大學(xué)城東單元規(guī)劃小學(xué)1#變配電所工程(三)

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。

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。現(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 √ √ √ √ √

    綜合考慮10kV變電站10kV側(cè)選用SIMOSEC－12 型開關(guān)柜，0.4kV側(cè)采用GCS抽出式低壓開關(guān)柜

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；采用額定電壓等級(jí)為10kV，常用的型號(hào)有RN 1、RN 3、RN 5、XRNM 1、XRN T1、XRN T2、XRN T3 型， 主要用于保護(hù)電力線路、電力變壓器和電力電容器等設(shè)備的過載和短路等項(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)啵�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(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-10 200/5 0.5/3，1/3 0.8 1.2 1    75  135

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)

LMZJ1-0.5 400 400 0.4 0.6 —

（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 0.2 0.5 1 3

JDJJ-10 10/ 0.03/ 0.03/3 150 250 600 1200

3.2.5 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

s4 5s

GN19-04C/20 0.4 200 50 12.5

GW14-10/200 10 200 40 31.5

3.2.6  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SIMOSEC 12中壓開關(guān)柜，低壓采用GCS抽出式開關(guān)柜。

第五章10/0.4KV二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1變電所二次回路方案

    變電站的設(shè)備通常可分為一次設(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，直流回路；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。

a)高壓開關(guān)柜的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路   采用電機(jī)儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如下所示：

進(jìn)線柜二次圖：

出線柜二次圖：

b)變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計(jì)量二臺(tái)變壓器消耗的有功電能表和無功電能。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門加封和管理。

計(jì)量柜二次圖：

5.2主變的保護(hù)

    要求高壓出線柜帶電顯示器做閉鎖節(jié)點(diǎn)，接入干式變壓器防護(hù)門上的電磁鎖；變壓器高溫時(shí)，跳出線開關(guān)柜。

5.3 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)橹绷鳌Ｒ?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

結(jié)    論

經(jīng)過多年的學(xué)習(xí)，在老師和同學(xué)的幫助下，我終于完成了10Kv變電站的設(shè)計(jì)任務(wù)。

在本次變電站一次部分的設(shè)計(jì)過程中，參考和借鑒了許多教材和資料文獻(xiàn)的部分論述，對(duì)本論文的完成起到了很大作用。該設(shè)計(jì)是電氣工程專業(yè)很有代表性的課題，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)需要用到電氣工程專業(yè)幾乎所有專業(yè)基礎(chǔ)課。同時(shí)，通過本次設(shè)計(jì)，我更加深刻的了解了大學(xué)的課程知識(shí)，包括供配電系統(tǒng)、高電壓技術(shù)部分等，并且能把書面知識(shí)和一些變電站中具體的運(yùn)行、操作、保護(hù)等知識(shí)結(jié)合起來，提高了我對(duì)電氣方面知識(shí)的了解。從工程實(shí)際應(yīng)用來看，所設(shè)計(jì)的內(nèi)容符合國(guó)家對(duì)行業(yè)的各項(xiàng)要求，設(shè)計(jì)內(nèi)容也都在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行規(guī)程導(dǎo)則框架內(nèi)，確定的經(jīng)濟(jì)可行的運(yùn)行方案，可以在實(shí)際中得到應(yīng)用。從這方面來看，也增強(qiáng)了我的分析問題、解決問題，理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 淺談10kV環(huán)網(wǎng)柜在城網(wǎng)改造中的應(yīng)用 - 陳皓東 - 《 云南電力技術(shù) 》 - 2009, 37(6) 

[2] 《20kV及以下電力變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50053-2013）

[3] 《建筑電氣設(shè)計(jì)與施工》 2000年9月 第一版 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[4] 《10kV及以下供配電設(shè)計(jì)與安裝圖集》中冊(cè) 2002年1月第一版 煤炭工業(yè)出版 社王子午陳昌編

[5] 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB0054-2011）

[6] 《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50217-2007）

[7] 孟憲章.10/0.4kV供配電裝置.中國(guó)電力出版社，2006 

[8] 輸變電常用標(biāo)準(zhǔn)匯編.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2001 

[9] 劉健. 配電自動(dòng)化系統(tǒng). 北京, 中國(guó)水利電力出版社, 1998 

[10] 劉滌塵. 電氣工程基礎(chǔ). 武漢理工大學(xué)出版社,2002