配电

直流负荷统计及容量计算 (1)

10kV配电变压器保护配置方式的合理选择 (6)

电力配电自动化系统方案 (8)

配电系统一次设备及参数配合 (10)

变电所户内配电装置屋盖选型分析 (23)

10kV配电线路保护整定计算 (25)

配电网中性点接地方式分析 (30)

浅谈10KV配电网中性点接地方式 (34)

配电系统的基础知识 (38)

10kV配电线路保护的整定计算 (39)

10 kV配电变压器保护配置方式的合理选择 (44)

DCS系统中UPS的选用和维护 (49)

直流负荷统计及容量计算

摘要:通过实例计算,变电站蓄电池容量的计算,应以所内直流负荷为依据,而无人值班变电站直流负荷的统计不能简单的照搬设计手册,而应该对站内设备直流功耗进行详尽分析、统计,以确定蓄电池容量。

关键词:110 kV无人值班变电站;直流负荷;蓄电池容量计算

中图分类号:TM764.1 文献标志码:B 文章编号:1003-0867(2007)03-0013-02

安全可靠、技术先进、降低造价是110 kV无人值班变电站的发展方向。随着无人值班变电站模式的推广,变电站大多按照无人值班模式设计,其中蓄电池的选择及容量计算出现新的问题。由于在各类设计手册中有关蓄电池选型和容量计算问题论述不多,设计过程中对负荷统计和计算方式,大多参照传统方式统计和计算,而110 kV无人值班变电站,由于现场监测设施的取消或减少、各类高新技术设备的投入使用,直流负荷明显比常规站减少,因此,确定蓄电池组的容量时,应该对站内设备直流功耗进行详尽分析和统计,盲目照搬设计手册或依据常规变电站的经验选择,则会增加不必要的投资。为此,通过实例计算,针对110 kV无人值班变电站直流负荷分析、统计及蓄电池容量计算方式进行说明。

1 负荷分析

直流负荷按功能分类,可分为控制负荷和动力负荷;按负荷性质分类,可分为经常负荷、事故负荷和冲击负荷。现按直流负荷性质分类方法,对110 kV无人值班变电站直流负荷进行分析和统计。

1.1 变电站规模实例

变电站规模为主变压器额定容量为2×40 MVA,三绕组110/35/10 kV;110 kV为4回出线,单母线断路器分段接线; 35 kV为8回出线,单母线断路器分段接线;10 kV为12回出线,2组电容补偿装置,单母线断路器分段接线。110 kV采用SF6断路器,35 kV 、10 kV采用户内真空断路器,所有断路器均配弹簧操作机构。二次设备采用综合自动化系统,所有元件配置微机保护、测控装置。35 kV、10 kV分段断路器配置备用自投装置,另外还配置了小电流接地选线装置、低周低压减载装置、综合测控装置等一些安全自动装置及公用装置。

1.2 经常负荷

要求直流电源在正常和事故工况下,可靠供电的负荷称为经常负荷。

110 kV无人值班变电站主要的直流负荷有微机保护装置、微机测控装置、安全自动装置、简易的信号报警器。

1.3 事故负荷

在变电站交流电源消失后,全站停电状态下,必须由直流电源供电的负荷称为事故负荷。110 kV无人值班变电站事故负荷,主要为照明和各类装置负荷。变电站在主控制室及10 kV、35kV配电装置室设置6~8盏事故照明灯,每盏50 W。装置负荷按110 kV母线保护动作,引起110kV侧失压,低周低压减载装置动作,35 kV、10 kV有源线路动作跳闸统计。

站内设置了独立的48 V通信电源,配置了专用的蓄电池,因此在统计直流负荷时,不考虑通信设备负荷情况。

1.4 冲击负荷

冲击负荷主要有事故初期和过程冲击负荷,110 kV、35 kV、10 kV断路器采用弹簧操作机构,其跳、合闸电流大多在1~2.5 A之间(计算时取2 A),因此不再考虑事故过程中的随机冲击负荷。主要统计事故初期冲击负荷。

站内无直流油泵电动机,事故初期冲击负荷主要由备用自投装置动作,投入断路器合闸的合闸电流,以及在备用自投装置动作投入断路器合闸的同时,可能会有一些负荷支路的断路器跳闸,事故初期负荷按这些断路器的跳闸电流之和计算,并乘以负荷系数Ku,取Ku = 0. 85。

2 负荷统计

2.1 计算依据

根据《35 kV~110 kV无人值班变电站设计规程》规定,蓄电池组的容量,应满足下列要求:

·全所事故停电2 h的放电容量;

·事故放电末期最大冲击负荷的容量。

事故照明不设自投,事故照明灯在维修人员到达现场后开启,按1 h计算。

《电力工程直流系统设计手册》中列出了微机型控制保护装置负荷参考值:正常工作时10~35 kV线路为80 W、110 kV线路为150 W、110 kV变压器为200 W;动作时10~35 kV线路为200 W;110 kV线路为300 W、110 kV变压器为400 W。而根据GB/T 151 45-94《微机线路保护装置通用技术条件》“功率消耗”部分对直流电源回路的要求:当正常工作时,不大于50 W;当保护动作时,不大于80 W。同时,现在各大厂生产的微机保护、

测控装置等直流功耗都远低于GB/T 15145-94《微机线路保护装置通用技术条件》所提要求。由于各厂的保护、测控装置的直流功耗大小不一,以及断路器三相操作箱无确切负荷资料,通过查阅相关厂家产品资料,同时对运行中的110 kV变电站直流功耗进行统计、分析,微机保护测控装置等按运行时25 W,动作时为50 W计算。

2.2 经常负荷统计

经常负荷统计如表1所示。

2.3 事故负荷统计

事故照明负荷

Pm = 1000 W Im = 4.55 A

装置负荷

Pbs = 600 W Ibs = 2.73 A

2.4 直流负荷统计

直接负荷统计如表2如示。

3 蓄电池容量计算

直流系统主接线采用单母线接线,母线电压为220 V,蓄电池选择阀控式密封铅酸蓄电池,不带端电池,单体电压2 V,组合安装,组件电压12 V。

3.1 计算原则

按浮充电运行时,直流母线电压为1.05Un来确定电池个数

Nf = 1.05Un/Uf

式中Un——直流系统额定电压;

Uf——单个电池组件的浮充电压,取13.5V。

根据直流母线允许的最低电压,并计及蓄电池至直流母线间的电压降,来校验蓄电池的放电终止电压Ud,应满足

Ud ≥ 0.86 Un/Nf

3.2 蓄电池个数及终止电压计算

蓄电池个数Nf= 1.05Un/Uf = 17.1 个,取18个。

终止电压Ud ≥ 0.86×220/18 = 10.51 V ,取10.8 V。

3.3 蓄电池容量计算

目前国内常用的蓄电池计算方法有两种;一种为容量换算法;另一种为电流换算法(亦称阶梯负荷法)。

照搬设计手册或依据常规变电站的经验,直流负荷需要蓄电池容量在150~200 Ah之间的110 kV无人值班变电所,通过对站内直流负载的详细分析和统计,选择额定容量C10 = 65 Ah的阀控式密封铅酸蓄电池即可满足要求。同时,随着各项技术的发展,110 kV无人值班变电站直流负载呈下降趋势。

参考文献

[1] 白忠敏, 於崇干, 刘百震. 电力工程直流系统设计手册. 北京: 中国电力出版社,1999.

10kV配电变压器保护配置方式的合理选择

无论是在环网供电单元、箱式变电站或是终端用户的高压室结线方式中, 如配电变压器发生短路故障时,保护配置能快速可靠地切除故障,对保护10 kV高压开关设备和变压器都非常重要。保护方式的配置一般有两种:一种利用断路器;另一种则利用负荷开关加高遮断容量的后备式限流熔断器组合。这两种配置方式在技术和经济上各有优缺点,以下对这两种方式进行综合比较分析。

1环网供电单元接线形式

1.1环网供电单元的组成

环网供电单元(RMU)由间隔组成, 一般至少有3个间隔,包括2个环缆进出间隔和1个变压器回路间隔。

1.2环网供电单元保护方式的配置

环缆馈线与变压器馈线间隔均采用负荷开关, 通常为具有接通、隔断和接地功能的三工位负荷开关。变压器馈线间隔还增加高遮断容量后备式限流熔断器来提供保护。实际运行证明,这是一种简单、可靠而又经济的配电方式。

1.3环网供电单元保护配置的特点

负荷开关用于分合额定负荷电流, 具有结构简单、价格便宜等特点, 但不能开断短路电流,高遮断容量后备式限流熔断器为保护元件, 可开断短路电流,如将两者有机地结合起来,可满足配电系统各种正常和故障运行方式下操作保护的要求。断路器参数的确定和结构的设计制造均严格按标准要求进行,兼具操作和保护两种功能,所以其结构复杂,造价昂贵,大量使用不现实。环网柜中大量使用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合装置,把对电器不尽相同的操作与保护功能分别由两种简单、便宜的元件来实现,即用负荷开关来完成大量发生的负荷合分操作,而采用高遮断容量后备式限流熔断器对极少发生短路的设备起保护作用,很好地解决问题,既可避免使用操作复杂、价格昂贵的断路器,又可满足实际运行的需要。表1列出3种保护配置方式的技术-经济比较。

10 kV配电变压器保护配置方式的合理选择从此可以看出:

a) 断路器具备所有保护功能与操作功能,但价格昂贵;

b) 负荷开关与断路器性能基本相同,但它不能开断短路电流;

c) 负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合,可断开短路电流,部分熔断器的分断容量比断路器还高,因此,使用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合不比断路器效果差,可费用却可以大大降低。

1.4负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合的优点

采用负荷开关加高遮容量熔断器组合,具有如下优点:

a) 开合空载变压器的性能好。环网柜的负荷种类,绝大部分为配电变压器,一般容量不大于1 250 kVA,极少情况达1 600 kVA,配电变压器空载电流一般为额定电流的2%左右,较大的配电变压器空载电流较小。环网柜开合空载变压器小电流时,性能良好,不会产生较高过电压。

b) 有效保护配电变压器,特别是对于油浸变压器,采用负荷开关加高遮断容量后备式

限流熔断器比采用断路器更为有效,有时后者甚至并不能起到有效的保护作用。有关资料表明,当油浸变压器发生短路故障时,电弧产生的压力升高和油气化形成的气泡会占据原属于油的空间,油会将压力传给变压器油箱体,随短路状态的继续,压力进一步上升,致使油箱体变形和开裂。为了不破坏油箱体,必须在20 ms内切除故障。如采用断路器,因有继电保护再加上自身动作时间和熄弧时间,其全开断时间一般不会少于60 ms,这就不能有效地保护变压器。而高遮断容量后备式限流熔断器具有速断功能,加上其具有限流作用,可在10 ms之内切除故障并限制短路电流,能够有效地保护变压器。因此,应采用高遮断容量后备式限流熔断器而尽量不用断路器来保护电器,即便负荷为干式变压器,因熔断器保护动作快,也比用断路器好。

c) 从继电保护的配合来讲,在大多数情况下,也没有必要在环网柜中采用断路器,这是因为环网配电网络的首端断路器(即110 kV或220 kV变电站的10 kV馈出线断路器)的保护设置一般为:速断保护的时间为0 s,过流保护的时间为0.5 s,零序保护的时间为0.5 s。若环网柜中采用断路器,即使整定时间为0 s动作,由于断路器固有动作时间分散,也很难保证环网柜中的断路器而不是上一级断路器首先动作。

d) 高遮断容量后备式限流熔断器可对其后所接设备,如电流互感器、电缆等都可提供保护。高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围可在最小熔化电流(通常为熔断器额定电流的2~3倍)到最大开断容量之间。限流熔断器的电流-时间特性,一般为陡峭的反时限曲线,短路发生后,可在很短的时间内熔断,切除故障。如果采用断路器作保护。必定使其它电器如电缆、电流互感器、变压器套管等元件的热稳定要求大幅度提高,加大了电器设备的造价,增大工程费用。

在这里,有必要指出在采用负荷开关加高遮断容量后备式熔断器组合时,两者之间要很好地配合,当熔断器非三相熔断时,熔断器的撞针要使负荷开关立即联跳,防止缺相运行。

2终端用户高压室接线形式

标准GB 14285—1993《继电保护和安全自动装置技术规程》规定,选择配电变压器的保护开关设备时,当容量等于或大于800 kVA,应选用带继电保护装置的断路器。对于这个规定,可以理解为基于以下两方面的需要:

a) 配电变压器容量达到800 kVA及以上时,过去多数使用油浸变压器,并配备有瓦斯继电器,使用断路器可与瓦斯继电器相配合,从而对变压器进行有效地保护。

b) 对于装置容量大于800 kVA的用户,因种种原因引起单相接地故障导致零序保护动作,从而使断路器跳闸,分隔故障,不至于引起主变电站的馈线断路器动作,影响其他用户的正常供电。

此外,标准还明确规定,即使单台变压器未达到此容量,但如果用户的配电变压器的总容量达到800 kVA时,亦要符合此要求。

目前,多数用户的高压配电室的接线方案此所示,这是基本的结线方式,在此基础上可以派生出一主一备进线或双进线加母线分段等方式。

从此可知,一般在A处装设断路器,在B处也装设断路器,这样,视继电保护的配置情况,可以用A或B达到GB 14285—1993《继电保护和安全自动装置技术规程》的两个要求,在其中1台变压器需要退出运行时,操作B处的断路器即可实现。

根据有关的理论及现场试验,在B处装设熔断器作为保护装置更为合理、有效。笔者认为,在采用此的接线方式时,在B处应当装设负荷开关加高遮断容量后备式熔断器的组合,在A处装设断路器,既达到GB 14285—1993《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求,

而在B处装设熔断器作为每台变压器的相间短路保护,且利用负荷开关又可进行每台变压器的投切操作,这样,在B处装设的就不是常用的开关柜而是环网负荷开关柜,其造价较低,体积较小,能够有效节省配电投资。此外,如果处理好负荷开关转移电流以及与熔断器交接电流的选择,也不排除在B处用每台负荷开关进行对应变压器零序保护的可能性。

3结束语

10 kV配电变压器的保护配置主要有断路器、负荷开关或负荷开关加熔断器,综合技术-经济性能和运行管理因素,无论在10 kV环网供电单元还是在终端用户高压配电单元中,采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的保护配置,既可提供额定负荷电流,又可断开短路电流,并具备开合空载变压器的性能,能有效保护配电变压器,为此,推荐采用负荷开关加高遮断容量后备式限流熔断器组合的配置作为配电变压器保护的保护方式。

参考文献

[1]贺家礼,宋从矩.电力系统继电保护原理[M]. 北京:水利电力出版社,1991. [2]夏道之,于永源,杨绮雯. 电力系统分析[M]. 北京:水利电力出版社,1995. [3]GB 14285—1993,继电保护和安全自动装置技术规程[S].

电力配电自动化系统方案

一.引言

电力配电自动化是指在远程对整个电力系统的运行状况进行监控,由于采用远程监控的方法,大大增强了实时性,可控性,并且大大减轻了工作量.

二.现状

但是传统的电力配电自动化系统是通过RS485/422网络将数据专到电脑终端,RS485/42 2网络的理论传输距离最大是1200M,而且往往还要受到线缆及施工等因素的影响往往使有效的传输距离大打折扣

传统电力配电自动化系统,如下图:

三.基于TCP/IP网络的电力配电自动化

为了能使监控者随时随地监控,最好的解决方法莫过于通过TCP/IP网络进行监控了.由于基于TCP/IP网络的监控不受传输距离的限制.

基于TCP/IP网络的电力配电自动化,如下图:

四.传统组网方案和当前方案对比

五东方数码产品C2000的性能特点

1.功能:

C2000可以实现将串口数据传输直接转换成TCP/IP数据传输的功能,将采集设备从串口收到的数据打包后轻松放到网络上,再通过TCP/IP网络快速稳定的传送到控制台终端,传输

性能快捷稳定,彻底摆脱串口对通信距离的限制。支持动态IP和静态IP,支持网关和代理服务器,参数可通过浏览器设置。

提供有四个232/485/422串口,八路DI,八路AI,六路DO和两个韦根接口.

2.可靠性:

⑴东方数码产品C2000采用双看门狗电路设计,更安全的保障转换器的正常运行,使用起来更可靠;

⑵东方数码产品C2000的工耗小,如此低的功率使转换器运行时不会发热,从而使系统及周边设备不受任何影响,运行更稳定;

⑶东方数码主动向客户提供带自动收发功能的测试软件,并恳请用户将转换器通过电脑持续测试一段时间,承诺即使传输几十兆甚至几百兆数据不会发生数据丢失或错漏任何一个字节;

⑷东方数码对于产品C2000提供三个月免费换新,五年的质量保修服务。

3.易用性:

⑴东方数码产品C2000具有虚拟串口驱动,用户的软件不必做任何修改就可以正常使用;

⑵东方数码对集成度要求较高的用户,提供通讯动态库和设置动态库,而且操作起来方法简单,使C2000更方便用户使用;

⑶东方数码还可以为用户提供多种开发工具下的程序源代码,从而更方便用户对产品的二次开发。

配电系统一次设备及参数配合

摘要:介绍了城网配电网一次设备及负荷开关与熔断器的配合

关键词:配电网箱式变电站断路器自动分段器

(1.Xi’an High Voltage Electric Apparatus Research Institute,Xi’an 710077,China;2.LI aoning

Head Office of Science and Technology Equipment,Shenyang 110004)

Abstract:The paper presents primary equipment of distributing network of city netw ork and load breaker switchgear coordination with fuses.

Key words:distribution network;box transformer substation;trausformer;fuse;circ uit breaker;automatic sec-tionalizer;automatic reclosing device;current transformer

1前言

由发电厂发出的电能,最后降到6~35kV等级,经过配电网变为城乡居民、工业,农业,商业用电。因此,配电网的可靠性直接关系到人民生活、工农业生产安全,另外,完善的电力市场、电价也要求配电网提高经济性及可靠性。

配电网的主要设备是负荷开关—熔断器组合电器、断路器、箱式变电站、自动重合器、自动分段器、环网开关柜和中压电流互感器等,二次设备是自动控制、数据采集、规划、故障定位、检测计量、通讯等。随着一、二次技术(特别是二次技术)的发展,使两者紧密结合,形成了自动化配电网。例如:自动配电开关设备相互配合的配电自动化系统(称为ASDAS);基于馈线终端设备(FTU)的配电自动化系统(称为FTDAS),它们自动对故障线路进行判断及实现故障隔离;故障排除后,重合器重合恢复供电;在调度中心对配电网负荷测定,进行管理及重组,因此,决定配电网综合自动化性能的因素有三个:一是一次设备的技术性能;二是二次设备的技术性能;三是配电网接线方式。

2负荷开关—熔断器组合电器

负荷开关是用来开、合负载电流的开关装置,它一般具有关合短路电流能力,但是它不能开断短路电流。负荷开关可以单独使用在远离电源中心、且容量较小的终端变电站,用于投切无功补偿回路、并联电抗器及电动机等。

熔断器结构简单、价格便宜、维护方便,仍然具有发展前途。熔断体是熔断器的主要元件,当熔断体通过的电流超过一定值时,熔断体本身产生的焦耳热,使本身温度升高,在达到熔断体熔点时,熔断体自行熔断切断过载电流或短路电流。

图1限流熔断器切断短路电流时电流波形

1—切断前电流波形:2—切断过程中电流波形

ia1—截止电流;tb2—动作时间

负荷开关—熔断器组合电器中使用限流型高压熔断器,这种熔断器是依靠填充在熔体周围的石英砂冷却电弧,达到有效熄灭电弧,用于在强力冷却熄弧过程中建立起高于工作电压的电弧电压,因而具有很强限流能力(图1)。由曲线可见到,短路开始后电流上升,熔体发热,温度上升,电流升到a点,熔体熔化,由于熔断器的限流作用,电流上升停止,开始沿ab线段下降,在b点电流下降到零,此时完成熄弧。这种熔断器的整个动作过程发生在密封的瓷管中,在熄灭电弧时,巨大气流不会冲出管外。

熔断器的限流特性,它是指熔断器的开断电路时,最大截止电流和预期电流稳态方均根的关系,可以从限流特性的截止电流值可估算出被限流熔断器所保护的电器设备内发生短路故障时产生的机械和热效应。

负荷开关与熔断器配合使用于箱变和环网柜,可替代断路器,作为变压器的保护开关设备。

2.1负荷开关—熔断器组合电器保护变压器的优点

试验表明,当变压器内部发生故障,为使油箱不爆炸,故障切除时间必须限在20ms 内。采用断路器保护的话,断路器最快全开断时间(继电保护动作时间+断路器固有动作时间+燃弧时间)一般需要2~3个周波(40mes~60ms)左右,而限流熔断器则可保证在10ms以内切除故障。

由于同电压等级负荷开关的价格大约是断路器的价格的1/4~1/5,而负荷开关+熔断器的价格仅仅是断路器的价格的1/3,因此采用负荷开关+熔断器有较大经济性。

由于断路器是用于开断短路故障电流、大负荷电流、容性电流等通用的开关设备,因此体积大、笨重,结构也复杂。相比之下负荷开关体积小,简单易开发。

2.2负荷开关与熔断器的配合概念

组合电器将控制和保护功能分开,大量经常发生的切负荷工作由负荷开关来完成,而极少发生的短路开断则由熔断器来完成(图2)。由于熔断器是一次性开断元件,负荷开关可连续多次“合、分”,因此,一般原则是尽可能延伸负荷开关动作范围,使负荷开关多动作,而熔断器少动作。

图2负荷开关与熔断器的功能配合

区域I:(I≤Ink)为工作电流范围,Ink为组合电器的额定电流,它小于熔断器的额定电流InHH,组合电器的额定电流开断由负荷开关单独完成。负荷开关三相开断,三相熄弧。

区域Ⅱ:(Ink

区域Ⅲ:转移电流范围内(3×InHH

区域Ⅳ:限流范围。当故障电流更大时(大约从20倍熔断器额定电流起),熔断器在电流的第—个半波就已动作,并使故障电流的峰值限制到它的允许通流电流ID,熔断器在过半波后,已开断三相电路,三相短路电流全由熔断器开断,负荷开关是无电流开断。

因此,转移电流是指熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。大于该值时,三相电流仅由熔断器开断;小于该值时,首开相电流由熔断器开断,其它两相由负荷开关开断。

2.3熔断器、负荷开关与变压器参数适配

如何合理选配熔断器、负荷开关与变压器参数,涉及到能否合理发挥熔断器和负荷开关作用,这里仅举例说明。

例:现有11kV、400kVA变压器,高压侧最大故障短路电流16kA,短路阻抗5%,试决定“负荷开关—熔断器”组合电器参数。

解:(1)变压器的满负荷电流为

(2)允许过载15%,-5%分接头处抽头,这时变压器短时过载电流IP为:

IP=21×150%×1.05=33A

(3)变压器励磁电流为:Is=21×12=252A,其持续时间Is=0.1s。

(4)兹选用某公司熔断器12kV,额定电流IN=40A,额定开断电流≥16kA,最小开断电流为(2. 5~3)Ie=(2.5~3)×40=100~120A。

从该熔断器产品说明书查得(从熔断器40A的时间—电流特性曲线):满足在252A励磁电流、且持续0.1s的要求。

熔断器最小开断电流(2.5~3)Ie=100~120A,在负荷开关额定开断电流范围内。(5)变压器二次侧直流短路故障时,反映到变压器一次侧的最大短路电流Ik为:

从40A熔断的时间—电流特性中查得熔断器的动作时间为0.04~0.06s。

(6)选择负荷开关VN=12kV;IN=400A,分闸时间0.05s(50ms),转移电流1000A。

因负荷开关分闸时间T0=0.05s,所以Tm=0.9T0=0.045s,从时间—电流曲线上查得:所需组合电器转移电流为280A。这个值小于由负荷开关额定分断能力决定的组合电器的额定转移电流(1000A),也小于二次侧直接短路时一次侧的短路电流IK(420A),因此提高转移电流数值,可以减少限流熔断器的动作次数。

图3示出了“与11kV、400kVA的变压器保护相关的特性”。

(a)现选择负荷开关VN=12kV;IN=400A。

(b)转移电流1000A是满足要求的。

(c)目前变压器容量为315~630kVA,取变压器短路阻抗5%时,得到因变压器二端子短路引起短路电流约330~660A,而负荷开关转移电流要避开这一短路电流(一般转移电流控制在这一短路电流的70%,即230~460A),因此用于环网配电单元变压器的负荷开关的转移电流取1000A已有足够裕度。

(d)采用脱扣器操作的组合电器,则要求求取交接电流。(当故障电流小于交接电流时,由脱扣装置动作触发负荷开关,分断电流;当故障电流高于交接电流时,由熔断器动作分断电流,而负荷开关仅作无电流分闸)。由图4看出最大交接电流不得大于负荷开关额定电流最小交接电流,不得小于熔断器的最小熔化电流,由此可看出,适当提高交接电流数值,可以减少限流熔断器的动作次数(限流熔断器中电流要大于故障电流时才动作),从而可减少熔断管的更换,使用SF6真空负荷开关可以提高交接电流。

图3与11kV、400kVA变压器保护相关的特性

2.4负荷开关—限流熔断器组合电器型号因为限流熔断器额定电流为125A,而负荷开关为6 30A,因此组合电器额定电流为125A,短路开断电流为熔断器的短路开断电流。由于限流熔断器是截流开断,其截止电流(瞬时值)要小于预期短路电流,因此型号中标出的短路电流不能用来配选主回路。

3箱式变电站

3.1箱式变电站的结构

通常供电容量在315~630kVA时,采用户外紧凑型箱式变电站,供电容量在750~50 00kVA时,则不采用紧凑型箱式变电站。

箱式变电站有三个主要组成部分(见图5):高压开关设备、变压器及低压开关(配电)装置。箱式变电站到货后即可接线投入使用,可以节省大量现场及技术服务费。

箱式变电站,一般在地下埋入一个水泥结构体,而在地面箱体高度2.5m左右。“德国式”箱式变电站则埋入地下1m,露出地面高度不超过1.6m。“德国式”变电站的优点是箱变与环境协调而不影响视线,缺点是洪水季节,水能浸入箱体,危害设备。

箱式变电站的总体布置有两种形式:其一是组合式(欧式);其二是一体式(美式)。组合式是高压开关设备、变压器及低压开关(配电)装置各为一室(见图9)。一体式是指以变压器为主体的油箱体,熔断器及负荷开关等装入油箱体内而构成一体,箱体采用全封闭结构,变压器一般是三相五柱式。

3.2中压开关设备

如果箱式变电站处于终端接线,则使用负荷开关—熔断器组合电器(在第三节中叙述);如果处于环网接线,则采用环网供电单元。环网供电单元的结构见图6,它至少由三个间隔组成,即2个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔(负荷开关+熔断器)。通过断开接通开关A、B,可以隔离故障段,及时恢复对正常回路供电,熔断器F在中压/低压变压器发生内部故障及变压器二次端点发生直接短路时起保护作用,而开关C对熔断器和变压器还起隔离和接地作用。

3.3变压器

箱式变电站用的变压器是降压变压器,一般将10kV降到380V/220V,直接供用户使用。变压器容量—般为160~1600kVA,变压器可以是油浸变压器、耐燃液变压器、环氧树脂干式变压器。在防火要求严格的场合,如在高层建筑中规定不能使用带油的电器,所以使用真空、SF6开关、干式变压器。由于S9系列配电变压器的负荷损耗要比ST系列配电变压器低25%左右,要积极采用之。城镇居民用电时间集中(如晚上),而其余时间用电量少,为了

减少配电变压器的空载损耗,可使用非晶合金铁心变压器,非晶合金铁心变压器比硅钢铁心变压器的空载损耗减少60%~70%,空载电流下降70%左右。

变压器的通风散热可采用自然通风和机械强迫通风两种,从经济效益考虑,当然应优化考虑自然通风。

3.4低压开关设备

低压开关设备单独装在低压室,在低压开关设备内装有一台主保护开关(主开关)和4~8台馈线开关。由馈线开关将电能送到用户。

低压室内还装有低压计量装置及静补装置

图4决定交接电流的特性图

A:最小分闸时间与最大熔断时间交点

B:最大开断时间与最小熔断时间交点

图5箱式变电站外形及结构3.5电缆

图6环网供电单元

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