【正文】 操作機(jī)構(gòu)微機(jī)總控制端運(yùn)行設(shè)備保護(hù)裝置監(jiān)控系統(tǒng)圖8 10KV箱式變電站智能控制系統(tǒng) 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。通過對這些信息的綜合分析做出相對應(yīng)動(dòng)作，確保變電站的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)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，但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。計(jì)量柜電度表一般不進(jìn)入計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(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。電度計(jì)量應(yīng)選用帶脈沖輸出的電度表。5A或0100V測量信號,低壓直接取220V或380V信號。（4）電壓變送器的測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。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＃?）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。有中央信號系統(tǒng)時(shí),信號繼電器應(yīng)再有一對常開接點(diǎn)引到中央信號系統(tǒng),以下兩種常開接點(diǎn)應(yīng)分開,由于電壓等級不同,不能共用地線。所有常開接點(diǎn)可以共用一個(gè)信號地線,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,以防止人工就地手動(dòng)分閘時(shí)出現(xiàn)誤報(bào)信號。（2）計(jì)算機(jī)監(jiān)測與控制系統(tǒng)的分合閘繼電器接點(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)控制和遠(yuǎn)方轉(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，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(diǎn)，而音響信號在于引起運(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；（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；（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(jìn)行控制稱為距離控制。 斷路器控制與信號回路 概述斷路器控制方式按控制地點(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,信號與控制回路設(shè)計(jì)不變,值班室的中央信號系統(tǒng)（信號屏,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)屏與中央信號系統(tǒng)(信號屏、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、信號與控制回路進(jìn)入計(jì)算機(jī)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(jì)回路、斷路器控制和信號回路、中央信號回路、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，同時(shí)確定其中所有一、二次設(shè)備的型號和規(guī)格。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s4 5sGN1904C/20 200 50 GW1410/200 10200 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9所示。表7高壓電流互感器型號型號額定電流比級次組合二次負(fù)荷1s熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)1級3級（C）D級LA10200/5，1/31 75 135表8 低壓電流互感器型號額定一次電流（A）一次安匝額定二次負(fù)荷（Ω） 1級 3級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式電磁式電壓互感器；當(dāng)容量和準(zhǔn)確級滿足要求時(shí)，也可采用電容式電壓互感器。 ，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(shí)應(yīng)注意校核窗口尺寸。高壓熔斷器選用RW510/25如表6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 不小于熔體的額定電流即： ≥ （6）（2）熔體的額定電流 =k （7）式中Imax—熔斷器所在電路最大工作電流；k—可靠系數(shù)。綜合考慮10kV箱式變電站10kV側(cè)選用ZN2310型真空斷路器。運(yùn)行噪聲低，維護(hù)工作量小，檢修間隔期長，運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠、壽命較長；斷路器價(jià)格較高。少油斷路器使用較早，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，易于維護(hù)，噪聲低，油量少；它易劣化，需要一套油處理裝置。該斷路器全開斷時(shí)間短。先對幾種斷路器的技術(shù)性能和運(yùn)行維護(hù)方面的特點(diǎn)簡要介紹如下。低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如表4所列?，F(xiàn)僅對選擇的特殊條件或簡要步驟予以介紹。 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(shí)設(shè)備應(yīng)安全可靠的運(yùn)行，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。c電纜一般均有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。a 用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 （2）按短路條件校驗(yàn)1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效力的能力。2）所選設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓 即 ≥ （1）一般電器設(shè)備的電壓設(shè)計(jì)值滿足 。1）考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。 設(shè)備選型電器設(shè)備選擇的一般條件如下：（1）按正常條件選擇電器設(shè)備按正常條件選擇，就要考慮電器裝置的環(huán)境條件和電氣要求。開關(guān)柜內(nèi)設(shè)有上下隔離刀閘，ZN2310型真空斷路器，選用干式高精度的電流互感器和電壓互感器，電容器采用高質(zhì)量并聯(lián)電容器，并裝有放電PT，站變選用SC9型干式站變，站內(nèi)裝有多組氧化鋅避雷器?？杀ＷC設(shè)備在40～+40℃之間運(yùn)行。外層采用不銹鋼體，底盤鋼架采用金屬噴鋅技術(shù),有良好的防腐性能。4 10KV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型 10kV箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)10kV母線采用單母線接線。（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。（1）框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成，外股、門和頂蓋用新材料色彩鋼板制作。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有防壓、防雨防老鼠等小動(dòng)物措施及占地面積小、操作方便，安全可靠、可以移動(dòng)等特點(diǎn)。主變壓器額定容量為1600kVA，接在10kV母線上。相比之下負(fù)荷開關(guān)體積小，簡單易開發(fā)。由于同電壓等級負(fù)荷開關(guān)的價(jià)格大約是斷路器的價(jià)格的1/4～1/5，而負(fù)荷開關(guān)+熔斷器的價(jià)格僅僅是斷路器的價(jià)格的1/3，因此采用負(fù)荷開關(guān)+熔斷器有較大經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障，為使油箱不爆炸，故障切除時(shí)間必須限在20ms內(nèi)。這種熔斷器的整個(gè)動(dòng)作過程發(fā)生在密封的瓷管中，在熄滅電弧時(shí)，巨大氣流不會(huì)沖出管外。限流熔斷器切斷短路電流的電流波形如圖6所示 1 a 2 時(shí)間 0 b 燃弧時(shí)間 圖6 限流熔斷器切斷短路電流時(shí)電流波形1—切斷前電流波形 2—切斷過程中電流波形—截止電流；—?jiǎng)幼鲿r(shí)間負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器中使用限流型高壓熔斷器，這種熔斷器是依靠填充在熔體周圍的石英砂冷卻電弧，達(dá)到有效熄滅電弧，用于在強(qiáng)力冷卻熄弧過程中建立起高于工作電壓的電弧電壓，因而具有很強(qiáng)限流能力。熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便，仍然具有發(fā)展前途。 采用負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器保護(hù)變壓器負(fù)荷開關(guān)是用來開、合負(fù)載電流的開關(guān)裝置，它一般具有關(guān)合短路電流能力，但是它不能開斷短路電流。有為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護(hù)罩。為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計(jì)成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風(fēng)道，裝有自動(dòng)強(qiáng)迫排氣通風(fēng)裝置(軸流風(fēng)機(jī)或幅面風(fēng)機(jī))。 變壓器的散熱處理變壓器設(shè)置有二種方式：一種將變壓器外露，另一種將就壓器安裝在封閉隔室內(nèi)。因?yàn)檫@樣如果熔斷器一相熔斷后不會(huì)造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，熔斷器所對應(yīng)的低壓側(cè)相電壓幾乎為零，其它兩相電壓正常。由于三相五拄Dyn11聯(lián)結(jié)，如果熔斷器一相熔斷后，會(huì)造成低壓側(cè)兩相電壓不正常，為額定電壓的1/2，會(huì)使負(fù)載欠壓運(yùn)行。圖5 變壓器的Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)綜合考慮10kV箱式變電站變壓器的容量確定為1600kVA，因?yàn)槿辔逯鬌yn11連接變壓器帶三相不對稱負(fù)載能力強(qiáng)，不會(huì)因三相負(fù)載不對稱造成中性點(diǎn)電壓偏移，負(fù)載電壓質(zhì)量可得到保證；此外，這種變壓器還具有很好的耐雷特性。但是Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣要求稍低于Dyn11，從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器。對于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來說，其3n次（n為整數(shù)）諧波勵(lì)磁電流在其三角形結(jié)構(gòu)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，不注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星型接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器更利于抑制高次諧波電流；Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于低壓單相接地短路故障的保護(hù)和切除；當(dāng)接用單相不平負(fù)荷時(shí)，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重影響了接用單相負(fù)荷的容量，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。其器身為三相三柱或三相五柱式結(jié)構(gòu)、Dyn11或Yyn0聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“△”外部。其中，負(fù)荷開關(guān)QLA和QLB在隔離故障線段時(shí)，能及時(shí)恢復(fù)回路的連續(xù)供電；同負(fù)荷開關(guān)QLC相連的熔斷器Ｆ在高壓/低壓變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)起保護(hù)作用；QLC對熔斷器和變壓器還起隔離和接地作用。高壓開關(guān)選用可靠性高和具有自動(dòng)化裝置及智能化接口的先進(jìn)的產(chǎn)品：SF6負(fù)荷開關(guān)、壓氣式負(fù)荷開關(guān)、真空負(fù)荷開關(guān)等。線路側(cè)負(fù)荷開關(guān)必須配有直流電源電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無外來交流電源狀態(tài)下自啟動(dòng)。 高壓接線方式高壓側(cè)，采用負(fù)荷開關(guān)+限流熔斷器作為就壓器的主保護(hù)，一般有環(huán)網(wǎng)、雙電源和終端三種供電方式，有兩組插入式熔斷器和后備保護(hù)熔斷器串聯(lián)進(jìn)行分段范圍保護(hù)。綜上可知，單母線接線造價(jià)低而供電穩(wěn)定性低，雙母線供電穩(wěn)定性高但其造價(jià)高且接線線路復(fù)雜，而單母線分段接線一方面線路簡單，造價(jià)低，另一方面其供電穩(wěn)定性也能在一定程度上能夠得以保證。接線方式如圖4所示。但雙母線也有如下的缺點(diǎn)：造價(jià)高；當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤動(dòng)作。接線方式如圖3。但它的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有回路到要長時(shí)間停電。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段，任一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩斷母線同時(shí)停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)將故障段迅速切除，從而保證了正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以嚴(yán)禁帶負(fù)荷操作。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后和斷路器。接線方式如圖2。母線及母線隔離開關(guān)等任一個(gè)元件發(fā)生故障或檢修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置