邱滿鳳

國家廣播電視總局五八二臺

1 概況

KYN48-12型戶內金屬鎧裝中置式手車高壓開關柜（以下簡稱高壓開關柜），用于10kV、三相交流50Hz、雙母線分段系統(tǒng)，具備“五防”功能。我臺10kV 箱式變電站涵蓋10kV 高壓供電系統(tǒng)、電力變壓器、低壓系統(tǒng)、室內照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)和消防報警控制系統(tǒng)等。

圖1 箱式變電站外觀

2 型號含義

2.1 開關柜結構

開關柜由柜體和手車兩部分組成。柜體的外殼與其他功能結構之間需要使用隔板進行分離，常用材料為敷鋁鋅鋼板，該材料在使用過程中，具備了較強的機械強度，并且材料的耐腐蝕性能和抗氧化性能較強。在柜體的制作過程中，選用了螺栓結構進行拼裝，其尺寸參數(shù)的穩(wěn)定性相對較強，借助隔板可以將柜體分為若干個功能區(qū)，每個功能分區(qū)配有獨立接地設施。由于臺區(qū)狹小限制，我臺開關柜采用高壓柜靠墻安裝，高壓柜和低壓柜子前共用檢修空間的方式。

2.2 手車室

根據(jù)用途不同，手車柜分為電源進線和饋電用的斷路器手車、隔離手車、計量手車、電壓互感器和避雷器手車等，且同類規(guī)格的手車可以自由互換。

在對手車進行推入或者退出操作時，需要依托于袋運轉車來完成，目前常用的運轉車底部轉輪屬于萬向轉輪，可根據(jù)情況進行只有變向。而運轉車的頂部則攜帶了有軌道的托盤，在運轉車四個邊角位置處放置了四個調節(jié)手輪，在轉動手輪時可以對托盤的升降狀態(tài)進行調整，這也可以便于柜體和導軌之間的順利銜接，確保后續(xù)工作的順利開展。

為了保證手車的平穩(wěn)推入與退出，轉運車與柜體間分別設置了左右兩個導向桿（導向孔）和中間鎖桿（鎖孔），位置一一對應。在手車準備執(zhí)行進入或退出指令時，轉運車會提前移動到柜體前，對于輪子的高度進行調整，使其和導軌的高度保持一致，隨后再對其他部分進行調整，利用鎖鉤來對柜體結構進行固定，使其可以和轉運車緊密關聯(lián)在一起，隨后可以繼續(xù)操作完成既定指令。

推入前，首先將手車置于轉運車的托盤上，并向內側底盤車上左右側鎖桿（把手），使手車鎖定于托盤左右兩側的定位柱和擋板間，然后，將手車推至柜前，進行調節(jié)與鎖定。

推入時，先用手向內側撥動鎖桿與手車托盤解鎖。接著將斷路器小車直接推入斷路器小室內，松開雙手，并鎖定在試驗/斷開位置。此時，可對手車進行推入操作。操作時，先將手把操作孔的閉鎖蓋板，向左撥動，再插入手把，即可搖動手車至工作位置。

根據(jù)防誤操作的需要，蓋板向左撥動的同時，通過一傳動連桿，將機構的跳閘鐵芯頂起，使斷路器分閘，因此，當斷路器手車在從試驗位置搖至工作位置或從工作位置退至試驗位置過程中，斷路器始終處于分閘狀態(tài)。

注意：操作前，必須先將斷路器分閘，可通過撥動緊急解鎖板來完成。手車所處的位置及斷路器分、合閘指示和儲能狀況的指示，可通過觀察窗觀察，也可以通過低壓室面板上的手車位置指示器和儲能狀況信號燈、分合閘指示燈觀察。

2.3 電纜室

采用柜前維護方式。電纜室內裝電流互感器、接地開關、避雷器。將手車和手車室與電纜室之間的水平隔板抽出后，施工人員能從正面進入開關柜內安裝電纜和接線。電纜室底部配備了開縫可卸的不銹鋼封板，與電纜溝隔離，確?，F(xiàn)場施工與維護的方便。手車室和電纜室內，安裝了加熱器，以防止凝露的產(chǎn)生。

2.4 母線室

系統(tǒng)水平母線通過母線室。相鄰柜母線室之間采用金屬隔板和絕緣套管隔離，能有效防止事故蔓延。水平母線穿越絕緣套管，并且通過絕緣套管固定、支撐。垂直的分支母線通過螺栓連接于主母線和靜觸頭盒。全部母線用熱縮絕緣套管套包。母線連接處，用絕緣盒覆蓋。

2.5 繼電器室

繼電器室用于安裝各類繼電器、儀表、信號指示燈、壓板（連接片）、端子排、操作開關等元器件。

2.6 五防設施

（1）儀表、繼電器室門上，裝有提示性的按鈕或者帶鑰匙的KK型轉換開關或編碼插座，以防誤合、誤分斷路器。

（2）手車在試驗或工作位置時，斷路器才能進行合、分閘操作，一旦斷路器合閘后，手車將無法從工作位置拉出或從試驗位置推入，防止帶負荷推拉斷路器手車。

當斷路器手車在試驗、工作位置之間時，斷路器不能進行合閘。

斷路器手車雖處于試驗或工作位置，如沒有控制電壓，此時不能合閘，僅能手動分閘。

斷路器手車在工作位置時，二次插頭被鎖定，不能拔掉。

（3）當接地開關在分閘狀態(tài)時，斷路器手車才能從試驗或斷開位置移至工作位置，或從工作位置移至試驗或斷開位置，防止帶接地線誤合斷路器。

（4）當斷路器手車處于試驗或斷開位置時，接地開關才能進行合閘操作（接地開關帶電壓顯示裝置），防止帶電誤合接地開關。

（5）接地開關處于分閘位置時，下門及后門都無法打開，防止誤入帶電間隔。

2.7 使用連鎖的注意事項

開關柜以機械連鎖為主，輔之以電器連鎖而實現(xiàn)其閉鎖功能。使用中，操作程序應和連鎖程序相符，以防誤操作事故的發(fā)生。

前下門與接地開關的連鎖在正常運行時，柜前下門是被接地開關操作軸上的一個鎖桿鎖住的。如確有必要開啟柜下門，觀察電纜室的狀況時，在接地開關分閘的情況下，可通過緊急解鎖裝置（指柜下門連鎖）來實現(xiàn)。

解鎖程序是：先撥開柜下門上的解鎖孔，然后用一把螺絲刀將柜內右前側的鎖桿壓下，此時，即可將柜下門打開。

緊急解鎖的使用必須慎重，不宜經(jīng)常使用。使用時，也要采取必要的防護措施，一旦處理完畢，應立即回復連鎖狀態(tài)。

3 供電

3.1 負荷等級及容量

一級負荷用戶，采用兩路10kV 高壓供電（582 臺一路，上級站為前門站；582臺二路，上級站為天壇站），分列運行的方式，當一路電源發(fā)生故障時，不影響第二路電源供電。變壓器容量：2×630kVA，合計1260kVA。

圖2 高壓供電系統(tǒng)圖

3.2 運行方式

兩路10kV電纜供電，互為聯(lián)絡。高壓聯(lián)絡柜（245和245-5）工作常態(tài)處于斷開狀態(tài)（日常將245手車搖出具有明顯斷開點）。手動位置。

低壓側雙電源、分段母線、并列運行，互為聯(lián)絡。低壓聯(lián)絡柜（445 和445-5）工作常態(tài)處于斷開狀態(tài)。自動互投不自復位置。

3.3 無功補償

低壓側母線安裝無功補償并聯(lián)電容器2 組，總補償容量360Kvar。補償后的用電設備功率因數(shù)達到95%以上。

3.4 現(xiàn)用設備

（1）高壓開關柜采用KYN48-12（10面），內裝MDS1-12kV真空斷路器，下進下出。

（2）主變壓器采用SCB10-630KVA/10kV±2×2.5%/0.4kV，Dyn11UK%=6%型干式變壓器2 臺，變壓器強迫風冷，風機溫控設備帶外罩，下進上出。

（3）低壓開關柜采用GCKn 型抽出式開關柜，主進開關采用MT12H1，出線開關采用NSX系列，各出線開關分段能力≥50kA，低壓電容柜采用GCKn型開關柜。

3.5 計量方式

（1）10kV側安裝三相四線費率多功能電力總表5A，2組。附PT10000/100 CT75/5（0.2級），2組。

（2）0.4kV側安裝三相四線費率多功能電光子表5A，2組，附CT200/5，2組。

3.6 接地方式

接地采用10kV經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，接地電阻小于4Ω。

3.7 備用電源

發(fā)射機房負荷為100kW，屬于重要負荷，由柴油發(fā)電車作為備用電源。在機房重要負荷室配電柜（AA10 和AA11）與WATSN 回路互投后帶發(fā)射機房負荷。為了方便柴油發(fā)電車的借入，在發(fā)射機房的西側外墻設置了應急電源轉接箱。

3.8 保護裝置

（1）10kV 進線、母線、變壓器出線均采用RC3000 綜合保護裝置。進線柜采用相間過流、速斷保護，零序電流保護；母聯(lián)柜采用相間過流、速斷保護；變壓器柜采用相間過流、速斷保護、零序電流、變壓器過溫保護。

（2）監(jiān)控裝置。低壓采用ZH825B-P，,ZH825B-U，ZH825BS01 電力參數(shù)測量儀進行監(jiān)控。測量儀支持通訊。MODBUS 規(guī)約和S-485通訊方式的標準接口，接至工控計算機進行監(jiān)控。

4 10kV配電系統(tǒng)二次回路

二次回路，又叫二次接線、二次系統(tǒng)。它是由二次設備，包括各種繼電器、信號裝置、測量表計、控制開關、控制電纜、操作電源和各種小母線等組成。它擔負著對一次設備進行監(jiān)視、測量、控制、操縱、保護及發(fā)出信號的作用，反映一次設備的工作狀態(tài)，控制一次設備的運行，保證一次設備的安全。它屬于低電壓、小電流設備。

按照二次回路的工作性質分為：交流電壓回路；交流電流回路；直流操作、控制回路。

按照設備用途分為：繼電保護二次回路；自動裝置二次回路；測量儀表二次回路；控制系統(tǒng)二次回路；信號位置二次回路。

二次回路接線圖是將二次設備元件，用國家規(guī)定的相應的圖形符號、文字符號、數(shù)字編號，按照一定的工作原理，作相應的電氣連接而組成的接線圖。

表1

二次回路接線圖按其用途分為：原理接線圖、展開接線圖、屏面布置圖和安裝接線圖。

4.1 斷路器的控制電路應能滿足的基本要求

（1）能夠手動或微機進行合、分閘。繼電保護裝置與重合閘自動裝置實現(xiàn)自動分、合閘。并且當分、合閘操作完成后，能自動切斷分、合閘控制回路的電流。

（2）設有防止斷路器多次合閘的“防跳躍”閉鎖裝置。

（3）能夠指示斷路器的合閘與分閘位置狀態(tài)。

（4）有明顯自動分閘或合閘的記憶信號。

（5）能夠監(jiān)視斷路器的工作狀態(tài)及合、分閘回路的完好性。

（6）控制回路力求簡單、可靠，使用的二次線或控制電纜具有足夠的絕緣強度。

4.2 計量柜二次回路

根據(jù)供電部門的要求，采用高供高量方式，201 進線開關4#母線上的計量柜隔離開關編號為44；202進線開關5#母線的計量柜隔離開關編號為55；圖2高壓供電系統(tǒng)圖所示。

計量柜主要用于供電部門對電度（峰、平、谷）的收費計量和對cosψ的考核。

5 干式變壓器

5.1 結構

5.1.1 鐵心

鐵心是變壓器的核心部件之一。干式變壓器的鐵心采用先進的加工設備、先進的工藝和優(yōu)質的材料，保證了鐵心的高質量，大大降低了變壓器的空載損耗和噪聲。

硅鋼片的加工采用全自動剪切線，用計算機程序控制，剪切精度高、毛刺小，具有多頭放料、自動疊碼收料和步進疊料功能。由于減少了切片震動次數(shù)，保證了硅鋼片完好的晶粒結構。

鐵心選用0.3mm 的高導磁率的硅鋼片，45°全斜搭接，無沖孔、無拉螺桿，鐵心心柱采用絕緣帶綁扎，整個鐵心表面采用特殊的數(shù)值噴涂密封，以防潮、防腐蝕。整個鐵心采用夾件緊固，使干式變壓器的空載損耗、空載電流及噪聲降到相當?shù)汀?/p>

5.1.2 高、低壓繞組

高壓線圈采用分段圓筒式結構，層間電壓低，過電壓能力強。變壓器在保證抗短路能力的情況下，為了降低阻抗電壓（UK%），減少變壓器負載損耗，低壓繞組放在里層（靠近鐵心），高壓繞組放在最外層。該變壓器絕緣耐熱等級為F級。

5.2 變壓器銘牌數(shù)據(jù)

5.2.1 變壓器額定電壓和變壓比

變壓器額定電壓是指在空載狀態(tài)時，變壓器一、二次繞組的標稱電壓。變壓器一次繞組所應加的電壓，它代表了變壓器的電壓等級，變壓器的二次額定電壓是指當變壓器空載時，二次出線端的輸出電壓。變壓器的二次額定電壓應滿足：低壓供電系統(tǒng)電壓指標380V±5%的上限電壓值，即，400V。三相變壓器一、二次額定電壓均指線電壓。即，一次額定電壓為10kV；二次額定電壓為0.4kV。

變壓器變壓比（K），一般為：

式中：

K—變壓器變壓比；

U1—變壓器一次額定電壓（kV）；

U2—變壓器二次額定電壓（kV）；

N1—變壓器一次繞組匝數(shù)（匝）；

N2—變壓器二次繞組匝數(shù)（匝）；

變壓比等于變壓器一、二次繞組的匝數(shù)比。把變壓比（K）公式變換得：

5.2.2 聯(lián)結組標號

變壓器的聯(lián)結組標號是指三相變壓器一、二次繞組之間連接和極性關系的一種代號，它表示變壓器一、二次繞組對應電壓之間的相位關系，亦成為聯(lián)結組別。

我臺配電變壓器采用Dyn11接線方式。Dyn11接線一次（高壓）繞組為三角形（D）連接，二次（低壓）繞組為yn接線,中性點引出。三角形（D）連接三個繞組相鄰的異名端（繞組的首位端）串接成一個閉合回路，每兩相連接點上引出三相線端，連接10kV電源。Dyn11 聯(lián)結組別的變壓器，一次側采用三角形（D）接線，可以適應二次側不平衡負載，避免二次側中性點漂移造成的電壓波動。

6 低壓供配電系統(tǒng)

6.1 接地方式

接地裝置均采用熱鍍鋅材料：接地極采用Φ20×2500 圓鋼，接地母線采用-50×5扁鋼。按設計標準分別預置保護接地網(wǎng)和工作接地網(wǎng)。焊接部分做防腐處理，接地電阻≤4Ω。工作零線套PVC管引至變壓器中性線，保護接地線引至變電站箱體內。

6.2 TN—S系統(tǒng)

TN—S系統(tǒng)，即三相五線制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中性線N與保護接地零線PE分開，N線僅在供電變壓器二次繞組中性點處接地，其接地電阻小于4Ω，此外N線對地是絕緣的。保護接地零線PE是為了滿足某些防護需要，而用來與外露可導電部分、外界可導電部分、接地端子、接地極、電源接地點或人工接地點，作電氣連接的導體。中性線N中，僅流過系統(tǒng)中的不平衡電流及L線與N線短路時的單相短路電流，而對于設備金屬外殼及地短路時的故障電流，則流經(jīng)PE線。

6.3 380V/220V供配電系統(tǒng)斷路器的控制

6.3.1 雙路自投手復操作的供配電系統(tǒng)正常運行

（1）401（1QF）和402（2QF）開關為合閘狀態(tài)。

（2）445（3QF）開關為斷開狀態(tài)。

（3）4#、5#母線分別帶負荷。

為了保證在操作中不發(fā)生誤操作，在斷路器合、分閘控制電路中，增加了連鎖環(huán)節(jié)，連鎖環(huán)節(jié)滿足如下要求。

6.3.2 401開關手動操作

（1）402 開關斷開狀態(tài)，445 開關斷開狀態(tài)，401 開關可以合閘。（2）402 開關合閘狀態(tài)，445 開關斷開狀態(tài)，401 開關可以合閘。（3）402 開關斷開狀態(tài)，445 開關合閘狀態(tài)，401 開關可以合閘。（4）402 開關合閘狀態(tài)，445 開關合閘狀態(tài)，401 開關合不上閘。

6.3.3 402開關手動操作

（1）401 開關斷開狀態(tài)，445 開關斷開狀態(tài)，402 開關可以合閘。（2）401 開關合閘狀態(tài)，445 開關斷開狀態(tài)，402 開關可以合閘。（3）401 開關斷開狀態(tài)，445 開關合閘狀態(tài)，402 開關可以合閘。（4）401 開關合閘狀態(tài)，445 開關合閘狀態(tài)，402 開關合不上閘。

6.3.4 445開關手動操作

（1）401 開關斷開狀態(tài)，402 開關斷開狀態(tài)，445 開關可以合閘。（2）401 開關合閘狀態(tài)，402 開關斷開狀態(tài)，445 開關可以合閘。（3）401 開關斷開狀態(tài)，402 開關合閘狀態(tài)，445 開關可以合閘。（4）401 開關合閘狀態(tài)，402 開關合閘狀態(tài)，402 開關合不上閘。

6.3.5 自動操作

（1）正常運行，401開關合閘狀態(tài)，402開關合閘狀態(tài)，445開關斷開狀態(tài)。（2）401 開關失電分閘，445 開關自動合閘。（3）402開關失電分閘，445開關自動合閘。（4）401和402開關失電分閘，445開關不能自動合閘。（5）401和445開關均為合閘狀態(tài)，401開關失電分閘，402 開關不能自動合閘。（6）402 和 445 開關均為合閘狀態(tài)，402開關失電分閘，401開關不能自動合閘。

7 功率因數(shù)與控制

電力電容器對供配電系統(tǒng)無功電能的補償，對供配電系統(tǒng)經(jīng)濟運行起著主要作用。由于日常運行中，大部分用電設備都呈感性，所以一般自然cosΦ（即，不加電力電容器補償時的cosΦ）都在0.85 以下，供電部門要求用電單位的cosΦ 應在0.9以上。

（1）電力補償電容器的型號意義。

（2）并聯(lián)電容器的技術數(shù)據(jù)。

①按標稱容量和額定電壓計算電容器電流。

式中：

Ic——電容器的額定電流（A）；

Q——電容器的標稱容量（Kvar）；

Un——電容器的額定電壓（kV）。

②按電容器的實際電容值和額定電壓計算電容器的額定電流。

式中：

Ic——電容器的實際電流值（A）；

C——電容器的實際電容值（μF）；

Un——電容器的額定電壓（kV）；

f——工頻 50Hz。

③由單臺電容器組成的三相電容組的電流計算。

a）Υ 形接線的電容器組的電壓和電流。Υ 形接線的電容器組，線電壓等于倍的相電壓，線電流等于相電流。

b）Δ 形接線的電容器組的電壓和電流。Δ 形接線的電容器組，線電流等于倍的相電流，線電壓等于相電壓。

（3）電力電容器容量補償計算。

功率因數(shù)補償電容的無功容量計算公式如下：

式中：

Qc——需要補償?shù)臒o功容量（Kvar）；

PCP——月平均有功功率（kW）；

tgΦ1——對應于補償前，自然功率因數(shù)角Φ1的正切值；

tgΦ2——對應于補償后，預期達到的功率因數(shù)角Φ2的正切值。

（4）集中補償。

總之，變電站是廣播發(fā)射臺的生命，是前提，是基礎。熟悉變電站設備配置，嚴格執(zhí)行電力操作規(guī)程，合理安排電力維護檢修，確保電力系統(tǒng)安全可靠運行至關重要。