【文章內(nèi)容簡介】 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)也復雜。相比之下負荷開關(guān)體積小，簡單易開發(fā) 。 箱式變電站總體布置 10kV 箱式變電站高壓室額定電壓 10kV ，低壓室額定電壓 。主變壓器額定容量為 1600kVA，接在 10kV 母線上。采用電纜或架空進、出線。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上具有防壓、防雨和防小動物等措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以移動等特點。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。 （ 1）框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外 股、門和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。（ 2）高壓室：裝備真空斷路器。包括三工位負荷開關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。（ 3）低壓室：裝備全國統(tǒng)一設(shè)計的 GGD 型 固定式低壓配電屏、包括主開關(guān)柜、計量柜、多路出線柜、耦合電容器。 （ 4）變壓器室：配備 1600kVA 油浸式變壓器。室頂裝有溫度監(jiān)控儀啟動的軸流風扇。箱式變電站總體布置圖見附錄圖。 10KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計與設(shè)備選型 10kV 箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計 10kV母線采用單母線接線， 。 箱體采用了雙層密封，雙層鐵板間充入高強 度聚胺脂，具有隔溫、防潮等特點。外層采用不銹鋼體，底盤鋼架采用金屬噴鋅技術(shù) ,有良好的防腐性能。內(nèi)層采用鋁合金扣板箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置， 第 11 頁 從而是設(shè)備運行不受自然環(huán)境及外界污染的影響。可保證設(shè)備在 40～ +40℃ 之間運行。 內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)。 開關(guān) 柜內(nèi)設(shè)有上下隔離刀閘， ZN2310 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)，在每個單元柜裝有 五防鎖 ，保證了人身與設(shè)備的安全。 電氣主接線圖如附錄圖所示。 設(shè)備選型 電器設(shè)備選擇的一般條件如下： （ 1）按正常條件選擇 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設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為 50HZ）等方面的要求；對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮起斷流能力。 1） 考慮所選設(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，以及沿海或濕熱地域的特點。 2） 所選設(shè)備的額定電壓 UetN.應(yīng)不低于安裝地點電網(wǎng)電壓 UN 即 UetN.≥ UN （ 1） 一般電器設(shè)備的電壓設(shè)計值滿足 etN. 應(yīng)而可在應(yīng) etN.下安全工作。 3） 電器的額定電流 IetN.是指 在額定周圍環(huán)境溫度θ 0下，電器的長期允許電流 IetN.應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)的工作電流 IMAX ，即 II MAXetN ?. （ 2） 由式可以推算，當電器的環(huán)境溫度θ高于 40℃（但不高于 60℃）時，環(huán)境溫度每升高 1℃ ，應(yīng)減少允許電流 %；當使用環(huán)境低于 40℃時，每降低 1℃，允許電流增加 %。 （ 2）按短路條件校驗 1） 動穩(wěn)定校驗 第 12 頁 動穩(wěn)定（電動力穩(wěn)定）是指導體和電器承受短路電流機械效力的能力。滿足穩(wěn)定的條件 iishet? （ 3） 或 IIshet? （ 4） 式中 Ish、 Ish— 設(shè)備安裝地點短路沖擊電流的峰值及其有效值（ kA） Iet、 Iet— 設(shè)備允許通過電流的峰值及其有效值（ kA） 對于下列情況可不校驗動穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。 a 用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證 ，故不校驗熱穩(wěn)定。 b電壓互感器及其所在回路的裸導體和電器可不校驗動、熱穩(wěn)定，因為短路電流很小。 c電纜一般均有足夠的機械強度，可不校驗動穩(wěn)定。 2） 熱穩(wěn)定校驗 短路電流通過時，電器各部件溫度不應(yīng)超過短時發(fā)熱最高允許值，即 nI2 t≥ timaI?2 （ 5） 式中 I?— 設(shè)備安裝地點穩(wěn)態(tài)三相短路電流； tima — 短路電流假想時間； It — t 秒內(nèi)允許通過的短路電流值或稱 t秒熱穩(wěn)定電流（ kA）； t— 廠家給出的熱穩(wěn)定計算時間，一般為 4s、 5s、 1s等。 高低壓電器設(shè)備選擇的要求 （ 1）高壓一次設(shè)備的選型 第 13 頁 高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)安全可靠的運行，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。高壓電器的選擇和校驗可按表 3所列各項 條件進行?，F(xiàn)僅對選擇的特殊條件或簡要步驟予以介紹。 表 3高壓電器選擇與校驗條件 （ 2）低壓一次設(shè)備選型 低壓一次設(shè)備的選擇，與 高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須考慮安裝地點并滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求；同時設(shè)備工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 低壓一次設(shè)備的選擇校驗項目如表 4 所列。 表 4 低壓一次設(shè)備的選擇校驗項目 設(shè)備名稱 電壓（ V） 電流（ A） 斷流能力 （ kA） 短流電流校驗 動穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 低壓熔斷器 √ √ √ — — 低壓刀開關(guān) √ √ √ √ √ 低壓負荷開關(guān) √ √ √ √ √ 低壓斷路器 √ √ √ √ √ 項目 設(shè)備 額定電壓 額定電流 開斷電流 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 高壓斷路器 Uetn. ≥Un Ietn. ≥ Imax Ibx ≥ I? Ici ≥ Izb tI2≥timaI?2 隔離開關(guān) — 負荷開關(guān) Ibx ≥ I? 高壓熔斷器 Ibx≥ I?或 Izb 第 14 頁 斷路器的選型 斷路器型式的選擇應(yīng)綜合考慮安裝地點環(huán)境的條件、使用的技術(shù)條件和安裝調(diào)試與維護護方便等因素。先對幾種內(nèi)型短路器的技術(shù)性能和運行維護方面的特點簡要介紹如下。 少油短路器開斷電流大，對 35 以下可采用加并聯(lián)以提高額定電流； 10kV 以上為積木結(jié)構(gòu)。該斷路器全開斷時間短。增加壓油活塞裝置加強機械油吹后，可開斷空載長線。少油斷路器使用較早，運行經(jīng)驗豐富，易于維護，噪聲低，油量少；它易劣化，需要一套油處理裝置。 六氟化硫（ SF6）斷路器的額定電流和開斷能力都可以作得很大；開斷性能好，可適用于各種工況開斷； SF6氣體滅弧、絕緣性能好，所以斷開電壓做得較高；斷開開距小。運行噪聲低，維護工作量小，檢修間隔期長，運行穩(wěn)定、安全可靠、壽命較長；斷路器價格較高。 真空斷路器連續(xù)多次操作，且開斷性能好，滅弧迅速、動作時間短；運行維護簡單， 滅弧室不需要檢修；噪聲低，無火災(zāi)爆炸危險；價格較昂貴。 綜合考慮 10kV箱式變電站 10kV 側(cè)選用 ZN2310型真空斷路器， 側(cè)采用 ZN2804技術(shù)參數(shù)如表 5所示。 表 5 ZN2335型真空斷路器的技術(shù)參數(shù) 類別 型號 額定電壓 kV 額定 電流 A 斷流容量 kA 動穩(wěn)定電流峰值 kV 熱穩(wěn)定電流 kA 固有分閘時間 ≤ 合閘時間 ≤ 陪用操動機構(gòu) 開斷電流 kA 真空 ZN2310 10 630 63 25（ 4s） CT12 25 真空 ZN2804 200 20 20（ 4s） 20 高壓熔斷器的選擇 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)用于保護電力線路和電氣設(shè)備還是保護互感器確定采用 RN1（及其改進型 RN RN RN6）或 RN2 等項目外，還包括熔管的額定電流和熔體的額定電流選擇。 （ 1）熔管額定電流 為了保證熔斷器殼不致過熱毀壞，要求熔斷器熔管的額定電流 不小于熔體的額定電流即： 第 15 頁 ≥ （ 6） （ 2）熔體的 額定電流 =kImax （ 7） 式中 Imax— 熔斷器所在電路最大工作電流； k— 可靠系數(shù)。為防止熔體誤動作而考慮留有一定裕度。對于變壓器回路 k 的取值，在不計電動機自起動時 k=~，記入自起動時 k=~；對于電力電容器回路，一臺電容器時 k=~，一組電容器時 k=~。 （ 3）熔斷器開斷電流校驗 Ihr≥ I?（或 Ish） （ 8） 對于沒有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值 Ish進行校驗； 對于有限流作用的熔斷器，在電流過最大值之前已截斷，故不計非周期分量的影響，而取 I∞ （ Ik）進行校驗。高壓熔斷器選用 RW510/25如表 6 所示。 表 6高壓熔斷器技術(shù)參數(shù) 型號 額定電壓 額定電流 溶絲額定電流 額定開斷電流 斷路容量 上限 下