KV箱式變電站設(shè)計(jì)

10kV箱式變電站設(shè)計(jì)摘要：箱式變電站又稱戶外成套變電站，也有稱做組合式變電站，它是發(fā)展于20世紀(jì)60年代至70年代歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備，由于它具有組合靈活，便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便，施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國(guó)電力工作者的重視。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期，國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)簡(jiǎn)易箱式變電站，并得到了迅速發(fā)展。本課題的主要內(nèi)容包括箱式變電站的發(fā)展應(yīng)用，箱式變電站的結(jié)構(gòu)分類，以及箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其設(shè)備選型，二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)。10kV箱式變電站的設(shè)計(jì)高壓側(cè)額定電壓為10kV，低壓側(cè)額定電壓為0.4KV，主變壓器容量為1600kVA。主接線采用單母線分段接線。關(guān)鍵詞：箱式變電站結(jié)構(gòu)一次系統(tǒng)二次系統(tǒng)Designof10kVbox-typetransformersubstationMajorofAgriculturalElectrificationandAutomationinInformationandEngineeringTechnologyCollegeofSichuanAgriculturalUniversityStudent:wangyuanxiangAdvisor:liumingdan與A買B忌S勿T娛R獵A薦C治T示：僅B埋o房x幅-窯t豎y狹p河e謠t獅r避a蠅n乏s飯f解o辰r肉m閑e基r做箏s絮u贊b求s芒t未a爽t違i識(shí)o笨n到c轉(zhuǎn)a區(qū)l菜l向s略周a逗g枕a絹i陵n傳乒o慶u郊t養(yǎng)d古o濱o獄r態(tài)a魚旦t踐r城a謎n進(jìn)s序f鋤o狐r斥m吃e闖r統(tǒng)干s職u舍b按s糾t慶a沫t檔i突o帖n鈔,伏捎a戶l每s仆o跡c乓a疏l備l幕符t手o猜昨d短o賣t召h顛e西虛s自e曾c脫t找i奏o封n幣a芹l惜塞t紀(jì)r寫a母n前s榴f艷o陡r京m蔥e聞r暑s紋u之b宋s扯t圾a街t拜i奔o(jì)管n納.確燭I品t之滅i奪s鉗酒a循d片e飄v伏e沾l豈o鮮p份m退e膝n朱t肝t屆o續(xù)辜w問a齊i辟t榆t懲o四伸7由0次'疊s紙昌E午u療r北o鑼p做e循堡a宣n陸d籃矩A弊m竹e日r壇i目c捆a養(yǎng)滑w倍e嚇s控t頸e們r(jià)踢n塌姐p臨r岸o奔s膊p燭e撥r妨艘i例n脆恢t絹h寧e爪障6鴉0嫩'岔s想做o吵f盈健2妹0訊怠c疲e容n士t涉u眼r該i夜e穩(wěn)s獻(xiàn)t按h揪e磁績(jī)n椒a睬t忘i趨o輛n于皺r飾e作l鋒e基a澤s晶e的員a旺茂k毯i孕n緞d泳出o齊f郵畢o苦u恰t紛d順o阻o犁r傳果t巧h來e顏哨s催e細(xì)t突蝴c糊h驚a窗n員g敞e貝s墨啦t屆o后華g僚i島v饞e元割o愁r流有g(shù)穿e破t呼夕a燭n漂約e曾l柜e瞎c惹t倆r薄i仍c圾兩s匠h刃o壓c噴k厚電o粱f蒜現(xiàn)n嶺e令w繞煤c逝h蜻a爬n念g炕e校號(hào)t纖o簡(jiǎn)蓬g舍i逗v促e仆缺o序r嘩類g夫e渴t斜緊a繩n皂仁e洲l樸e陷c耗t煤r勉i擔(dān)c掌若s的h泰o引c雕k保擊t蝴h稻e癢辜e廟q游u露i撫p熱m肅e扯n暖t性s尚,蒼飄b鐘e毒c幟a滾u濤s什e自倡i資t惹弦h促a別v汗e堂檢t育h奏e興飄c費(fèi)o聽m輛b炊i封n蔥a犁t夠i亮o回n樂搶v善i脆v惕i績(jī)d娛,煌俘e團(tuán)a誓s判y車犯t殲o掛燥c宋o回n餡v云e脈y埋a心n獲c否e階,手蛛m剛o江v占e譽(yù),展歇i請(qǐng)n熄s時(shí)t貴a填l妹l弦慧c績(jī)o個(gè)n壓v鋼e濾n撓i還e疑n溪c鏈e建,舒劈s錦t搭a齡r蒼t秩立c拆o墊n障s顆t宗r跡u嚼c堵t桑i弊o(hù)農(nóng)n影網(wǎng)t粥h雖e胡臘p茶e殃r稀i劃o執(zhí)d柴乎i蠢s押宅s睡h奔o(jì)稱r仿t談a智n莫d肚c承i抄r湖c桐u瞞l嶄a獲t岸e前顫t黑h粒e夕褲e芽x徑p日e煌n居s掩e逐s督托l(wèi)謊o霸w眨,蛇伶f氣r揮e湯e績(jī)痰f蒜r抵o描m買貼p敗o楊l艇l笛u輕t壩i窯o坦n窄,晉圓d消o乘蒜n振o顯t朽n梁e數(shù)e水d節(jié)m坦a撒i卷n舊t攀e撫n柔a以n陶c屈e焰e瓦t瓶c逮.覆a遷d停v傾a飛n雅t古a悲g浮e案,臺(tái)趙s凈u揀f霉f洪e深r怨t兩h西e寺芽i贊n毒t叫e李r冠n服a故t豆i含o博n方a利l傻姑c悅o復(fù)m泡m猶u戲n垮i危t往y餅e旦l拾e閃c某t亞r害i主c喉戚p夕o罩w桂e所r召限t刊h龜e杠蠻w仇o腦r音k裕e詳r炒悔v沾a秩l氣u糞e厭s寫.結(jié)E集n防t家e鐵r寬掏t幻h紛e鬧哲m外i純d尊d揀l滾e天o紙f比捏9庫(kù)0漫'直s床漢o唯f訊等2銜0潑歡c刪e永n守t性u(píng)戚r弓i革e憑s陸.賭T討h辯e僻蛙d播o協(xié)m狠e嘗s權(quán)t木i盯c匯呈s初t醒a(bǔ)哀r址t永s懶僵a卸p兆p宏e販a憑r從i垮n賣g雄牙t倉(cāng)h險(xiǎn)e夸篩s哲i摧m緩p秒l走e萍左b張o腹x常-匪t烘y遷p脆e敢t鉤r兇a順n鼻s封f值o描r騰m策e究r華腔s株u摟b豐s夠t毯a慣t郊i鍬o豬n萬,伯鉗a撇n卷d寫緩g羊o劉t祥形t皂h管e統(tǒng)鳳q散u帖i鼠c壞k侮資d攜e窯v番e喚l冒o沿p粒m毀e淡n責(zé)t幟.解Thearticleregardbox-typetransformersubstationasadevelopmentforrelatingbox-typetransformersubstation封a黑p責(zé)p趨l區(qū)i難e想d芳,帳企t玩h楚e壘c最o戶n桑s拍t圓r掀u猴c屠t垃i暗o窄n直o悅f母少b戀o粉x細(xì)-川t廳y停p餅e斧思t警r斜a找n猾s身f鑒o喪r犯m脫e披r鴉s腔u脆b堅(jiān)s和t堵a旬t鉆i霉o江n暑d續(xù)i寇v愈i掘d秒e掃s胖i波n唇t簡(jiǎn)o住s錯(cuò)e妖-駱s默e凱c籍t凱i庫(kù)o勸n棟,令e波m山p假h共a揪s賽i該z借i鉗n葛g位棉t怒h(huán)聾e壺臘t頌r歲e鄭a姻t釋i率s映e神謎b夕o縱x饑-裂t走y館p革e蓮t抹r茶a鴉n狡s寺f迎o璃r摩m怖e艙r商s妹u勸b損s沙t耐a硬t耽i久o獨(dú)n見潑a槐t映h杏e郵從v瑞e腫r匹y村e(cuò)餅q黃u疏i過p霜m仍e乘n弄t任s截礎(chǔ)i楊n哨蕉d蔥e才s尺i價(jià)g鐘n街挖i足n劃陜s拼u掛b狹s老y坡s春t番e怠m益c芬h控o壽o末s腦e揮s醋鐵t支h每e遞磚t藍(lán)y局p鞠e昆,哲嘩t陶w縮o桑s樹u羽b煎s嘉y續(xù)s紹t瓣e拋m極s衫d絕e為s斥i譽(yù)g竭n夸,壺惱a滑n細(xì)d貸t嫁h甚e內(nèi)松i進(jìn)n睡t敘e雨l繪l塌i貧g敵e粘n西c健e棗剖o創(chuàng)f閑念b穴o腐x啦-接t蛙y撲p負(fù)e矩t票r夸a柜n丑s賀f房o礎(chǔ)r脾m否e院r敲敏s彼u垃b舟s掃t員a鼓t延i業(yè)o孤n濕銀s暗u醬p繁e蔽r促v刪i島s腰e邁s翅籌a祥n臉d雕戀c殘o濾n戒t乏r色o味l從沖t例h馬e織s凝y稿s萌t壽e綢m貨.圖T槐h環(huán)e菊天d規(guī)e蛛s鑒i憐g縫n邀痰h寇i奇g眠h(yuǎn)頭扶p語r釣e富s喂s奸u挽r守e核凡s杠i即d早e職跌s糾u咬m癥丸o坡f田謙b凡o役x勿-緞t僑y裹p更e維乳t嗚r館a擴(kuò)n煙s缸f勢(shì)o足r義m欣e講r劑濃s止u桂b緩s售t殖a寒t擾i浸o灰n頓蘋s芳e蓄t少t萌l生e箏s恐越e核l鞏e反c筒t吸r酬i虹c疼v取o劃l攪t鉆a悔g紛e瞇介a踏s達(dá)諸1飄0戚循k簽V姐,擊罩t糟h芝e朽海l腫o廈w藏-緩p躍r時(shí)e帥s恨s霞u膚r剪e恢s止i宮d耗e宵s壞u扮m穗份奔s啞e恩t絞t筍l啟e購(gòu)s老旺e匠l嗚e拋c莊t幟r掩i杰c妥督v炸o萍l壽t遲a犧g谷e彎武a圣s吧費(fèi)0話.弓4步K轟V妙s也,去場(chǎng)m釘a偷i辰n旗t燦r富a桌n海s私f搏o嶼r賞m發(fā)e目r芹柳c杯a鴉p呢a憲c猜i牌t析y灑遲i淚s那湊1塞6趴0巨0貿(mào)星k茫V斬A犯.螺T歷h陷e窄年l躁o英r浙d兼除c蝶o秩n深n吐e脾c析t炮s竊耽t哨h堡e把僻s囑i追n悼g遞l配e律遇m態(tài)o右t營(yíng)h嘴e恩r伐賭i腥n另雞a誕d先o屠p近t釣i救o嘩n姻打i染n納循l送i仇n左e唇興c界e院n還t附慘s鑄e爐g堡m抱e紙n嚴(yán)t聾愈c鑒o愉n凱n漢e閱c愈t筋s肉幫t計(jì)h繁e瞎事l紗i媽n仰e劑.Keywords：box-typetransformersubstationconstructionfirstsystemsecondsystem.前言1.1供配電技術(shù)的發(fā)展隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)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(jiǎn)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。與此同時(shí)，由于信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化住宅小區(qū)發(fā)展，因此不僅要求箱變安全可靠，同時(shí)要求具有“四遙”(遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)、遙控)的智能化功能。這種智能箱式變電站(簡(jiǎn)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(dòng)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。1.2箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)箱式變電站的類型箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。美式預(yù)裝式變電站在我國(guó)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。它將變壓器器身、高壓負(fù)荷開關(guān)、熔斷器及高低連線置于一個(gè)共同的封閉油箱內(nèi)，構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)。同時(shí)，安裝有齊全的運(yùn)行檢視儀器儀表，如壓力計(jì)，壓力釋放閥，油位計(jì)，油溫表等。歐式預(yù)裝式變電站以前在我國(guó)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。箱式變電站的結(jié)構(gòu)美式預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種：（1）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器共用一個(gè)油箱；（2）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個(gè)不同的油箱內(nèi)；（3）變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個(gè)不同的油箱內(nèi)?？紤]到開關(guān)操作和熔斷器的動(dòng)作造成的游離碳會(huì)影響整個(gè)箱變的壽命。（3）型由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì)，使之既可用于戶外，又可用于戶內(nèi)，適用于住宅小區(qū)、工礦企業(yè)及各種公共場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。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。組合式布置是高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電裝置三部分個(gè)為一室，即由高壓室、變壓器室和低壓室三個(gè)隔室組成，可按“目字型”或“品字型”布置，如圖1所示?！澳孔中汀辈贾门c“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。但“品字型”布置結(jié)構(gòu)較為緊湊，特別是當(dāng)變壓器室排布多臺(tái)變壓器時(shí)，“品字型”布置較為有利。圖1歐式預(yù)裝式變電站的整體布置形式HV—高壓室；LV—低壓室；TM—變壓器室；ZL—操作走廊1.2.3箱式變電站與常規(guī)變電站的對(duì)比分析目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的箱變的電壓等級(jí)：高壓側(cè)為3～35kV、低壓側(cè)為0.4～10kV。變壓器的容量：當(dāng)額定電壓比為35/10、6、0.4kV時(shí)可從幾百kVA～上萬kVA、當(dāng)額定電壓比為10、6/0.4kV時(shí)可從幾十kVA～幾千kVA。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。在國(guó)外應(yīng)用極度為廣泛，在西歐占變電站總數(shù)的70%以上，美國(guó)為90%。在我國(guó)應(yīng)用為10%，是一種方興未艾的裝備。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70-90%，所以預(yù)裝式變電站其社會(huì)效益顯著，適用范圍更廣。箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較見表1。表1箱式變電站與常規(guī)變電站性能對(duì)比表序號(hào)對(duì)比項(xiàng)目常規(guī)變站組合式（箱變）變電站1設(shè)計(jì)工作需要土建、電氣二方面設(shè)計(jì)、工作量較大土建工作僅一個(gè)安裝基礎(chǔ)，箱變本身有典型設(shè)計(jì)，只須根據(jù)用戶要求，作一些調(diào)整，設(shè)計(jì)工作也大為減少。2基建時(shí)間6個(gè)月以上預(yù)先基礎(chǔ)做好以后，只需4-6小時(shí)就可以安裝完畢送電。3占地面積（10kV800K為例）≥100一般箱變12m2ZBW174m24安裝地點(diǎn)和負(fù)荷中心距離不能十分接近負(fù)荷中心，供電線路半徑較長(zhǎng)，電壓降落及電能損失較高。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。5生產(chǎn)方式土建施工后，現(xiàn)場(chǎng)裝配。大規(guī)模、工作化生產(chǎn)，質(zhì)量容量得到保證。6生產(chǎn)周期7：17投資費(fèi)用2：18和環(huán)境協(xié)調(diào)性和環(huán)境不協(xié)調(diào)和環(huán)境協(xié)調(diào)一致/ZBW17高度1.6米,不擋視線,美化環(huán)境。1.3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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高壓/低壓預(yù)裝式變電站》（GB/T12467-1998），以及適合的工藝流程。1.4本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)（1）10KV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)與一次設(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)10kV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1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。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。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。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)，能盡可能的縮小停電范圍。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。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。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。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。2.1.2主接線的比較與選擇單母線接線是一種原始、最簡(jiǎn)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(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低。缺點(diǎn)是供電可靠性低。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。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。接線方式如圖2。圖2單母線接線a）一路電源進(jìn)線b）兩路電源接線在主接線中，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。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。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。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。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。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。兩段母線自動(dòng)同時(shí)故障的機(jī)遇很小，可以不予考慮。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。單母線分段接線既具有單母線接線簡(jiǎn)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。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。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。接線方式如圖3。圖3單母線分段接線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。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。接線方式如圖4所示。圖4雙母線接線當(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。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。所以10kV母線選用單母線接線方式，0.4kV采用單母線分段接線。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)。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。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)無外來交流電源狀態(tài)下自啟動(dòng)。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。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：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。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。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。2.2變壓器2.2.1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。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。三相五柱式Dyn11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。對(duì)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?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收系谋Ｗo(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)重影響了接用單相負(fù)荷的容量，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。因此國(guó)家規(guī)定在TT和TN系統(tǒng)中，推廣Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。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。變壓器聯(lián)結(jié)方式如圖5。圖5變壓器的Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)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(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耐雷特性。因此變壓器的連接組別為三相五柱Dyn11，阻抗電壓為=7.0%，采用油浸式變壓器。由于三相五拄Dyn11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。因此將熔斷器連接在“△”內(nèi)部。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。而站用變壓器容量確定為50kVA，連接組別采用Dyn11，接在10kV母線上將10kV電壓降低為0.2kV供箱式變電站本身使用。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)。10kV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)。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))。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)來散熱。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。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95℃作為動(dòng)作整定值。2.3.3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，但是它不能開斷短路電流。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，用于投切無功補(bǔ)償回路、并聯(lián)電抗器及電動(dòng)機(jī)等。熔斷器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便，仍然具有發(fā)展前途。熔斷體是熔斷器的主要元件，當(dāng)熔斷體通過的電流超過一定值時(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載電流或短路電流。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形如圖6所示1a2時(shí)間0b燃弧時(shí)間圖6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—切斷過程中電流波形—截止電流；—?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。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。這種熔斷器的整個(gè)動(dòng)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(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。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)。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。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。相比之下負(fù)荷開關(guān)體積小，簡(jiǎn)單易開發(fā)。2.4箱式變電站總體布置10kV箱式變電站高壓室額定電壓10kV，低壓室額定電壓0.4kV。主變壓器額定容量為1600kVA，接在10kV母線上。采用電纜或架空進(jìn)、出線。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)。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。（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。（2）高壓室：裝備真空斷路器。包括三工位負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。（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。（4）變壓器室：配備1600kVA油浸式變壓器。室頂裝有溫度監(jiān)控儀啟動(dòng)的軸流風(fēng)扇。箱式變電站總體布置圖見附錄圖。10KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型3.110kV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)10kV母線采用單母線接線，0.4kV側(cè)母線采用單母線分段接線。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)。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。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?？杀ＷC設(shè)備在-40～+40℃之間運(yùn)行。內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu)。開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有上下隔離刀閘，ZN23-10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。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。電氣主接線圖如附錄圖所示。3.2設(shè)備選型電器設(shè)備選擇的一般條件如下：（1）按正常條件選擇電器設(shè)備按正常條件選擇，就要考慮電器裝置的環(huán)境條件和電氣要求。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50HZ）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。1）考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。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)。2）所選設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓即≥（1）一般電器設(shè)備的電壓設(shè)計(jì)值滿足1.1應(yīng)而可在應(yīng)1.1下安全工作。3）電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度θ0下，電器的長(zhǎng)期允許電流應(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，即（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1.8%；當(dāng)使用環(huán)境低于40℃時(shí)，每降低1℃，允許電流增加0.5%。（2）按短路條件校驗(yàn)1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效力的能力。滿足穩(wěn)定的條件（3）或（4）式中、—設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效值（kA）、—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。a用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。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(dòng)、熱穩(wěn)定，因?yàn)槎搪冯娏骱苄?。c電纜一般均有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng)超過短時(shí)發(fā)熱最高允許值，即t≥（5）式中—設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流；—短路電流假想時(shí)間；—t秒內(nèi)允許通過的短路電流值或稱t秒熱穩(wěn)定電流（kA）；t—廠家給出的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間，一般為4s、5s、1s等。3.2.1高低壓電器設(shè)備選擇的要求（1）高壓一次設(shè)備的選型高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)安全可靠的運(yùn)行，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓電器的選擇和校驗(yàn)可按表3所列各項(xiàng)條件進(jìn)行?，F(xiàn)僅對(duì)選擇的特殊條件或簡(jiǎn)要步驟予以介紹。表3高壓電器選擇與校驗(yàn)條件項(xiàng)目設(shè)備額定電壓額定電流開斷電流動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定高壓斷路器≥≥≥≥≥隔離開關(guān)—負(fù)荷開關(guān)≥高壓熔斷器≥或（2）低壓一次設(shè)備選型低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須考慮安裝地點(diǎn)并滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求；同時(shí)設(shè)備工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如表4所列。表4低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)備名稱電壓（V）電流（A）斷流能力（kA）短流電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度低壓熔斷器√√√——低壓刀開關(guān)√√√√√低壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√低壓斷路器√√√√√3.2.2斷路器的選型斷路器型式的選擇應(yīng)綜合考慮安裝地點(diǎn)環(huán)境的條件、使用的技術(shù)條件和安裝調(diào)試與維護(hù)護(hù)方便等因素。先對(duì)幾種內(nèi)型短路器的技術(shù)性能和運(yùn)行維護(hù)方面的特點(diǎn)簡(jiǎn)要介紹如下。少油短路器開斷電流大，對(duì)35以下可采用加并聯(lián)以提高額定電流；10kV以上為積木結(jié)構(gòu)。該斷路器全開斷時(shí)間短。增加壓油活塞裝置加強(qiáng)機(jī)械油吹后，可開斷空載長(zhǎng)線。少油斷路器使用較早，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，易于維護(hù)，噪聲低，油量少；它易劣化，需要一套油處理裝置。六氟化硫（SF6）斷路器的額定電流和開斷能力都可以作得很大；開斷性能好，可適用于各種工況開斷；SF6氣體滅弧、絕緣性能好，所以斷開電壓做得較高；斷開開距小。運(yùn)行噪聲低，維護(hù)工作量小，檢修間隔期長(zhǎng)，運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、壽命較長(zhǎng)；斷路器價(jià)格較高。真空斷路器連續(xù)多次操作，且開斷性能好，滅弧迅速、動(dòng)作時(shí)間短；運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，滅弧室不需要檢修；噪聲低，無火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)；價(jià)格較昂貴。綜合考慮10kV箱式變電站10kV側(cè)選用ZN23-10型真空斷路器，0.4kV側(cè)采用ZN28-04技術(shù)參數(shù)如表5所示。表5ZN23-35型真空斷路器的技術(shù)參數(shù)類別型號(hào)額定電壓kV額定電流A斷流容量kA動(dòng)穩(wěn)定電流峰值kV熱穩(wěn)定電流kA固有分閘時(shí)間≤合閘時(shí)間≤陪用操動(dòng)機(jī)構(gòu)開斷電流kA真空ZN23-10106306325（4s）0.06s0.075sCT1225真空ZN28-040.42002020（4s）0.06s0.1s203.2.3高壓熔斷器的選擇熔斷器額定電流的選擇，除了根據(jù)環(huán)境條件確定采用戶內(nèi)或戶外、根據(jù)用于保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備還是保護(hù)互感器確定采用RN1（及其改進(jìn)型RN3、RN5、RN6）或RN2等項(xiàng)目外，還包括熔管的額定電流和熔體的額定電流選擇。（1）熔管額定電流為了保證熔斷器殼不致過熱毀壞，要求熔斷器熔管的額定電流不小于熔體的額定電流即：≥（6）（2）熔體的額定電流=k（7）式中Imax—熔斷器所在電路最大工作電流；k—可靠系數(shù)。為防止熔體誤動(dòng)作而考慮留有一定裕度。對(duì)于變壓器回路k的取值，在不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)k=1.1~1.3，記入自起動(dòng)時(shí)k=1.5~2.0；對(duì)于電力電容器回路，一臺(tái)電容器時(shí)k=1.5~2.0，一組電容器時(shí)k=1.3~1.8。（3）熔斷器開斷電流校驗(yàn)≥（或）（8）對(duì)于沒有限流作用的熔斷器，選擇時(shí)用沖擊電流的有效值Ish進(jìn)行校驗(yàn)；對(duì)于有限流作用的熔斷器，在電流過最大值之前已截?cái)?，故不?jì)非周期分量的影響，而取I∞（Ik）進(jìn)行校驗(yàn)。高壓熔斷器選用RW5-10/25如表6所示。表6高壓熔斷器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流溶絲額定電流額定開斷電流斷路容量上限下限RW5-10/251025A40A6.3kA200MVA15MVA3.2.4互感器的選型（1）電流互感器的選型的要求在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方式）（如穿墻式、支持式裝入式等）選擇其形式。選用母線型時(shí)應(yīng)注意校核窗口尺寸。1）繞組的額定電壓；2）一次繞組的額定電流；3）準(zhǔn)確度等級(jí)。為了保證測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確度不低于所測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確級(jí)。例如：裝于重要回路（如發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、變壓器、廠用饋線、出線等）中的電能表和計(jì)費(fèi)的電能表一般采用0.5~1級(jí)表，相應(yīng)的戶感器的準(zhǔn)確級(jí)不低于0.5級(jí)；對(duì)測(cè)量精確度要求較高的大容量發(fā)電機(jī)、變壓器、系統(tǒng)干線和500kV級(jí)宜用0.2級(jí)；供運(yùn)行檢測(cè)、估算電能的電能表和控制盤上的儀表一般皆用1~1.5級(jí)的，相應(yīng)的電流互感器可用3級(jí)的。a.按準(zhǔn)確度等級(jí)允許的額定容量，限定二次繞組接入的總負(fù)荷Z2；b.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。高壓電流互感器選用LA-10其技術(shù)數(shù)據(jù)如表7所示，低壓電流互感器選用LMZJ1-0.5其技術(shù)數(shù)據(jù)如表8所示。表7高壓電流互感器型號(hào)型號(hào)額定電流比級(jí)次組合二次負(fù)荷1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)（C）D級(jí)LA-10200/50.5/3，1/30.81.2175135表8低壓電流互感器型號(hào)額定一次電流（A）一次安匝額定二次負(fù)荷（Ω）0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)LMZJ1-0.54004000.40.6—（2）電壓互感器的選型要求電壓互感器的種類和形式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，例如：在6~35kV屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油漬式或澆注式；110~220kV配電裝置通常采用串級(jí)式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。電壓互感器選擇的主要項(xiàng)目是：1）額定電壓應(yīng)于安裝處電網(wǎng)的額定電壓相一致；2）類型戶內(nèi)型、戶外型；3）容量和準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇：首先根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負(fù)荷均勻分布在各相上，然后計(jì)算各相負(fù)荷大小，按照所接儀表的準(zhǔn)確級(jí)和容量選擇互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量。電壓互感器選用JDJJ-35其技術(shù)參數(shù)如表9所示。表9電壓互感器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓（Kv）副繞組1額定容量（VA）最大容量（VA）原繞組副繞組輔助繞組0.20.513JDJJ-1010/0.03/0.03/315025060012003.2.5隔離開關(guān)的選型隔離開關(guān)高壓側(cè)選用GW14-10/200，低壓側(cè)選用GN19-04C/20其技術(shù)數(shù)據(jù)如表10所示。表10高低壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓（kA）額定電流（A）極限通過電流峰值（kA）熱穩(wěn)定電流s45sGN19-04C/200.42005012.5GW14-10/200102004031.53.2.6開關(guān)柜的選型制造廠生產(chǎn)各種不同電路的開關(guān)柜、配電屏或標(biāo)準(zhǔn)元件，品種很多。設(shè)計(jì)時(shí)可按照主接線選擇相應(yīng)電路的柜、屏或元件，組成一套配電裝置。高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的選擇，應(yīng)滿足變配電所一次電路圖的各要求并經(jīng)幾個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，優(yōu)選出柜、屏的型式及其一次線路方案編號(hào)，同時(shí)確定其中所有一、二次設(shè)備的型號(hào)和規(guī)格。向開關(guān)電器廠訂購(gòu)高壓開關(guān)柜時(shí)應(yīng)向廠家提供一、二次電路的圖紙及有關(guān)技術(shù)資料。10kV開關(guān)柜選用XGN6-10-101型。10kV箱式變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1二次系統(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。主接線所連接的都是一次設(shè)備，而二次設(shè)備是指測(cè)量表計(jì)、控制及信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備、自動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)裝置等。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。按二次接線電源性質(zhì)分，有交流回路，按二次接線的用途來分，有操作電源回路、測(cè)量表計(jì)回路、斷路器控制和信號(hào)回路、中央信號(hào)回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路等。電氣測(cè)量?jī)x表及測(cè)量回路。4.2二次系統(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)。（2）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)量屏與控制量）取消,集中保護(hù)的繼電保護(hù)屏應(yīng)保留,再將計(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)。（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)。電源進(jìn)線,母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜及所有出線開關(guān)柜的中央信號(hào)系統(tǒng)(信號(hào)、計(jì)量與控制)全部進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。4.3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。所謂集中控制就是集中在控制室內(nèi)進(jìn)行控制；就地控制就是在斷路器安裝地點(diǎn)進(jìn)行控制。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。這種控制主要由控制開關(guān)、控制電纜和操作機(jī)構(gòu)等組成。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。中央控制信號(hào)裝置按形式分有燈光信號(hào)和音響信號(hào)。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。燈光信號(hào)通過裝設(shè)在個(gè)控制屏上的信號(hào)燈光和光字牌，表明各種電氣設(shè)備的情況，音響信號(hào)則通過蜂鳴器和警鈴的聲響來實(shí)現(xiàn)，設(shè)置在控制室內(nèi)。由全所共用的音響信號(hào)，稱為中央音響信號(hào)裝置。中央信號(hào)裝置按用途分有：事故信號(hào)，預(yù)告信號(hào)和位置信號(hào)。4.3.2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。將其并連接到開關(guān)柜的合分閘開關(guān)或按鈕上就可以進(jìn)行遠(yuǎn)方合分閘操作。（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)。（3）10KV及以上的供配電系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方合分閘操作時(shí),其控制開關(guān)應(yīng)取消不對(duì)應(yīng)接線,可以選用自復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān),也可選用控制按鈕。（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)。4.3.3信號(hào)回路設(shè)計(jì)（1）所有需要計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視的開關(guān)狀態(tài),均應(yīng)有一對(duì)常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。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。（2）所有信號(hào)繼電器均應(yīng)有一對(duì)單獨(dú)的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。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。4.4電氣測(cè)量與信號(hào)系統(tǒng)（1）需要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù)由設(shè)計(jì)者根據(jù)有關(guān)規(guī)定與用戶實(shí)際需要來確定。（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)過電流互感器與電壓互感器變?yōu)榻y(tǒng)一的交流。一5A電流與交流。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?。?V,←10mA,4一20mA或←10V信號(hào)給計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量。（3）電量變送器的種類與電工測(cè)量?jī)x表完全對(duì)應(yīng)。有什么類型的電工測(cè)量?jī)x表,就有什么樣類型的電量變送器。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）,無功功率變送器（三相三線制與三相四線制）,有功/無功功率變送器,功率因數(shù)變送器。（三相三線制與三相四線制）,有功電度變送器（三相三線制與三相四線制）,無功電度變送器（三相三線制與三相四線制）0,頻率變送器器等。（4）電壓變送器的測(cè)量輸入電壓最大值應(yīng)提高20%,高壓選交流120V,低壓選交流250V或420V,各種電量變送器的輸出一般選直流0-5V或4-20mA。（5）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。-5A或0-100V測(cè)量信號(hào),低壓直接取220V或380V信號(hào)。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。電度計(jì)量應(yīng)選用帶脈沖輸出的電度表。其型號(hào)及一次接線與原電度表相同,只在備注中說明帶脈沖輸出,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。計(jì)量柜電度表一般不進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng),所以應(yīng)在進(jìn)線開關(guān)柜內(nèi)增加有功與無功脈沖電度表各一塊,作為內(nèi)部統(tǒng)計(jì)用電量使用。本設(shè)計(jì)采用數(shù)字綜合測(cè)量電路。如圖7所示。圖7多功能數(shù)字式智能表的測(cè)量原理圖箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì)5.1箱式變電站的監(jiān)控內(nèi)容隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量要求越來越高。預(yù)裝式變電站和傳統(tǒng)的供電所相比，雖然有著明顯的優(yōu)勢(shì)，單仍存在一些不足之處，比如沒有變壓器故障監(jiān)控，無防環(huán)境影響的揭露控制等。傳統(tǒng)的保護(hù)只在高壓側(cè)配置負(fù)荷開關(guān)和熔斷器，變壓器有的裝有專用溫度控制器，低壓室出線一般設(shè)有空氣開關(guān)和塑殼開關(guān)。鑒于這種情況，我們對(duì)箱式變電站智能監(jiān)控采用預(yù)裝式變電站智能監(jiān)控單元。它集中采集了預(yù)裝式變電站所有有用的信息，包括電參量、環(huán)境溫濕度、變壓器溫度等信息。通過對(duì)這些信息的綜合分析作出對(duì)應(yīng)動(dòng)作，確保變電站的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命。總體規(guī)程如圖8。保護(hù)裝置監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備操作機(jī)構(gòu)微機(jī)總控制端保護(hù)裝置監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備操作機(jī)構(gòu)微機(jī)總控制端圖810KV箱式變電站智能控制系統(tǒng)下面介紹箱變的監(jiān)控內(nèi)容：5.1.1電參量監(jiān)測(cè)與保護(hù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)高壓側(cè)三相入口電壓/出口電流，低壓側(cè)各輸出端口電流，記錄運(yùn)行時(shí)的電壓，電流，功率，功率因數(shù)，供上位機(jī)調(diào)用或本地監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)裝式變電站三相高壓端出口電流故障，根據(jù)故障狀態(tài)及時(shí)分?jǐn)嘭?fù)荷開關(guān)或向上位機(jī)發(fā)送故障狀態(tài)信號(hào)。5.1.2防凝露保護(hù)預(yù)裝式變電站一般用于戶外，對(duì)高壓室，低壓室實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)溫濕度信號(hào)，根據(jù)當(dāng)前溫濕度值及時(shí)啟停除濕，升溫設(shè)備，破壞凝露的生成，有效防止高壓開關(guān)和低壓開關(guān)設(shè)備因表面出現(xiàn)凝露而發(fā)生閃絡(luò)放電事故。5.1.3變壓器室溫度保護(hù)變壓器在運(yùn)行過程中由于負(fù)荷及各種原因的影響，溫度容易升高，若不及時(shí)對(duì)其降溫，或在溫度急聚上升時(shí)做出相應(yīng)地處理，將影響變壓器出力甚至設(shè)備故障或永久損壞。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度或變壓器油溫，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過設(shè)定值時(shí)，可啟動(dòng)風(fēng)扇，強(qiáng)迫排風(fēng)散熱。5.1.4參數(shù)在線數(shù)字化顯示和設(shè)定8位LED循環(huán)顯示高壓側(cè)入口三相電壓和出口三相電流、低壓側(cè)各輸出端口電壓高壓側(cè)低壓室溫濕度和變壓器室溫度，通過按“顯示”鍵可顯示高壓側(cè)最新出口故障電流。故障電流地整定值和各路溫濕度的上小限設(shè)置值均可通過鍵盤設(shè)置修改，或通過上位機(jī)下發(fā)命令而設(shè)置修高故障電流整定值和溫濕度上下限值。5.1.5系統(tǒng)組網(wǎng)與集中化管理預(yù)裝式變電站無人值守的特點(diǎn)，使得系統(tǒng)組網(wǎng)成為必然?，F(xiàn)場(chǎng)總線通信接口積極RS485/422人機(jī)通信接口能方便地通過電力線載波、無線電信道、通信電纜與縣調(diào)或地調(diào)進(jìn)行可靠通信，符合部頒通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)，從而全面支持“四遙”功能。5.2配電網(wǎng)自動(dòng)化的功能（1）配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制這種監(jiān)視和控制功能與大電網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)原則上具有類似的功能，只是監(jiān)視和控制的對(duì)象不同，其規(guī)模較小。它必須隨時(shí)了解配電網(wǎng)內(nèi)各重要母線電壓，各配電線的有功功率的狀況；反映系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化后各配電變壓器，斷路器及柱子上開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)；重要用戶的負(fù)荷情況及其電力和電能表的信息等。這些信息必須連續(xù)地或周期性地被采集和不斷地更新。反映這些信息的數(shù)據(jù)必須可靠，完整和具有一定的精確度，以便準(zhǔn)確的實(shí)施各種控制和記錄。（2）安全性控制安全性控制的目的是使配電網(wǎng)系統(tǒng)在發(fā)生故障后所造成的損失和影響最小。實(shí)施安全性控制首先識(shí)別故障。在非永久性故障時(shí)，依靠繼電保護(hù)和重合閘來消除故障和恢復(fù)供電。在永久性故障時(shí)，要將故障隔離在最小范圍內(nèi)，使非故障部分的用戶盡可能快地恢復(fù)供電。安全控制主要有以下幾方面：1）電線的切換和自動(dòng)分段對(duì)于環(huán)狀配電網(wǎng)，在正常運(yùn)行時(shí)是由分段開關(guān)加以分開，實(shí)行開環(huán)運(yùn)行。在發(fā)生永久性故障時(shí)，配電網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)遙測(cè)和遙信信號(hào)自動(dòng)地識(shí)別故障將故障隔離，并自動(dòng)地重新安排運(yùn)行方式，恢復(fù)所有非故障線的供電。包括：故障檢測(cè)、故障隔離、初始電源恢復(fù)和配電線重新配置。2）母線自動(dòng)分段在配電變電所一段發(fā)生永久性故障時(shí)，原來由這一母線供電的配電線必須切換到另一健全的母線上。這一系列的倒閘操作可以由配電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)來完成。3）冷負(fù)荷啟動(dòng)這是指在大于20min的停電以后，重新恢復(fù)配電線的供電時(shí)，為防止短時(shí)沖擊性負(fù)荷超過配電線的允許值，采用切除部分用戶負(fù)荷，并在配電線正常運(yùn)行后逐步按次序恢復(fù)用戶的自動(dòng)恢復(fù)供電控制。（3）經(jīng)濟(jì)控制經(jīng)濟(jì)性控制的目的是為了有效的利用配電設(shè)備的能力，降低或推遲擴(kuò)建資金的投入，減少運(yùn)行費(fèi)用。（4）質(zhì)量控制質(zhì)量控制的目的是保證供電的電壓和頻率，當(dāng)然，這二者與整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制的關(guān)系是十分密切的。（5）負(fù)荷控制負(fù)荷控制是用對(duì)用戶負(fù)荷進(jìn)行遠(yuǎn)方控制的方式，以抑制高峰負(fù)荷和提高負(fù)荷率。其目的是降低用戶對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷需求，鼓勵(lì)用戶在低谷時(shí)多用電，系統(tǒng)突然失去大電源時(shí)，緩解對(duì)電力系統(tǒng)的擾動(dòng)，在停電后恢復(fù)供電時(shí)，減輕冷負(fù)荷時(shí)的沖擊。5.3箱式變電站的智能監(jiān)控方案5.3.1硬件設(shè)計(jì)及工作原理智能監(jiān)控單元以16位微處理器為控制核心，外擴(kuò)現(xiàn)場(chǎng)可編程芯片（PSD），組成最小CPU系統(tǒng)，硬件電路簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)、調(diào)試和擴(kuò)展十分靈活方便。它集成模擬信號(hào)處理、開關(guān)量輸入輸出、串口通訊、人機(jī)接口等部分，通過對(duì)電量和非電量的采集、計(jì)算、判斷來達(dá)到對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的效果；通過串行口的連接和上位機(jī)進(jìn)行通訊，以達(dá)到網(wǎng)咯化管理；通過送風(fēng)、加熱等措施監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)環(huán)境溫濕度、變壓器線包溫度，使預(yù)裝式變電站能夠正常工作。輸入板接收所有要采集的各個(gè)參數(shù)，經(jīng)過互感器的交換，送到模擬塊。模擬板吧輸入板轉(zhuǎn)送過來的各個(gè)參數(shù)濾波、放大等方法處理后，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送CPU板計(jì)算處理。CPU板是整個(gè)單元的核心，它接收經(jīng)過模擬