【正文】 4s、 5s、 1s 等。 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、熱穩(wěn)定，因?yàn)槎搪冯娏骱苄?。滿足穩(wěn)定的條件 iishet ? （ 3） 或 IIshet ? （ 4） 式中 ish 、 Ish — 設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效值（ kA） iet 、 Iet — 設(shè)備允許通過電流的峰值及其有效值（ kA） 對于下列情況可不校驗(yàn)動穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。下，電器的長期允許電流 NetI 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 IMAX ，即 II MAXetN ?. （ 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℃，應(yīng)減少允許電流 %；當(dāng)使用環(huán)境低于 40℃時(shí)，每降低 1℃，允許電流增加 %。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)。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設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為 50HZ）等方面的要求；對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮起斷流能力。 電氣主接線圖如附錄圖 1 所示。開關(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?？杀ＷC設(shè)備在 40～ +50℃ 之間運(yùn)行。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。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論 10KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選 型 13 3 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， 側(cè)母線采用單母線分段接線。 （ 4）變壓器室：配備 1600kVA 油浸式變壓器。包括三工位負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。 （ 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。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有防壓、防雨和防小動物等措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以移動等特點(diǎn)。主變壓器額定容量為 1600kVA，接在 10kV 母線上。相比之下負(fù)荷開關(guān)體積小，簡單易開發(fā) 。 由于同電壓等級負(fù)荷開關(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)荷開關(guān) 加 熔斷器有較大經(jīng)濟(jì)性 。 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)。這種熔斷器的整個(gè)動作過程發(fā)生在密封的瓷管中，在熄滅電弧時(shí)，巨大氣流不會 沖出管外 。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形如圖 25 所示 : 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論 10kV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 圖 25 限流熔斷器切斷短路電流時(shí)電流波形 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。熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便，仍然具有發(fā)展前途。 采用負(fù)荷開關(guān) — 熔斷器組合電器保護(hù)變壓器 負(fù)荷開關(guān)是用來開、合負(fù)載電流的開關(guān)裝置，它一般具有關(guān)合短路電流能力，但是它 不能 斷開 短路電流。有為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護(hù)罩。 為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱 材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計(jì)成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風(fēng)道，裝有自動強(qiáng)迫排氣通風(fēng)裝置 (軸流風(fēng)機(jī)或幅面風(fēng)機(jī) )。 變壓器的散熱處理 變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。因?yàn)檫@樣如果熔斷器一相熔斷后不會造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，熔斷器所對應(yīng)的低壓側(cè)相電壓幾乎為零，其它兩相電壓正常。由于三相五拄 Dyn11 聯(lián)結(jié)，如果熔斷器一相熔斷后，會造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，為額定電壓的 1/2， 會使負(fù)載欠壓運(yùn)行。 . . .. . .A B Ca b cUAUCUBUA BU aU c UbUa bUa bUA B. ... . .UA =UA BUCUBU aU c UbUa bUa b變 壓 器 Y y n 0 聯(lián) 結(jié) 組 變 壓 器 D y n 1 1 聯(lián) 結(jié) 組 圖 24 變壓器的 Yyn0聯(lián)結(jié)和 Dyn11聯(lián)結(jié) 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論 10kV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 綜合考慮 10kV 箱式變電站變壓器的容量確定為 1600kVA，因?yàn)槿辔逯鬌yn11 連接變壓器帶三相不對稱負(fù)載能力強(qiáng)，不會因三相負(fù)載不對稱造成中性點(diǎn)電壓偏移，負(fù)載電壓質(zhì)量可得到保證；此外，這種變壓器還具有很好的耐雷特性。但是 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣要求稍低于 Dyn11，從而制造成本稍低于 Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器。 對于Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器來說，其 3n 次（ n 為整數(shù)）諧波勵(lì)磁電流在其三角形結(jié)構(gòu)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，不注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星型接線的 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器更利于抑制高次諧波電流； Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于低壓單相接地短路故障的保護(hù)和切除；當(dāng)接用單相不平負(fù)荷時(shí)，由于 Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的 25%，因而嚴(yán)重影響了接用單相荷的容量，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、 Dyn11 或 Yyn0 聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在 “ △ ” 外部。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)回路的連重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論 10kV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 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化裝置及智能化接口的先進(jìn)的產(chǎn)品： SF6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操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無外來交流電源狀態(tài)下自啟動 。 高壓接線方式 高壓側(cè)，采用負(fù)荷開關(guān) 加 限流熔斷器作為 變 壓器的主保護(hù)，一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源和終端三種供電方式，有兩組插入式熔斷器和后備保護(hù)熔斷器串聯(lián)進(jìn)行分段范圍保護(hù)。 綜上可知，單母線接線造價(jià)低而供電穩(wěn)定性低，雙 母線供電穩(wěn)定性高但其造價(jià)高且接線線路復(fù)雜，而單母線分段接線一方面線路簡單，造價(jià)低，另一方面其供電穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。接線方式如圖 23 所示。 但雙母線也有如下的缺點(diǎn)：造價(jià)高；當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤動作。 接線方式如圖 22所示。但它的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路到要長時(shí)間停電。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩斷母線同時(shí)停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所 以不能帶負(fù)荷操作。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后和斷路器。 接線方式如圖 21所示。母線及母線隔離開關(guān)等任一元件發(fā)生故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。 主接線的比較與選擇 單母線接線是一種原始、最簡單的 接線，所有電源及出線均接在同一母線上，其優(yōu)點(diǎn)是簡單明顯，采用設(shè)備少，操作簡便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短，影響范圍最小?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)滿足對 不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤動、發(fā)生事故時(shí)不拒動，能盡可能的縮小停電范圍。概況地說，對主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面 安全包括設(shè)備安全及人身安全。 箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范 設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)《 高壓 /低壓預(yù)裝式變電 站 》（ GB/T124671998），以及適合的工藝流程。 大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量得到保證。 能貼近負(fù)荷中心，甚至直接置于建筑物處，供電線路半徑可以很短電壓降落及電能損失較少，提高了供電質(zhì)量。 2 基建時(shí)間 6 個(gè)月以上 預(yù)先基礎(chǔ)做好以后，只需 46小時(shí)就可以安裝完畢送電。箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較見表12。在我國應(yīng)用為 10%，是一種方興未艾的裝備 。 箱式變電站（在 IEC 及歐洲稱為高壓 /低壓預(yù)裝式變電站）是一種集成化程度高，工廠預(yù)安裝、節(jié)能、節(jié)地的發(fā)展中設(shè)備與常規(guī)變電站相比，占地為 1/20，工期為 1/7，投資為 1/2。 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 緒論 3 圖 11 歐式預(yù)裝式變電站的整體布置形式 箱式變電站與常規(guī)變電站的對比分析 目前，國內(nèi)生產(chǎn)的箱變的電壓等級：高壓側(cè)為 3 ～ 35kV、 低壓側(cè)為 ～10kV 。“目字型”布置與“品字型”布置相比，“目字型”接線較為方便，故大多采用“目字型”布置。 歐式預(yù)裝式變電站的總體結(jié)構(gòu)包 括三個(gè)主要部分：高壓開關(guān)柜、變壓器及低壓配套裝置，其總體結(jié)構(gòu)主要有兩種形式：一種為組合式；另一種為一體式。 考慮到開關(guān)操作和熔斷器的動作造成的游離碳會影響整個(gè)箱變的壽命。僅為同容量歐 式箱變體積的 1/3左右。它是在簡化高、低壓控制、保護(hù)裝置的基礎(chǔ)上，將高、低壓配電裝置與 變壓器 主體一齊裝入變壓器油箱，使之成為一個(gè)整體。 （ 3）一體型變電站。由于總體設(shè)計(jì)是按免維護(hù)型考慮的，箱內(nèi)不需要操作走廊。這種型式的箱式變電站體積較大，現(xiàn)在已經(jīng)較少使用； （ 2）組合裝置型變電站。歐式預(yù)裝式變電站以前在我國習(xí)慣稱為“組合式變電站”，它是將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個(gè)不同的隔室內(nèi)，通過電纜或母線來實(shí)現(xiàn)電氣連接。用變壓器油作為帶電部分相間及對地的絕緣 介質(zhì)。美式預(yù)裝式變電站在我國叫做“預(yù)裝式變電站”或“美式箱變 ”，區(qū)別歐式預(yù)裝式變電站。箱式變電所集配電變壓器和開關(guān)電器于一 體，裝配在箱內(nèi)，整體可獨(dú)立置于戶外，具有體積小、安裝靈活、無需建筑等特點(diǎn)，適用于小型工業(yè)企業(yè)、居民小區(qū)、廣場和道路照明等場合，它替代了原有的土建配電房，配電站，成為新型的成套變配電裝置。這種智能箱式變電站 (簡稱智能箱變 )環(huán)網(wǎng)供電時(shí)，在特定自主 軟件配合下，能完成故障區(qū)段自動定位、故障切除、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，從而保證在一分鐘左右恢復(fù) 供 電。 隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造中，要求高壓直接進(jìn)入負(fù)荷中心，形成高壓受電 — 變壓器降壓 — 低壓配電的供電格局，所以供配電要向節(jié)地、節(jié)電、緊湊型、小型化、 安全、 無人值守的方向發(fā)展，箱式變電站 (簡稱箱變 )正是具有這些特點(diǎn)的最佳產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 ： 箱式變電站，結(jié)構(gòu)，一次系統(tǒng)，二次系統(tǒng) 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 目錄 II The boxtype substation design based on 10KV ABSTRACT Compact substations and plete sets of substations, an