【正文】 第 35 頁 將采集過來的數(shù)據(jù)經(jīng)過各種處理，通過 GUI 界面顯示給用戶（ Mapinfo 配電地理信息系統(tǒng)）。 軟件設(shè)計 主站系統(tǒng)軟件，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、電力系統(tǒng)模型、數(shù)據(jù)采集和傳輸。監(jiān)控單元 的硬件由 CPU主控板、模擬板、輸入板、輸出板、面板、總線板等六部分組成。 CPU 板是整個單元的核心，它接收經(jīng)過模擬板模擬轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)、面板的開關(guān)量和上位機的通信數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后向輸出板輸出操作信號，通過斷路器的動作完成報警、跳閘等功能，或者通過操作 LED輸出測量信息的數(shù)值，或者向上位機上傳信息。 輸入板接收所有要采集的各個參數(shù)，經(jīng)過互感器的交換，送到模擬塊。 箱式變電站的智能監(jiān)控方案 硬件設(shè)計及工作原理 智能監(jiān)控單元以 16 位微處理器為控制核心，外擴現(xiàn)場可編程芯片（ PSD），組成最小 CPU系統(tǒng)，硬件電路簡單，設(shè)計、調(diào)試和擴展十分靈活方便。 （ 5） 負(fù)荷控制 負(fù)荷控制是用對用戶負(fù)荷進行遠(yuǎn)方控制的方式，以抑制高峰負(fù)荷和提高負(fù)荷率。 （ 3） 經(jīng)濟控制 經(jīng)濟性控制的目的是為了有效的利用配電設(shè)備的能力，降低或推遲擴建資金的投入，減少運行費用 。這一系列的倒閘操作可以由配電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)來完成。包括：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 分段 對于環(huán)狀配電網(wǎng)，在正常運行時是由分段開關(guān)加以分開，實行開環(huán)運行。在非永久性故障時，依靠繼電保護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)自動化的功能 （ 1） 配電網(wǎng)的實時監(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，使得系統(tǒng)組網(wǎng)成為必然。 保護裝置 監(jiān)控系統(tǒng) 運行設(shè)備 操作機構(gòu) 微機總控制端 第 33 頁 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 變壓器在運行過程中由于負(fù)荷及各種原因的影響，溫度容易升高，若不及時對其降溫，或在溫度急聚上升時做出相應(yīng)地處理，將影響變壓器出力甚至設(shè)備故障或永久損壞。 圖 9 10KV 箱式變電站智能控制系統(tǒng) 電參量監(jiān)測與保護 實時在線監(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，記錄運行時的電壓，電流，功率，功率因數(shù)，供上位機調(diào)用或本地監(jiān)測；實時監(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)及時分?jǐn)嘭?fù)荷開關(guān)或向上位機發(fā)送故障狀態(tài)信號。通過對這些信息的綜合分析作出對應(yīng)動作，確保變電站的經(jīng)濟、安全運行，延長使用壽命。 鑒 于這種情況，我們對箱式變電站智能監(jiān)控采用預(yù)裝式變電站智能監(jiān)控單元。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，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。如圖 7所示。 。其型號及一次接線與原電度表相同 ,只在備注中說明帶脈沖輸出 ,并注明與計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)相匹配的直流電源電壓 ,設(shè)計時應(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)計時應(yīng)將電量變送器統(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） 需要進入計算機監(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。有中央信號系統(tǒng)時 ,信號繼電器應(yīng)再有一對常開接點引到中央信號系統(tǒng) ,以下兩種常開接點應(yīng)分開 ,由于電壓等級不同 ,不能共用地線 。所有常開接點可以共用一個信號地線 ,但不能與交流系統(tǒng)地線相連接 。 （ 4） 所有進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)方操作開關(guān)的手動分閘操作開關(guān)或按鈕應(yīng)有一對獨立的常開接點引到計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng) ,以便在人工手動分閘時給計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)一個開關(guān)量輸入信號 ,以防止人工就地手動分閘時出現(xiàn)誤報信號 。 （ 2） 計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的合分閘繼電器接點與開關(guān)柜上合分閘開 關(guān)或按鈕之間應(yīng)設(shè)計手動與遠(yuǎn)方自動轉(zhuǎn)換開關(guān) 。 控制回路 設(shè)計 （ 1） 計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)都有合閘與分閘繼電器輸出接點 ,一般接點容量為 A050V,3A。由全所共用的音響信號，稱為中央音響信號裝置。燈光信號表明不正常工作狀態(tài)的性質(zhì)地點， 而音響信號在于引起運行人員的注意。 斷路器控制回路的基本要求有： （ 1）能進行手動跳閘、合閘，也能完成自動跳閘，斷路器跳閘（合閘）過程完成后，能自動切斷跳閘（合閘）線圈回路電流，防止線圈長時間通電而燒毀； （ 2）有防止斷路器連續(xù)多次跳閘或合閘操作的位置信號； （ 3）有反映斷路器完成跳閘或合閘的防跳回路； （ 4）有斷路器自動跳閘或合閘的位置信號； （ 5）有控制回路完好性監(jiān)視信號； （ 6）在滿足要求的前提下，力求簡單可靠。在控制室內(nèi)對配電裝置中的斷路器進行控制稱為距離控制。 斷路器控制與信號回路 概述 斷路器控制按控制地點可分為集中控制與就地控制。 （ 3） 開關(guān) 柜內(nèi)的繼電保護 ,計量 ,信號與控制回路設(shè)計不變 ,值班室的中央信號系統(tǒng) （ 信號屏 ,計量屏與控制屏 ） 只包括電源進線與母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)柜 ,所有出線開關(guān)柜均不進入中央信號系統(tǒng)。 二次系統(tǒng)總體方案 （ 1） 開關(guān)柜內(nèi)的繼電保護 ,計量 ,信號與控制回路設(shè)計不變 ,值班室的繼電保護屏與中央信號系統(tǒng) (信號屏、計量屏與控制屏 )保持原設(shè)計不變 ,再設(shè)計一套重復(fù)的計量、信號與控制回路進入計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng) 。 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、測量表計回路、斷路器控制 和信號回路、中央信號回路、繼電保護和自動裝置回路等。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、控制及信號設(shè)備、繼電保護設(shè)備、自動裝置和運動裝置等。 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)幾個方案的技術(shù)經(jīng)濟比較后，優(yōu)選出柜、屏的型式及其一次線路方案編號，同時確定其中所有一、二次設(shè)備的型號和規(guī)格。 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。 熱穩(wěn)定校驗： 2tI t= *4=3969≥ kQ = （穩(wěn)態(tài)值） *4=，滿足要求。 2） GN1904C/20 型隔離開關(guān)額定電壓 Un=，額定電流 200A，額定峰值耐受電流 50kA，熱穩(wěn)定電流有效值 ，額定短時耐受電流 50kA。 第 28 頁 熱穩(wěn)定校驗： 2tI t= *4=625≥ kQ = 210 （穩(wěn)態(tài)值） *4=400，滿足要求。 表 10 高低壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù) 型號 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 4s 5s GN1904C/20 200 50 GW1410/200 10 200 40 1） GW1410/200型隔離開關(guān)額定電壓 Un=10kV，額定電流 200A，額定峰值耐受電流 40kA，熱穩(wěn)定電流有效值 ，額定短時耐受電流 40kA。電壓互感器選用JDJJ35其技術(shù)參數(shù)如表 9所示。 （ 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)地點和使用條件進行選擇，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式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時，也可采用電容式電壓第 27 頁 互感器。 熱穩(wěn)定校驗： 2tI t= *4=2025≥ kQ = 210 （穩(wěn)態(tài)值） *4=400，滿足要求。 表 7 高壓電流互感器型號 型號 額定電流 級次組合 二次負(fù)荷 1s 熱穩(wěn)定電流（ KA有效值） 額定 動穩(wěn) 態(tài)電流（ KA峰值） 級 1 級 3 級 （ C）D 級 LA10 300/5 ，1/3 1 （ 1） LA10型電流互感器額定電壓 Un=10kV，額定 一次 電流 300A， 額定二次電流 5A，額定峰值耐受電流 ，熱穩(wěn)定電流有效值 ，額定短時耐受電流 。 STAN. ，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。選用母線型時應(yīng)注意校核窗口尺寸。 綜上所述，二次側(cè)斷路器滿足要求，斷路器選擇完畢。 斷路器動穩(wěn)定校驗：斷路器額定峰 值耐受電流 40kA 大于三相短路沖擊電流 ，滿足要求。 熱穩(wěn) 定校驗： 2tI t= 225 *4=2500≥ kQ = 210 （穩(wěn)態(tài)值） *4=400，滿足要求。 表 5 ZN2335 型真空斷路器的技術(shù)參數(shù) 類別 型號 額定電壓 額定 電流 斷流容量 動穩(wěn)定電流峰值 kA 熱穩(wěn)定電流 kA 固有分閘時間 ≤ 合閘時間 ≤ 陪用操動機構(gòu) 開斷電流 第 25 頁 kV A kA kA 真空 ZN2310 10 630 60 25（ 4s） s 5s CT12 30 真空 ZN2804 200 40 20（ 4s） s 25 （ 1） ZN2310 型斷路器額定電壓 Un=10kV，額定電流 630A，額定短路開斷電流 30kA，額定峰值耐受電流 60kA，熱穩(wěn)定電流有效值 25kA，額定短時耐受電流 60kA。 。現(xiàn)僅對選擇的特殊條件或簡要步驟予以介紹。 第 23 頁 高低壓電器設(shè)備選擇的要求 （ 1）高壓一次設(shè)備的選型 高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)安全可靠的運 行，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 10kV側(cè)選用 ZN2310型真空斷路器 (樂清市旭開電氣有限公司 )， ZN2804(西安電器設(shè)備制造廠 )技術(shù)參數(shù)如表 5所示。 A/500MV 取基準(zhǔn)容量 dS =100MV A/500MV A/( 3 ? )=。 取基準(zhǔn)容量 dS =100MV (8)控制部分： 對變電站所有斷路器要求具有當(dāng)?shù)丶斑h(yuǎn)方控制功能，電氣防跳功能，遙控跳閘閉鎖重合閘功能等。 (6)遙信： 斷路器位置、主變保護動作信號、電容器保護動作信號、 10kV 出線保護信號、10kV 系統(tǒng)接地信號、直流系統(tǒng)接地信號、直流系統(tǒng)電壓過高或過低、站用變切換、煙霧 報警信號、溫度信號、電壓互感器交流回路斷線信號等。 10kV出線保護：速斷保護、過流保護、三相一次重合閘、低頻減載、接地選檢。 (4)五防閉鎖裝置：微機監(jiān)控裝置與微機五防閉鎖裝置應(yīng)有機結(jié)合，達(dá)到采樣信息共享、直觀、對應(yīng)、簡單易行。 (2)站內(nèi)主變、斷路器的電流、電壓、功率、電能從計量表直接讀取。 電氣二次部分 為適應(yīng)無人值守和調(diào)度自動化的需要，在電氣二次部分，采用微機保 護和綜合自動化系統(tǒng)，實時監(jiān)控，保障電網(wǎng)安全。 下圖 10Kv戶外箱式變電站 外觀圖： 圖 7 10Kv戶外箱式變電站 外觀圖 電氣一次部分 35kV、 10kV 箱式變電站主變壓器采用自然冷卻、低噪音。 (6)要機械強度高，耐壓抗張，抗沖擊。 (4)防潮性能好，不會因冷熱突變而產(chǎn)生凝露。 (2)箱頂應(yīng)考慮自然排水功能。箱式變電站總體布置圖見附錄 圖。（ 4）變壓器室：配備1600kVA油浸式變壓器。包括三工位負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、互感器、避雷器等。