【正文】 Iet≥ Ish （ ） 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(duì)于下列情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。 ③電器的額定電流 IN， et 是指 在額定周圍環(huán)境溫度 θ 0 下，電器的長期允許電流 IN， et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 UNet≥ Imax （ ） 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℃，華北電力大學(xué) 22 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?；驖駸岬赜虻奶攸c(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(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為 50HZ0）等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮 起斷流能力。電器要能可靠的運(yùn)行，必須按正常工作條件選擇，并按短路電流來效驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 [10]。選擇時(shí)，可根據(jù)安裝地點(diǎn)，使用條件、配電裝置的型式、運(yùn)行和檢修經(jīng)驗(yàn)以及人們使用習(xí)慣等多種因素綜合確定。在進(jìn)行電器選擇時(shí) 應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。 設(shè)備選型的基本原理 電器選擇是發(fā)電廠和變配電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。若箱變廠家的實(shí)力允許，也能華北電力大學(xué) 21 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)向。 （ 3）低壓室：裝備全國統(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。 （ 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(dòng)物等措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以移動(dòng)等特點(diǎn)。主變壓器額定容量為 5000kVA，站用變壓器額定容量為 50kVA，接 在 35kV 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(jí)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) +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)。 熔斷器的限流特性，它是指熔斷器的開斷電路時(shí)，最大截止電流和預(yù)期電流穩(wěn)態(tài)方均根的關(guān)系，可以從限流特性的截止電流值可估算出被限流熔斷器所保護(hù)的電器設(shè)備內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械和熱效應(yīng)。由曲線可見到，短路開始后電流上升，熔體發(fā)熱，溫度上升，電流升到 a 點(diǎn)，熔體熔化，由于熔斷器的限流作用，電流上升停止，開始沿 ab 線段下降，在 b 點(diǎn)電流下降到零，此時(shí)完成熄弧。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形如圖 所示。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)原理 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，但是它不能開斷短路電流。機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)用幅面風(fēng)機(jī)，而不用軸流風(fēng)機(jī)。有為防止灰塵對(duì)絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護(hù)罩。為了通風(fēng)，變壓器室的箱體上設(shè)置百葉窗。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(dòng)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(huì)造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，熔斷器所對(duì)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 D， yn11 聯(lián)結(jié)，如果熔斷器一相熔斷后，會(huì)造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，為額定電壓的 1/2，會(huì)使負(fù)載欠壓運(yùn)行。 綜合考慮 1000KVA 箱式變電站 變壓器的容量確定為 1000KVA，因?yàn)槿辔逯?D， yn11 連接變壓器帶三相不對(duì)稱負(fù)載能力強(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；此外，這種變壓器還具有很好的華北電力大學(xué) 16 耐雷特性。采用干式變壓器時(shí)，變壓器室必須配散熱系統(tǒng)。變壓 器應(yīng)具有齊全的運(yùn)行檢視儀器儀表，如油位表和上層油溫表及反映頂部氣壓強(qiáng)度的真空壓力表等。其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、 Ｄｙｎ 11 或 Ｙｙｎ 12 聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“Δ”外部。 箱體的底板下面，一般作為電纜室，在考慮箱體基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)顧 及到電纜的安裝和維護(hù)方便，應(yīng)考慮人員出入、通風(fēng)以及照明等方面的要求。在選型時(shí)應(yīng)該將維護(hù)走廊作為一項(xiàng)指標(biāo)來考慮，不然會(huì)給將來的運(yùn)行和維護(hù)，造成很大麻煩。比如在地處鹽堿地帶，對(duì)設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高，因此除主體框架采取了 防腐工藝加工外，箱體的整體外層襯板采用了 厚的不銹鋼板。 箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成，頂蓋和四壁采用金屬板內(nèi)襯阻燃材料壓制而成，能起到隔熱的作用。 合理配置 根據(jù)實(shí)際情況可以采用不同的箱變配置方案，一般將主變壓器和電容器等充油設(shè)備，放置在箱體外，設(shè)置兩個(gè)箱體，一個(gè) 35kV 箱體，一個(gè) 10kV 箱體，其中一個(gè)箱體預(yù)留保護(hù)裝置的位置。常規(guī)土建變電站占地面積最大，歐式箱變次之， 美式箱變常規(guī)土建變電站建造周期最長，歐式箱變次之。 箱式變電站箱體的確定 箱體結(jié)構(gòu)的確定 箱式變電站按結(jié)構(gòu)主要有美式箱變和歐式箱變。 環(huán)網(wǎng)供電單元一般至少由三個(gè)間隔組成，即二個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔和一個(gè)變壓器回路間隔。環(huán)網(wǎng)回路必需配置檢測(cè)故障電流用的電流互感器或傳感器。限流熔斷器一相熔斷時(shí)必須能聯(lián)動(dòng)跳開三相負(fù)荷開關(guān)，不發(fā)生缺相運(yùn)行。 5 % / 0 . 4D , y n 1 1電 容 器G N 3 0 1 0 / 6 3 0V S 1 1 2 / 6 3 0 2 5L Z Z B J 1 00 . 2 S / 1 0 P1 5 0 / 5 3 0 0 / 5J N 4 0G N S 1 0XGN66A12＃ 1 進(jìn) 線出 線 3出 線 2出 線 1G N 3 0 1 0 / 6 3 0V S 1 1 2 / 6 3 0 2 5L Z Z B J 1 00 . 2 S / 1 0 P1 5 0 / 5 3 0 0 / 5G N 1 9 1 2 / 6 3 0H Y 5 W Z 1 7 / 5 0G N S 1 0L X K Ф 1 2 0XGN66A12A B C進(jìn) 線O W F 3 5 0 . 0 0 5X Z K 4 0 0 1 . 0 / 1 0 B 4G W 5 3 5 W/ 6 3 0 AG W 5 3 5 W/ 6 3 0 AL R G B 3 . 5 L W2 0 0 / 5L R G B 3 . 5 L W2 0 0 / 5L W 1 6 4 0 . 51 6 0 0 A , 2 5 k AL R G 3 . 5 L W2 0 0 / 5L R G B 3 . 5 L W2 0 0 / 5S Z 9 5 0 0 0 / 3 53 5 177。所以 35kV 母線選用單母線接線方式， 10kV采用單母線分段接線。 當(dāng)進(jìn)線回路數(shù)或母線上電源較多時(shí)，輸送和穿越功率較大，母線發(fā)生事故后要求盡快恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用雙母線接線。 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(dòng)作。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。 單母線分段接線既具有單母線接線簡單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電可靠性。兩段母線自動(dòng)同時(shí)故障的機(jī)遇很小，可以不予考慮。 單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。 在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。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。在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性 與經(jīng)濟(jì)性之間。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。 可靠就是主接線應(yīng)滿足對(duì)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(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng)，能盡可能的縮下停電范圍。 ②單母線分段接線 ③雙母線及雙母線分段接線 ④ 旁路母線接線方式 （ 2）無母線的電氣主接線 ①橋形接線：當(dāng)具有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，在變壓器線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則稱為橋形接線 ②單元接線：發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī) 箱式變電站對(duì)主接線的基本要求 概況地說，對(duì)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。 本課題的主要任務(wù) （ 1） 1000kvA 箱式變電站的總體結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) （ 2） 箱式變電站主接線設(shè)計(jì)于一次設(shè)備選型 （ 3）二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 4）箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì) 華北電力大學(xué) 11 第 2章 1000KVA箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電氣主接線的確定 主接線的基本形式 主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無母線的接線形式兩大類。變壓器的銘牌應(yīng)面向箱門一側(cè)。根據(jù)不同的用戶要求，可以采用油浸式、干式或氣體絕緣式、無載調(diào)壓式或有載調(diào)壓式。高壓進(jìn)出線應(yīng)考慮電纜的安裝位置和便于進(jìn)行試驗(yàn)。箱體門 內(nèi)側(cè)應(yīng)附有主回路線路圖、控制線路圖、操作程序及注意事項(xiàng)。 高壓配電裝置應(yīng)具有防止誤拉、合開關(guān)設(shè)備，帶負(fù)荷拉、合刀閘，帶電掛地線，帶地線合閘和工作人員誤入帶電間隔的五防措施。 箱式變電站內(nèi)部電器設(shè)備 （ 1）箱式變電站高壓配電裝置接線應(yīng)盡量簡單，既有終端變電站接線，也華北電力大學(xué) 10 應(yīng)有適應(yīng)環(huán)網(wǎng)供電的接線。 （ 6）要機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓抗張，抗沖擊。 （ 4）防潮性能好，不會(huì)因冷熱突變而產(chǎn)生凝露。 （ 2）箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。變壓器在海拔超過 1000m的地區(qū)，按 GB 或 GB 6450 的規(guī)定 。 （ 2）特殊使用條件 高壓開關(guān)設(shè)備和低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過 1000m的地區(qū)按 GB/T 11022 的規(guī)定。變壓器的使用條件應(yīng)