【正文】 表 。 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。 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。 大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量得到保證。 預(yù)裝式變電站是輸變電設(shè)備發(fā)展方向，由前 所述，我國(guó)應(yīng)用僅10%左右，而國(guó)外已達(dá)到的 7090%，所以預(yù)裝式變電站其社會(huì)效益顯著，市場(chǎng)前景廣闊。 額定值 （ 1）額定電壓：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB/T 11022。 （ 2）額定絕緣水平：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB/T 11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè) 備和控制設(shè)備，按 GB/T 和 GB 。 （ 3）額定頻率和相數(shù)：按 GB/T 1102 GB/T 和 GB 。高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備的溫升按 GB/T 11022，低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的溫升，按 GB 。 （ 6）額定短路持續(xù)時(shí)間：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB/T 11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按 GB 。 （ 8）操動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源頻率：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，按GB/T 11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備， 按 GB 。 設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu) 預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠安全進(jìn)行正常使用、檢查和維護(hù)。應(yīng)提供一條連接預(yù)裝式變電站的每個(gè)元件的接地導(dǎo)體。它的端部應(yīng)有 合適的接線端子，以便和裝置的接地系統(tǒng)連接。 華北電力大學(xué) 8 （ 3）主接線設(shè)計(jì)與一次設(shè)備選型預(yù)裝式變電站外殼的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于GB4208— 1993 中的 IP23D 更高的防護(hù)等級(jí)可以按 GB4208 予以規(guī)定。該通道的寬度應(yīng)為 800mm 或更大些。門在任一開啟位置或開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減少到 500mm。外殼級(jí)別的選擇取決于周圍溫度和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。對(duì)變 動(dòng)的負(fù)荷，可按 GB/T 17211，采用一個(gè)修正系數(shù)。 （ 6）主變壓器與箱體之間應(yīng)滿足最小防火凈距 《 35～ 110kV 變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，耐火等級(jí)為二級(jí)的建筑物與變壓器(油浸 )之間最小防火凈距為 10m。 配電裝置的最低耐火等級(jí)為二級(jí)，箱式配電站箱體內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)，每個(gè)單元均采用特制鋁型材裝飾的大門結(jié)構(gòu)，每個(gè)間隔后部均設(shè)有雙層防護(hù)板， 即可打開的外門，我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中，主變與箱體之間最小防火凈距建議采用 10m，以確保變電所安全運(yùn)行。如果將電纜直埋，引至線路終端桿，將給檢修帶來(lái)很大不便。如 10kV線路終端桿距離變電所較遠(yuǎn)，則箱體至變電所圍墻段的 10kV 電纜出線必須穿鋼管敷設(shè)。 華北電力大學(xué) 9 使用條件 （ 1）正常使用條件 外殼：預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計(jì)成能在按 GB/T 11022 規(guī)定的正常戶外使用條件下使用。 變壓器：外殼內(nèi)的變壓器在額定電流下，其溫升比無(wú)外殼條件下的要求高，會(huì)超過(guò) GB 或 GB 6450 規(guī)定的溫度極限。變壓器的制造廠或用戶能夠據(jù)此計(jì)算降低變壓器的使用容量。低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過(guò) 2020m的地區(qū)按 GB/的規(guī)定。 箱體要求 （ 1）箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿足正常運(yùn)行、維護(hù)要求，并應(yīng)加裝溫度、濕度測(cè)量表計(jì)、凝露器、煙霧報(bào)警裝置，并將溫度、濕度、凝露、煙霧報(bào)警探頭信號(hào)接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，要考慮安裝通訊設(shè)備的位置。 （ 3）要抗紫外線輻射，抗暴曬性能好，不易導(dǎo)熱可避免因外部溫度過(guò)高而引起箱體溫度升高。 （ 5）防腐、防裂、阻燃、防凍性能好。 （ 7）對(duì)環(huán)境有良好 的協(xié)調(diào)性，能美化環(huán)境，可適應(yīng)各種氣候條件，外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊，箱體占地面積少，節(jié)約土地。 高壓配電裝置宜采用符合開關(guān)加熔斷器組合結(jié)構(gòu)，油浸式變壓器容量在 800kVA 及以上時(shí)，應(yīng)采用能切斷電源的裝置與變壓器瓦斯保護(hù)相配合。負(fù)荷開關(guān)和熔斷器之間也應(yīng)有可靠的連鎖。母線宜采用絕緣導(dǎo)線（或絕緣母線）。 （ 2）變壓器應(yīng)采用損耗低、體積小、適合箱體內(nèi)安裝的結(jié)構(gòu)。 變壓器如有油枕，其油標(biāo)應(yīng)便于監(jiān)視。 容量 315kVA及以上變壓器，宜裝設(shè)電接點(diǎn)溫度計(jì)，以監(jiān)測(cè)變壓器上層油溫（或氣體溫度）和啟動(dòng)通風(fēng)冷卻裝置。 （ 1）具有母線的電氣主接線 ①單母線接線：?jiǎn)文妇€接線是一種最原、最簡(jiǎn)單的接線方式。要滿足這一點(diǎn)，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施。為了滿足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。 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(jiǎn)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。 華北電力大學(xué) 12 經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)計(jì)投資最少。欲使主接線靈活、可靠，必須要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。主要應(yīng)從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾個(gè)方面綜合考慮。缺點(diǎn)是供電可靠性低。因此，單母線接線方式一般只在發(fā) 電廠或變電所建設(shè)初期無(wú)重要用戶或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠中采用。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。由于隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。母線分段后可進(jìn)行分段檢 修，對(duì)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(dòng)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。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。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(zhǎng)時(shí)間停電。 雙母線分段接線有如下優(yōu)點(diǎn)：可輪換檢修母線或母線隔離開關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢華北電力大學(xué) 13 復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，可靈活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個(gè)方向順延擴(kuò)建。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。 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(jiǎn)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。如圖 1 0 k V IT M Y 6 3 8J D Z 7 1 3 5 H Y 5 W Z 5 1 /1 3 4R W 1 0 3 5 / 0 . 5G W 5 3 5 I I D W/ 6 3 0 AL G J 1 5 0G W 5 3 5 W/ 6 3 0 AR W 1 0 3 5 / 2S 9 5 0 / 3 53 5 177。 3 2 . 5 % / 1 0 . 5Y , d 1 1 , U d = 7 . 0 %3 5 k V 1同出線1同出線1同出線1同 左R N 6 1 0 / 0 . 5H Y 5 W Z 1 7 / 4 5J D Z X 1 2 1 0XGN66A12同 左XGN66A12同左0 . 2 S /1 0 P4 0 0 / 5同左H Y 5 WZ 1 7 / 4 5圖 華北電力大學(xué) 14 高壓接線方式 高壓側(cè)，采用負(fù)荷開關(guān) +限流熔斷器作為就壓器的主保護(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)。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。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)熔斷器斷器和變壓器還起隔離和接地作用。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。綜合考慮一般 1000kVA 箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。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。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，可在訂貨時(shí)對(duì) 主華北電力大學(xué) 15 體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的要求。 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。 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。 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 。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。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。因此變壓器的連接組別為三相五柱 D， yn11，阻抗電壓為 Ud=%，采用油浸式變壓器。因此將熔斷器連接在“△”內(nèi)部。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。 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)。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。百葉窗結(jié)構(gòu)，使氣流能進(jìn)去，而灰塵被分離。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。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。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。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。 華北電力大學(xué) 17 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— 動(dòng)作時(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)。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。 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 。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。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。 華北電力大學(xué) 18 箱式變電站總體布置 1000kVA 箱式變電站高壓室額定電壓 35kV ，低壓室額定電壓 10kV。采用電纜或架空進(jìn)、出線。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。 （ 2）高壓室：裝備包括三工位負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。