大學城東單元規劃小學1#變配電所工程(五)

第四章10KV系統設計與設備選型

4.1 10kV變電站一次系統設計

10kV母線采用單母線接線，0.4kV側母線采用單母線分段接線。一次系統采用二次環網開關柜，進線開關柜電纜側裝設有氧化鋅避雷器，變壓器選用SCB13型干式變壓器；計量柜內計量流變之比需經當地電業部門核定，電能計量表計及負荷管理終端由當地電業部門配置；要求高壓出線柜帶電顯示器做閉鎖節點，接入干式變壓器防護門上的電磁鎖；電纜進出線柜要求開孔及設置固定電纜的卡子，電纜樁頭套管適合安裝。開關柜內設有隔離刀閘，選用干式高精度的電流互感器和電壓互感器，一次系統連接采用封閉母線結構，在每個單元柜裝有"五防鎖"，保證了人身與設備的安全。

4.2 設備選型

電器設備選擇的一般條件如下：

（1）按正常條件選擇

電器設備按正常條件選擇，就要考慮電器裝置的環境條件和電氣要求。環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、熔斷器等，還應考慮起斷流能力。

1）考慮所選設備的工作環境。如戶內、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。

2）所選設備的額定電壓應不低于安裝地點電網電壓  即

                         ≥                                      （1）

一般電器設備的電壓設計值滿足 1.1 應而可在應1.1下安全工作。

3）電器的額定電流是指 在額定周圍環境溫度θ0下，電器的長期允許電流應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續的工作電流，即

                                                                    （2）

    由式可以推算，當電器的環境溫度θ高于40℃（但不高于60℃）時，環境溫度每升高1℃，應減少允許電流1.8%；當使用環境低于 40℃時，每降低1℃，允許電流增加0.5%。  

（2）按短路條件校驗

1）動穩定校驗

    動穩定（電動力穩定）是指導體和電器承受短路電流機械效力的能力。滿足穩定的條件

                                                                             （3）

或

                                                                            （4）

式中 、—設備安裝地點短路沖擊電流的峰值及其有效值（kA）

     、—設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動穩定或熱穩定。

a 用熔斷器保護的電器，其熱穩定由熔斷時間保證，故不校驗熱穩定。

b電壓互感器及其所在回路的裸導體和電器可不校驗動、熱穩定，因為短路電流很小。

c電纜一般均有足夠的機械強度，可不校驗動穩定。             

2）熱穩定校驗

短路電流通過時，電器各部件溫度不應超過短時發熱最高允許值，即

                           t≥                        （5） 

式中— 設備安裝地點穩態三相短路電流；

—短路電流假想時間；    

— t秒內允許通過的短路電流值或稱t秒熱穩定電流（kA）；

t—廠家給出的熱穩定計算時間，一般為4s、5s、1s等。

高低壓電器設備選擇的要求

（1）高壓一次設備的選型

    高壓一次設備的選擇，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，同時設備應安全可靠的運行，運行維護方便，投資經濟合理。高壓電器的選擇和校驗可按表3所列各項條件進行。現僅對選擇的特殊條件或簡要步驟予以介紹。

表3高壓電器選擇與校驗條件

項目

設備 額定電壓 額定電流 開斷電流 動穩定 熱穩定

高壓斷路器 ≥ ≥ ≥

≥

≥

隔離開關 —

負荷開關 ≥

高壓熔斷器 ≥或

（2）低壓一次設備選型

    低壓一次設備的選擇，與高壓一次設備的選擇一樣，必須考慮安裝地點并滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求；同時設備工作安全可靠，運行維護方便，投資經濟合理。

低壓一次設備的選擇校驗項目如表4所列。

表4  低壓一次設備的選擇校驗項目

設備名稱 電壓（V） 電流（A） 斷流能力

（kA） 短流電流校驗

動穩定度 熱穩定度

低壓熔斷器 √ √ √ — —

低壓刀開關 √ √ √ √ √

低壓負荷開關 √ √ √ √ √

低壓斷路器 √ √ √ √ √

    綜合考慮10kV變電站10kV側選用SIMOSEC－12 型開關柜，0.4kV側采用GCS抽出式低壓開關柜

高壓熔斷器的選擇

    熔斷器額定電流的選擇，除了根據環境條件確定采用戶內或戶外、根據用于保護電力線路和電氣設備還是保護互感器確定；采用額定電壓等級為10kV，常用的型號有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T1、XRN T2、XRN T3 型， 主要用于保護電力線路、電力變壓器和電力電容器等設備的過載和短路等項目外，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。為防止熔體誤動作而考慮留有一定裕度。對于變壓器回路k的取值，在不計電動機自起動時k=1.1~1.3，記入自起動時k=1.5~2.0；對于電力電容器回路，一臺電容器時k=1.5~2.0，一組電容器時k=1.3~1.8。

（3）熔斷器開斷電流校驗

                           ≥（或）                   （8）

    對于沒有限流作用的熔斷器，選擇時用沖擊電流的有效值Ish進行校驗；對于有限流作用的熔斷器，在電流過最大值之前已截斷，故不計非周期分量的影響，而取I∞（Ik）進行校驗。高壓熔斷器選用XRNT-10 0.5A/SDMDJ-40A.

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，應根據安裝地點（如屋內、屋外）和安裝方式）（如穿墻式、支持式裝入式等）選擇其形式。選用母線型時應注意校核窗口尺寸。

    1）繞組的額定電壓；

    2）一次繞組的額定電流；

    3）準確度等級。為了保證測量儀表的準確度，互感器的準確度不低于所測量儀表的準確級。例如：裝于重要回路（如發電機、調相機、變壓器、廠用饋線、出線等）中的電能表和計費的電能表一般采用0.5~1級表，相應的戶感器的準確級不低于0.5級；對測量精確度要求較高的大容量發電機、變壓器、系統干線和500kV級宜用0.2級；供運行檢測、估算電能的電能表和控制盤上的儀表一般皆用1~1.5級的，相應的電流互感器可用3級的。

    a.按準確度等級允許的額定容量，限定二次繞組接入的總負荷Z2；

b.動穩定校驗和熱穩定校驗。

高壓電流互感器選用LA-10其技術數據如表7所示，低壓電流互感器選用LMZJ1-0.5其技術數據如表8所示。