主要设备技术规格优化

根据集成商提供的合同资料，武广高铁工程的高、低压开关柜，箱式变电站采用国内合资企业品牌产品为主；低压开关柜内设置的空气断路器为远程可操作型；变电所内交直流设备采用高频充电模块、质优且寿命长的电池；贯通线采用非磁性铠装单芯铜芯电缆；电源采用铜芯、钢铠、三芯电缆；低压为铜芯、钢铠电缆，电缆生产厂为国内具有较好信誉的知名厂家。

4.6.1.1　开关设备

10kV开关设备包括GIS开关柜和环网开关柜，用于变配电所和箱式变电站内，其功能为接受并馈出10kV电源。GIS开关柜构造原理如图4.99。环网开关柜实物如图4.100。

图4.99　10kV高压开关柜（GIS）外形及结构布置图

图4.100　高压环网开关柜

1）GIS开关柜主要参数

（1）额定电压12kV、额定电流630A、额定频率50Hz、峰值耐受电流（峰值）40kA、短时耐受电流（3s）16kA、一次母线峰值耐受电流（峰值）40kA；分、合闸机构和辅助回路的额定电压DC220V。

（2）额定绝缘水平。对地、相间及普通断口工频耐压值42kV；隔离断口间的绝缘工频耐压值48kV；对地、相间及普通断口冲击耐压值（峰值）75kV；隔离断口间的绝缘冲击耐压值（峰值）85kV。

（3）防护等级。密封气室IP65、机械操作及低压部分箱体IP3X。

（4）开关柜的结构。开关柜为户内型SF6气体绝缘，设备在绝缘气体的额定密度下运行；铠装式金属封闭结构，包括柜体、高压室、低压室、电缆室、柜间连接、操作机构等模块单元；模块单元中设有主母线、断路器、三工位开关、电压（流）互感器、避雷器、电缆插头等主要元器件，开关柜还包括操作手柄、钥匙、主母线连接装置、插座堵头、边盘、地脚螺栓等设备安装、试验、运行所必需的附件。

（5）主要元器件性能。

A.断路器参数如表4.42所示。

表4.42　断路器参数

续表

B.三位置隔离开关参数如表4.43所示。

表4.43　三位置隔离开关参数

C.电流互感器参数如表4.44所示。

表4.44　电流互感器参数

续表

D.电压互感器参数如表4.45所示。

表4.45　电压互感器参数

E.避雷器参数如表4.46所示。

表4.46　避雷器参数

F.负荷开关参数如表4.47所示。

表4.47　负荷开关参数

续表

G.熔断器参数如表4.48所示。

表4.48　熔断器参数

2）10kV负荷开关柜

（1）高压环网开关主要电气参数如表4.49所示。

表4.49　高压环网开关主要电气参数

（2）结构特性及自动功能。环网开关柜由紧凑型SF6环网单元、负荷开关组成，具备可方便安装高可靠性电动操作机构的扩展功能；可以将电流、开关状态等模拟数字量上传到上位计算机中，并且可以远程控制，在其中一个环网开关故障时，通过远程遥控单元可完成对环网开关的投切。

10kV负荷开关与接地开关间具有可靠闭锁装置，且接地开关操作机构可拆卸堵块或加锁，开关柜电缆室门与开关间具有连锁功能。

10kV环网柜面板具备带电显示及核相装置，高压进出线间隔安装面板装有嵌入式短路及单相接地故障指示装置。

图4.101为智能型模数化组合型低压开关柜。

图4.101　智能型模数化组合型低压开关柜

4.6.1.2　0.4kV低压开关柜

低压开关柜为封闭式户内成套设备，其功能为向本期工程的车间低压用电设备供电，为用电设备安全、连续正常使用，要求低压开关柜满足本地区的环境条件、生产工艺成熟可靠、结构紧凑、便于安装和维护。

1）低压开关柜

主要参数如表4.50所示。

表4.50　低压开关柜主要参数

续表

变电所内低压开关柜采用固定分隔式，开关柜内主要部件为断路器。为便于开关电器的上下级保护配合、运营管理的方便和备品备件的统一，低压开关柜内的框架开关、塑壳开关选用同一体系的产品。

2）低压交流框架式断路器

符合下列主要技术要求：满足系统电压、电流、频率以及分断能力的性能水平；框架式开关的脱扣整定电流采用现场可调型；极限分断能力为40～75kA/400～415V范围内Ics=Icu。

框架式断路器控制单元不需要辅助电源，功能包括：可调整长延时保护、可调整短延时保护、可调整瞬时脱扣保护。短延时保护时具有区域选择性闭锁功能。断路器还具有电流测量、故障诊断、显示和自检功能，可快速确定故障类型，以最短时间隔离故障影响的范围。断路器还可远程操作，并可安装通信模块，满足远动系统的要求。框架断路器具有宽阔的电流和时间调节范围。

断路器为模块化结构设计、方便断路器功能的扩充而无须改变断路器结构和低压开关柜结构。框架式断路器电气技术性能及参数如表4.51所示。

表4.51　框架式断路器参数指标

3）低压交流塑壳断路器

低压交流塑壳断路器满足系统电压、电流、频率以及分断能力的性能水平。塑壳式断路器分断能力为35、65kA/400～415V范围内Ics=Icu。

断路器为模块化结构设计、安装方便，并可在不拆卸塑壳断路器外壳的情况下加装各种附件（如分励脱扣器、辅助触头、报警触头）而无需改变断路器结构和低压开关柜结构。塑壳式断路器保护装置为电子式。断路器还可远程操作，并可安装通信模块，满足远动系统的要求。断路器无飞弧。塑壳式断路器电气技术性能及参数如表4.52所示。

表4.52　塑壳式断路器性能参数

4）测量装置

（1）智能电力仪表的要求。模拟量采集电压、电流、功率因数、频率、有功功率、无功功率和视在功率、有功电度、无功电度、总电度、电压等电力参数，电压电流的测量精度要求为0.5级，可进行相关功率值需用量分析和统计；通信为现场总线通信模式；本地大屏幕液晶显示屏；操作控制通过本地按钮及与上层系统通信两种形式完成修改、设置及指令下发；电源220V AC/DC；安装方式为面板安装。

（2）数字式，精确等级一般不低于0.5级，计费用仪表精确等级不低于0.2级，表计有MAC标志。

5）监控和保护装置。联锁控制PLC、智能采集模块的技术要求

（1）终端监控装置应采用模块式结构，分散安装在开关柜中，要求每台开关柜配置一台或多台，柜间只保留通信电缆。

（2）每个终端监控装置应带有通信接口，各单元之间相互独立，发生故障或检修时不影响其他电力监控单元的正常工作。

（3）每台终端监控装置的点数应留有10％以上的裕量。

（4）模拟量输入直接采用标准二次信号（以电流信号采集为例，电力智能监控装置需能直接连接CT二次端，采集二次电流信号），而无须通过专用CT或相关变送器进行转换。

（5）联锁控制PLC要求选用工业级的高可靠产品，可实现就地和远程的编程、调试，根据设定的联锁要求实现手动、自动、远程控制要求。

（6）智能采集模块。应采用多回路监控装置。开关量采集：断路器的分合状态和故障状态。模拟量采集：单相或三相电流，精度0.5％。现场总线通信模式：标准DIN导轨方式。

4.6.1.3　EPS应急电源装置(www.xing528.com)

EPS应急电源装置为户内成套设备，主要包括整流/充电器、蓄电池、逆变器（带输出隔离变压器）、监控装置及配电单元等。EPS主要技术参数及性能如表4.53所示。

表4.53　EPS主要技术参数及性能

续表

1）整流/充电器

充电电源选用高频开关电源充电模块，给电池进行充电，能实现电池的智能均浮充管理。充电器的容量满足系统运行要求。

2）逆变器

逆变器采用高品质性能良好的成熟产品，将电池组的直流电变为单/三相正弦交流电。逆变器的容量满足系统运行要求。

3）监控装置

（1）监控装置功能。监控装置能自动和手动管理应急电源装置的运行，并提示运营维护人员定期维护工作。

（2）信号显示与报警。应急电源装置通过监控系统或指示灯显示下表重要的信息，并对所有故障报警。信号显示与报警内容如表4.54所示。

表4.54　信号显示与报警

4）配电单元

配电单元集中布置在配电柜内，配电柜采用固定分隔形式。

5）接口

应急电源装置能与上位监控系统（BA）进行通信。应急电源装置的通信口采用标准、开放的通信协议，满足BA系统功能和实时性的要求。监控装置内部有日历时钟功能，并能接收上位监控系统发送的时钟信号，完成对时功能。

4.6.1.4　变压器

1）10kV/0.4kV变压器

采用干式环氧树脂浇注节能型，如图4.102。

图4.102　干式节能型电力变压器

其主要技术规格如表4.55所示。

表4.55　10kV/0.4kV变压器主要技术规格

2）技术性能及要求

损耗、阻抗电压、空载电流及外壳尺寸最大值等如表4.56所示。承受短路能力满足GB1094.5的要求，允许偏差应满足GB1094.1的要求。

表4.56　损耗、阻抗电压、空载电流及外壳尺寸最大值

4.6.1.5　10kV/0.4kV箱式变电站

箱式变电站为室外设备，设置在无变配电所的车站、综合维修工区和区间，向其供电范围内的全部低压用电负荷供电。工程照片如图4.103。

1）结构布置及材料

箱变内设置高压室、变压器室、电抗器室、低压室，箱体外壳为双层，具有密封、防腐蚀、隔温、防尘、防潮、防凝露的能力，内部严密分割，各室的防护等级不低于IP23，高低压配电装置防护等级按相应分项指标要求。

箱体的底架部件由槽钢焊接，箱体金属构件进行防腐处理，箱体在20年内不锈蚀。内部采用钢板及阻燃绝缘隔板进行分割，箱变内采用加热及温度控制装置，具有防止温度过低而使电气设施不能正常工作的功能。

图4.103　箱式变电站

2）接线方式及主要参数

如表4.57所示。

表4.57　箱式变电站接线参数

续表

4.6.1.6　电力调压器

电力调压器的冷却方式采用自冷，室内安装，技术参数如表4.58所示。

表4.58　电力调压器技术参数

4.6.1.7　并联电抗器

并联电抗器的冷却方式采用自冷，室内安装，其主要参数如表4.59所示。

表4.59　并联电抗器主要技术参数

4.6.1.8　变配电所综合自动化系统

全线变配电所控制保护设备采用微机保护，综合自动化系统，纳入电力远动系统，实现远动控制、所内集中控制、设备本体控制三级控制方式。

综合自动化控制保护系统采用分层分布式结构，采用高压柜内低压小室安装方式。系统除完成本所运行管理，可向调度站提供本所设备运行状态、参数以及所需的其他相关信息。

综合自动化系统包括所级管理层、通信层、间隔层。系统应满足武广高铁工程配电所综合自动化系统管理任务。所级管理层包括通信处理装置、当地监控装置；通信层即为所内通信网络；间隔层包括安装于高压柜内低压小室的保护测控单元。

电力变配电所综合自动化系统，在武广高铁工程中被作为PSCADA系统下属的被控站子系统之一，此略。

4.6.1.9　交直流系统装置

1）交流系统

电源取自所用变低压侧0.4k，并向直流屏提供0.4kV交流输入电源。交流盘屏参数如表4.60所示。

表4.60　交流盘屏参数

2）直流系统装置

三相交流输入直流系统装置经整流后为高压开关柜内设备提供110V或220V直流分合闸电源。直流装置参数如表4.61所示。

表4.61　直流装置参数

4.6.1.10　10kV贯通线电缆

武广高铁工程贯通线采用10kV电缆为交流单芯、B类阻燃、铜芯交联聚乙烯绝缘、非磁性铠装、聚乙烯护套电缆。

1）电气参数

电缆技术电气参数如表4.62所示。

表4.62　电缆技术电气参数

2）技术和结构要求

（1）导体。采用多股圆形铜线绞合紧压，其组成、性能和外观应符合GB/T3956-97标准的规定，紧压系数不小于0.90。

（2）绝缘。应采用交联聚乙烯（XLPE）材料，其性能应符合GB12706-2002标准。绝缘标称厚度为4.5mm，最薄点厚度应不小于标称值的90％—0.1mm。

（3）屏蔽。导体屏蔽为均匀挤包的半导电层，半导电料需是交联型或非交联型的。半导电层均匀地包覆在导体表面，其表面光滑，无尖角、颗粒、烧焦和擦伤的痕迹；电缆的绝缘屏蔽为挤包型、包带型或包带内加石墨涂层结构。挤包型的绝缘屏蔽可剥离。半导电层均匀地包覆在绝缘表层，其表面光滑，无尖角、颗粒、烧焦和擦伤的痕迹；金属屏蔽层采用铜带屏蔽结构，铜带屏蔽由重叠绕包的软铜带组成，铜带的厚度满足规范的要求。

（4）结构。缆芯、内衬层及填充物。内衬层采用挤包形式，电缆填充采用束丝阻燃材料，填充紧密、无气隙。电缆金属铠装层采用二层间隙绕包的铝带或铝合金带，规格为2×0.5mm×35mm，结构尺寸符合GB2952的有关规定。电缆外护套采用挤包高密度聚乙烯材料（防水、耐候、抗摩擦），符合GB2952-1989的规定，最薄点厚度应不小于标称值的80％—0.2mm。挤包后的外护套表面光洁，无杂质、擦伤等缺陷。弯曲半径满足电缆最小弯曲半径，不大于15D。