【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 b 燃弧時(shí)間 圖6 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—截止電流；—?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圍的石英砂冷卻電弧，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。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)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。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)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)。 箱式變電站總體布置 10kV箱式變電站高壓室額定電壓10kV 。主變壓器額定容量為1600kVA，接在10kV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、防雨防老鼠等小動(dòng)物措施及占地面積小、操作方便，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。（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(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。（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(kāi)關(guān)柜、計(jì)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。室頂裝有由溫度監(jiān)控儀控制啟動(dòng)的軸流風(fēng)扇。4 10KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型 10kV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(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，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，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(gè)單元柜裝有五防鎖，保證了人身與設(shè)備的安全。 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(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為50HZ）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。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(diǎn)。2）所選設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓 即 ≥ （1）一般電器設(shè)備的電壓設(shè)計(jì)值滿足 。3）電器的額定電流是指 在額定周圍環(huán)境溫度θ0下，電器的長(zhǎng)期允許電流應(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，即 （2） 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℃，%；當(dāng)使用環(huán)境低于 40℃時(shí)，每降低1℃，%。 （2）按短路條件校驗(yàn)1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 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 （3）或 （4）式中 、—設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效值（kA） 、—設(shè)備允許通過(guò)電流的峰值及其有效值（kA）對(duì)于下列情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。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。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?。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。 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)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 t≥ （5） 式中— 設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流；—短路電流假想時(shí)間； — t秒內(nèi)允許通過(guò)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(jì)算時(shí)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 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(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。項(xiàng)目設(shè)備 額定電壓額定電流開(kāi)斷電流動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定高壓斷路器≥≥≥ ≥≥隔離開(kāi)關(guān) —負(fù)荷開(kāi)關(guān)≥高壓熔斷器≥或表3高壓電器選擇與校驗(yàn)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(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。低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如表4所列。設(shè)備名稱 電壓（V）電流（A）斷流能力 （kA）短流電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度低壓熔斷器√√√——低壓刀開(kāi)關(guān)√√√√√低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√√√√低壓斷路器√√√√√表4 低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 斷路器的選型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、使用的技術(shù)條件和安裝調(diào)試與維護(hù)方便等因素。先對(duì)幾種斷路器的技術(shù)性能和運(yùn)行維護(hù)方面的特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹如下。 少油斷路器開(kāi)斷電流大，對(duì)35kV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(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。 六氟化硫（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)距離小。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。 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，不需要檢修；噪聲低，無(wú)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)；價(jià)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。表5 ZN2335型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)類別型號(hào)額定電壓kV額定電流A斷流容量kA動(dòng)穩(wěn)定電流峰值kV熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時(shí)間≤合閘時(shí)間≤陪用操動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)斷電流kA真空Z(yǔ)N2310106306325（4s）CT1225真空Z(yǔ)N28042002020（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(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RNRNRN6）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。（1）熔管額定電流 為了保證熔斷器殼不致過(guò)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： ≥ （6）（2）熔體的額定電流 =k （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(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=~，記入自起動(dòng)時(shí)k=~；對(duì)于電力電容器回路，一臺(tái)電容器時(shí)k=~，一組電容器時(shí)k=~。（3）熔斷器開(kāi)斷電流校驗(yàn)