【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來說，環(huán)網(wǎng)柜的性能雖不是最完美的，但卻是足夠勝任的?；谝陨檄h(huán)網(wǎng)柜的優(yōu)點(diǎn)，環(huán)網(wǎng)柜廣泛用于住宅小區(qū)電力建設(shè)中。針對(duì)本小區(qū)，擬采用型號(hào)為DFW12型的戶外高壓環(huán)網(wǎng)柜。,作為接收和分配電能之用。該型號(hào)環(huán)網(wǎng)柜具有以下特點(diǎn)：1．采用預(yù)制式帶電可觸摸硅橡膠電纜頭，全密封，全絕緣，免維護(hù)，可靠保證人身安全；2．結(jié)構(gòu)緊湊，外形小巧美觀，不銹鋼雙層箱體，使用壽命可達(dá)二十年以上；3．在不影響主網(wǎng)運(yùn)行的前提下。實(shí)現(xiàn)區(qū)域停電檢修．減小停電范圍；4．可配一臺(tái)或多臺(tái)SF6負(fù)荷開關(guān)。接線方式靈活多樣，分支出線最多可達(dá)八回；5．可選避雷器、短路故障指示器．限流熔斷器等，滿足用戶各種要求。為了保證可靠性，環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線將設(shè)置斷路器。而環(huán)網(wǎng)柜出線采用負(fù)荷開關(guān)配限流熔斷器向變壓器饋電，對(duì)變壓器的保護(hù)有的地方甚至優(yōu)于斷路器，主要因熔斷器切除短路迅速且有限流作用，這使在同一回路內(nèi)的其它元件受益匪淺，即不再考慮動(dòng)、熱穩(wěn)定的要求了。所以，環(huán)網(wǎng)柜出線優(yōu)先選擇負(fù)荷開關(guān)配限流熔斷器。根據(jù)以上，再根據(jù)小區(qū)主接線特點(diǎn)，以及變壓器的選擇情況：決定采用兩臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜。一臺(tái)環(huán)網(wǎng)柜設(shè)置一路環(huán)進(jìn)線、一路環(huán)出線以及四路出線，其中，兩路環(huán)進(jìn)、環(huán)出線各配置一臺(tái)斷路器，四路出線各配置一臺(tái)負(fù)荷開關(guān)配限流熔斷器；另外一臺(tái)設(shè)置一路環(huán)進(jìn)線、一路環(huán)出線以及三路出線，其中，兩路環(huán)進(jìn)、環(huán)出線各配置一臺(tái)斷路器，兩路出線各配置一臺(tái)負(fù)荷開關(guān)配限流熔斷器。由它們構(gòu)成雙電源環(huán)網(wǎng)供電。（2）箱式變電站的選擇 箱式變電站是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預(yù)制戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機(jī)地組合在一起，安裝在一個(gè)防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)箱體內(nèi)，機(jī)電一體化，全封閉運(yùn)行，特別適用于城網(wǎng)建設(shè)與改造，是繼土建變電站之后崛起的一種嶄新的變電站。箱式變電站（簡(jiǎn)稱箱變）一般由高壓室、變壓器室和低壓室組成。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不同及采用元器件的不同，分為歐式箱變和美式箱變兩種典型風(fēng)格。歐式箱變?yōu)槟K化結(jié)構(gòu)布局，將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置三個(gè)不同的隔室內(nèi)、通過電纜或母線來實(shí)現(xiàn)電氣連接，所用高低壓配電裝置及變壓器均為常規(guī)的定型產(chǎn)品。外形美觀大方，內(nèi)部操作空間較大，安裝操作比較方便，易于后期檢修維護(hù)。美式箱變是高壓開關(guān)與變壓器共箱結(jié)構(gòu)的小型化預(yù)裝式變電站，它具有供電可靠、安裝迅速、操作方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但共箱式箱變的變壓器、柜體都不方便單獨(dú)拆卸，不易檢修。在實(shí)際應(yīng)用中，主要用在建設(shè)空間不足、地域狹窄的位置。因?yàn)槊朗较渥兒蜌W式箱變的結(jié)構(gòu)不同、可靠性不同，因此適用的場(chǎng)合也不同。鑒于美式箱變的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，美式箱變適用于對(duì)供電要求相對(duì)較低的多層住宅和其他不重要的建筑物的用電。根據(jù)我們的實(shí)際使用情況看，美式箱變配上小型的環(huán)網(wǎng)開關(guān)站后，完全適用多層住宅的供電需求。因?yàn)榫褪窍渥儼l(fā)生故障，對(duì)居民的影響不大，但不適應(yīng)于小高層和高層。歐式箱變適用于多層住宅、小高層、高層和其他的較重要的建筑物。一般為住宅小區(qū)配電工程的首選。鑒于小區(qū)的建筑特點(diǎn)（小區(qū)有小高層建筑），就適用性而言，箱式變電站應(yīng)選擇歐式箱變。 環(huán)網(wǎng)柜與箱變一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）箱式變電站的選擇 環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線側(cè)需要設(shè)置一臺(tái)真空斷路器和一個(gè)隔離開關(guān)，用來通斷電流。當(dāng)要斷電維護(hù)時(shí)，需要先斷開斷路器，再斷開隔離開關(guān)。通電時(shí)，要先合上隔離開關(guān)，再合上斷路器。進(jìn)線側(cè)還需設(shè)置兩臺(tái)電流互感器，用于檢測(cè)進(jìn)線電流，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全，屬于保護(hù)用電流互感器。同時(shí)進(jìn)線側(cè)也要設(shè)置電壓互感器，不僅可以提供信號(hào)，還能提供操作電源。但須串聯(lián)高壓熔斷器，以避免過電流將其燒壞。同時(shí)要裝上避雷器，避免雷電沖擊，造成設(shè)備損壞，還要再加上接地開關(guān)，防止進(jìn)線故障斷電后，電纜殘余有電流。另外還需裝設(shè)帶電顯示器，直觀顯示出電氣設(shè)備是否帶有運(yùn)行電壓，警示人們高壓設(shè)備是否帶電，保障人身安全。出線側(cè)安裝高壓負(fù)荷開關(guān)，帶聯(lián)鎖裝置。當(dāng)負(fù)荷開關(guān)合上時(shí)，接地開關(guān)斷開，避免與大地形成回路；當(dāng)負(fù)荷開關(guān)斷開時(shí)，接地開關(guān)閉合，避免出線端意外帶電，對(duì)人身造成危害。同時(shí)也需要加裝帶電指示器和避雷器，作用同進(jìn)線。（2）箱式變電站的選擇箱式變電站（以下簡(jiǎn)稱箱變），采用的是歐式箱變，共六臺(tái)，現(xiàn)以1箱變?yōu)槔O(shè)計(jì)其內(nèi)部構(gòu)造。1*70，高壓負(fù)荷開關(guān)處需裝有高壓熔斷器。負(fù)荷開關(guān)不能斷開短路電流，加裝熔斷器是為了當(dāng)短路電流流過設(shè)備時(shí)，熔斷器熔斷，進(jìn)線處斷開，防止設(shè)備損壞。同樣，進(jìn)線處需要裝設(shè)避雷器和帶電顯示器，但不用安裝電流、電壓互感器，此處設(shè)有熔斷器，無需提供繼電保護(hù)。變壓器采用D，yn11型接線方式，二次側(cè)出線設(shè)置電流互感器，以給繼電保護(hù)裝置提供短路信號(hào)，及時(shí)切斷電路。箱變每條出線安裝一個(gè)低壓塑殼開關(guān)和一個(gè)電流互感器，以便切斷故障電流。最后必須加設(shè)一面電容補(bǔ)償柜，用以無功補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為100kVar或160kVar。 箱式變壓站的臺(tái)數(shù)與容量的選擇 變壓器的臺(tái)數(shù)和容量確定電源采用現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)變壓，（戶外箱式變電站）。住宅小區(qū)負(fù)荷點(diǎn)多而分散，箱式變壓站箱變分布在負(fù)荷中心，減小一次投入，降低運(yùn)行成本，提高用戶的用電質(zhì)量。從站變到箱變的10KV用電纜連接，各個(gè)箱變的容量由各進(jìn)戶單棟樓房的區(qū)域計(jì)算總負(fù)荷選定。表35小區(qū)箱變分配表樓號(hào)負(fù)荷合計(jì)大小（KW）變壓器容量（KVA）350075008568800110249500公共設(shè)施用電309500根據(jù)以上的負(fù)荷計(jì)算，采用5臺(tái)變壓器。具體變壓器分配如下：1變壓器主供3樓居民用電；2變壓器主供7樓居民用電；3變壓器主供9樓用電；4變壓器主供110樓物業(yè)及居民用電；5變壓器主供小區(qū)內(nèi)各樓電梯、公共照明、和消防設(shè)施等的用電。 主變壓器型號(hào)的確定變壓器的相數(shù)形式有單相和三相，主變壓器是采用三相還是單相，主要考慮變壓器的制造條件、可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。規(guī)程上規(guī)定，當(dāng)不受運(yùn)輸條件限制時(shí)，容量為300MW及以下機(jī)組單元連接主變壓器和330kV及以下的發(fā)電廠用變電站，一般選用三相變壓器。因?yàn)閱蜗嘧儔浩鹘M相對(duì)來講投資大、占地多、運(yùn)行損耗也較大，而不作考慮。繞組的形式主要有雙繞組、三繞組或更多繞組等型式。根據(jù)本變電所的條件，主要是把10kV電壓變?yōu)?80V。所以選擇雙繞組變壓器。變壓器的三相繞組的接線組別必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則，不能并列運(yùn)行。對(duì)于10kV變電所，主變壓器一般采用 常規(guī)接線。為了保證變電站的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許范圍內(nèi)。通過變壓器的分接頭開關(guān)切換，改變變壓器高壓部分繞組匝數(shù)，從而改變變壓器高壓部分繞組匝數(shù)，從而改變其變比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱無勵(lì)磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在% 以內(nèi)；另一種是帶負(fù)荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，主要適用接于出力變化大的發(fā)電廠的主變壓器和接于時(shí)而為送端，時(shí)而為受端，要求母線電壓恒定時(shí)。本變電站選用有載調(diào)壓。電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫油循環(huán)導(dǎo)向冷卻。自然風(fēng)冷卻及強(qiáng)迫風(fēng)冷卻適用于中、小型變壓器；大容量變壓器一般采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。在水源充足的條件下，為壓縮占地面積，也可采用強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻方式。根據(jù)上述對(duì)變壓器選擇的分析，查閱《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》，選擇變壓器為：1臺(tái)S9(M)800/10和4臺(tái)S9(M)500/10。4. 短路電流計(jì)算 短路計(jì)算的目的及步驟 短路電流的原因與危害電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，由于多種原因，難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障最為常見而且危害最大的是各種短路，所謂短路是指電位不同的點(diǎn)在電氣上被短接。在三相系統(tǒng)中，短路的基本類型有：三相短路、兩路短路、兩相接地短路、單相短路和單相接地短路等。三相短路時(shí)，三相短路回路中的阻抗相等，三相電壓和電流仍然保持對(duì)稱，屬于對(duì)稱短路。其他形式的短路，由于短路回路三相阻抗不相等，三相電壓和電流均不對(duì)稱，屬不對(duì)稱短路。表4—1列出了短路的基本類型及其特點(diǎn)。表4—1 短路的種類及特點(diǎn)短路種類特點(diǎn)三相短路三相同時(shí)在一點(diǎn)短接，屬于對(duì)稱短路兩相短路兩相同時(shí)在一點(diǎn)短接，屬于不對(duì)稱短接單相短路三相四線制系統(tǒng)中，相線與中性線在一點(diǎn)短接，屬于不對(duì)稱短接兩相接地短路中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中兩相與地短接，屬于不對(duì)稱短接單相接地短路等中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，一相與地短接，屬于不對(duì)稱短接除了上述短路外，對(duì)變壓器和電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備還可能發(fā)生一相繞組的匝間及層間短路。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，在三項(xiàng)系統(tǒng)中最為常見的單相接地短路。三相短路在短路故障中占得比例最小，但三相單路電流值最大，造成的危害最嚴(yán)重。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，常以三相短路參數(shù)作為計(jì)算依據(jù)。造成短路故障的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：（1）絕緣損壞。電氣設(shè)備年久陳舊，絕緣自然老化，絕緣瓷瓶表面污穢，使絕緣下降；絕緣受到機(jī)械性損傷；供電系統(tǒng)受到雷電的侵襲或者在切換電路時(shí)產(chǎn)生過電壓，將電氣裝置絕緣薄弱處擊穿，都會(huì)照成短路。（2）誤操作。例如，帶負(fù)荷拉切隔離開關(guān)，形成強(qiáng)大的電弧，造成弧光短路；或者低壓設(shè)備誤接入高壓電網(wǎng)，造成短路。（3）鳥獸危害。鳥獸跨越不等電位的裸漏導(dǎo)體時(shí)，造成短路。（4）惡劣的氣候。雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或者導(dǎo)線覆冰引起電桿傾倒等。（5）其他意外事故。挖掘溝渠損傷電纜起重機(jī)臂碰觸架空導(dǎo)線，車輛撞擊電桿等。短路時(shí)系統(tǒng)的阻抗大幅度減小，而電流則大幅度。通常短路電流可達(dá)正常正常工作電流的幾十倍甚至幾百倍，在大電力系統(tǒng)中短路電流可達(dá)幾萬甚至是幾十萬安培。這樣大的短路電流將產(chǎn)生極大的危害，歸納起來其危害有以下幾種：（1）損害電氣設(shè)備。短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)和熱效應(yīng)，會(huì)使故障設(shè)備及短路回路中的其他電氣設(shè)備遭到破壞。（2）影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路時(shí)電網(wǎng)電壓驟降，使電氣設(shè)備不能正常運(yùn)行。（3）影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。嚴(yán)重的短路會(huì)使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成電力系統(tǒng)解列。（4）造成停電事故。短路時(shí)，電力系統(tǒng)的保護(hù)裝置動(dòng)作，使開關(guān)跳閘，從而造成大范圍停電。越靠近電源，停電范圍越大，造成的經(jīng)濟(jì)損失也越嚴(yán)重。（5）產(chǎn)生電磁干擾。不對(duì)稱短路的不平衡電流，在周圍空間將產(chǎn)生很大的交變磁場(chǎng)，干擾附近的通訊線路和自動(dòng)控制裝置的正常工作。由此可見，短路的后果是非常嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。此外還應(yīng)正確地選擇電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備在短路電流的作用下不致?lián)p壞；正確選擇和整定保護(hù)裝置，使其能在發(fā)生短路時(shí)，迅速、準(zhǔn)確地把故障線路和設(shè)備從電網(wǎng)中切除，盡量減少短路所造成的危害和損失。 短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾個(gè)方面：，確保最嚴(yán)重的短路也能可靠地被切斷或重合閘，確保短路電流不會(huì)燒壞或折斷電氣設(shè)備、穩(wěn)態(tài)短路電流、短路容量，也需用短路電流。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；（2）所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；（3）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（4）所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；（5）應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有的元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大安全電流有效值時(shí)才予以考慮。：計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。：按本工程設(shè)計(jì)最終容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建設(shè)后5～10年） ：一般按三相短路計(jì)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或直接接地系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況進(jìn)行校驗(yàn)。：在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。 短路電流的計(jì)算步驟在工程設(shè)計(jì)中，短路電流的計(jì)算通常采用使用曲線法。步驟如下：（次暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)）圖（1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗。（2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓（一般取各級(jí)的平均電壓）。（3）將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺電抗。（4）繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。：為計(jì)算不同短路點(diǎn)的短路電流值，需將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為以短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。(將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機(jī)額定功率歸算)。 短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算過程由于供電電源側(cè)容量相對(duì)于小區(qū)用戶負(fù)荷來說是很大的，所以我們可以將供電電源側(cè)看做一個(gè)無窮大容量系統(tǒng)。所謂無窮大容量系統(tǒng)，是指電源內(nèi)阻抗為零，供電容量相對(duì)于用戶容量大得多的電力系統(tǒng)。不管用戶的負(fù)荷怎樣變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的電壓均維持不變。為了簡(jiǎn)化短路計(jì)算，我們將小區(qū)兩個(gè)供電電源均視為無窮大容量系統(tǒng)。為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定斷電保護(hù)，需計(jì)算配電系統(tǒng)10KV側(cè)、因此選取三個(gè)短路點(diǎn)，分別為KK2。，此外該小區(qū)的開關(guān)房與箱變距離僅為幾十米，電纜阻抗可忽略不計(jì)，所以只考慮變電站10KV引線至開關(guān)房的電纜阻抗和變壓器阻抗。電氣主接線圖如下：圖42（1）高壓側(cè)短路電流計(jì)算：設(shè)基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓，則 ，電纜的電抗標(biāo)幺值為 　 　 則，短路點(diǎn)k1的短路電流和沖擊電流為