【文章內(nèi)容簡介】 性能良好，機(jī)械強(qiáng)度高，適用于濕熱帶地區(qū)。 電流互感器選擇結(jié)果如下表 : 電壓等級 220 kV 110 kV 10 kV 電流互感器型號 LCWB220 LCWB110 LMZJ10 電壓互感器參數(shù)的選擇 參數(shù)選擇 電壓互感器應(yīng)按下表所列技術(shù)條件選擇： 項(xiàng)目 參數(shù) 技術(shù)條件 正常工作條件 一次回路電 壓、二次電壓、二次負(fù)荷、準(zhǔn)確度等級 承受過電壓能力 絕緣水平、泄露比距 環(huán)境條件 環(huán)境溫度、相對濕度、海拔高度、最大風(fēng)速、污穢 型式選擇 ① 6～ 20KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu) 。在高壓開關(guān)柜中或布置地位狹窄的地方 ,可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 ② 35～ 110KV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)電磁式電壓互感器。 ③ 220KV 及以上配電裝置，當(dāng)容量和準(zhǔn)確度等級滿足要求時(shí)，一般采用電容式電壓互感器。 電壓互感器選擇結(jié)果： 型 號 額定電壓（ KV） 二次負(fù)荷（ VA） 最大容量（ VA） 初級 繞組 次級 繞組 剩余電壓繞組 0． 5 級 1級 3級 TYD220/ 3 200/ 3 300 600 JCC2110 110/ 3 JDZX610 10/ 3 220KV 等級選擇 TYD220 系列電容式電壓互感器，該系列互感器有電容分壓器、電磁裝置及阻尼器組成，戶外型產(chǎn)品，適用于交流 50HZ、中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，作電壓、電能測量及繼電保護(hù)用，并兼作電力線載波耦合電容器用。 110KV 等級選擇 JCC 系列電壓互感器，它分為單相、三繞組、串級絕緣、戶外安 18 裝互感器，適用于交流 50HZ 電力系統(tǒng)，作電壓、電腦測量和繼電保護(hù)。它可用于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，也可用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)， 并可在 110%額定電壓下長期運(yùn)行 。 19 第 5 章 主變壓器的繼電保護(hù) 設(shè)置保護(hù)的目的 : 雖然供電系統(tǒng)中有可能遭受短路電流破壞的一次設(shè)備都進(jìn)行了短路動(dòng)、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，但這只能保證它們在短時(shí)間（ 1—— 3S）內(nèi)能承受住短路電流的破壞。時(shí)間一長，就會(huì)無一例外地遭受破壞。而在一個(gè)供電系統(tǒng)中，要想完全杜絕電路事故是不可能的。因此設(shè)置一定數(shù)量的保護(hù)裝置是完全必要的，以便在短路事故發(fā)生后一次設(shè)備尚未破壞的數(shù)秒內(nèi)，切除短路電流，使故障點(diǎn)脫離電源，從而保護(hù)短路回路內(nèi)的一次設(shè)備，同時(shí)迅速恢復(fù)系統(tǒng)其他正常部 分的工作。 對保護(hù)裝置的要求 : 動(dòng)作要可靠，動(dòng)作速度要快，應(yīng)能有選擇地動(dòng)作，應(yīng)有足夠的靈敏度。 變壓器的繼電保護(hù) 對于變電站的變壓器，通常應(yīng)裝設(shè)過電流保護(hù)。當(dāng)過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大于 —— 時(shí)，應(yīng)加裝電流速斷保護(hù)。對于容量在 400MVA 以上的變壓器，還應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 定時(shí)限過電流保護(hù) 該保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是恒定的，與通過該保護(hù)裝置的電路電流的大小無關(guān)。該保護(hù)裝置的動(dòng)作電流按下式整定。 m wrelop IKK KKI ? 式中， relK 為可靠 系數(shù)，對 DL 型電流繼電器，取 ； wK 為接線系數(shù)，取 1； reK 為返回系數(shù)， DL 型電流繼電器，取 ； iK 為電流互感器的電流比； 為被保護(hù)線路在正常情況下的最大負(fù)荷電流，按下式計(jì)算： =（ ~3） I1NT 式中 , I1NT 為被保護(hù)變壓器的一次額定電流 . 該保護(hù)裝置的靈敏度應(yīng)按被保護(hù)線路末端 在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流來校驗(yàn)： ??.IK IKS opi m ?? 已知 Ki(220)=750/5=150, Ki(110)=1000/5=200, Ki(10)=6000/5=1200 (220)=, (110)=, (10)=1732 20 校驗(yàn) : 220KV 級： opI (220)=(*1)/(*150)*= 整定為 5A pS (220)=(1*1670)/(150*5)= 校驗(yàn)合格 110KV 級： opI (110)=(*1)/(*200)*= 整定為 7A pS (110)=(1*3330)/(200*7)= 校驗(yàn)合格 10KV 級： opI (10)=(*1)/*1200)*1732= 整定為 13A pS (10)=(1*23910)/1200*13)= 校驗(yàn)合格 電流速斷保護(hù) 變壓器的電流速斷保護(hù)的速斷電流按下式整定： m wrelqb IKKKI ? 式中u KII ? uK 為變壓器的電壓比。 電流速斷保護(hù)的靈敏度按下式校驗(yàn)： qbIkwp IK IKS 2? ? 瓦斯保護(hù)： 瓦斯保護(hù)裝置接線由信號回路和跳閘回路組成。變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出瞬時(shí)“輕瓦斯動(dòng)作”信號。變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，油箱內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，強(qiáng)烈的油流沖擊擋板，繼電器觸點(diǎn)閉合，發(fā)出重瓦斯跳閘脈沖，跳開變壓器各側(cè)斷路器。變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時(shí)，繼電器動(dòng)作，同樣發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號。 21 第 6 章 變電站綜合自動(dòng)化 綜合自動(dòng)化概述及其特點(diǎn) 現(xiàn)代變電站綜合自動(dòng)化是二次設(shè)備完全用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對一次設(shè)備的安全運(yùn)行監(jiān) 視與記錄、安全操作監(jiān)視、系統(tǒng)故障記錄、故障分析、繼電保護(hù)等多方面自動(dòng)化的綜合。其結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)功能一套設(shè)備，也可以是一體的或多機(jī)一體分層分布的。從某種角度上可以說，變電站的綜合自動(dòng)化由計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)兩大部分組成。 變電站綜合自動(dòng)化最明顯的特征有以下四個(gè)方面： (1)功能綜合化 .變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是從建立在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、模塊化軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它綜合了變電站內(nèi)除交直流以外的全部二次設(shè)備。計(jì)算機(jī)保護(hù)代替了電磁式保護(hù)，監(jiān)控裝置綜合了儀表屏、操作屏、模擬屏、變送器、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、有 載調(diào)壓無功補(bǔ)償、中央信號系統(tǒng)和光字牌；計(jì)算機(jī)保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)一起還綜合了故障錄波和故障測距、小信號接地等裝置。 (2)結(jié)構(gòu)電腦化。分布式、多 CPU 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各主要插件全是計(jì)算機(jī)化的，采用分布式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)總線連接。計(jì)算機(jī)保護(hù)、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制等環(huán)節(jié)的 CPU群構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體，以實(shí)現(xiàn)各種功能。一個(gè)系統(tǒng)往往有幾個(gè)甚至幾十個(gè)電腦同時(shí)并行運(yùn)行。 (3)操作監(jiān)視屏幕化。不管有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)就是在遠(yuǎn)方調(diào)度室或操作中心內(nèi)面對屏幕顯示器進(jìn)行變電站的全方位監(jiān)視與操作。常規(guī)方式下的指針儀表讀數(shù) 被屏幕數(shù)據(jù)所代替；常規(guī)龐大的模擬屏被 CRT屏幕上的實(shí)時(shí)接線畫面所取代；常規(guī)在操作屏上進(jìn)行的跳合閘操作被計(jì)算機(jī)鍵盤或鼠標(biāo)操作所取代；常規(guī)光字牌報(bào)警被 CRT屏幕畫面閃光和文字提示所取代。簡而言之，面對計(jì)算機(jī)的彩色可以窺視若大變電站內(nèi)的瞬變?nèi)f化。 (4)運(yùn)行管理智能化。變電站綜合自動(dòng)化另一個(gè)特征是運(yùn)行管理智能化。智能化不僅表現(xiàn)在常規(guī)的自動(dòng)化功能上，如自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)報(bào)報(bào)表、電壓無功自動(dòng)調(diào)節(jié)、小信號接地自動(dòng)選線、事故判別與處理等方面，還表現(xiàn)在能夠在線自診斷并不斷將自診斷的結(jié)果送向遠(yuǎn)方的主控端。這是區(qū)別常規(guī)二次系統(tǒng)的重 要特征。簡言之，常規(guī)二次系統(tǒng)只能檢測一次設(shè)備，而對自己本身的故障診斷困難，必須更多的靠維護(hù)人員去檢查發(fā)現(xiàn)；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不僅檢測一次設(shè)備還時(shí)刻檢查自己是否有故障，這就充分體現(xiàn)了其智能化。 變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式 22 歸納起來，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式有集中式、分布分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏三種類型。 集中式的一般采用功能較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展其 I/O及外圍接口，集中采集信息、集中處理與計(jì)算，有的甚至將保護(hù)功能也做在一起，如下圖所示。這種方式提出得較早，主要受條件限制，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)還沒 有發(fā)展，這種方式可靠性差，功能也有限，很難推廣應(yīng)用。 打印機(jī) 調(diào)度所 /控制操作中心 入 出 控制回路 變電站集中式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 隨著計(jì)算機(jī)特別是單片機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特別是位總線技術(shù)的問世，用于變電站所控制的分布式結(jié)構(gòu)裝置與系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，一般按回路進(jìn)行設(shè)計(jì)。將數(shù)據(jù)采集、控制單元和計(jì)算機(jī)保護(hù)單元就地裝在開關(guān)柜內(nèi)或其他一次設(shè)備附近就地安裝，相互之間有網(wǎng)絡(luò)電纜或光纜連接起來，構(gòu)成一個(gè)分布分散式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，如下圖 所示。這種系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)省電纜，并避免了電纜傳送信息的電磁干擾，其次是最大限度地壓縮了二次設(shè)備的占地面積。這種模式在高壓變電站應(yīng)用可能更為適合。 另一種形式是分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏，這種方式在中低壓變電站用得最多。這種系統(tǒng)具有分布式結(jié)構(gòu)全部的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)便于擴(kuò)充、便于維護(hù)，一個(gè)環(huán)節(jié)故障不影響其他部件的正常運(yùn)行?？紤]到中低壓變電站的一次設(shè)備都比較集中，有不少是組合式設(shè)備，分布面不廣，所用信號電纜不長，因而采取集中組屏方式，比分散式就地安裝多不了多少電纜，優(yōu)點(diǎn)在于集中組屏后便于設(shè)計(jì)、安裝與維護(hù)管理。 人機(jī)聯(lián)系 I/O 接口 主計(jì)算機(jī) 23 打印機(jī)或 調(diào)度所 /控制操作中心 其它接口 光纜或電纜 TV/TA 操作 TV/TA 操作 TV/TA 保護(hù) TV/TA 保護(hù) 狀態(tài)信號 回路 狀態(tài)信號 回路 狀態(tài)信號 出口 狀態(tài) 出口 油溫 分布分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能 變電站綜合自動(dòng)化主要包括安全監(jiān)控、計(jì)算機(jī)保護(hù)、開關(guān)操作， 電壓無功控制、遠(yuǎn)動(dòng)、低頻減載以及自診斷等功能。 監(jiān)控系統(tǒng)功能 監(jiān)控系統(tǒng)功能包括數(shù)據(jù)采集、安全監(jiān)視、事件順序記錄、電能計(jì)算、控制操作、與計(jì)算機(jī)保護(hù)裝置通信等。 (1)數(shù)據(jù)采集與顯示。采集變電站電力運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并通過當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方的顯示器將運(yùn)行工況以數(shù)據(jù)和畫面兩種方式反映給運(yùn)行人員。其中，工頻模擬量采用計(jì)算機(jī)交流采樣，狀態(tài)觸點(diǎn)方式接入監(jiān)控系統(tǒng)。 (2)安全監(jiān)視。對采集的模擬量、狀態(tài)量及保護(hù)信息進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視。當(dāng)有被測量越限、保護(hù)動(dòng)作、非正常狀態(tài)變化、設(shè)備異常時(shí)，能及時(shí)在當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)方發(fā)出音響或語音報(bào)警、 推出報(bào)警畫面、顯示異常區(qū)域，為運(yùn)行人員提供處理故障所需的全部信息，事故信息還可存貯和打印記錄，供事后分析故障原因用。 人機(jī)聯(lián)系 主控機(jī) (或雙機(jī) ) 線路開關(guān)柜 保護(hù)與控制 單 元 饋線開關(guān)柜 保護(hù)與監(jiān)控 單 元 變壓器保護(hù) 單 元 單元 電容器保護(hù) 24 (3)事件順序記錄。變電站發(fā)生故障時(shí)，對異常狀態(tài)變化的時(shí)間順序進(jìn)行自動(dòng)記錄、存貯、遠(yuǎn)傳。時(shí)間順序記錄分析率一般小于 5ms,高壓變電站可提高到小于 1ms. (4)電能計(jì)算。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對采集的電能量分時(shí)統(tǒng)計(jì)，旁路代送時(shí)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電量的累加。 (5)控制操作。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對斷路器、隔離開關(guān)的開、合控制和變壓器分接頭的調(diào)整控制，具有防誤操作措施，為防止系統(tǒng)故障時(shí)無法操作被控設(shè)備，在設(shè)計(jì)上應(yīng)保留人工直接 跳合閘手段。 (6)與保護(hù)裝置通信、交換數(shù)據(jù)。向保護(hù)裝置發(fā)出對時(shí)、召喚數(shù)據(jù)命令，傳送新的保護(hù)定值；保護(hù)裝置向監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)告保護(hù)動(dòng)作參數(shù)（動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作性質(zhì)、動(dòng)作值、動(dòng)作名稱等），響應(yīng)召喚命令回報(bào)當(dāng)前保護(hù)定值以及修改定值的返校信息等。 計(jì)算機(jī)保護(hù)功能 (1)變壓器保護(hù)。利用二次諧波制動(dòng)的電流差動(dòng)保護(hù)、過電流保護(hù)、重瓦斯保護(hù)等。 (2)進(jìn)線線路保護(hù)。一般按用戶要求配置。 (3)饋電線路保護(hù)。一般有電流速斷保護(hù)、定 /反時(shí)限過電流保護(hù)、三相自動(dòng)重合閘功能。 (4)母線保護(hù)。 (5)電容器保護(hù)。包括過壓保護(hù)和欠壓保護(hù)、過電流保護(hù)、電流差動(dòng)保護(hù)。 (6)用戶提出的其他合理的保護(hù)配置。 電壓和無功綜合控制 以保證電壓合格和優(yōu)化無功補(bǔ)償為控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對有災(zāi)調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的綜合調(diào)節(jié)和控制，既可提高供電質(zhì)量，又具有節(jié)能的功效，同時(shí)具有自動(dòng)統(tǒng)計(jì)電壓合格率的功能。 遠(yuǎn)動(dòng)功能 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有很強(qiáng)的遠(yuǎn)動(dòng)功能，不僅具有實(shí)現(xiàn)常規(guī)的遙測、遙信遙控遙調(diào)、事件記錄遠(yuǎn)傳功能，而且還具有保護(hù)定值遠(yuǎn)方監(jiān)視與修改、故障錄波與測距的遠(yuǎn)方傳輸功能。一般綜合自動(dòng)化具有多個(gè)遠(yuǎn)方接口功能，必 要時(shí)還可服從主站端的通信規(guī)約進(jìn)行非常規(guī)的數(shù)據(jù)通信。 系統(tǒng)在線自診斷功能 系統(tǒng)的在線自診斷功能，能自診斷到各設(shè)備的插件級。 25 第 7 章 變電站監(jiān)控系統(tǒng) 變電站監(jiān)控系