【文章內容簡介】 來說，環(huán)網柜的性能雖不是最完美的，但卻是足夠勝任的?；谝陨檄h(huán)網柜的優(yōu)點，環(huán)網柜廣泛用于住宅小區(qū)電力建設中。針對本小區(qū)，擬采用型號為DFW12型的戶外高壓環(huán)網柜。,作為接收和分配電能之用。該型號環(huán)網柜具有以下特點：1．采用預制式帶電可觸摸硅橡膠電纜頭，全密封，全絕緣，免維護，可靠保證人身安全；2．結構緊湊，外形小巧美觀，不銹鋼雙層箱體，使用壽命可達二十年以上；3．在不影響主網運行的前提下。實現(xiàn)區(qū)域停電檢修．減小停電范圍；4．可配一臺或多臺SF6負荷開關。接線方式靈活多樣，分支出線最多可達八回；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)網柜進線將設置斷路器。而環(huán)網柜出線采用負荷開關配限流熔斷器向變壓器饋電，對變壓器的保護有的地方甚至優(yōu)于斷路器，主要因熔斷器切除短路迅速且有限流作用，這使在同一回路內的其它元件受益匪淺，即不再考慮動、熱穩(wěn)定的要求了。所以，環(huán)網柜出線優(yōu)先選擇負荷開關配限流熔斷器。根據以上，再根據小區(qū)主接線特點，以及變壓器的選擇情況：決定采用兩臺環(huán)網柜。一臺環(huán)網柜設置一路環(huán)進線、一路環(huán)出線以及四路出線，其中，兩路環(huán)進、環(huán)出線各配置一臺斷路器，四路出線各配置一臺負荷開關配限流熔斷器；另外一臺設置一路環(huán)進線、一路環(huán)出線以及三路出線，其中，兩路環(huán)進、環(huán)出線各配置一臺斷路器，兩路出線各配置一臺負荷開關配限流熔斷器。由它們構成雙電源環(huán)網供電。（2）箱式變電站的選擇 箱式變電站是一種將高壓開關設備、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制戶內、戶外緊湊式配電設備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機地組合在一起，安裝在一個防潮、防銹、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，機電一體化，全封閉運行，特別適用于城網建設與改造，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（簡稱箱變）一般由高壓室、變壓器室和低壓室組成。根據產品結構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格。歐式箱變?yōu)槟K化結構布局，將高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置三個不同的隔室內、通過電纜或母線來實現(xiàn)電氣連接，所用高低壓配電裝置及變壓器均為常規(guī)的定型產品。外形美觀大方，內部操作空間較大，安裝操作比較方便，易于后期檢修維護。美式箱變是高壓開關與變壓器共箱結構的小型化預裝式變電站，它具有供電可靠、安裝迅速、操作方便、造價低等優(yōu)點，但共箱式箱變的變壓器、柜體都不方便單獨拆卸，不易檢修。在實際應用中，主要用在建設空間不足、地域狹窄的位置。因為美式箱變和歐式箱變的結構不同、可靠性不同，因此適用的場合也不同。鑒于美式箱變的結構特點和優(yōu)缺點，美式箱變適用于對供電要求相對較低的多層住宅和其他不重要的建筑物的用電。根據我們的實際使用情況看，美式箱變配上小型的環(huán)網開關站后，完全適用多層住宅的供電需求。因為就是箱變發(fā)生故障，對居民的影響不大，但不適應于小高層和高層。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（小區(qū)有小高層建筑），就適用性而言，箱式變電站應選擇歐式箱變。 環(huán)網柜與箱變一次系統(tǒng)設計（1）箱式變電站的選擇 環(huán)網柜進線側需要設置一臺真空斷路器和一個隔離開關，用來通斷電流。當要斷電維護時，需要先斷開斷路器，再斷開隔離開關。通電時，要先合上隔離開關，再合上斷路器。進線側還需設置兩臺電流互感器，用于檢測進線電流，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，以保護供電系統(tǒng)的安全，屬于保護用電流互感器。同時進線側也要設置電壓互感器，不僅可以提供信號，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。同時要裝上避雷器，避免雷電沖擊，造成設備損壞，還要再加上接地開關，防止進線故障斷電后，電纜殘余有電流。另外還需裝設帶電顯示器，直觀顯示出電氣設備是否帶有運行電壓，警示人們高壓設備是否帶電，保障人身安全。出線側安裝高壓負荷開關，帶聯(lián)鎖裝置。當負荷開關合上時，接地開關斷開，避免與大地形成回路；當負荷開關斷開時，接地開關閉合，避免出線端意外帶電，對人身造成危害。同時也需要加裝帶電指示器和避雷器，作用同進線。（2）箱式變電站的選擇箱式變電站（以下簡稱箱變），采用的是歐式箱變，共六臺，現(xiàn)以1箱變?yōu)槔O計其內部構造。1*70，高壓負荷開關處需裝有高壓熔斷器。負荷開關不能斷開短路電流，加裝熔斷器是為了當短路電流流過設備時，熔斷器熔斷，進線處斷開，防止設備損壞。同樣，進線處需要裝設避雷器和帶電顯示器，但不用安裝電流、電壓互感器，此處設有熔斷器，無需提供繼電保護。變壓器采用D，yn11型接線方式，二次側出線設置電流互感器，以給繼電保護裝置提供短路信號，及時切斷電路。箱變每條出線安裝一個低壓塑殼開關和一個電流互感器，以便切斷故障電流。最后必須加設一面電容補償柜，用以無功補償，補償容量為100kVar或160kVar。 箱式變壓站的臺數與容量的選擇 變壓器的臺數和容量確定電源采用現(xiàn)場一級變壓，（戶外箱式變電站）。住宅小區(qū)負荷點多而分散，箱式變壓站箱變分布在負荷中心，減小一次投入，降低運行成本，提高用戶的用電質量。從站變到箱變的10KV用電纜連接，各個箱變的容量由各進戶單棟樓房的區(qū)域計算總負荷選定。表35小區(qū)箱變分配表樓號負荷合計大?。↘W）變壓器容量（KVA）350075008568800110249500公共設施用電309500根據以上的負荷計算，采用5臺變壓器。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)內各樓電梯、公共照明、和消防設施等的用電。 主變壓器型號的確定變壓器的相數形式有單相和三相，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、可靠性要求及運輸條件等因素。規(guī)程上規(guī)定，當不受運輸條件限制時，容量為300MW及以下機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。因為單相變壓器組相對來講投資大、占地多、運行損耗也較大，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，不能并列運行。對于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量，電壓必須維持在允許范圍內。通過變壓器的分接頭開關切換，改變變壓器高壓部分繞組匝數，從而改變變壓器高壓部分繞組匝數，從而改變其變比，實現(xiàn)電壓調整。切換方式有兩種：不帶電切換，稱無勵磁調壓，調整范圍通常在% 以內；另一種是帶負荷切換，稱為有載調壓，調整范圍可達30%。其結構復雜，價格較貴，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而為送端，時而為受端，要求母線電壓恒定時。本變電站選用有載調壓。電力變壓器的冷卻方式隨變壓器型式和容量不同而異，一般有自然風冷卻、強迫風冷卻、強迫油循環(huán)水冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻、強迫油循環(huán)導向冷卻。自然風冷卻及強迫風冷卻適用于中、小型變壓器；大容量變壓器一般采用強迫油循環(huán)風冷卻。在水源充足的條件下，為壓縮占地面積，也可采用強迫油循環(huán)水冷卻方式。根據上述對變壓器選擇的分析，查閱《電力工程電氣設備手冊》，選擇變壓器為：1臺S9(M)800/10和4臺S9(M)500/10。4. 短路電流計算 短路計算的目的及步驟 短路電流的原因與危害電力系統(tǒng)在運行中，由于多種原因，難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。根據運行經驗，破壞電力系統(tǒng)正常運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，三相短路回路中的阻抗相等，三相電壓和電流仍然保持對稱，屬于對稱短路。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稱，屬不對稱短路。表4—1列出了短路的基本類型及其特點。表4—1 短路的種類及特點短路種類特點三相短路三相同時在一點短接，屬于對稱短路兩相短路兩相同時在一點短接，屬于不對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短接，屬于不對稱短接兩相接地短路中性點不直接接地系統(tǒng)中兩相與地短接，屬于不對稱短接單相接地短路等中性點直接接地系統(tǒng)中，一相與地短接，屬于不對稱短接除了上述短路外，對變壓器和電動機等電氣設備還可能發(fā)生一相繞組的匝間及層間短路。根據運行經驗統(tǒng)計，在三項系統(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，造成的危害最嚴重。因此，在選擇電氣設備時，常以三相短路參數作為計算依據。造成短路故障的原因很多，主要有以下幾個方面：（1）絕緣損壞。電氣設備年久陳舊，絕緣自然老化，絕緣瓷瓶表面污穢，使絕緣下降；絕緣受到機械性損傷；供電系統(tǒng)受到雷電的侵襲或者在切換電路時產生過電壓，將電氣裝置絕緣薄弱處擊穿，都會照成短路。（2）誤操作。例如，帶負荷拉切隔離開關，形成強大的電弧，造成弧光短路；或者低壓設備誤接入高壓電網，造成短路。（3）鳥獸危害。鳥獸跨越不等電位的裸漏導體時，造成短路。（4）惡劣的氣候。雷擊造成的閃絡放電或避雷器動作，架空線路由于大風或者導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臂碰觸架空導線，車輛撞擊電桿等。短路時系統(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)中短路電流可達幾萬甚至是幾十萬安培。這樣大的短路電流將產生極大的危害，歸納起來其危害有以下幾種：（1）損害電氣設備。短路電流產生的電動力效應和熱效應，會使故障設備及短路回路中的其他電氣設備遭到破壞。（2）影響電氣設備的正常運行。短路時電網電壓驟降，使電氣設備不能正常運行。（3）影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。嚴重的短路會使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成電力系統(tǒng)解列。（4）造成停電事故。短路時，電力系統(tǒng)的保護裝置動作，使開關跳閘，從而造成大范圍停電。越靠近電源，停電范圍越大，造成的經濟損失也越嚴重。（5）產生電磁干擾。不對稱短路的不平衡電流，在周圍空間將產生很大的交變磁場，干擾附近的通訊線路和自動控制裝置的正常工作。由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素。此外還應正確地選擇電氣設備，使電氣設備在短路電流的作用下不致?lián)p壞；正確選擇和整定保護裝置，使其能在發(fā)生短路時，迅速、準確地把故障線路和設備從電網中切除，盡量減少短路所造成的危害和損失。 短路電流計算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設計中，短路電流計算是其中的一個重要環(huán)節(jié)。其計算的目的主要有以下幾個方面：，確保最嚴重的短路也能可靠地被切斷或重合閘，確保短路電流不會燒壞或折斷電氣設備、穩(wěn)態(tài)短路電流、短路容量，也需用短路電流。 短路電流計算的一般規(guī)定（1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行；（2）所有同步電機都具有自動調整勵磁裝置（包括強行勵磁）；（3）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；（4）所有電源的電動勢相位角相同；（5）應考慮對短路電流值有影響的所有的元件，但不考慮短路點的電弧電阻。對異步電動機的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大安全電流有效值時才予以考慮。：計算短路電流時所用的接線方式，應是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。：按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃（一般為本工程建設后5～10年） ：一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路，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重時，則應按嚴重情況進行校驗。：在正常接線方式時，通過電氣設備的短路電流為最大的地點，稱為短路計算點。 短路電流的計算步驟在工程設計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。步驟如下：（次暫態(tài)網絡）圖（1）首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗。（2）選取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓）。（3）將各元件電抗換算為同一基準值的標幺電抗。（4）繪出等值網絡圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。：為計算不同短路點的短路電流值，需將等值網絡分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網絡，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉移電抗。(將各轉移阻抗按各發(fā)電機額定功率歸算)。 短路電流的計算 短路計算過程由于供電電源側容量相對于小區(qū)用戶負荷來說是很大的，所以我們可以將供電電源側看做一個無窮大容量系統(tǒng)。所謂無窮大容量系統(tǒng)，是指電源內阻抗為零，供電容量相對于用戶容量大得多的電力系統(tǒng)。不管用戶的負荷怎樣變動甚至發(fā)生短路時，電源內部均不產生壓降，電源母線上的電壓均維持不變。為了簡化短路計算，我們將小區(qū)兩個供電電源均視為無窮大容量系統(tǒng)。為了選擇高壓電氣設備，整定斷電保護，需計算配電系統(tǒng)10KV側、因此選取三個短路點，分別為KK2。，此外該小區(qū)的開關房與箱變距離僅為幾十米，電纜阻抗可忽略不計，所以只考慮變電站10KV引線至開關房的電纜阻抗和變壓器阻抗。電氣主接線圖如下：圖42（1）高壓側短路電流計算：設基準容量Sd=100MVA，基準電壓，則 ，電纜的電抗標幺值為 　 　 則，短路點k1的短路電流和沖擊電流為