【正文】 高壓斷路器是開關(guān)設(shè)備中功能最為完善的一種，其最大特點(diǎn)是能斷開負(fù)荷電流和短路電流 。 斷路器 選擇： （ 1）按正常工作條件選擇： a、按額定電壓選：額定電壓和最高工作電壓，一般按所選電器和電纜允許最高工作電壓 Ugmax不低于所按電網(wǎng)的最高運(yùn)行電 壓 Uymax。 35KV 總負(fù)荷為：（ 8／ +8／ +7／ +6／ ） （ 1+4%） 5=VA 10KV 最終十回出線，負(fù)荷同時(shí)率按 考慮，負(fù)荷增長(zhǎng)率為 4%。 （ 5） 計(jì)算沖擊電流有效值。 5． 3 短路電流的計(jì)算步驟 （ 1） 短路電流計(jì)算的基準(zhǔn)值 Ub= Uav=115kv, Sb=100MVA。所謂實(shí)用計(jì)算法是指在一定的假設(shè)條件下計(jì)算出短路電流的各個(gè) 分量，而不是用微分方程求解短路電流的完整表達(dá)式。計(jì)算內(nèi)容為系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式時(shí)各樞紐點(diǎn)的三相短路電流。 24 第 5 章 短路電流的計(jì)算 5． 1 計(jì)算的目的和內(nèi)容 為了選擇斷路器等電器設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求； 評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案； 研究限制短路電流的措施； 為繼電保護(hù)整定和調(diào)試提供數(shù)據(jù)； 分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)施的影響。其型號(hào)及一次接線與原電度表相同 ,只在備注中說(shuō)明帶脈沖輸出 ,并注明與計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)相匹配的直流電源電壓 ,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用自帶供電電源的有源型 , 輸出為隔離型的脈沖電度表。不再需要各種電量變送器 ,開關(guān)柜上各種測(cè)量?jī)x表可以取消。 （ 6） 采用變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之后 ,其監(jiān)控單元均為交流采樣 ,直接從電流或電壓互感器取。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將電量變送器器 23 統(tǒng)一布置于電流互感器電流回路的最末端 ,避免與電工測(cè)量?jī)x表相互交叉布置 。 （ 4） 電量變送器的一次接線與電工測(cè)量?jī)x表完全相同。即有電流變送器 （ 單相與三相 ） ,電壓變送器 （ 單相與三相 ） ,有功功率變送器 （ 三相三線制與三相四線制 ） ,無(wú)功功率變送器 （ 三相三線制與三相四線制 ） ,有功 /無(wú)功功率變送器 ,功率 因數(shù)變送 器。 （ 3） 電量變送器的種類與電工測(cè)量?jī)x表完全對(duì)應(yīng)。一 100V 電壓 ,220/380V 系統(tǒng)直接利用交流守 220V或 +380V電壓 ,然后再經(jīng)各種電量變送器將交流參數(shù)變?yōu)橹绷鳌? （ 2） 需要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的各種測(cè)量參數(shù) ,首先經(jīng)過(guò)電流互感器與 電壓互感器變?yōu)榻y(tǒng)一的交流。有中央信號(hào)系統(tǒng)時(shí) ,信號(hào)繼電器應(yīng)再有一對(duì)常開接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng) ,以下兩種常開接點(diǎn)應(yīng)分開 ,由于電壓等級(jí)不同 ,不能共用地線 。所有常開接點(diǎn)可以共用一個(gè)信號(hào)地線 ,但不能與交流系統(tǒng)地線相連接 。 （ 4） 所有進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方操作開關(guān)的手動(dòng)分閘操作開關(guān)或按鈕應(yīng)有一對(duì)獨(dú)立的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng) ,以便在人工手動(dòng)分閘時(shí)給計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)一個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào) ,以防止人工就地手動(dòng)分閘時(shí)出現(xiàn)誤報(bào)信號(hào) 。 （ 2） 計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的合 分閘繼電器接點(diǎn)與開關(guān)柜上合分閘開關(guān)或按鈕之間應(yīng)設(shè)計(jì)手動(dòng)與遠(yuǎn)方自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 。 控制回路 設(shè)計(jì) （ 1） 計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)都有合閘與分閘繼電器輸出接點(diǎn) ,一般接點(diǎn)容量 為 A050V,3A。由全所共用的音響信號(hào)，稱為中央音響信號(hào)裝置。燈光信號(hào)表明 不正常工作狀態(tài)的性質(zhì)地點(diǎn)，而音響信號(hào)在于引起運(yùn)行人員的注意。 斷路器控制回路的基本要求有： （ 1）能進(jìn)行手動(dòng)跳閘、合閘，也能完成自動(dòng)跳閘，斷路器跳閘（合閘）過(guò)程完成后，能自動(dòng)切斷跳閘（合閘）線圈回路電流，防止線圈長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀； （ 2）有防止斷路器連續(xù)多次跳閘或合閘操作的位置信號(hào)； （ 3）有反映斷路器完成跳閘或合閘的防跳回路； （ 4）有斷路器自動(dòng)跳閘或合閘的位置信號(hào)； （ 5）有控制回路完好性監(jiān)視信號(hào)； （ 6）在滿足要求的前提下，力求簡(jiǎn)單可靠。 在箱式變電站運(yùn)行的各種電氣設(shè)備，隨時(shí)都可能發(fā)生不正常運(yùn)行的工作狀態(tài)。在控制室內(nèi)對(duì)配電裝置中的斷路器進(jìn)行控制稱為距離控制。 斷路器控制與信號(hào)回路 概述 斷路器控制按控制地點(diǎn)可分為集中控制與就地控制。 （ 3） 開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù) ,計(jì)量 ,信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)不變 ,值班室的中央信號(hào)系統(tǒng) （ 信號(hào)屏 ,計(jì)量屏與控制屏 ） 只包括電源進(jìn)線與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜 ,所有出線開 關(guān)柜均不進(jìn)入中央信號(hào)系統(tǒng)。 二次系統(tǒng)總體 方案 （ 1） 開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù) ,計(jì)量 ,信 號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)不變 ,值班室的繼電保 護(hù)屏與中 央信號(hào)系統(tǒng) (信號(hào)屏、計(jì)量屏與控制屏 )保持原設(shè)計(jì)不變 ,再設(shè)計(jì)一套重復(fù)的計(jì)量、信號(hào)與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng) 。 換功能及單相接地保護(hù)及低電壓保護(hù) 。 （ 4） 備用電源自投裝 置 適用于母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，由監(jiān)控和保護(hù)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)備用電源自動(dòng)投入功能及母聯(lián)速斷過(guò)流保護(hù) 。 （ 2） 10kV 線路保護(hù)監(jiān)控裝置主要實(shí)現(xiàn) ： ① 三段式三相過(guò)流保護(hù)，保護(hù)由無(wú)時(shí)限速斷、定時(shí)限速斷、定時(shí)限過(guò)流組成 ； ② 三相一次重合閘 ； ③ 低周減載 。 （ 1） 變壓器保 護(hù) 變壓器保護(hù)主要采用主變主保護(hù)裝置、主變高壓側(cè)保護(hù)監(jiān)控裝置、主變低壓側(cè)監(jiān)控裝置等三個(gè)裝置。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)，配置、擴(kuò)展、組態(tài)靈活、控制管理集中、功能分散，數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性強(qiáng)，傳輸安全可靠，操作靈活方便 。其數(shù)值應(yīng)符合所屬等級(jí)準(zhǔn)確度的要求； （ 2）誤差不應(yīng)隨時(shí)間、溫度、濕度和外磁場(chǎng)等外界條件的影響而變化； （ 3）儀表本身消耗的功率應(yīng)越小越好； （ 4）儀表應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度、耐壓和短時(shí)過(guò)載能力，以保證安全運(yùn)行； （ 5）應(yīng)有良好的讀書裝置； （ 6）構(gòu)造堅(jiān)固，使用維護(hù)都要方便。 為 電氣測(cè)量?jī)x表，要保證其測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度滿足變配電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和計(jì)量的要求，并力求外形美觀，便于觀測(cè)，經(jīng)濟(jì)耐用等。 電氣測(cè)量?jī)x表及測(cè)量回路。根據(jù)測(cè)量、控制、保護(hù)和信號(hào)顯示的要求，表示二次設(shè)備相互連接關(guān)系的電路，稱為二次接線或二次回路。 19 第 4 章 35kV 箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二次系統(tǒng)的定義及分類 箱式變電站的設(shè)備通?？煞譃橐淮卧O(shè)備和二次設(shè)備兩大類。若箱變廠家的實(shí)力允許，也能滿足我們的需要，這不失為一種較理想的選擇。 (3)箱變中的保護(hù)裝置。 ④ 對(duì)于 10kV 饋線的電纜安裝，若電纜頭做在箱體底板的下面，零序互感器的位置也要加以考慮。而按規(guī)程要求，金屬底板上的三個(gè)引入孔，彼此之間應(yīng)該是連通的，避免電纜運(yùn)行過(guò)程中，在金屬底板上產(chǎn)生渦流，對(duì)設(shè)備造成損害。 ② 選型時(shí)一定要結(jié)合實(shí)際情況，考慮進(jìn)出線的接線方式，否則 不利于日后的安裝 。 （ 2） 箱變的一次進(jìn)線和出線 ： ① 箱變的一次進(jìn)線和出線可采用架空方式或電纜方式。 ③ 箱變中的五防閉鎖是一個(gè)重要方面，在選型時(shí)，要考慮隔離開關(guān)之間的機(jī) 械閉鎖以及電氣閉鎖，看是否能滿足需要，以及可靠性是否能達(dá)到要求 。在實(shí)際運(yùn)行中，這種操作方式在執(zhí)行現(xiàn)有規(guī)程時(shí)，會(huì)帶來(lái)許多麻煩，設(shè)備的運(yùn)行方式界定不清。斷路器可采用真空斷路器，電流互感器、電壓互感器和站用變應(yīng)選用干式設(shè)備 。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。 內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)。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。 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)。 （ 3） 變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后 ,可以實(shí)現(xiàn)元人或少人值班 , 值班室面積可 以減小 ,分散值班可以集中于一處值班。 一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 （ 1） 變配電站采用計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制后對(duì)一次系統(tǒng)接線沒(méi)有影響 ,一次系統(tǒng)接線方 式及供電方案仍按有關(guān)要求與規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由于交流供電系統(tǒng)通常三相是對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來(lái)表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需要進(jìn)一步說(shuō)明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。室頂裝有溫度監(jiān)控 儀啟動(dòng)的軸流風(fēng)扇。 （ 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、包括主開關(guān)柜、計(jì)量柜、多路出線柜、耦合電容器。 （ 2）高壓室：裝備真空斷路器。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。采用電纜或架空進(jìn)、出線。 16 箱式變電站總體布置 35kV 箱式變電站高壓室額定電壓 35kV ，低壓室額定電壓 10kV。 由于斷路器是用于開斷短路故障電流、大負(fù)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(fù)雜。采用斷路器保護(hù)的話，斷路器最快全開斷時(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 。 負(fù)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(hù)開關(guān)設(shè)備 。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 。 1 a 2 時(shí)間 0 b 燃弧時(shí)間 圖 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 ia1—截止電流； tb2—?jiǎng)幼鲿r(shí)間 負(fù)荷開關(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 (圖 1)。熔斷體是熔斷器的主要元件，當(dāng)熔斷體通過(guò)的電流超過(guò)一定值時(shí)，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使本身溫度升高，在達(dá)到熔斷體熔點(diǎn)時(shí)，熔斷體自行熔斷切斷過(guò)載電流或短路電流 。負(fù)荷開關(guān)可以單獨(dú)使用在遠(yuǎn)離電源中心、且容量較小的終端變電 站，用于投切無(wú)功補(bǔ)償回路、并聯(lián)電抗器及電動(dòng)機(jī)等。因軸流風(fēng)機(jī)對(duì)變壓器散熱片內(nèi)外側(cè)散熱不均，往往外側(cè)散熱好，內(nèi)側(cè)散熱差些；而幅面風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口均勻吹拂內(nèi)外側(cè)，通風(fēng)散熱效果較好。 室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)，以變壓器油溫不超過(guò) 95℃作為動(dòng)作整定值。百葉窗結(jié)構(gòu)，使氣流能進(jìn)去，而灰塵被分離。裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值 按允許溫度的 80%～ 90%設(shè)定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風(fēng)來(lái)散熱。 35kV 箱式變電站變壓器采用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。而站用變壓器容量確定為 50kVA，連接組別采用 D， yn11，接在 35kV 母線上將 35kV 電壓降低為 供箱式變電站本身使用。因此將熔斷器連接在“△”內(nèi)部。因此變壓器的連接組別為三相五柱 D， yn11，阻抗電壓為 U=%，采用油浸式變壓器。目前，國(guó)內(nèi)大多采用新Ｓ 9或Ｓ 11 系列配電變壓器，有的也采用了非晶合金變壓器，其優(yōu)點(diǎn)是空載損耗很小，只有 1/4～ 1/3，但其價(jià)格高出～ 倍，但隨著制造技術(shù)的提高，一旦價(jià)格下來(lái)，非晶合金變壓器會(huì)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。 變壓器選用Ｓ 9Ｍ、Ｓ 11Ｍ全密封、免維護(hù)、低噪音、性價(jià)比高的油浸式變壓器(噪音 ≤50ｄＢ )或新型干式變壓器 (噪音 ≤55ｄＢ )等。三相五柱式Ｄｙｎ 11變壓器的優(yōu)點(diǎn)是帶三相不對(duì)稱負(fù)荷能力強(qiáng)，不會(huì)因三相負(fù)載不對(duì)稱造成中性點(diǎn)電壓偏移，負(fù)載電壓質(zhì)量可得到保證，這種變壓器具有很好的耐雷特性。 變壓器 變壓器容量、接線組別的確定 箱變用變壓器為降壓變壓器，一般將 10ＫＶ降至 380Ｖ /220Ｖ，變壓器容量 一般為 160～ 1600ＫＶＡ，最常用的容量為 315～ 630ＫＶＡ。 箱體的密封和防塵是一個(gè)重要方面，特別是保護(hù)裝置對(duì)防塵等指標(biāo)要求較高，應(yīng)引起重視 。 維護(hù)走廊是箱變正常運(yùn)行和檢修中的重要環(huán)節(jié)，箱變的一個(gè)缺陷就是空間狹 小，廠家從成本和設(shè)備緊湊性考慮，維護(hù)走廊一般都盡量壓縮。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，可在訂貨時(shí)對(duì)主體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的要求。考慮節(jié)省資金，也可以將 35kV 斷路器等設(shè)備放于戶外，只設(shè)置 10kV 箱體 。綜合考慮一般 35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。歐式箱變?cè)靸r(jià)低而美式箱變體積小，約為同容量歐式箱變的 1/3~1/5。其中，負(fù)荷開關(guān)ＱＬＡ和ＱＬＢ在隔離故障線段時(shí)，能及時(shí)恢復(fù)回路的連續(xù)供電；同負(fù)荷開關(guān)ＱＬＣ相連的熔斷器Ｆ在中壓 /低壓變器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)起保護(hù)作用；ＱＬＣ對(duì)溶斷器和變壓器還起隔離和接地作用 。 高壓開關(guān)選用可靠性高和具有自動(dòng)化裝置及智能化接口的先進(jìn)的產(chǎn)品：如ＳＦ 6 負(fù)荷開關(guān)、壓氣式負(fù)荷開關(guān)、真空負(fù)荷開 關(guān)等 。線路側(cè)負(fù)荷開關(guān)必須配有直流電源電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)外來(lái)交流電源狀態(tài)下自啟動(dòng)。 高壓接線方式 高壓側(cè)，采用負(fù)荷