【導(dǎo)讀】專業(yè)文檔，值得下載！用低、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，受到世界各國電力工作者的重視。年代中期，國內(nèi)開始出現(xiàn)簡(jiǎn)易箱式變電站，并得到了迅速發(fā)展。1000KVA箱式變電站的設(shè)計(jì)高壓側(cè)額定電壓為35kV，低壓側(cè)額定電。壓為10kV，主變壓器容量為5000kVA。主接線采用單母線分段接線。具有這些特點(diǎn)的最佳產(chǎn)品，因而在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。壓網(wǎng)自動(dòng)投切等先進(jìn)技術(shù)的預(yù)裝式變電站成為首選的配電設(shè)備。美式預(yù)裝式變電站在我國。叫做“預(yù)裝式變電站”或“美式箱變”，一區(qū)別歐式預(yù)裝式變電站。用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)。運(yùn)行檢視儀器儀表，如壓力計(jì)，壓力釋放閥，油位計(jì)，油溫表等。熔斷器的動(dòng)作造成的游離碳會(huì)影響整個(gè)箱變的壽命。各種公共場(chǎng)所，如機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等?！澳孔中汀辈贾门c“品字型”布置相比，“目字型”接線較為方便，故大多。但“品字型”布置結(jié)構(gòu)較為緊湊，特別是當(dāng)變壓器室排布。滿足無人值班的要求。

　　

【正文】 華北電力大學(xué) 28 第 4 章 二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二次系統(tǒng)的定義及分類 箱式變電站的設(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，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。 電氣測(cè)量?jī)x表及測(cè)量回路 為了保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行和用戶的安全用電，使一次設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，必須在變（配）電站中裝設(shè)電氣測(cè)量?jī)x表，以監(jiān)視其運(yùn)行狀況。 為電氣測(cè)量?jī)x表，要保證其測(cè)量范圍和準(zhǔn)確度滿足變配電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視和計(jì)量的要求，并力求外形美觀，便于觀測(cè)，經(jīng)濟(jì)耐用等。具體要求 如下； （ 1）準(zhǔn)確度高，誤差小。其數(shù)值應(yīng)符合所屬等級(jí)準(zhǔn)確度的要求； （ 2）誤差不應(yīng)隨時(shí)間、溫度、濕度和外磁場(chǎng)等外界條件的影響而變化； （ 3）儀表本身消耗的功率應(yīng)越小越好； （ 4）儀表應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度、耐壓和短時(shí)過載能力，以保證安全運(yùn)行； （ 5）應(yīng)有良好的讀書裝置； （ 6）構(gòu)造堅(jiān)固，使用維護(hù)都要方便。 二次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 全站智能化設(shè)計(jì)，保護(hù)系統(tǒng)采用變電站微機(jī)自動(dòng)化保護(hù)裝置，該系統(tǒng)做為分層、分布式多 CPU 的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，包括了變電站所需的各種繼電保 護(hù)如變壓器保護(hù)、 35kV/10kV 線路保護(hù)、低周減載、電容器保護(hù)等，具有變電站的測(cè)量、華北電力大學(xué) 29 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)行工況監(jiān)視、控制操作、自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)及全部遠(yuǎn)動(dòng)功能。系統(tǒng)采用分布式控制系統(tǒng)，配置、擴(kuò)展、組態(tài)靈活、控制管理集中、功能分散，數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性強(qiáng)，傳輸安全可靠，操作靈活方便。 對(duì)于變電站的整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)主要采用以下幾個(gè)裝置，它們都具有以下特點(diǎn)： ①裝置有抗系統(tǒng)諧波的能力； ②裝置有自檢功能，自檢出錯(cuò)報(bào)警及閉鎖保護(hù)； ③裝置出口及動(dòng)作回路可設(shè)投切壓板； ④裝置保護(hù)動(dòng)作出口與監(jiān)控動(dòng)作出口各自獨(dú)立； ⑤ 裝置集測(cè)量、計(jì) 量、保護(hù)、控制功能于一體。 （ 1） 變壓器保護(hù) 變壓器保護(hù)主要采用主變主保護(hù)裝置、主變高壓側(cè)保護(hù)監(jiān)控裝置、主變低壓側(cè)監(jiān)控 裝置等三個(gè)裝置。主要實(shí)現(xiàn)： ①比率差動(dòng)保護(hù)； ② 差動(dòng)速斷保護(hù)； ③重瓦斯保護(hù)； ④兩段式復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)。 （ 2） 10kV 線路保護(hù)監(jiān)控裝置主要實(shí)現(xiàn)： ①三段式三相過流保護(hù)，保護(hù)由無時(shí)限速斷、定時(shí)限速斷、定時(shí)限過流組成； ②三相一次重合閘； ③低周減載。 （ 3） 10kV電容器保護(hù)監(jiān)控裝置主要實(shí)現(xiàn)： ①定時(shí)限電流保護(hù)； ②電壓保護(hù)。 （ 4） 備用電源自投裝置 適用于母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，由監(jiān) 控和保護(hù)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)備用電源自動(dòng)投入功能及母聯(lián)速斷過流保護(hù)。 （ 5） PT 監(jiān)控裝置 適用于母線電壓互感器，由監(jiān)控和保護(hù)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)組成，可實(shí)現(xiàn)PT 自動(dòng)切換功能及單相接地保護(hù)及低電壓保護(hù)。 （ 6）中央信號(hào)監(jiān)控裝置 與其它裝置相配合完成全站事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)報(bào)警輸出，主變油溫及環(huán)境華北電力大學(xué) 30 溫度。 二次系統(tǒng)總體方案 （ 1）開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù) ,計(jì)量 ,信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)不變 ,值班室的繼電保護(hù)屏與中 央信號(hào)系統(tǒng) (信號(hào)屏、計(jì)量屏與控制屏 )保持原設(shè)計(jì)不變 ,再設(shè)計(jì)一套重復(fù)的 計(jì)量、信號(hào)與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。 （ 2）開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù) ,計(jì)量 ,信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)不變 ,值班室的中央信號(hào)系統(tǒng)（信號(hào)屏、計(jì)量屏與控制量）取消 ,集中保護(hù)的繼電保護(hù)屏應(yīng)保留 ,再將計(jì)量 ,信號(hào)與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。 （ 3）開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護(hù) ,計(jì)量 ,信號(hào)與控制回路設(shè)計(jì)不變 ,值班室的中央信號(hào)系統(tǒng)（信號(hào)屏 ,計(jì)量屏與控制屏）只包括電源進(jìn)線與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜 ,所有出線開關(guān)柜均不進(jìn)入中央信號(hào)系統(tǒng)。電源進(jìn)線 ,母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜及所有出線開關(guān)柜的中央信號(hào)系統(tǒng) (信號(hào)、計(jì)量與控制 )全部進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān) 測(cè)與控制系統(tǒng)。 斷路器控制與信號(hào)回路 概述 斷路器控制按控制地點(diǎn)可分為集中控制與就地控制。所謂集中控制就是集中在控制室內(nèi)進(jìn)行控制；就地控制就是在斷路器安裝地點(diǎn)進(jìn)行控制。在控制室內(nèi)對(duì)配電裝置中的斷路器進(jìn)行控制稱為距離控制。這種控制主要由控制開關(guān)、控制電纜和操作機(jī)構(gòu)等組成。 在箱式變電站運(yùn)行的各種電氣設(shè)備，隨時(shí)都可能發(fā)生不正常運(yùn)行的工作狀態(tài)。中央信號(hào)，主要用來示警和顯示電氣設(shè)備的工作狀態(tài)，以便于運(yùn)行人員及時(shí)了解、采取措施。 斷路器控制回路的基本要求有： （ 1）能進(jìn)行手 動(dòng)跳閘、合閘，也能完成自動(dòng)跳閘，斷路器跳閘（合閘）過程完成后，能自動(dòng)切斷跳閘（合閘）線圈回路電流，防止線圈長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀； （ 2）有防止斷路器連續(xù)多次跳閘或合閘操作的位置信號(hào)； （ 3）有反映斷路器完成跳閘或合閘的防跳回路； （ 4）有斷路器自動(dòng)跳閘或合閘的位置信號(hào)； （ 5）有控制回路完好性監(jiān)視信號(hào)； 華北電力大學(xué) 31 （ 6）在滿足要求的前提下，力求簡(jiǎn)單可靠。 中央控制信號(hào)裝置按形式分有燈光信號(hào)和音響信號(hào)。燈光信號(hào)表明不正常工作狀態(tài)的性質(zhì)地點(diǎn)，而音響信號(hào)在于引起運(yùn)行人員的注意。燈光信號(hào)通過裝設(shè)在個(gè)控制屏上的信號(hào)燈光和光字牌，表 明各種電氣設(shè)備的情況，音響信號(hào)則通過蜂鳴器和警鈴的聲響來實(shí)現(xiàn)，設(shè)置在控制室內(nèi)。由全所共用的音響信號(hào)，稱為中央音響信號(hào)裝置。 中央信號(hào)裝置按用途分有：事故信號(hào)，預(yù)告信號(hào)和位置信號(hào)。 控制回路設(shè)計(jì) （ 1）計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)都有合閘與分閘繼電器輸出接點(diǎn) ,一般接點(diǎn)容量為 A050V,3A。將其并連接到開關(guān)柜的合分閘開關(guān)或按鈕上就可以進(jìn)行遠(yuǎn)方合分閘操作。 （ 2）計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的合分閘繼電器接點(diǎn)與開關(guān)柜上合分閘開關(guān)或按鈕之間應(yīng)設(shè)計(jì)手動(dòng)與遠(yuǎn)方自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。 （ 3） 10KV 及以上 的供配電系統(tǒng)需要計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)方合分閘操作時(shí) ,其控制開關(guān)應(yīng)取消不對(duì)應(yīng)接線 ,可以選用自復(fù)位式轉(zhuǎn)換開關(guān) ,也可選用控制按鈕。 （ 4）所有進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方操作開關(guān)的手動(dòng)分閘操作開關(guān)或按鈕應(yīng)有一對(duì)獨(dú)立的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng) ,以便在人工手動(dòng)分閘時(shí)給計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)一個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào) ,以防止人工就地手動(dòng)分閘時(shí)出現(xiàn)誤報(bào)信號(hào)。 信號(hào)回路設(shè)計(jì) （ 1）所有需要計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視的開關(guān)狀態(tài) ,均應(yīng)有一對(duì)常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。所有常開接點(diǎn)可以共用一個(gè)信號(hào)地 線 ,但不能與交流系統(tǒng)地線相連接。 （ 2）所有信號(hào)繼電器均應(yīng)有一對(duì)單獨(dú)的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)。有中央信號(hào)系統(tǒng)時(shí) ,信號(hào)繼電器應(yīng)再有一對(duì)常開接點(diǎn)引到中央信號(hào)系統(tǒng) ,以下兩種常開接點(diǎn)應(yīng)分開 ,由于電壓等級(jí)不同 ,不能共用地線。 華北電力大學(xué) 32 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?。?5V,←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）電量變送器的一次接線與電工測(cè)量?jī)x表完全相同。電流回路串聯(lián)在電流互感器回路中 ,電壓回路并聯(lián)在電壓互感器電壓回路中。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將電量變送器器統(tǒng)一布置于電流互感器電流回路的最末端 ,避免與電工測(cè)量?jī)x表相互交叉布置。 （ 5）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 05V或 420mA。 （ 6）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 0100V 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。 華北電力大學(xué) 33 第 5章 箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì) 箱 式變電站的監(jiān)控內(nèi)容 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量要求越來越高。預(yù)裝式變電站和傳統(tǒng)的供電所相比，雖然有著明顯的優(yōu)勢(shì)，單仍存在一些不足之處，比如沒有變壓器故障監(jiān)控，無防環(huán)境影響的揭露控制等。傳統(tǒng)的保護(hù)只在高壓側(cè)配置負(fù)荷開關(guān)和熔斷器，變壓器有的裝有專用溫度控制器，低壓室出線一般設(shè)有空氣開關(guān)和塑殼開關(guān)。 鑒于這種情況，我們對(duì)箱式變電站智能監(jiān)控采用預(yù)裝式變電站智能監(jiān)控單元。它集中采集了預(yù)裝式變電站所有有用的信息，包括電參量、環(huán)境溫濕度、變壓器溫度等信息。通過對(duì)這些信息的綜合分析作出對(duì)應(yīng)動(dòng)作，確保變 電站的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行，延長(zhǎng)使用壽命。下面介紹箱變的監(jiān)控內(nèi)容： 電參量監(jiān)測(cè)與保護(hù) 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)高壓側(cè)三相入口電壓 /出口電流，低壓側(cè)各輸出端口電流，記錄運(yùn)行時(shí)的電壓，電流，功率，功率因數(shù)，供上位機(jī)調(diào)用或本地監(jiān)測(cè)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)裝式變電站三相高壓端出口電流故障，根據(jù)故障狀態(tài)及時(shí)分?jǐn)嘭?fù)荷開關(guān)或向上位機(jī)發(fā)送故障狀態(tài)信號(hào)。 防凝露保護(hù) 預(yù)裝式變電站一般用于戶外，對(duì)高壓室，低壓室實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)溫濕度信號(hào)，根據(jù)當(dāng)前溫濕度值及時(shí)啟停除濕，升溫設(shè)備，破壞凝露的生成，有效防止高壓開關(guān)和低壓開關(guān)設(shè)備因表面 出現(xiàn)凝露而發(fā)生閃絡(luò)放電事故。 變壓器室溫度保護(hù) 變壓器在運(yùn)行過程中由于負(fù)荷及各種原因的影響，溫度容易升高，若不及時(shí)對(duì)其降溫，或在溫度急聚上升時(shí)做出相應(yīng)地處理，將影響變壓器出力甚至設(shè)備故障或永久損壞。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度或變壓器油溫，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過設(shè)定值時(shí)，可啟動(dòng)風(fēng)扇，強(qiáng)迫排風(fēng)散熱。 華北電力大學(xué) 34 參數(shù)在線數(shù)字化顯示和設(shè)定 8 位 LED 循環(huán)顯示高壓側(cè)入口三相電壓和出口三相電流、低壓側(cè)各輸出端口電壓高壓側(cè)低壓室溫濕度和變壓器室溫度，通過按“顯示”鍵可顯示高壓側(cè)最新出口故障電流。 故障電流地 整定值和各路溫濕度的上小限設(shè)置值均可通過鍵盤設(shè)置修改，或通過上 位機(jī)下發(fā)命令而設(shè)置修高故障電流整定值和溫濕度上下限值。 系統(tǒng)組網(wǎng)與集中化管理 預(yù)裝式變電站無人值守的特點(diǎn)，使得系統(tǒng)組網(wǎng)成為必然。現(xiàn)場(chǎng)總線通信接口積極 RS485/422 人機(jī)通信接口能方便地通過電力線載波、無線電信道、通信電纜與縣調(diào)或地調(diào)進(jìn)行可靠通信，符合部頒通信規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)，從而全面支持“四遙”功能。 配電網(wǎng)自動(dòng)化的功能 （ 1）配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制 這種監(jiān)視和控制功能與大電網(wǎng)的 SCADA 系統(tǒng)原則上具有類似的功能，只是監(jiān)視 和控制的對(duì)象不同，其規(guī)模較小。它必須隨時(shí)了解配電網(wǎng)內(nèi)各重要母線電壓，各配電線的有功功率的狀況；反映系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化后各配電變壓器，斷路器及柱子上開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)；重要用戶的負(fù)荷情況及其電力和電能表的信息等。這些信息必須連續(xù)地或周期性地被采集和不斷地更新。反映這些信息的數(shù)據(jù)必須可靠，完整和具有一定的精確度，以便準(zhǔn)確的實(shí)施各種控制和記錄。 （ 2）安全性控制 安全性控制的目的是使配電網(wǎng)系統(tǒng)在發(fā)生故障后所造成的損失和影響最小。實(shí)施安全性控制首先識(shí)別故障。在非永久性故障時(shí)，依靠繼電保護(hù)和重合閘來消除故障和恢復(fù)供電。在永久性 故障時(shí)，要將故障隔離在最小范圍內(nèi)，使非故障部分的用戶盡可能快地恢復(fù)供電。安全控制主要有以下幾方面： ①電線的切換和自動(dòng)分段 對(duì)于環(huán)狀配電網(wǎng)，在正常運(yùn)行時(shí)是由分段開關(guān)加以分開，實(shí)行開環(huán)運(yùn)行。在發(fā)生永久性故障時(shí)，配電網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)遙測(cè)和遙信信號(hào)自動(dòng)地識(shí)別故障將故障隔離，并自動(dòng)地重新安排運(yùn)行方式，恢復(fù)所有非故障線的供電。包括：華北電力大學(xué) 35 故障檢測(cè)、故障隔離、初始電源恢復(fù)和配電線重新配置。