶(hù)內(nèi)高壓開(kāi)關(guān)室及中控室 )減少投資40％～ 50％ 。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。 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。 35kV 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。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(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣連接。另外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。 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)外已達(dá)到的 7090%， 所以預(yù)裝式變電站其 社會(huì)效益顯著，市場(chǎng)前景廣闊 。 （ 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 ；對(duì)變壓器按 IEC 765 和 GB 6450。 （ 5）預(yù)裝式變電站的選用導(dǎo)則 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。門(mén)在任一開(kāi)啟位置或開(kāi)關(guān)設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減小到 500mm。 箱式變電站內(nèi)部電器設(shè)備 （ 1）箱式變電站高壓配電裝置接線(xiàn)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，既有終端變電站接線(xiàn)，也應(yīng)有適應(yīng)環(huán)網(wǎng)供電的接線(xiàn)。 可靠就是主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)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。這就是隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合操作的原則。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。在選型時(shí)應(yīng)該將 13 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 。 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 14 室內(nèi)。由曲線(xiàn)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 a線(xiàn)段下降，在 b 點(diǎn)電流下降到零，此時(shí)完成熄弧。包括三工位負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)有上下隔離刀閘， ZN2335 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。如果零序互感器裝設(shè)在電纜頭上面，電纜的接地線(xiàn)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 。 對(duì)于變電站的整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)主要采用以下幾個(gè)裝置，它們都具有以下特點(diǎn) ： ① 裝置有抗系統(tǒng)諧波的能力 ； ② 裝置有自檢功能，自檢出 錯(cuò)報(bào)警及閉鎖保護(hù) ； 20 ③ 裝置出口及動(dòng)作回路可設(shè)投切壓板 ； ④ 裝置保護(hù)動(dòng)作出口與監(jiān)控動(dòng)作出口各自獨(dú)立 ； ⑤ 裝置集測(cè)量、計(jì)量、保護(hù)、控制功能于一體 。這種控制主要由控制開(kāi)關(guān)、控制電纜和操作機(jī)構(gòu)等組成。 （ 2） 所有信號(hào)繼電器均應(yīng)有一對(duì)單獨(dú)的常開(kāi)接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。 5A 或 0100V 測(cè)量信號(hào) ,低壓直接取 220V 或 380V 信號(hào)。 10KV 負(fù)荷為：（ 6 2／ +4 ／ ） (1+4%)5= 所以變電站考慮擴(kuò)建后送出的總負(fù)荷為： S 總 = S35+S10= 26 第 六 章 、主要電氣設(shè)備