【正文】 V變電站的模擬設(shè)計(jì)。 浙江衢州市地處浙江省最大的內(nèi)陸盆地 —— 金衢盆地的西半部，市區(qū)境內(nèi)地勢(shì)平坦，環(huán)境優(yōu)美。 IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng) 時(shí) ,供電的可靠性高、安全性好 ,一般用于不允許停電的場(chǎng)所 ,或者是要求嚴(yán)格的連續(xù)供電的地方。但當(dāng)負(fù)荷端裝設(shè) RCD (漏電開(kāi)關(guān) )、干線末端裝有斷零保護(hù)時(shí)也可用于住宅小區(qū)的低壓供電系統(tǒng)。此外 ,在一些由用戶提供的圖紙中 ,我們還可看到 TNCS方式的供電系統(tǒng) ,此系統(tǒng)的前部分是 TNC方式供電 ,系統(tǒng)的后部分出 PE線 ,且與 N線不再合并。 TNS方式供電系統(tǒng)是把工作零線 N和專用保護(hù)線 PE嚴(yán)格分開(kāi) ,當(dāng) N線斷開(kāi) ,如三相負(fù)荷不平衡 ,中性點(diǎn)電位升高 ,但外 殼、 PE線電位不變。在 TN方式供電系統(tǒng)中 ,根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開(kāi)又可分為 : TNC和 TNS方式供電系統(tǒng)。 TT方式供電系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng) ,稱作保護(hù)接地系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)的接地系統(tǒng)需另行設(shè)置 ,不得與變電站的接地網(wǎng)連接。接地電阻值要求不大于 4Ω。 10kV 小型變電站主接線設(shè)計(jì) 13 （ 2） 在變電站內(nèi)的高壓側(cè)、低壓側(cè)及進(jìn)線段安裝避雷器 ,以防護(hù)侵入雷電波、操作過(guò)電壓及暫時(shí)過(guò)電壓。 如某縣企業(yè)的供電電源是從緊鄰的一座 110kV變電所的 10kV側(cè)專線接入的 ,由于該企業(yè)的用電負(fù)荷不是很大 ,若按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇的電纜截面 ,或按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇的電纜截面均在 95 mm2以下 ,但在熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí) ,所選電纜截面至少需在 120 mm2及以上。 （ 5） 熱穩(wěn)定的校驗(yàn)電纜應(yīng)滿足的條件為 :所選電纜 截面應(yīng)滿足：(m m 2 ) d /C X 1 0 0 ≥ S Q 。 功率因數(shù) 。 對(duì)供電距離較遠(yuǎn)、容量較大的電纜線路 ,應(yīng)滿足 : 5%≤ / Ux s in ψs+( r c o s ψ 1 7 3 I m a x L = % ΔU ,U、 L為線路工作電壓 (線電壓 )和長(zhǎng)度 。但當(dāng)電纜的最大負(fù)荷利 用小時(shí)數(shù)5000h Tmax ,且長(zhǎng)度超過(guò) 20米時(shí) ,則應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇。 （ 2） 電纜的額定電壓 UN≥所在電網(wǎng)的額定電壓。 YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜和 VV型聚氯乙烯電纜是目前工程建設(shè)中普遍選用的兩種電纜。當(dāng)電網(wǎng)接有其它接地保護(hù)時(shí) ,回路中的最大接地電流與負(fù)荷電流之和應(yīng)小于最小熔斷電 流。 選擇熔斷器時(shí) ,還應(yīng)保證前后兩級(jí)熔斷器之間 (多見(jiàn)于美式箱變 )、熔斷器與電源側(cè)的繼電保護(hù)之間、熔斷器與負(fù)荷側(cè)的繼電保護(hù)之間的動(dòng)作選擇性。 I max 1. 為電力變壓器回路的最大工作電流。在 10kV負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器組合的選擇方面 , 10kV負(fù)荷開(kāi)關(guān)按正常工作條件選擇和按短路狀態(tài)校驗(yàn)。 2 %. 10kV 開(kāi)關(guān)柜的選擇 容量為 500kVA及以上的變壓器一般均配有 10kV開(kāi)關(guān)柜 . 10kV開(kāi)關(guān)柜可分為固定式和手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜 .就絕緣介質(zhì)而言 ,目前 10kV開(kāi)關(guān)柜的主流產(chǎn)品又可分為 SF6氣體絕緣和真空絕緣 . SF6氣體絕緣的開(kāi)關(guān)柜體積小 ,一般 20年內(nèi)免維護(hù) ,但價(jià)格高 ,其氣體的泄露還會(huì)造成環(huán)境污染 . 真空絕緣的開(kāi)關(guān)柜體積適中 ,相對(duì)同等檔次的SF6氣體絕緣的開(kāi)關(guān)柜來(lái)說(shuō)價(jià)格略 低 ,使用過(guò)程中不會(huì)造成環(huán)境污染 ,但每二年就需做一次試驗(yàn) ,增大了運(yùn)行維護(hù)的工作量 . 因此開(kāi)關(guān)柜的選擇除按正常工作條件選擇和按短路狀態(tài)校驗(yàn)外 ,還應(yīng)考慮開(kāi)關(guān)柜放置的場(chǎng)合和對(duì)開(kāi)關(guān)柜性能的要求等條件 . 如我縣某工程 ,其預(yù)留的 10kV變電站位置在地下室 ,該工程在建筑上并沒(méi)有考慮變電站的通風(fēng)問(wèn)題 ,且在建筑施工時(shí)設(shè)置的變電站大門(mén)只有 ,用電可靠性要求較高 . 在這里 ,選用 SF6氣體絕緣的開(kāi)關(guān)柜顯然違背了《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》中在 SF6電氣設(shè)備上的工作這一節(jié)的相關(guān)條款。為了不降低配電運(yùn)行的電壓 ,10kV變電站的主變分接頭宜放在 ,分接范圍油浸變?yōu)?77。設(shè)在高層建筑內(nèi)部的變電站 ,主變采用干式變壓器。在改、擴(kuò)建工程中 ,為了滿足變壓器并列運(yùn)行條件 ,選用的變壓器接線組別與原有的保持一致 ,短路阻抗百分比接近 ,容量比不超過(guò) 1∶ 3。 為了使變壓器容量在三相不平衡負(fù)荷下得以充分利用 ,并有利于抑制 3n次諧波影響 ,宜選用的變壓器 接線組別為 D, yn11。定變壓器容量時(shí)還要綜合考慮環(huán)境溫度、通風(fēng)散熱條件等相10kV 小型變電站主接線設(shè)計(jì) 11 關(guān)因素。當(dāng)有大量的一、二級(jí)負(fù)荷 ,或季節(jié)負(fù)荷變化較大 ,或集中負(fù)荷較大時(shí) ,宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上的變壓器。 設(shè)備的選擇 在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí) ,應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況 ,在保證安全、可靠的前題下 ,積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù) ,注意節(jié)約投資 . 主變壓器選擇 在 10kV變電站中 ,要選用性能優(yōu)越、節(jié)能低損耗和環(huán)保型的變壓器。在甲企業(yè)中 ,由于其預(yù)計(jì)運(yùn)行的時(shí)間只有 3年左右 ,且周?chē)鶠?10kV電網(wǎng)供電 ,經(jīng)過(guò)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較 ,采用了保留原有供電設(shè)備 ,僅增一臺(tái)特殊變比 (10kV/6kV)的變壓器來(lái)滿足用電要求的方案 ,節(jié)省了投資 ,節(jié)約了時(shí)間 .在乙企業(yè)中 ,其新增設(shè)備的額定電壓為 10kV,在企業(yè)周?chē)€有部分采用 6kV電壓等級(jí)供電的負(fù)荷 ,如同樣采用甲企業(yè)的方法 ,僅增一臺(tái)特殊變比 (10kV/6kV)的變壓器 ,則該企業(yè)有 可能成為一個(gè)新的 6kV電壓等級(jí)供電點(diǎn) ,對(duì)用電的管理及電網(wǎng)的運(yùn)行均產(chǎn)生不利的影響。其中，在 10kV變電站的設(shè)計(jì)中常用的有單母接線、單母分段接線、線路 — 變壓器組接線、橋式接線等 ,每種接線均有各自的優(yōu)缺點(diǎn) . 通過(guò)對(duì)幾種能滿足負(fù)荷用電要求的主接線形式在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的比 較 ,可以選擇出最合理的方案。在配電工 程中 ,能否保證系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行 ,主接線形式與設(shè)備的選擇是一個(gè)重要條件 . 本章就 10kV變電站的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討 . 電氣主接線的選擇 正如 ：變電站的主接線對(duì)變電站內(nèi)電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都有密切的關(guān)系 ,是變電站設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。前者用于計(jì)算：由幅邊電度計(jì)算原邊電度以收取電費(fèi)或由原邊電壓、電流計(jì)算副邊電壓、電流以整定繼電保護(hù)的動(dòng)作值等級(jí)。 互感器 互感器是變換電壓、電流的電氣設(shè)備，它的主要功能是向二次系統(tǒng)提供電壓、電流信號(hào)以反應(yīng)一次系統(tǒng)的工作狀況，前者稱為電壓互感器，后者稱為電流互感器。根據(jù)安裝地點(diǎn)和作用不同可稱為出線電抗器和母線分段電抗器。 10kV 小型變電站主接線設(shè)計(jì) 9 在變電站電路中加裝限流電抗器目的在于使發(fā)電機(jī)回路及用戶能采用輕型斷路器，從而減少電氣設(shè)備投資。 限流電器 限流電器是用以增加電路的短路阻抗，從而達(dá)到 限制短路電流目的的裝置。將負(fù)荷開(kāi)關(guān)與高壓熔斷器串聯(lián)組合使用時(shí)，可由熔斷器切斷過(guò)載及短路電流，由負(fù)荷開(kāi)關(guān)接通與斷開(kāi)負(fù)荷電流，用于 35kV 及以下功率較小和對(duì)保護(hù)性能要求不高的場(chǎng)所。是一種性能介于隔離開(kāi)關(guān)和斷路器之間的簡(jiǎn)易開(kāi)關(guān)。 高壓隔離開(kāi)關(guān)在電路中的符號(hào)是 G，具有明顯可見(jiàn)的斷口，其額定電流只表示開(kāi)關(guān)處于閉合位置時(shí)可以長(zhǎng)期通過(guò)的電流，而不能切斷負(fù)荷電流，但必須具備與斷路器相同的動(dòng)熱穩(wěn)固性，僅用于設(shè)備檢修時(shí)的隔離電源和切斷與接通電壓互感器和避雷器。 高壓開(kāi)關(guān)電器按其功能與作用又可分為高壓斷路器，隔離開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)及熔斷器等。 一次設(shè)備 一次接線上的設(shè)備稱為一次設(shè)備，其中包括：開(kāi)關(guān)電器、限流電器、互感器以及電纜等。 有橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式可以提高運(yùn)行的靈活性，使各支路構(gòu)成相互備用的關(guān)系，但需要增加投資并增大短路電流。由于支路上缺乏斷路器，因此這些支路故障將導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)斷路器的切除，即易于解除聯(lián)絡(luò)。橋形接線是每?jī)蓷l支路之間經(jīng)過(guò)一斷路器（ 3DL），該斷路器稱為橋開(kāi)關(guān)。它包括多角形接線和橋形接線。 有母線的接線形式布置清晰、運(yùn)行方便、便于擴(kuò)建，是電力系統(tǒng)特別是大型發(fā)電廠、變電站高、中壓電壓等級(jí)普遍采用的接線形式。每條支路只有一個(gè)斷路器的接線，在斷路器檢修時(shí)該支路停電，為了解 決斷路器檢修問(wèn)題，在母線上設(shè)備用斷路器（旁路斷路器 PD）通過(guò)旁路母線（ PM）實(shí)現(xiàn)與各支路斷路器的并聯(lián)。單母線接線按母線是否設(shè)立分段斷路器而分為單母線分段接線和單母線（不分段）接線。 1． 有橫向聯(lián)絡(luò)的接線形式 按聯(lián)絡(luò)方式不同，此種接線分為有母線形式和無(wú)母線的簡(jiǎn)易接線形式，有母線形式設(shè)有一組或兩組匯流母線，其作用是實(shí)現(xiàn)各進(jìn)、出線支路的并聯(lián)。 電氣主接線形式的分類 變電站的主接線形式指的是變電站采用的電壓等級(jí)，各級(jí)電壓的進(jìn)出線善及其橫向聯(lián)絡(luò)關(guān)系。 在可能和允許條件下應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)、分期投資、投產(chǎn)、盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。做到投資省 10kV 小型變電站主接線設(shè)計(jì) 7 （ 2） 電能損失小 合理地選擇主變壓器的種類（雙繞組、三繞組或自偶變等）容量、臺(tái)數(shù)，避免兩次變壓而增加電能損失。即 （ 1） 投資省 主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單、以節(jié)省斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器等一次設(shè)備、要使控制、保護(hù)不過(guò)于復(fù)雜， 以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 “方便性”是指操作時(shí)簡(jiǎn)便、安全、不易發(fā)生誤操作。 2． 具有運(yùn)行、 維護(hù)的靈活性和方便性 “靈活性”是指接線要適應(yīng)各種運(yùn)行方式和檢修維護(hù)方面的要求，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。 電壓的幅值偏移、不對(duì)稱度、非正弦度等都是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)，主接線應(yīng)在各種情況下都要能滿足這方面的要求，應(yīng)保證電能質(zhì)量在允許的變動(dòng)范圍內(nèi)。 2） 斷路器檢修時(shí)，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì)重要用戶的供電。隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，新型設(shè)備的投運(yùn)，自動(dòng)裝置和先進(jìn)技術(shù)的使用，主接線的可靠性會(huì)改變，過(guò)去被認(rèn)為不可靠的主接續(xù)線，現(xiàn)在不一定就不可 靠。 （ 3）可靠性并不是絕對(duì)的，同樣的主接線對(duì)某些系統(tǒng)和用戶來(lái)說(shuō)是可靠的，而對(duì)另外一些系統(tǒng)和用戶來(lái)說(shuō)可能就不夠可靠，因此分析和估價(jià)主接線時(shí)，不能脫離系統(tǒng)和用戶的具體條件，要根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，進(jìn)行具體分析以滿足必要的供電可靠性。在考慮主接線可靠性時(shí)，應(yīng)全面地看待以下幾個(gè)問(wèn)題： （ 1）主接線可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，應(yīng)重視國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)及其可靠性的定性分析輔之以可靠性的定量分析。 電氣主接線基本要求 對(duì)電氣主接線主要有以下幾方面的基本要求： 1． 根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量 供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。 3． 由于電能生產(chǎn)的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電、和用電是在同一時(shí)刻完成的所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。 電氣接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定。 電氣主接線設(shè)計(jì)的重要性 變電站中的電氣主接線主要作用如下： 1． 電氣主接線圖是電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運(yùn)行人員必須熟悉本站電氣主接線圖，了解電路中各種電氣設(shè)備的用途、 性能及維護(hù)、檢查項(xiàng)目和運(yùn)行操作的步驟 [3]。為了保證一次接線安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，對(duì)一次接線中的設(shè)備實(shí)施測(cè)量、信號(hào)、控制、調(diào)節(jié)的電路部分稱為二次接線。其中，對(duì)外供電（或由外部受電）的部分稱為主接線。 10kV 小型變電站主接線設(shè)計(jì) 4 （ 3）以實(shí)際廠區(qū)變電站為例作實(shí)際變電站設(shè)計(jì) （ 4）用現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)變電站的試驗(yàn)與檢測(cè)分析 （ 5）結(jié)論與展望 10kV 小型變電站主接線設(shè)計(jì) 5 1 變電站主接線設(shè)計(jì)原理概述 變電站的電氣接線包括一次接線和二次接線兩大部分。 3． 本文主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 本文主要就 10kV變電站的一次接線 部分設(shè)計(jì)思路進(jìn)行探討，主要分為以下幾個(gè)模塊進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)： （ 1） 對(duì)變電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和原理進(jìn)行闡述，分析 10kV小型變電站一次接線結(jié)構(gòu)形式與實(shí)際操作步驟。尤其是我國(guó)的北方溫差大，密封墊極易老化而經(jīng)常發(fā)生滲漏。 （ 4） 油斷路器滲漏點(diǎn)多。由于絕緣子表面積滿灰塵，且新規(guī)程規(guī)定清掃周期為 3 年，這就使其成為絕緣配合最 薄弱環(huán)節(jié)。加之污染程度嚴(yán)重，設(shè)備陳舊，各種絕緣