【正文】 顯然， brt 包括兩個部分，即 brt = ain tt ? （ 55） 式中， int 斷路器固有分閘時間； at 斷路器開斷電弧持續(xù)時間，對少油斷路器為 ,對 SF6 和壓縮空氣斷路器為 ，真空斷路器為 。 下列 幾種情況可不校驗熱穩(wěn)定或動穩(wěn)定： （ 1） 用熔斷器保護的電氣設(shè)備，其熱穩(wěn)定由熔斷器時間保證，故可不驗算熱穩(wěn)定； （ 2） 采用有限流電阻的熔斷器保護的設(shè)備，可不校驗動穩(wěn)定； （ 3） 裝設(shè)在電壓互感器回路的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗動、熱穩(wěn)定。 電動力穩(wěn)定是電氣承受短路電流機械效應(yīng)的能力，亦稱動穩(wěn)定。 =+ 40℃ ，裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度為河南理工 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 25 +25℃ 。本設(shè)計著重考慮溫度對電氣設(shè)備的影響。 應(yīng)不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流 Imax ，即 IN ? Imax （ 52） 由于發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器在電壓降低 5%時 ，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的I max 應(yīng)為發(fā)電機、調(diào)相機和變壓器的額定電流的 倍；若變壓器有可能過負荷運行時 ，I max 應(yīng)按過負荷確定（ 倍變壓器額定電流）；母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺發(fā)電機或變壓器的 Imax ；母線分段電抗器 Imax 應(yīng)為母線上最大一臺發(fā)電機跳閘時，保證該母線負荷所需的電流，或最大一臺發(fā)電機額定電流的 50%80%；出 線 回路的 Imax除考慮正常負荷電流外，還應(yīng)考慮事故時由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負荷。規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的 倍，一般不超過電網(wǎng)額定電壓的 倍。電氣設(shè)備要可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗動、熱穩(wěn)定性。 電氣主接線圖如下： K 1K 2 圖 42 （ 1）高壓側(cè)短路電流計算： 設(shè)基準容量 Sd=100MVA，基準電壓 V , dnd 40510051 211 ??? ， 則 ddd 55111 ?? ， 31442? 電纜的電抗標幺值為 2801 0 . 51 0 8 7 10 212101 ..USLxX dd*L ????? ?? ?**k XI 則，短路點 k1 的短路電流和沖擊電流為 ? ? ? ?kAIII d*kk ???? ? ? ? ? ksh 311 ???? ? ? ? ? ksh 311 ???? （ 2）低壓側(cè)短路電流計算：環(huán)網(wǎng)柜到箱變的電纜距離按最短的 來算。 為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定斷電保護，需計算配電系統(tǒng) 10KV側(cè)、 側(cè)配電線路末端的短路電流，因此選取三個短路點，分別為 K K2。不管用戶的負荷怎樣變動甚至發(fā)生短路時，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。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 22 短路電流的計算 短路計算過程 由于供電電源側(cè)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(cè)看做一個無窮大容量系統(tǒng)。 。 。 （ 4） 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。 （ 2） 選取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓）。 短路電流的計算步驟 在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。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(yīng)按嚴重情況進行校驗。 ：計算短路電流時所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運行方式），而不能僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。 短路電流計算的一般規(guī)定 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 21 （ 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(diào)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(yīng)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。 短路電流計算的目的 在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計中，短路電流計算是其 中的一個重要環(huán)節(jié)。 由此可見，短路的后果是非常嚴重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。 （ 5）產(chǎn)生電磁干擾。短路時，電力系統(tǒng)的保護裝置動作，使開關(guān)跳閘，從而造成大范圍停電。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。短路時電網(wǎng)電壓驟降，使電氣設(shè)備不能正常運行。短路電流產(chǎn)生的電動力效應(yīng)和熱效應(yīng)，會使故障設(shè)備及短路回路中的其他電氣設(shè)備遭到破壞。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。挖掘溝渠損傷電纜起重機臂碰觸架空導(dǎo)線，車輛撞擊電桿等。雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或者導(dǎo)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 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 20 線覆冰引起電桿傾倒等。鳥獸跨越不等電位的裸漏導(dǎo)體時，造成短路。例如，帶負荷拉切隔離開關(guān)，形成強大的電弧，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。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(chǎn)生過電壓，將電氣裝置絕緣薄弱處擊穿，都會照成短路。因此，在選擇電氣設(shè)備時，常以三相短路參數(shù)作為計算依據(jù)。 根據(jù)運行經(jīng)驗統(tǒng)計，在三項系統(tǒng)中最為常見的單相接地短路。表 4— 1 列出了短路的基本類型及其特點 。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。根據(jù)運行經(jīng)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 。 根據(jù)上述對變壓器選擇的分析，查閱《電力 工程電氣 設(shè)備手冊》 ，選擇變壓器為： 1臺 S9(M)800/10 和 4 臺 S9(M)500/10。自然風(fēng)冷卻及強迫風(fēng)冷卻適用于中、小型變壓器；大容量變壓器一般采 用強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻。本變電站選用有載調(diào)壓。 切換方式有兩種：不帶電切換，稱無勵磁調(diào)壓，調(diào)整范圍通常在 ?? % 以內(nèi)；另一種是帶負荷切換，稱為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達 30%。 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)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 18 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。根據(jù)本變電 所 的條件，主要是把 10kV 電壓變?yōu)?380V。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。 主變壓器型號的確定 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、可靠性要求及運輸條件等因素。 表 35 小區(qū)箱變分配表 樓號 負荷合計大小（ KW） 變壓器容量（ KVA） 3 500 7 500 8 568 800 1 10 249 500 公共設(shè)施用電 309 500 根據(jù)以上的負荷計算，采用 5 臺變壓器。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(zhì)量。最后必須加設(shè)一面電容補償柜，用以無功補償，補償容量為 100kVar或 160kVar。 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，以給繼電保護裝置河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 17 提供短路信號，及時切斷電路。負荷開關(guān)不能斷開短路電流，加裝熔斷器是為了當短路電流流過設(shè)備時，熔斷器熔斷，進線處斷開，防止設(shè)備損壞。 （ 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(shè)計其內(nèi)部構(gòu)造。當負荷開關(guān)合上時，接地開關(guān)斷開，避免與大地形成回路；當負荷開關(guān)斷開時，接地開關(guān)閉合，避免出線端意外帶電，對人身造成危害。另外還需裝設(shè)帶電顯示器，直觀顯示出電氣設(shè)備是否帶有運行電壓，警示人們高壓設(shè)備是否帶電，保障人身安全。但須串聯(lián)高壓熔斷器，以避免過電流將其燒壞。 進線側(cè)還需設(shè)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。當要斷電維護時，需要先斷開斷路器，再斷開隔離開關(guān)。 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(yīng)選擇歐式箱變。 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。根據(jù)我 們的實際使用情況看，美式箱變配上小型的環(huán)網(wǎng)開關(guān)站河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 16 后，完全適用多層住宅的供電需求。 因為美式箱變和歐式箱變的結(jié)構(gòu)不同、可靠性不同，因此適用的場合也不同。 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。 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不同的隔室內(nèi)、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(chǎn)品。 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。由它們構(gòu)成雙電源環(huán)網(wǎng)供電。 根據(jù)以上，再根據(jù)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(wǎng)柜。而環(huán)網(wǎng)柜出線采用負荷開關(guān)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(nèi)的其它元件受益匪淺，即不再考慮動、熱穩(wěn)定的要求了 。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。該型號環(huán)網(wǎng)柜具有以下特點： 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，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 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，使用壽命可達二十年以上； 3．在不影響主網(wǎng)運行的前提下。 針對本小區(qū)，擬采用型號為 DFW12 型的戶外高壓環(huán)網(wǎng)柜。但對于住宅小區(qū)這種三級負荷來說， 環(huán)網(wǎng)柜的性能雖不是最完美的，但卻是足 夠 勝任的 。 環(huán)網(wǎng)柜與箱變的選擇 （ 1） 環(huán)網(wǎng)柜的選擇 環(huán)網(wǎng)柜屬于高壓開關(guān)柜的一種類型，環(huán)網(wǎng)柜與金屬開關(guān)柜相比，具有體積小結(jié)構(gòu)相對簡單，運行維護工作量少，成本較低等優(yōu)點，適用于 10kV 環(huán)網(wǎng) 供電、雙電源供電和終端供電系統(tǒng)，亦可用于箱式變電站。 由于低壓側(cè)出線回路少，僅對一棟樓供電，故低壓線路采用電纜分支箱形成單母線接線形式。 小區(qū)主接線方案的確定 綜上，本小區(qū)高壓側(cè) 將采用兩臺環(huán)網(wǎng)柜組成拉手式環(huán)網(wǎng)供電方式。環(huán)網(wǎng)柜只是一個約定俗成的叫法，原指負荷開關(guān)柜用于環(huán)網(wǎng)式供電，現(xiàn)在已成為負荷開關(guān)柜的代名詞。極大地提高了供電的可靠性。 在電力系統(tǒng)中，對城市住宅小區(qū)這種中小用戶來說， 10kV 供電采用環(huán)網(wǎng)柜組成環(huán)網(wǎng)接線，是最常用的終端配電方式，此種環(huán)網(wǎng)供電足以滿足二、 三級負荷的要求。 環(huán)網(wǎng)主接線 隨著城市建設(shè)的發(fā)展，用戶對供電可靠性的要求越來越高，這就給原有配電設(shè)備的質(zhì)量和配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性提出了更高的要求，而我國原有 10 kV配電網(wǎng)大部分采用放射形供電，這種供電方式弊病較多，一旦某處發(fā)生故障，就會造成整條線路的大面積停電，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 且停電時間較長，可靠性差，為改變這種狀況，最好的辦法是采用環(huán)網(wǎng)式接線。再次，相對于單母線不分段接線，單母線分段接線雖然投資有所增加，但是供電的可靠性卻提高了很多。雖然供電可靠性很高，但是住宅小區(qū)對供電無特殊要求，屬于三級負荷，允許較長時間停電。 住宅小區(qū)主接線一般采用單母線分段接線形式。雙母線的優(yōu)點是檢修一組母線，可使回 路供電不中斷；一組母線故障，部分進出線會