【正文】 包括：華北電力大學(xué) 35 故障檢測、故障隔離、初始電源恢復(fù)和配電線重新配置。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。 （ 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。這些信息必須連續(xù)地或周期性地被采集和不斷地更新。 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 和控制的對象不同，其規(guī)模較小。 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。 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。 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。下面介紹箱變的監(jiān)控內(nèi)容： 電參量監(jiān)測與保護(hù) 實(shí)時(shí)在線監(jiān)測高壓側(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；實(shí)時(shí)監(jiān)測預(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)。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。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)。 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，用戶對供電可靠性和電能質(zhì)量要求越來越高。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。不再需要各種電量變送器 ,開關(guān)柜上各種測量儀表可以取消。 （ 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。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 ,避免與電工測量儀表相互交叉布置。 （ 4）電量變送器的一次接線與電工測量儀表完全相同。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。 （ 3）電量變送器的種類與電工測量儀表完全對應(yīng)。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)橹绷鳌? （ 2）需要進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的各種測量參數(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。有中央信號(hào)系統(tǒng)時(shí) ,信號(hào)繼電器應(yīng)再有一對常開接點(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。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。 （ 4）所有進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(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)有一對獨(dú)立的常開接點(diǎn)引到計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(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)。 （ 2）計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(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)。 控制回路設(shè)計(jì) （ 1）計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(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。由全所共用的音響信號(hào)，稱為中央音響信號(hào)裝置。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。 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，力求簡單可靠。 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)。在控制室內(nèi)對配電裝置中的斷路器進(jìn)行控制稱為距離控制。 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。 （ 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)。 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)測與控制系統(tǒng)。 （ 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)。 （ 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)。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)。 對于變電站的整個(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 裝置集測量、計(jì) 量、保護(hù)、控制功能于一體。 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。具體要求 如下； （ 1）準(zhǔn)確度高，誤差小。 電氣測量儀表及測量回路 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)電氣測量儀表，以監(jiān)視其運(yùn)行狀況。 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。主接線所連接的都是一次設(shè)備，而二次設(shè)備是指測量表計(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。 10kV開關(guān)柜選用 XGN610101 型。高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的選擇，應(yīng)滿足變配電所一次電路圖的各要求并經(jīng)幾個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，優(yōu)選出柜、屏的型式及其一次線路方案編號(hào)，同時(shí)確定其中 所有一、二次設(shè)備的型號(hào)和規(guī)格。 表 高低壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定電壓 （ kA） 額定電流 （ A） 極限通過電流峰值 （ kA） 熱穩(wěn)定電流 s4 5s GN1910C/400 10 630 50 GW1435/630 35 630 40 開關(guān)柜的選型 制造廠生產(chǎn)各種不同電路的開關(guān)柜、配電屏或標(biāo)準(zhǔn)元件，品種很多。電壓互感器選用JDJJ35 其技術(shù)參數(shù)如表 所示。 華北電力大學(xué) 26 表 高壓電流互感器型號(hào) 型號(hào) 額定電流比 級(jí)次組合 二次負(fù)荷 1s 熱穩(wěn)定倍數(shù) 動(dòng) 穩(wěn)定 倍數(shù) 1 級(jí) 3 級(jí) （ C）D 級(jí) LA10 200/5 ， 1/3 1 75 135 表 低壓電流互感器 型號(hào) 額定一次 電流（ A） 一次安匝 額定二次負(fù)荷（ Ω） 級(jí) 1 級(jí) 3 級(jí) 400 400 — （ 2）電壓互感器的選型要求 電壓互感器的種類和形式應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇，例如：在6~35kV 屋內(nèi)配電裝置中，一般采用油漬式或澆注式； 110~220kV 配電裝置通常采用串級(jí)式電磁式電壓互感器；當(dāng)容 量和準(zhǔn)確級(jí)滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。 SN， TA，限定二次繞組接入的總負(fù)荷 Z2； 。為了保證測量儀表的準(zhǔn)確度，互感器的準(zhǔn)確度不低于所測量儀表的準(zhǔn)確級(jí)。選用母線型時(shí)應(yīng)注意校核窗口尺寸。高壓熔斷器選用 RW535/50 如表 所示。對于變壓器回路 k的取值，在不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí) k=~，記入自起動(dòng)時(shí) k=~；對于電力電容器回路，一臺(tái)電容器時(shí) k=~，一組電容器時(shí) k=~。 （ 1）熔管額定電流 為了保證熔斷器殼不致過熱毀壞，要求熔斷器熔管的額定電流 IN， f1 不小于熔體的額定電流 IN， f2即： INf2≥ INf2 （ ） （ 2）熔體的額定電流 IN， f2=kI max （ ） 式中 Imax— 熔斷器所在電路最大工作電流； k— 可靠系數(shù)。 真空斷路器連續(xù)多次操作，且開斷性能好，滅弧迅速、動(dòng)作時(shí)間短；運(yùn)行維護(hù)簡單，滅弧室不需要檢修；噪聲低，無火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)；價(jià)格較昂貴。 六氟化硫（ SF6）斷路器的額定電流和開斷能力都可以作得很 大；開斷性能好，可適用于各種工況開斷； SF6氣體滅弧、絕緣性能好，所以斷開電壓做得較高；斷開開距小。增加壓油活塞裝置加強(qiáng)機(jī)械油吹后，可開斷空載長線。 少油短路器開斷電流大，對 35 以下可采用加并聯(lián)以提高額定電流； 35kV 以上為積木結(jié)構(gòu)。 表 低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 設(shè)備名稱 電壓（ V） 電流（ A） 斷流能力 （ kA） 短流電流校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 低壓熔斷器 √ √ √ — — 低壓刀開關(guān) √ √ √ √ √ 低壓負(fù)荷開關(guān) √ √ √ √ √ 低壓斷路器 √ √ √ √ √ 斷路器的選型 斷路器型式的選擇應(yīng)綜合考慮安裝地點(diǎn)環(huán)境的條件、使用的技術(shù)條件和安裝項(xiàng)目 設(shè)備 額定電壓 額定電流 開斷電流 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 高壓斷路器 UN， et≥ UN IN， et≥ Imax Ibr≥ I∞ iet≥ ish I2t≥ I2∞ tima 隔離開關(guān) — 負(fù)荷開關(guān) Ibr≥ I∞ 高壓熔斷器 Ibr ≥ I ∞ 或Ish 華北電力大學(xué) 24 調(diào)試與維護(hù)護(hù)方便等因素。 華北電力大學(xué) 23 表 高壓電器選擇與校驗(yàn)條件 （ 2）低壓一次設(shè)備選型 低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須考慮安裝地點(diǎn)并滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求；同時(shí)設(shè)備工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓電器的選擇和校驗(yàn)可按表 所列各項(xiàng)條件進(jìn)行。 ②熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng) 超過短時(shí)發(fā)熱最高允許值，即 I2tt≥ I2∞ tima （ ） 式中 I∞ — 設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流； tima— 短路電流假想時(shí)間； It— t 秒內(nèi)允許通過的短路電流值或稱 t 秒熱穩(wěn)定電流（ kA）； t— 廠家給出的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間，一般為 4s、 5s、 1s 等。 b 電壓互感器及其所在回路的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定，因?yàn)槎搪冯娏骱苄?。滿足穩(wěn)定的條件 iet≥ ish （ ） 或