35KV箱式變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文論文

./本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目35KV箱式變電站設(shè)計(jì)英文題目Thedesignof35KVboxtypesubstation學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師2013年11月本科畢業(yè)設(shè)計(jì)題目35KV箱式變電站設(shè)計(jì)英文題目Thedesignof35KVboxtypesubstation學(xué)生簽名：指導(dǎo)教師簽名：2013年11月.本科畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文任務(wù)書學(xué)生姓名班級(jí)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化導(dǎo)師姓名職稱單位畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文題目35KV箱式變電站設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文主要內(nèi)容和要求：主要內(nèi)容：〔135KV箱式變電站的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〔2箱式變電站主接線設(shè)計(jì)于一次設(shè)備選型〔3二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔4箱式變電站智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì)要求：〔1深入了解課題研究的內(nèi)容,充分查閱有關(guān)設(shè)計(jì)書籍及手冊(cè),學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)?！?研究工藝過程,畫出控制流程圖?！?根據(jù)工藝做系統(tǒng)研究,設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)?！?箱式變電站的發(fā)展應(yīng)用?！?箱式變電站的結(jié)構(gòu)分類,以及箱式變電站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)極其設(shè)備選型?！?二次系統(tǒng)設(shè)計(jì),以及箱式變電站的智能監(jiān)控系統(tǒng)。〔735kV箱式變電站的設(shè)計(jì)高壓側(cè)額定電壓為35kV。〔8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。畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文主要參考資料：[1]黃紹平.成套電器技術(shù)[M].XX工程學(xué)院講義〔內(nèi)部資料,2002[2]費(fèi)廣標(biāo).35kV箱式變電站模式設(shè)計(jì)[M].中國(guó)電力出版社,2003[3]朱寶驊.一種新型箱式變電站-集成變配電站[J].電工技術(shù)雜志,2002.2[4]麥艷紅.新型箱式變電站的應(yīng)用與分析[J].廣西水利水電,2001.1[5]熊作勝.關(guān)于35kv箱式變電站的技術(shù)改進(jìn)[J].電氣時(shí)代,2001.3[6]呂亞杰.箱變的結(jié)構(gòu)及適用型分析[J].XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2001.1[7]蔡心一,顏長(zhǎng)斌.歐式、美式、國(guó)產(chǎn)式箱變的特性分析[J].XX電器,2001.1[8]高頌九.預(yù)裝式變電站小區(qū)布點(diǎn)及容量選擇分析[J].變壓器,2002.11[9]趙磊.對(duì)箱式變電站設(shè)計(jì)的建議[J].農(nóng)村電氣化,2002.4[10]劉滌塵.電氣工程基礎(chǔ)[M].XX理工大學(xué)出版社,2002.1[11]輸變電常用標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.3[12]電力系統(tǒng)一次接線[M].北京,電力工業(yè)出版社,1995[13]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京,水利電力出版社,1994[14]劉健.配電自動(dòng)化系統(tǒng)[M].北京,中國(guó)水利電力出版社,1998[15]蘇文成.工廠供電[M].北京,機(jī)械工業(yè)出版社,1981畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文應(yīng)完成的主要工作：1．35kV箱式變站總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2．主接線設(shè)計(jì)與一次設(shè)備選型3.二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)4．箱式變電站智智能監(jiān)控功能設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文進(jìn)度安排：序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文各階段內(nèi)容時(shí)間安排備注1查閱資料9月15日-9月25日235kV箱式變電站總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9月25日-10月1日3主接線設(shè)計(jì)與一次設(shè)備選型10月1日-10月5日4二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)10月5日-10月10日535kV箱式變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)10月10日-10月15日6撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文10月15日-10月20日課題信息：課題性質(zhì)：設(shè)計(jì)■論文課題來源：教學(xué)科研生產(chǎn)其它發(fā)出任務(wù)書日期：指導(dǎo)教師簽名：年月日教研室意見：教研室主任簽名：年月日學(xué)生簽名：.摘要箱式變電站又稱戶外成套變電站,也有稱做組合式變電站,它是發(fā)展于20世紀(jì)60年代至70年代歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家推出的一種戶外成套變電所的新型變電設(shè)備,由于它具有組合靈活,便于運(yùn)輸、遷移、安裝方便,施工周期短、運(yùn)行費(fèi)用低、無污染、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),受到世界各國(guó)電力工作者的重視。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期,國(guó)內(nèi)開始出現(xiàn)簡(jiǎn)易箱式變電站,并得到了迅速發(fā)展。關(guān)鍵詞：箱式變電站；結(jié)構(gòu)；一次系統(tǒng)；二次系統(tǒng)ABSTRACTBox-typetransformersubstationcallsagainoutdooratransformersubstation,alsocalltodothesectionaltransformersubstation.Itisadevelopmenttowaitto70'sEuropeandAmericawesternprosperinthe60'sof20centuriesthenationreleaseakindofoutdoorthesetchangestogiveorgetanelectricshockofnewchangetogiveorgetanelectricshocktheequipments,becauseithavethecombinationvivid,easytoconveyance,move,installconvenience,startconstructionconstructiontheperiodisshortandcirculatetheexpenseslow,freefrompollution,donotneedmaintenanceetc.advantage,suffertheinternationalcommunityelectricpowertheworkervalues.Enterthemiddleof90'sof20centuries.Thedomesticstartsappearingthesimplebox-typetransformersubstation,andgotthequickdevelopment.Keywords：box-typetransformersubstation；construction；firstsystem；secondsystem.目錄1緒論11.1供配電技術(shù)的發(fā)展11.2箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)11.2.1箱式變電站的類型11.2.2箱式變電站的結(jié)構(gòu)11.2.3箱式變電站的技術(shù)特點(diǎn)21.3箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范41.3.4箱體要求7235kV箱式變電站總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)92.1.箱式變電站對(duì)主接線的基本要求92.2.主接線的選擇92.3.高壓接線方式102.4.箱式變電站箱體的確定112.4.1箱體結(jié)構(gòu)的確定112.4.2合理配置112.5.箱式變電站總體布置11335kV箱式變電站設(shè)備選型133.1設(shè)備選型133.1.1箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意的方面133.1.2設(shè)備選型的基本原理133.1.3高低壓電器設(shè)備選擇的要求173.1.4斷路器的選型183.1.5熔斷器的選型193.1.6互感器的選型203.1.7隔離開關(guān)的選型203.1.8開關(guān)柜的選型21435kV箱式變電站一次系統(tǒng)及二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.1主電路設(shè)計(jì)224.1.1一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則224.1.2一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.2電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)224.2.1二次系統(tǒng)定義及分類224.2.3二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)235箱式變電站綜合保護(hù)245.1變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)介紹245.1.1變電站綜合自動(dòng)化概述245.1.2變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性255.1.3變電站綜合自動(dòng)化的基本功能255.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展及結(jié)構(gòu)形式265.2.1變電站綜自系統(tǒng)發(fā)展的基本趨勢(shì)265.2.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式275.3TDI-3000型變配電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)285.3.1TDI-3000系統(tǒng)構(gòu)成285.3.2TDI-3000系統(tǒng)主要功能285.3.3瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理315.3.5瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算32結(jié)束語36致謝37參考文獻(xiàn)38附錄A35KV箱變自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案39附錄B電氣主接線圖40.1緒論1.1供配電技術(shù)的發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展,中國(guó)當(dāng)前城市建設(shè)發(fā)展迅速,其規(guī)模之大,范圍之廣,均是空前的,而無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)或是家庭用戶,都離不開電能,沒有電能很多事情都不能進(jìn)行,所以供配電技術(shù)給予是由其他形式能源轉(zhuǎn)換而來的,又可以轉(zhuǎn)換成其他形式的能源而利用,這就是自然規(guī)律中的能源雙向流動(dòng)性；電能的輸送既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì),又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量,有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化。因此,電能在現(xiàn)代工廠生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛了我們很好怎么去認(rèn)識(shí)電網(wǎng)中的知識(shí),掌握一些電能的安全性和可靠性。與此同時(shí),由于信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化住宅小區(qū)發(fā)展,因此不僅要求箱變安全可靠,同時(shí)要求具有"四遙"<遙測(cè)、遙訊、遙調(diào)、遙控>的智能化功能。這種智能箱式變電站<簡(jiǎn)稱智能箱變>環(huán)網(wǎng)供電時(shí),在特定自主軟件配合下,能完成故障區(qū)段自動(dòng)定位、故障切除、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能,從而保證在一分鐘左右恢復(fù)送電。1.2箱式變電站的類型、結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)1.2.1箱式變電站的類型箱式變電站有美式箱式變電站和歐式箱式變電站。美式預(yù)裝式變電站在我國(guó)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。它將變壓器器身、高壓負(fù)荷開關(guān)、熔斷器及高低連線置于一個(gè)共同的封閉油箱內(nèi),構(gòu)成一體式布置。用變壓器油作為帶電部分相間及對(duì)地的絕緣介質(zhì)。同時(shí),安裝有齊全的運(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。歐式預(yù)裝式變電站以前在我國(guó)習(xí)慣稱為"組合式變電站",它是將高壓開關(guān)設(shè)備、配電變壓器和低壓配電裝置布置在三個(gè)不同的隔室內(nèi),通過電纜或母線來實(shí)現(xiàn)電氣連接。1.2.2箱式變電站的結(jié)構(gòu)美式預(yù)裝式變電站的結(jié)構(gòu)型式大致有三種：〔1變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器共用一個(gè)油箱；〔2變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在上下兩個(gè)不同的油箱內(nèi)；〔3變壓器和負(fù)荷開關(guān)、熔斷器分別裝在左右兩個(gè)不同的油箱內(nèi)。其中〔1型為美式箱變的原結(jié)構(gòu),它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊縮、簡(jiǎn)潔、體積小、重量輕。〔2型和〔3型為〔1的變形。這種變型的理論根據(jù)是：開關(guān)操作和熔斷器的動(dòng)作造成的游離碳會(huì)影響整個(gè)箱變的壽命。由于采用普通油和難燃油作為絕燃介質(zhì),使之既可用于戶外,又可用于戶內(nèi),適用于住宅小區(qū)、共礦企業(yè)及各種公共場(chǎng)所,如機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、港口、高速公路、地鐵等。1.2.3箱式變電站的技術(shù)特點(diǎn)箱式變電站的高壓室一般是由高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器和避雷器等組成的,可以進(jìn)行停送電操作并且有過負(fù)荷和短路保護(hù)。低壓室由低壓空氣開關(guān)、電流互感器、電流表、電壓表等組成的。變壓器一般采用S9或干式的等。箱式變中的電器設(shè)備元件,均選用定型產(chǎn)品,元器件的技術(shù)性能均滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。為了可靠實(shí)現(xiàn)五防要求,各電器元件之間采用了機(jī)械聯(lián)鎖,各電器元件都安裝在有足夠強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)上,以便于導(dǎo)線的連接。操作采用電動(dòng)方式,不需另配電源,由TV引出即可。另外箱式變還都具有電能檢測(cè)、顯示、計(jì)量的功能,并能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的保護(hù)功能,還設(shè)有專用的接地導(dǎo)件,并有明顯的接地標(biāo)志。此外為適應(yīng)戶外工作環(huán)境,箱式變電站的殼頂一般都采用隔層結(jié)構(gòu),內(nèi)裝有隔熱材料,箱體底部和各室之間都有冷卻進(jìn)出風(fēng)口,采用自然風(fēng)冷和自動(dòng)控制的強(qiáng)迫風(fēng)冷等多種形式,以保證電氣設(shè)備的正常散熱,具有防雨、防塵、防止小動(dòng)物進(jìn)入等措施。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的箱式變的電壓等級(jí)：高壓側(cè)為3～35kV、低壓側(cè)為0.4～10kV。變壓器的容量：當(dāng)額定電壓比為35/10、6、0.4kV時(shí)可從幾百kVA～上萬kVA、當(dāng)額定電壓比為10、6/0.4kV時(shí)可從幾十kVA～幾千kVA。箱式變電站有如下特點(diǎn)：〔1技術(shù)先進(jìn)安全可靠箱體部分采用目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)及工藝,外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板,框架采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱材料及制作工藝,有良好的防腐性能,保證20年不銹蝕,內(nèi)封板采用鋁合金扣板,夾層采用防火保溫材料,箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置,設(shè)備運(yùn)行不受自然氣候環(huán)境及外界污染影響,可保證在－40℃～＋40℃的惡劣環(huán)境下正常運(yùn)行。箱體內(nèi)一次設(shè)備采用單元真空開關(guān)柜、干式變壓器、干式互感器、真空斷路器<彈簧操作機(jī)構(gòu)>等國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先設(shè)備,產(chǎn)品無裸露帶電部分,為全絕緣結(jié)構(gòu),完全能達(dá)到零觸電事故,全站可實(shí)現(xiàn)無油化運(yùn)行,安全性高,二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)無人值守?！?自動(dòng)化程度高全站智能化設(shè)計(jì),保護(hù)系統(tǒng)采用變電所微機(jī)綜合自動(dòng)化裝置,分散安裝,可實(shí)現(xiàn)"四遙",即遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào),每個(gè)單元均具有獨(dú)立運(yùn)行功能,繼電保護(hù)功能齊全,可對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置,對(duì)箱體內(nèi)濕度、溫度進(jìn)行控制,滿足無人值班的要求。〔3工廠預(yù)制化設(shè)計(jì)時(shí),只要設(shè)計(jì)人員根據(jù)變電站的實(shí)際要求,作出一次主接線圖和箱外設(shè)備的設(shè)計(jì),就可以選擇由廠家提供的箱變規(guī)格和型號(hào),所有設(shè)備在工廠一次安裝、調(diào)試合格,真正實(shí)現(xiàn)變電所建設(shè)工廠化,縮短了設(shè)計(jì)制造周期；現(xiàn)場(chǎng)安裝僅需箱體定位、箱體間電纜聯(lián)絡(luò)、出線電纜連接、保護(hù)定值校驗(yàn)、傳動(dòng)試驗(yàn)及其它需調(diào)試的工作,整個(gè)變電站從安裝到投運(yùn)大約只需5～8天的時(shí)間,大大縮短了建設(shè)工期?！?組合方式靈活箱式變電站由于結(jié)構(gòu)比較緊湊,每個(gè)箱體均構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng),這就使得組合方式靈活多變,我們可以全部采用箱式,即35kV及10kV設(shè)備全部箱內(nèi)安裝,組成全箱式變電所；也可以采用35kV設(shè)備室外安裝,10kV設(shè)備及控保系統(tǒng)箱內(nèi)安裝,這種組合方式,特別適用于農(nóng)網(wǎng)改造中的舊所改造,即原有35kV設(shè)備不動(dòng),僅安裝一個(gè)10kV開關(guān)箱即可達(dá)到無人值守的要求?！?投資省、見效快箱式變電站<35kV設(shè)備戶外布置,10kV設(shè)備箱內(nèi)安裝>較同規(guī)模綜自變電站<35kV設(shè)備戶外布置,10kV設(shè)備布置于戶內(nèi)高壓開關(guān)室及中控室>減少投資40％～50％。1.2.4箱式變電站與常規(guī)變電站的對(duì)比分析箱式變電站〔在IEC及歐洲稱為高壓/低壓預(yù)裝式變電站是一種集成化程度高,工廠預(yù)安裝、節(jié)能、節(jié)地的發(fā)展中設(shè)備與常規(guī)變電站相比,占地為1/20,工期為1/7,投資為1/2。在國(guó)外應(yīng)用極度為廣泛,在西歐占變電站總數(shù)的70%以上,美國(guó)為90%。在我國(guó)應(yīng)用為10%,是一種方興未艾的裝備。三種類型的箱式變電站的特點(diǎn)如下:〔1歐洲式：特點(diǎn)是防護(hù)性好,多了一個(gè)外殼,變壓器散熱不易,要降低容量運(yùn)行；〔2美國(guó)式：特點(diǎn)是變壓器保持戶外設(shè)備本質(zhì),散熱好,結(jié)構(gòu)緊湊,但是在我國(guó)10kV電網(wǎng)系中性不接地系統(tǒng),因此一相熔絲熔斷時(shí)不能跳開三相負(fù)荷開關(guān),造成非全相運(yùn)行,危及變壓器及用電設(shè)備,并且不易實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化；〔3中國(guó)式：從歐洲式派生而來,結(jié)合中國(guó)用戶需要改進(jìn)而成,但是符合中國(guó)電力部門各種法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)要求,可鉛封電能計(jì)量箱,無功補(bǔ)償,一應(yīng)俱全。箱式變電站與常規(guī)變電站性能比較見表1.1。預(yù)裝式變電站是輸變電設(shè)備發(fā)展方向,由前所述,我國(guó)應(yīng)用僅10%左右,而國(guó)外已達(dá)到的70-90%,所以預(yù)裝式變電站其社會(huì)效益顯著,市場(chǎng)前景廣闊。表1.1箱式變電站與常規(guī)變電站性能對(duì)比表序號(hào)對(duì)比項(xiàng)目常規(guī)變站組合式〔箱變變電站1設(shè)計(jì)工作需要土建、電氣二方面設(shè)計(jì)、工作量較大土建工作僅一個(gè)安裝基礎(chǔ),箱變本身有典型設(shè)計(jì),只須根據(jù)用戶要求,作一些調(diào)整,設(shè)計(jì)工作也大為減少。2基建時(shí)間6個(gè)月以上預(yù)先基礎(chǔ)做好以后,只需4-6小時(shí)就可以安裝完畢送電。3占地面積〔10kV800K為例≥100一般箱變12m2ZBW174m24安裝地點(diǎn)和負(fù)荷中心距離不能十分接近負(fù)荷中心,供電線路半徑較長(zhǎng),電壓降落及電能損失較高。能貼近負(fù)荷中心,甚至直接置于建筑物處,供電線路半徑可以很短電壓降落及電能損失較少,提高了供電質(zhì)量。5生產(chǎn)方式土建施工后,現(xiàn)場(chǎng)裝配。大規(guī)模、工作化生產(chǎn),質(zhì)量容量得到保證。1.3箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《高壓/低壓預(yù)裝式變電站》〔GB/T12467-1998,箱式變電站的技術(shù)要求與設(shè)計(jì)規(guī)范如下。1.3.1額定值 〔1額定電壓：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備,按GB/T11022。對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備,按GB/T14048.1和GB7251.1。〔2額定絕緣水平：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備,按GB/T11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備,按GB/T14048.1和GB7251.1。低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的最低額定沖擊耐受電壓至少應(yīng)為GB/T16935.1—1997的表1中IV類過電壓的給定值?！?額定頻率和相數(shù)：按GB/T11022、GB/T14048.1和GB7251.1?！?額定電流和溫升：額定電流按GB/T11022和GB7251.1。高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備的溫升按GB/T11022,低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的溫升,按GB7251.1?！?額定短時(shí)耐受電流：對(duì)于高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備,按GB/T11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備,按GB7251.1；對(duì)變壓器按IEC76-5和GB6450?！?額定短路持續(xù)時(shí)間：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備,按GB/T11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備,按GB7251.1?！?操動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源電壓：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制開關(guān)設(shè)備,按GB/T11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備,按GB7251.1。〔8操動(dòng)機(jī)構(gòu)和輔助回路的額定電源頻率：對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備,按GB/T11022；對(duì)低壓開關(guān)設(shè)備的控制設(shè)備,按GB7251.1?！?預(yù)裝式變電站的額定最大容量：預(yù)裝式變電站的額定最大容量是設(shè)計(jì)變電站時(shí)指定的變壓器的最大額定值。1.3.2設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計(jì)成能夠安全進(jìn)行正常使用、檢查和維護(hù)?！?接地：除按GB/T11022,還應(yīng)符合以下規(guī)定。應(yīng)提供一條連接預(yù)裝式變電站的每個(gè)元件的接地導(dǎo)體。接地導(dǎo)體的電流密度,如用銅導(dǎo)體,當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為1s時(shí)不應(yīng)超過200A/mm2,當(dāng)額定短路持續(xù)時(shí)間為3s時(shí)不應(yīng)超過125A/mm2；但其截面積不應(yīng)小于30mm2。它的端部應(yīng)有合適的接線端子,以便和裝置的接地系統(tǒng)連接。〔2輔助設(shè)備：對(duì)于預(yù)裝式變電站內(nèi)的低壓裝置〔例如照明、輔助電源等,適用時(shí),按GB/T14821.1或GB7251.1防護(hù)等級(jí)：防止人員觸及危險(xiǎn)部件、并防止外來物體進(jìn)入和水分浸入設(shè)備的保護(hù)是必需的?！?主接線設(shè)計(jì)與一次設(shè)備選型預(yù)裝式變電站外殼的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于GB4208—1993中的IP23D更高的防護(hù)等級(jí)可以按GB4208予以規(guī)定?！?操作通道：預(yù)裝式變電站內(nèi)部的操作通道的寬度應(yīng)適應(yīng)于進(jìn)行任何操作和維護(hù)。該通道的寬度應(yīng)為800mm或更大些。預(yù)裝式變電站內(nèi)部的快關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的門應(yīng)朝出口方向關(guān)閉,或者是轉(zhuǎn)動(dòng)的,這樣不致減少通道的寬度。門在任一開啟位置或開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減少到500mm?！?預(yù)裝式變電站的選用導(dǎo)則對(duì)于給定的運(yùn)行方式,選用預(yù)裝式變電站時(shí),要按正常負(fù)荷條件和故障情況的要求來選擇各元件的額定值。外殼級(jí)別的選擇取決于周圍溫度和變壓器的負(fù)荷系數(shù)。對(duì)某一額定外殼等級(jí),變壓器的負(fù)荷系數(shù)取決于變電站安裝處的周圍溫度。對(duì)變動(dòng)的負(fù)荷,可按GB/T17211,采用一個(gè)修正系數(shù)?？梢杂帽緲?biāo)準(zhǔn)的附錄D來確定外殼級(jí)別和變壓器的負(fù)荷系數(shù)?！?主變壓器與箱體之間應(yīng)滿足最小防火凈距《35～110kV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定,耐火等級(jí)為二級(jí)的建筑物與變壓器<油浸>之間最小防火凈距為10m。其面對(duì)變壓器、可燃介質(zhì)電容器等電器設(shè)備的外墻<符合防火墻要求>,在設(shè)備總高加3m及兩側(cè)各3m的范圍內(nèi)不設(shè)門窗不開孔洞時(shí),則該墻與設(shè)備之間的防火凈距可不受限制；如在上述范圍內(nèi)雖不開一般門窗,但設(shè)有防火門時(shí),則該墻與設(shè)備之間的防火凈距應(yīng)等于或大于5m。配電裝置的最低耐火等級(jí)為二級(jí),箱式配電站箱體內(nèi)部一次系統(tǒng)采用單元真空開關(guān)柜結(jié)構(gòu),每個(gè)單元均采用特制鋁型材裝飾的大門結(jié)構(gòu),每個(gè)間隔后部均設(shè)有雙層防護(hù)板,即可打開的外門,我們?cè)谠O(shè)計(jì)工作中,主變與箱體之間最小防火凈距建議采用10m,以確保變電所安全運(yùn)行。〔710kV電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè)為求美觀,變電所內(nèi)10kV箱式配電站箱體四圍一般均設(shè)計(jì)為水泥路面,10kV線路終端桿一般在變電所圍墻外10m處。如果將電纜直埋,引至線路終端桿,將給檢修帶來很大不便。因此10kV電纜出線應(yīng)穿鋼管敷設(shè),以方便用戶維護(hù)檢修。如10kV線路終端桿距離變電所較遠(yuǎn),則箱體至變電所圍墻段的10kV電纜出線必須穿鋼管敷設(shè)。在電纜出線末端的線路終端桿上裝設(shè)新型過電壓保護(hù)器,以防止過電壓?！?操作通道預(yù)裝式變電站內(nèi)部的操作通道的寬度應(yīng)適于進(jìn)行任何操作和維護(hù)。該通道的寬度應(yīng)為800mm或更大些。預(yù)裝式變電站內(nèi)部的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的門應(yīng)朝出口方向,或者是轉(zhuǎn)動(dòng)的,這樣不致減小通道的寬度。門在任一開啟位置或開關(guān)設(shè)備突出的機(jī)械傳動(dòng)裝置不應(yīng)將通道的寬度減小到500mm。1.3.3使用條件〔1正常使用條件①外殼：預(yù)裝式變電站應(yīng)設(shè)計(jì)成能在按GB/T11022規(guī)定的正常戶外使用條件下使用。②高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：在外殼內(nèi)部按GB7251.1規(guī)定的正常戶外使用條件。③變壓器：外殼內(nèi)的變壓器在額定電流下,其溫升比無外殼條件下的要求高,會(huì)超過GB1094.2或GB6450規(guī)定的溫度極限。變壓器的使用條件應(yīng)按安裝地點(diǎn)外部的使用條件和外殼級(jí)別來確定。變壓器的制造廠或用戶能夠據(jù)此計(jì)算降低變壓器的使用容量?！?特殊使用條件高壓開關(guān)設(shè)備和低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過1000m的地區(qū)按GB/T11022的規(guī)定。低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備在海拔超過2000m的地區(qū)按GB/T7251.1的規(guī)定。變壓器在海拔超過1000m的地區(qū),按GB1094.2或GB6450的規(guī)定[11]。1.3.4箱體要求〔1箱體內(nèi)照明、通風(fēng)、防沙、散熱應(yīng)滿足正常運(yùn)行、維護(hù)要求,并應(yīng)加裝溫度、濕度測(cè)量表計(jì)、凝露器、煙霧報(bào)警裝置,并將溫度、濕度、凝露、煙霧報(bào)警探頭信號(hào)接入綜合自動(dòng)化系統(tǒng),要考慮安裝通訊設(shè)備的位置?！?箱頂應(yīng)考慮自然排水功能?！?要抗紫外線輻射、抗暴曬性能好,不易導(dǎo)熱可避免因外部溫度過高而引起箱體溫升高。〔4防潮性能好,不會(huì)因冷熱突變而產(chǎn)生凝露?！?防腐、防裂、阻燃、防凍性能好。〔6要機(jī)械強(qiáng)度高,耐壓抗張,抗沖擊?！?對(duì)環(huán)境有良好的協(xié)調(diào)性,能美化環(huán)境,可適應(yīng)各種氣候條件,外形美觀,結(jié)構(gòu)緊湊,箱體占地面積少,節(jié)約土地。1.3.5箱式變電站內(nèi)部電器設(shè)備箱式變電站高壓配電裝置接線應(yīng)盡量簡(jiǎn)單,既有終端變電站接線,也應(yīng)有適應(yīng)環(huán)網(wǎng)供電的接線。高壓配電裝置宜采用符合開關(guān)加熔斷器組合結(jié)構(gòu),油浸式變壓器容量在800kVA及以上時(shí),應(yīng)采用能切斷電源的裝置與變壓器瓦斯保護(hù)相配合。高壓配電裝置應(yīng)具有防止誤拉、合開關(guān)設(shè)備,帶負(fù)荷拉、合刀閘,帶電掛地線,帶地線合閘和工作人員誤入帶電間隔的五防措施。負(fù)荷開關(guān)和熔斷器之間也應(yīng)有可靠的連鎖。箱體門內(nèi)側(cè)應(yīng)附有主回路線路圖、控制線路圖、操作程序及注意事項(xiàng)。母線宜采用絕緣導(dǎo)線〔或絕緣母線。高壓進(jìn)出線應(yīng)考慮電纜的安裝位置和便于進(jìn)行試驗(yàn)。變壓器應(yīng)采用損耗低、體積小、適合箱體內(nèi)安裝的結(jié)構(gòu)。根據(jù)不同的用戶要求,可以采用油浸式、干式或氣體絕緣式、無載調(diào)壓式或有載調(diào)壓式。變壓器如有油枕,其油標(biāo)應(yīng)便于監(jiān)視。變壓器的銘牌應(yīng)面向箱門一側(cè)。容量315kVA及以上變壓器,宜裝設(shè)電接點(diǎn)溫度計(jì),以監(jiān)測(cè)變壓器上層油溫〔或氣體溫度和啟動(dòng)通風(fēng)冷卻裝置。235kV箱式變電站總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.箱式變電站對(duì)主接線的基本要求概況地說,對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點(diǎn),必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定,正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng),考慮各種人身安全的技術(shù)措施?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)滿足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電,且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng),能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求,主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。靈活是用最少的切換,能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式,適應(yīng)調(diào)度的要求,并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式,使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短,影響范圍最小。經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求的條件下,保證需要的設(shè)計(jì)投資最少。在主接線設(shè)計(jì)時(shí),主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間2.2.主接線的選擇單母線接線是一種原始、最簡(jiǎn)單的接線,所有電源及出線均接在同一母線上,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明顯,采用設(shè)備少,操作簡(jiǎn)便,便于擴(kuò)建,造價(jià)低。缺點(diǎn)是供電可靠性低。母線及母線隔離開關(guān)等任一元件發(fā)生故障或檢修時(shí),均需使整個(gè)配電裝置停電。因此,單母線接線方式一般只在發(fā)電廠或變電所建設(shè)初期無重要用戶或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠中采用。在主接線中,斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。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。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置,斷流能力差,所以不能帶負(fù)荷操作。單母線分段接線是采用斷路器〔或隔離開關(guān)將母線分段,通常是分成兩段。母線分段后可進(jìn)行分段檢修,對(duì)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。兩段母線自動(dòng)同時(shí)故障的機(jī)遇很小,可以不予考慮。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。單母線分段接線既具有單母線接線簡(jiǎn)單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn),又在一定程度上提高了供電可靠性。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(zhǎng)時(shí)間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。雙母線分段接線有如下優(yōu)點(diǎn)：可輪換檢修母線或母線隔離開關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí),只停該回路；母線發(fā)生故障后,能迅速恢復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上,可靈活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和潮流變化；便于向母線左右任意一個(gè)方向順延擴(kuò)建。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。但可加裝斷路器的連鎖裝置或防誤操作裝置加以克服。當(dāng)進(jìn)線回路數(shù)或母線上電源較多時(shí),輸送和穿越功率較大,母線發(fā)生事故后要求盡快恢復(fù)供電,母線和母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電,系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用雙母線接線。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(jiǎn)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。所以35kV母線選用單母線接線方式,10kV采用單母線分段接線。2.3.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)。限流熔斷器一相熔斷時(shí)必須能聯(lián)動(dòng)跳開三相負(fù)荷開關(guān),不發(fā)生缺相運(yùn)行。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)。環(huán)網(wǎng)回路必需配置檢測(cè)故障電流用的電流互感器或傳感器。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：如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。環(huán)網(wǎng)供電單元一般至少由三個(gè)間隔組成,即二個(gè)環(huán)纜進(jìn)出間隔和一個(gè)變壓器回路間隔。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在中壓/低壓變器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)起保護(hù)作用；ＱＬＣ對(duì)溶斷器和變壓器還起隔離和接地作用。2.4.箱式變電站箱體的確定箱體結(jié)構(gòu)的確定箱式變電站按結(jié)構(gòu)主要有美式箱變和歐式箱變。歐式箱變?cè)靸r(jià)低而美式箱變體積小,約為同容量歐式箱變的1/3~1/5。常規(guī)土建變電站占地面積最大,歐式箱變次之,美式箱變常規(guī)土建變電站建造周期最長(zhǎng),歐式箱變次之。綜合考慮一般35kV箱式變電站的箱體選擇歐式箱變。合理配置根據(jù)實(shí)際情況可以采用不同的箱變配置方案,一般將主變壓器和電容器等充油設(shè)備,放置在箱體外,設(shè)置兩個(gè)箱體,一個(gè)35kV箱體,一個(gè)10kV箱體,其中一個(gè)箱體預(yù)留保護(hù)裝置的位置?？紤]節(jié)省資金,也可以將35kV斷路器等設(shè)備放于戶外,只設(shè)置10kV箱體。箱體的底座和骨架一般采用槽鋼和角鋼焊接而成,頂蓋和四壁采用金屬板內(nèi)襯阻燃材料壓制而成,能起到隔熱的作用。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,可在訂貨時(shí)對(duì)主體結(jié)構(gòu)提出相應(yīng)的要求。我縣地處鹽堿地帶,對(duì)設(shè)備的抗腐蝕性能要求較高,因此除主體框架采取了防腐工藝加工外,箱體的整體外層襯板采用了0.5mm厚的不銹鋼板。維護(hù)走廊是箱變正常運(yùn)行和檢修中的重要環(huán)節(jié),箱變的一個(gè)缺陷就是空間狹小,廠家從成本和設(shè)備緊湊性考慮,維護(hù)走廊一般都盡量壓縮。在選型時(shí)應(yīng)該將維護(hù)走廊作為一項(xiàng)指標(biāo)來考慮,不然會(huì)給將來的運(yùn)行和維護(hù),造成很大麻煩。箱體的密封和防塵是一個(gè)重要方面,特別是保護(hù)裝置對(duì)防塵等指標(biāo)要求較高,應(yīng)引起重視。箱體的底板下面,一般作為電纜室,在考慮箱體基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)顧及到電纜的安裝和維護(hù)方便,應(yīng)考慮人員出入、通風(fēng)以及照明等方面的要求。2.5.箱式變電站總體布置35kV箱式變電站高壓室額定電壓35kV,低壓室額定電壓10kV。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有防壓、防雨和防小動(dòng)物等措施及占地面積小、操作方便,安全可靠、可以移動(dòng)等特點(diǎn)。箱式變電站主要包括5部分,分別為框架、高壓室、低壓室、變壓器室、監(jiān)控室〔1框架：基本結(jié)構(gòu)是由槽鋼、角鋼和鋼板焊接而成,門和頂蓋用鋼板制作?！?高壓室：裝備真空斷路器?！?低壓室：裝備固定式低壓配電屏、包括主開關(guān)柜等。變壓器室：配備2500kVA油浸式變壓器。監(jiān)控室：裝備計(jì)量柜、后臺(tái)監(jiān)控柜、通信柜等。335kV箱式變電站設(shè)備選型3.1設(shè)備選型3.1.1箱式變電站設(shè)備選型應(yīng)注意的方面電氣設(shè)備的選擇是變電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一,正確的選擇電氣設(shè)備的目的是為了使導(dǎo)體和電器無論在正常情況或故障情況下,均能安全、經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況,在保證安全、可靠的前提下,積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù),并注意節(jié)約投資,選擇合適的電氣設(shè)備。在發(fā)電廠和變電所中,采用的電氣設(shè)備種類很多,其作用和工作條件并不一樣,具體選擇的方法也不同,但對(duì)他們的基本要求都是相同的。電氣設(shè)備的選擇的一般要求是：〔1滿足工作要求。應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修以及短路過電壓情況下的工作要求?！?適應(yīng)環(huán)境條件。陰干當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件進(jìn)行校驗(yàn)。〔3先進(jìn)合理。應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理?！?整體協(xié)調(diào)。應(yīng)與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致?！?適應(yīng)發(fā)展。應(yīng)適當(dāng)考慮發(fā)展,留有一定的裕量。〔6電氣設(shè)備能安全、可靠的工作,必須按正常工作條件進(jìn)行選擇,斌干短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。3.1.2設(shè)備選型的基本原理1．額定電壓電氣設(shè)備的額定電壓是標(biāo)示在其銘牌上的線電壓。電器可以長(zhǎng)期在其額定電壓的110%-115%下安全運(yùn)行,這一電壓成為最高允許工作電壓。當(dāng)在220KV及以下時(shí)其為1.05,當(dāng)為330-500KV是,其為1.1。另外,電氣設(shè)備還有一個(gè)最高工作電壓,即允許長(zhǎng)期運(yùn)行的最高電壓,一般不得超過其額定電壓的10%-15%。在選擇時(shí),電氣設(shè)備的額定電壓不應(yīng)低于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓,即式中,－電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電壓〔KV；－電網(wǎng)額定工作電壓〔KV。110KV以下電壓等級(jí)的電氣設(shè)備絕緣裕度較大。因此,在非高海拔地區(qū),按所在電網(wǎng)的額定電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓即可滿足要求。2．額定電流滿足此條件的目的在于使電氣設(shè)備的儲(chǔ)蓄溫度不超過長(zhǎng)期發(fā)熱的最高允許溫度值。在額定周圍環(huán)境條件下,導(dǎo)體和電氣設(shè)備的額定電壓不應(yīng)小于所在回路的最大工作電流,即式中,－電氣設(shè)備銘牌上所標(biāo)示的額定電流〔A－回路中的最大工作電流〔A在決定時(shí),應(yīng)以變壓器和線路的負(fù)荷作為出發(fā)點(diǎn),同時(shí)考慮這些設(shè)備的長(zhǎng)期工作狀態(tài)。在確定變壓器回路的最大長(zhǎng)期工作電流時(shí),應(yīng)考慮到變壓器過負(fù)荷運(yùn)行的可能性；母線分段電抗器的最大長(zhǎng)期工作電流應(yīng)為保證該母線負(fù)荷所需的電流；出線回路的最大長(zhǎng)期工作電流處考慮線路正常過負(fù)荷電流外,還應(yīng)考慮事故時(shí)由其他回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。表2.2各支路最大持續(xù)電流回路名稱最大長(zhǎng)期工作電流變壓器回路1.3~2倍的變壓器額定電流出線回路1.05倍的最大負(fù)荷電流續(xù)表母聯(lián)回路母線上最大一臺(tái)變壓器的分段回路變電所應(yīng)滿足用戶的一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷匯流回路按實(shí)際潮流分布計(jì)算3.環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備時(shí),還應(yīng)考慮其安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件,當(dāng)氣溫、風(fēng)速、污穢、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣的基本使用條件時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的措施?！?空氣溫度。標(biāo)準(zhǔn)的電氣周圍空氣溫度為40℃。若安裝地點(diǎn)日最高溫度高于40℃,但不超過60℃,則因散熱條件較差,最XX續(xù)工作電流應(yīng)適當(dāng)減少,則設(shè)備的額定電流應(yīng)按下式修正：式中,Ial—電氣設(shè)備的額定電流經(jīng)實(shí)際的周圍環(huán)境溫度修正后的允許電流〔AKt—溫度修正系數(shù)al—電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱最高允許溫度〔℃—實(shí)際的周圍環(huán)境溫度,取所在地方最熱月平均最高溫度〔℃—電氣設(shè)備的額定環(huán)境溫度〔℃設(shè)備的額定環(huán)境溫度一般取40℃,如周圍環(huán)境溫度高于40℃,但小于或等于60℃時(shí),其允許電流一般可按每增加1℃,其額定電流減少1.8%進(jìn)行修正；當(dāng)環(huán)境溫度低于40℃,每降低1℃,額定電流可增加0.5%,但其最大負(fù)荷不得超過其額定電流的20%。裸導(dǎo)體的額定環(huán)境溫度一般取25℃,如安裝地點(diǎn)的環(huán)境溫度在-5℃~50℃范圍內(nèi)變化時(shí),其允許通過的電流可按上市進(jìn)行修正?！?海拔高度。在電氣設(shè)備使用條件中,制造廠規(guī)定的基準(zhǔn)海拔高度為1000沒。當(dāng)海拔升高時(shí),空氣密度降低,散熱條件變壞,是高壓電器在運(yùn)行中溫升增加,但應(yīng)空氣溫德隨海拔高度升高而遞減,其值足以補(bǔ)償海拔升高對(duì)電氣溫升的影響,因而高壓電在高海拔地區(qū)〔不超過4000米使用時(shí),其額定電流可以保持不變。當(dāng)海拔高度超過規(guī)定值時(shí),由于大氣壓力空氣密度和濕度相應(yīng)減少,使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降,顯然對(duì)內(nèi)絕緣影響較小,但對(duì)外絕緣影響較大。在海拔高度為1000~3500米的范圍內(nèi),海拔高度每升高100米,電器最高工作電壓要下降1%,以此修正電器最高工作電壓值。4短路條件進(jìn)行校電氣設(shè)備按短路故障情況進(jìn)行校驗(yàn),就是要按最大可能的短路故障〔通常為三相短路故障時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。但有熔斷器和有熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體〔如電壓互感器等,以及架空線路,一般不必考慮動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn),對(duì)電纜,也不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。在電力系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣,但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行,各種設(shè)備均按正常工作的條件下的額定電壓和額定電流選擇,并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。1、熱穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性,就是校驗(yàn)設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下,其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過最高允許值。如果滿足這一條件,則選出的電氣設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。作熱穩(wěn)定校驗(yàn)時(shí),已通過電氣設(shè)備的三項(xiàng)短路電流為依據(jù),工程計(jì)算中常用下式校驗(yàn)所選的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求,即：式中,——三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值〔KA；——等值時(shí)間〔亦稱假想時(shí)間s,可由圖4-1查得；——制造廠規(guī)定的在ts內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流〔KA；t為與Ith相對(duì)應(yīng)的時(shí)間〔s。短路計(jì)算時(shí)間。校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定的短路計(jì)算時(shí)間應(yīng)為繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間top和斷路器全開斷時(shí)間toc之和,即式中,——保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,主要有主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間和后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間,當(dāng)為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間時(shí)一般取0.05s；當(dāng)為后備保護(hù)時(shí)間時(shí)一般取2.5s；——斷路器全開斷時(shí)間〔包括固有分閘時(shí)間和燃弧時(shí)間。如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù),對(duì)快速及中速動(dòng)作的斷路器,取toc=0.1-0.5s,對(duì)低速動(dòng)作的斷路器,取toc=0.2s。校驗(yàn)導(dǎo)體和110KV以下電纜的短路熱穩(wěn)定性時(shí),所用的計(jì)算時(shí)間,一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加上相應(yīng)地?cái)嗦菲鞯娜珠l時(shí)間.如主保護(hù)有死區(qū)時(shí),則應(yīng)采用能對(duì)該死區(qū)起作用的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,并采用相應(yīng)處的短路電流值。校驗(yàn)電器和110KV以上沖油電纜的短路電流計(jì)算時(shí)間,一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。2、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過時(shí),將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力,可能對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用。因此,各制造廠所生產(chǎn)的電器,都用最大允許的電流的幅值imax或最大有效值Imax表示其電動(dòng)力穩(wěn)定的程度,它表明電器通過上述電流時(shí),不至因電動(dòng)力的作用而損害。滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的條件為ish≤imax或Ish≤Imax式中ish及Ish——三相短路時(shí)的沖擊電流及最大有效值電流。電氣設(shè)備的選擇除了要滿足上述技術(shù)數(shù)據(jù)要求外,尚應(yīng)根據(jù)工程的自然環(huán)境、位置〔氣候條件、厭惡、化學(xué)污染、海拔高度、地震等、電氣主接線極短路電流水平、配電裝置的布置及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等因素考慮。3.1.3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。高壓電器的選擇和校驗(yàn)可按表3.1所列各項(xiàng)條件進(jìn)行?，F(xiàn)僅對(duì)選擇的特殊條件或簡(jiǎn)要步驟予以介紹。表3.1高壓電器選擇與校驗(yàn)條件項(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≥UNIN,et≥ImaxIbr≥I∞iet≥ishI2t≥I2∞tima隔離開關(guān)—負(fù)荷開關(guān)Ibr≥I∞高壓熔斷器Ibr≥I∞或Ish〔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。低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如表表3.2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√√√√√3.1.4斷路器的選型〔135kv側(cè)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇：<點(diǎn)短路電流>選用ZN12-35型斷路器,其技術(shù)參數(shù)如下表所示：表3.3ZN12-35型斷路器的技術(shù)參數(shù)斷路器型號(hào)額定電壓KV額定電流A最高工作電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時(shí)間S峰值4SZN12-3535300040.56.6176.60.06熱穩(wěn)定效驗(yàn)：電弧持續(xù)時(shí)間取0.04s,熱穩(wěn)定時(shí)間為：因此需要計(jì)入短路電流的非周期分量,查表得非周期分量的等效時(shí)間T=0.05S,所以,滿足熱穩(wěn)定效驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)：滿足動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn),因此所選斷路器合適。3.1.5熔斷器的選型熔斷器額定電流的選擇,除了根據(jù)環(huán)境條件確定采用戶內(nèi)或戶外、根據(jù)用于保護(hù)電力線路和電氣設(shè)備還是保護(hù)互感器確定采用RN1〔及其改進(jìn)型RN3、RN5、RN6或RN2等項(xiàng)目外,還包括熔管的額定電流和熔體的額定電流選擇?！?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：IN,f1≥IN,f2〔3.6〔2熔體的額定電流IN,f2=kImax〔3.7式中Imax—熔斷器所在電路最大工作電流；k—可靠系數(shù)。為防止熔體誤動(dòng)作而考慮留有一定裕度。對(duì)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=1.1~1.3,記入自起動(dòng)時(shí)k=1.5~2.0；對(duì)于電力電容器回路,一臺(tái)電容器時(shí)k=1.5~2.0,一組電容器時(shí)k=1.3~1.8。〔3熔斷器開斷電流校驗(yàn)Ibr≥I∞〔或Ish〔3.8對(duì)于沒有限流作用的熔斷器,選擇時(shí)用沖擊電流的有效值Ish進(jìn)行校驗(yàn)；對(duì)于有限流作用的熔斷器,在電流過最大值之前已截?cái)?故不計(jì)非周期分量的影響,而取I∞〔Ik進(jìn)行校驗(yàn)。高壓熔斷器選用RW5-35/50如表表3.4高壓熔斷器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流溶絲額定電流額定開斷電流斷路容量上限下限RW5-35/503550A40A6.3kA200MVA15MVA3.1.6互感器的選型電流互感器1、選擇：根據(jù)電網(wǎng)額定電壓等其他條件,查《常用設(shè)備手冊(cè)》選擇35kv:LCZ--35當(dāng)電流互感器用于測(cè)量時(shí),其一次側(cè)額定電流應(yīng)盡量選擇比回路中工作電流大1/3左右,以保證測(cè)量?jī)x表最佳工作,并在過負(fù)荷時(shí)使儀表有適當(dāng)?shù)闹甘?。電流互感器〔CT是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件,用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器線圈供電,正確反映電氣設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。作用是：將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返男‰娏鳌?A或1A,使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化,小型化,并使其結(jié)構(gòu)巧,價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝；使二次設(shè)備與高壓部分隔離,且互感器二次側(cè)均接地,從而保證設(shè)備和人身的安全。電壓互感器根據(jù)電網(wǎng)額定電壓、一次電壓、二次電壓等條件,查《常用設(shè)備手冊(cè)》,選擇電壓互感器型號(hào)如下：JDJJ—35電壓互感器〔PT是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)元件,用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器線圈供電,正確反映電氣設(shè)備正常運(yùn)行和故障情況。作用是：將一次回路的高電壓變?yōu)槎位芈返牡碗妷?使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化,小型化,并使其結(jié)構(gòu)巧,價(jià)格便宜和便于屏內(nèi)安裝：使二次設(shè)備與高壓部分隔離,且互感器二次側(cè)均接地,從而保證設(shè)備和人身的安全。3.1.7隔離開關(guān)的選型額定電壓選擇：額定電流的選擇：極限通過電流選擇：<點(diǎn)短路電流>選用型,具體參數(shù)如下表表3.5型隔離開關(guān)的技術(shù)參數(shù)隔離開關(guān)型號(hào)額定電壓KV額定電流A極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA峰值4S35200010031.5熱穩(wěn)定效驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定效驗(yàn)：滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求,因此所選隔離開關(guān)合適。3.1.8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。設(shè)計(jì)時(shí)可按照主接線選擇相應(yīng)電路的柜、屏或元件,組成一套配電裝置。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。向開關(guān)電器廠訂購(gòu)高壓開關(guān)柜時(shí)應(yīng)向廠家提供一、二次電路的圖紙及有關(guān)技術(shù)資料。435kV箱式變電站一次系統(tǒng)及二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1主電路設(shè)計(jì)4.1.1一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則概括地說,對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。安全包括設(shè)備安全及人身安全。要滿足這一點(diǎn),必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定,正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng),考慮各種人身安全的技術(shù)措施?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)滿足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電,且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng),能盡可能的縮下停電范圍。為了滿足可靠性要求,主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件,所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目,以免發(fā)生事故。靈活是用最少的切換,能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式,適應(yīng)調(diào)度的要求,并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式,使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短,影響范圍最小。因此,電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。經(jīng)濟(jì)是指在滿足了以上要求的條件下,保證需要的設(shè)計(jì)投資最少。在主接線設(shè)計(jì)時(shí),主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線靈活、可靠,必須要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置,從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此,主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下,做到經(jīng)濟(jì)合理。主要應(yīng)從投資聲、占地面積少、電能損耗小等幾個(gè)方面綜合考慮。4.1.2一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)35kV母線采用單母線接線,10kV側(cè)母線采用單母線分段接線。箱體采用了雙層密封,雙層鐵板間充入高強(qiáng)度聚胺脂,具有隔溫、防潮等特點(diǎn)。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。內(nèi)層采用鋁合金扣板箱體內(nèi)安裝空調(diào)及除濕裝置,從而是設(shè)備運(yùn)行不受自然環(huán)境及外界污染的影響。4.2電氣二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1二次系統(tǒng)定義及分類箱式變電站的設(shè)備通?？煞譃橐淮卧O(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,有交直流回路,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。4.2.3二次系統(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)、電容器保護(hù)等,具有變電站的測(cè)量、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)：裝置有抗系統(tǒng)諧波的能力；裝置有自檢功能,自檢出錯(cuò)報(bào)警及閉鎖保護(hù)；裝置出口及動(dòng)作回路可設(shè)投切壓板；裝置保護(hù)動(dòng)作出口與監(jiān)控動(dòng)作出口各自獨(dú)立；裝置集測(cè)量、計(jì)量、保護(hù)、控制功能于一體。5箱式變電站綜合保護(hù)5.1變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)介紹5.1.1變電站綜合自動(dòng)化概述變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備〔包括繼電保護(hù)、控制、測(cè)量、信號(hào)、故障錄波、自動(dòng)裝置及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)變電站全部設(shè)備的運(yùn)行情況執(zhí)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息,數(shù)據(jù)共享,完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)。變電站綜合自動(dòng)化替代了變電站常規(guī)二次設(shè)備,簡(jiǎn)化了變電站二次接線,是提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。國(guó)外變電站綜合自動(dòng)化公司主要有：德國(guó)：西門子、ABB、AEG美國(guó)：GE、西屋瑞士：BBC法國(guó)：阿爾斯通日本：三菱電氣、關(guān)西1975年,日本關(guān)西、三菱公司開始研究,1979年12月SDCS-1在那須其竹克里變電站投運(yùn)。1985年德國(guó)西門子公司的LSA678在德國(guó)漢諾威投運(yùn)。國(guó)內(nèi)主要有：北京四方：CSC2000XX南瑞集團(tuán)：BSJ-2200南瑞繼保：RCS-9000國(guó)電南自：PS6000許繼集團(tuán)：CBZ-8000XX東方電子：DF3000上海惠安：PowerComm2000北京德威特：DVPS-6001987年由清華大學(xué)電機(jī)工程系研制的我國(guó)第一套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在XX威海的望島變電站〔35KV城市變投運(yùn)。90年代我國(guó)的變電站綜合自動(dòng)化蓬勃發(fā)展。目前技術(shù)已比較成熟。5.1.2變電站綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性〔1提高變電站的安全、可靠運(yùn)行水平?！?提高供電質(zhì)量,提高電壓合格率?！?提高電力系統(tǒng)運(yùn)行、管理水平?！?縮小占地面積,減少總投資?！?減少維護(hù)工作量,減少值班人員勞動(dòng)量5.1.3變電站綜合自動(dòng)化的基本功能1監(jiān)視和控制功能〔1數(shù)據(jù)采集〔模擬量、狀態(tài)量、脈沖量采集。在廠站端的遙測(cè)信息按重要程度分別在3--20s內(nèi)在調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)更新。〔2事件順序記錄〔SOE,斷路器及保護(hù)動(dòng)作順序記錄?！?故障記錄〔35KV以下配電、故障錄波和測(cè)距〔110KV以上輸電?！?操作控制〔操作防誤、操作權(quán)限控制。五防：①防帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；②防誤入電間隔；③防誤分、合斷路器；④防帶電掛接地線；⑤防帶地線合隔離開關(guān)?！?安全監(jiān)視〔測(cè)量越限告警、越限記錄,裝置異常監(jiān)視?！?人機(jī)聯(lián)系〔顯示數(shù)據(jù)及畫面、輸入數(shù)據(jù)、人控操作、診斷與維護(hù)?！?打印功能?！?數(shù)據(jù)處理與記錄?！?諧波分析與監(jiān)視。2微機(jī)保護(hù)功能微機(jī)保護(hù)功能是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)最基本、最重要的功能。高壓輸電線主保護(hù)、后備保護(hù)；主變壓器主保護(hù)、后備保護(hù)；母線保護(hù)、配電線路保護(hù)、無功補(bǔ)償電容器組保護(hù)、小電流接地系統(tǒng)單相接地選線。3其他安全自動(dòng)裝置控制功能〔1電壓、無功綜合控制〔有載調(diào)壓變分接頭調(diào)整,無功補(bǔ)償裝置?！?低頻減載控制?！?備用電源自動(dòng)投入控制〔明備用,暗備用?！?時(shí)鐘對(duì)時(shí)功能〔5各種裝置的自診斷功能4通信功能〔1現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信：系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信。解決監(jiān)控主機(jī)與各子系統(tǒng)及各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信、信息交換問題。〔2與上級(jí)調(diào)度通信：綜合自動(dòng)化系統(tǒng)兼有RTU〔遠(yuǎn)程終端單元全部功能,可將采集的模擬量、開關(guān)量等信息及事件記錄等上傳至調(diào)度中心,同時(shí)接受調(diào)度中心下達(dá)的各種操作、控制、定值修改等命令。5.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展及結(jié)構(gòu)形式5.2.1變電站綜自系統(tǒng)發(fā)展的基本趨勢(shì)1保護(hù)監(jiān)控一體化這種方式在35kV及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用,今后在llOkV及以上的線路間隔和主變?nèi)齻?cè)中采用此方式也已是大勢(shì)所趨,它的好處是功能按一次單元集中化,利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制,極大地提高了性能效率比。其目前的缺點(diǎn)也是顯而易見的：此種裝置的運(yùn)行可靠性要求極高,否則任何形式的檢修維護(hù)都將迫使一次設(shè)備的停役?？煽啃?、穩(wěn)定性要求高,這也是目前11O千伏及以上電壓等級(jí)還采用保護(hù)和監(jiān)控分離設(shè)置的原因之一。隨著技術(shù)的發(fā)展,冗余性、在線維護(hù)性設(shè)計(jì)的出現(xiàn),將使保護(hù)監(jiān)控一體化成為必然。2人機(jī)操作界面接口統(tǒng)一化、運(yùn)行操作無線化無人無建筑小室的變電站,變電運(yùn)行人員如果在就地查看設(shè)備和控制操作,將通過一個(gè)手持式可視無線終端,邊監(jiān)視一次設(shè)備邊進(jìn)行操作控制,所有相關(guān)的量化數(shù)據(jù)將顯示在可視無線終端上。3就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)大的通訊接口能力,主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計(jì)<雙CPU、雙電源等>,采用光纖總線等等,使現(xiàn)代化的綜合自動(dòng)化變電站的各種智能設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)統(tǒng)一的、互相協(xié)調(diào)工作的整體。4數(shù)據(jù)采集和一次設(shè)備一體化除了常規(guī)的電流電壓、有功無功、開關(guān)狀態(tài)等信息采集外,對(duì)一些設(shè)備的在線狀態(tài)檢測(cè)量化值,如主變的油位、開關(guān)的氣體壓力等等,都將緊密結(jié)合一次設(shè)備的傳感器,直接采集到監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。高技術(shù)的智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器的應(yīng)用,必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來全新的模式。5.2.2變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式由前面變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程可以知道其發(fā)展形成的結(jié)構(gòu)形式,根據(jù)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和安裝的物理位置的不同,其硬件結(jié)構(gòu)可以分為很多種類。但從國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的過程來看,其結(jié)構(gòu)形式可以分為集中式結(jié)構(gòu)形式、分層分布式結(jié)構(gòu)形式,分層分布式結(jié)構(gòu)形式又分為集中組屏、分散安裝、分散安裝與集中組屏相結(jié)合等幾種。集中式結(jié)構(gòu)形式可以及時(shí)采集變電站中各種模擬量、開關(guān)量,完成對(duì)變電站的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)控、制表、打印、時(shí)間順序記錄等功能；能完成對(duì)變電站主要設(shè)備和進(jìn)、出線的保護(hù)任務(wù)；系統(tǒng)還有自診斷和自恢復(fù)功能,結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,可大大節(jié)省占地面積；造價(jià)低,實(shí)用性強(qiáng),適合小型變電站的新建和對(duì)老站的改造。但是存在好多不足:每臺(tái)計(jì)算機(jī)的功能較集中,如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障,影響面大,可靠性降低；所用的軟件復(fù)雜,修改工作量大,系統(tǒng)調(diào)試麻煩；組態(tài)不靈活,對(duì)不同主接線會(huì)有不同規(guī)模的變電站,軟硬件都必須另行設(shè)計(jì),工作量大,不利于批量生產(chǎn)；集中式與傳統(tǒng)式相比不直觀,調(diào)試和維護(hù)不方便,程序設(shè)計(jì)麻煩,只適合于保護(hù)算法比較簡(jiǎn)單的情況。所以不選擇集中式的結(jié)構(gòu)形式。分層分布式結(jié)構(gòu)形式,所謂分布式是指在結(jié)構(gòu)上采用主、從CPU協(xié)同工作方式,各功能模塊之間采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或串行方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。多CPU系統(tǒng)提高了處理并行多發(fā)事件的能力,解決了集中式結(jié)構(gòu)中計(jì)算機(jī)處理的瓶頸問題,方便系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù),局部故障不影響其他模塊的正常運(yùn)行。整個(gè)變電站的一、二次設(shè)備可分為三層,即變電站層,單元層〔或間隔層和設(shè)備層,如下圖〔3-1所示,每一層完成不同的功能,每一層由不同的設(shè)備或子系統(tǒng)組成。變電站稱為2層,單元層為1層,設(shè)備層為0層。設(shè)備層主要指變電站內(nèi)的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器和電流互感器等一次設(shè)備。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要位于單元層和變電站層。單元層一般按斷路器的間隔劃分,具有測(cè)量、控制部件和繼電保護(hù)部件。測(cè)量、控制部件負(fù)責(zé)該單元的測(cè)量、監(jiān)視、斷路器的操作控制和連鎖及事件順序記錄等；繼電保護(hù)部件負(fù)責(zé)該線路或變壓器或電容器的保護(hù)、故障錄波等。因此單元層本身是由各種不同的單元裝置組成,通常把繼電保護(hù)、自動(dòng)重合閘、故障錄波、故障測(cè)距等功能組合在一起的裝置稱為保護(hù)單元,而把測(cè)量和控制功能組合在一起的裝置稱為控制單元。兩者統(tǒng)稱為間隔級(jí)單元。這些獨(dú)立的單元裝置直接通過局域網(wǎng)絡(luò)或串行總線與變電層聯(lián)系；也可設(shè)有數(shù)采管理機(jī)或保護(hù)管理機(jī),分別管理各測(cè)量、監(jiān)視單元和保護(hù)單元,然后集中由管理機(jī)與變電層通信。因此,單元層本身實(shí)際上就是兩級(jí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。管理機(jī)承擔(dān)者上傳下達(dá)的重要任務(wù),對(duì)下它可以管理各種間隔單元裝置,對(duì)上則通過設(shè)立開放式結(jié)構(gòu)的站級(jí)網(wǎng)絡(luò)接口,將數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控主機(jī)或調(diào)度端。變電層包括全站性的監(jiān)控主機(jī)、工程師機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)控制機(jī)等。該層設(shè)現(xiàn)場(chǎng)總線或局域網(wǎng),供各主機(jī)之間與間隔層之間交換信息。5.3TDI-3000型變配電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)5.3.1TDI-3000系統(tǒng)構(gòu)成TDI-3000型變配電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是專門為鐵路電力變配電所研制的,集保護(hù)、測(cè)量、控制、通信于一體的新型鐵路變配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),運(yùn)用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想,本著分散控制、集中監(jiān)控的原則設(shè)計(jì),能適用于各電力變配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際需求,完成各變配電所變壓器、進(jìn)線、饋線、自閉貫通線、母聯(lián)、電容器、調(diào)壓器等一次設(shè)備的保護(hù)、測(cè)量、控制、報(bào)警功能。系統(tǒng)包括當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)、通信管理單元、間隔單元。通信網(wǎng)絡(luò)所內(nèi)通信采用10/100M工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,保證了通信大量數(shù)據(jù)的吞吐能力及效率；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的所內(nèi)通信支持分層分布式控制,符合ISO相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的所內(nèi)通信媒質(zhì)全部采用屏蔽線纜,通信容量大,抗干擾能力強(qiáng)保護(hù)配置TDI-3000型變配電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以一次設(shè)備為對(duì)象配置保護(hù)測(cè)控,保護(hù)測(cè)控裝置主要包括：TDI-3611電鐵線路保護(hù)測(cè)控裝置TDI-3612電鐵貫通線保護(hù)測(cè)控裝置TDI-3641電鐵電容器保護(hù)測(cè)控裝置TDI-3661電鐵調(diào)壓器保護(hù)測(cè)控裝置系統(tǒng)具備雙重閉鎖功能：保護(hù)測(cè)控單元之間重要的閉鎖功能都由硬線接線實(shí)現(xiàn),同時(shí)軟件聯(lián)動(dòng)閉鎖功能作為硬線閉鎖的后備。5.3.2TDI-3000系統(tǒng)主要功能TDI-3000型變配電所微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在變配電所內(nèi)設(shè)置國(guó)際知名品牌工業(yè)計(jì)算機(jī)與22英寸液晶顯示器,并配置當(dāng)?shù)乇O(jiān)控軟件,完成當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能。當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)完成的主要監(jiān)控功能如下：<1>測(cè)量量監(jiān)視及處理功能實(shí)時(shí)監(jiān)視所內(nèi)各電壓、電流、功率、溫度等測(cè)量量,并顯示在畫面上；對(duì)各測(cè)量量形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并實(shí)現(xiàn)越限告警?！?信號(hào)量監(jiān)視及處理功能實(shí)時(shí)監(jiān)視各信號(hào)及保護(hù)出口,并在畫面中顯示變位點(diǎn)的變位狀態(tài)；實(shí)時(shí)監(jiān)視各保護(hù)測(cè)控單元的保護(hù)信號(hào)、自檢報(bào)告、事件報(bào)告,并發(fā)出預(yù)告報(bào)警、事故報(bào)警、設(shè)備故障報(bào)警等信息,提示維護(hù)人員及時(shí)處理?！?控制功能維護(hù)人員可實(shí)現(xiàn)的控制功能有：斷路器、隔離開關(guān)的合閘/分閘操作；調(diào)壓器的黨委調(diào)節(jié)；軟壓板的投入/退出操作；開關(guān)的程控操作；信號(hào)復(fù)歸；保護(hù)測(cè)控單元復(fù)歸；保護(hù)測(cè)控單元定值修改及查詢；定值區(qū)切換?！?畫面顯示功能當(dāng)?shù)乇O(jiān)控軟件提供人性化的畫面顯示,能實(shí)時(shí)監(jiān)視變配電所內(nèi)的開關(guān)運(yùn)行狀態(tài),多窗口動(dòng)態(tài)顯示各種故障信息、信息告警信息,顯示故障錄波、負(fù)荷錄波及諧波分析信息；動(dòng)態(tài)顯示全所的遙測(cè)量〔5權(quán)限管理功能系統(tǒng)操作員根據(jù)實(shí)際需要給安全等級(jí)不同的維護(hù)人員、值班人員設(shè)定不同的操作權(quán)限,當(dāng)維護(hù)人員進(jìn)行各種控制操作時(shí)必須首先輸入密碼,只有通過了監(jiān)控軟件的權(quán)限和密碼檢查后方可進(jìn)行,以確保系統(tǒng)的安全性?！?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能可將各保護(hù)測(cè)控單元的自檢報(bào)告、事件報(bào)告、故障報(bào)告、整定值存為計(jì)算機(jī)文件或存入數(shù)據(jù)庫(kù),以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份或轉(zhuǎn)儲(chǔ)。系統(tǒng)維護(hù)功能當(dāng)?shù)乇O(jiān)控軟件中的系統(tǒng)維護(hù)軟件可完成整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的建立及修改、畫面建立及修改、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的定義、修改及系統(tǒng)程序的維護(hù)。系統(tǒng)維護(hù)軟件人機(jī)界面友好,使用方便,所有數(shù)據(jù)的建立、修改、畫面的建立均無需編程,而是采用人機(jī)對(duì)話方式用專用工具直觀編輯。不需編程的專業(yè)知識(shí),用戶便可組態(tài)完成所需系統(tǒng)的建立、修改?！?中央信號(hào)報(bào)警功能當(dāng)微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置出口動(dòng)作、告警信號(hào)出口動(dòng)作、重要遙信變位時(shí)會(huì)啟動(dòng)所內(nèi)中央信號(hào)報(bào)警裝置,發(fā)出警鈴、警笛報(bào)警音響信號(hào),人工語音同步播報(bào)。〔8通信管理單元功能TDI-3011遠(yuǎn)動(dòng)通信單元及工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、接口轉(zhuǎn)換設(shè)備等通信設(shè)備,完成變配電所內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)的互連,收集變配電所內(nèi)所有保護(hù)/測(cè)控/IED裝置/其它智能設(shè)備等的信息,并上正確執(zhí)行調(diào)度及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)下達(dá)的各種控制命令。TDI-3011遠(yuǎn)動(dòng)通信單元同時(shí)具有雙機(jī)熱備功能。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)配置的各種通信管理單元具有通信規(guī)約的轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)內(nèi)外的隔離功能,防止將系統(tǒng)外部故障引入系統(tǒng)內(nèi)部。與PSCADA調(diào)度所系統(tǒng)通信、與PMMIS綜合維修段系統(tǒng)通信、與相鄰電力遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控終端RTU通信〔可選、所內(nèi)數(shù)據(jù)通信、與其它智能設(shè)備通信的功能。主要間隔單元設(shè)備功能TDI-3611線路保護(hù)測(cè)控裝置三段低電壓閉鎖方向過流保護(hù)：每段低電壓閉鎖或方向閉鎖可單獨(dú)投退,具有后加速功能；三相一次自動(dòng)重合閘功能：有保護(hù)啟動(dòng)和不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)重合閘方式兩種,重合閘還具有檢同期和檢無壓功能,彈簧長(zhǎng)時(shí)間未儲(chǔ)能閉鎖重合閘；兩時(shí)限低周減載功能：具有低壓閉鎖和無流閉鎖功能,低周減載一時(shí)限經(jīng)滑差閉鎖,二時(shí)限不經(jīng)滑差閉鎖,出口跳閘或告警可選擇；兩段零序過流保護(hù)功能：零序過流動(dòng)作告警或跳閘可選擇；過負(fù)荷告警功能：過負(fù)荷告警或跳閘可選擇；小電流接地選線功能：可選用基波或5次諧波零序功率方向判斷,選線后發(fā)告警信號(hào)；母線絕緣監(jiān)察功能：可監(jiān)視系統(tǒng)某相接地；失壓保護(hù)功能：母線失壓跳閘；監(jiān)控功能：裝置具有遙信功能、遙控功能,以及脈沖電能采集功能；GPS時(shí)鐘同步輸入；具有操作箱、控制回路斷線、故障錄波、信號(hào)、PT斷線檢測(cè)等功能；面板上具有漢字液晶顯示和鍵盤,還具有運(yùn)行、告警、跳位、合位、保護(hù)跳閘和保護(hù)重合閘指示燈；裝置通過CAN總線與TDI-3011通訊,可完成遠(yuǎn)方監(jiān)視、控制和操作功能。TDI-3612潰線保護(hù)測(cè)控裝置三段低電壓閉鎖方向過流保護(hù)：每段低壓閉鎖、方向閉鎖可單獨(dú)投退,并具有后加速功能；三相一次自動(dòng)重合閘功能,重合閘具有檢無壓功能；備用電源自投功能：當(dāng)裝置工作于備供側(cè)時(shí)設(shè)有備自投功能；同期合閘功能：具有檢頻差、檢角差、檢壓差和檢無壓功能；零序過流保護(hù)功能：零序過流動(dòng)作告警或跳閘可選擇；過負(fù)荷告警功能：過負(fù)荷告警或跳閘可選擇；小電流接地選線功能：可選用基波或5次諧波零序功率方向判斷,選線后發(fā)告警信號(hào)；失壓保護(hù)功能：母線失壓跳閘；監(jiān)控功能：裝置具有遙信功能、遙控功能,以及脈沖電能采集功能；GPS時(shí)鐘同步輸入；具有操作箱、控制回路斷線、故障錄波、信號(hào)、PT斷線檢測(cè)和絕緣監(jiān)察等功能；面板上具有漢字液晶顯示和鍵盤,還具有運(yùn)行、告警、跳位、合位、護(hù)跳閘和保護(hù)重合閘指示燈；裝置通過現(xiàn)場(chǎng)總線與TDI-3011通訊,可完成遠(yuǎn)方監(jiān)視、控制和操作功能。5.3.3瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的工作原理瞬時(shí)電流速斷保護(hù)又稱Ⅰ段電流保護(hù),它是反應(yīng)電流增大而能瞬時(shí)動(dòng)作切除故障的電流保護(hù)。圖形符號(hào)：Ｉ＞當(dāng)系統(tǒng)電源電勢(shì)一定,線路上任一點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí),短路電流的大小與短路點(diǎn)至電源之間的電抗〔忽略電阻及短路類型有關(guān),三相短路和兩相短路時(shí),流過保護(hù)安裝地點(diǎn)的短路電流可用下式表示5-15-2式中——系統(tǒng)等電源相電勢(shì)；——系統(tǒng)等效電源到保護(hù)安裝處之間的電抗；——線路千米長(zhǎng)度的正序電抗；——短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離。由式〔5.1-1、式〔5.1-2可見,當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行方式一定時(shí),和是常數(shù),流過保護(hù)安裝處的短路電流,是短路點(diǎn)至保護(hù)安裝處距離的函數(shù)。短路點(diǎn)距離電源越遠(yuǎn)〔越大,短路電流值越小。5.3.4原理接線圖5.1——1瞬時(shí)電流速斷保護(hù)原理接線圖瞬時(shí)電流速斷保護(hù)單相原理接線,如圖〔5.1—1所示,它是由電流繼電器KA〔測(cè)量元件、中間繼電器KM、信號(hào)繼電器KS組成。正常運(yùn)行時(shí),流過線路的電流是負(fù)荷電流,其值小于其動(dòng)作電流,保護(hù)不動(dòng)作。當(dāng)在被保護(hù)線路的速斷保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路故障時(shí),短路電流大于保護(hù)的動(dòng)作值,KA常開觸電閉合,啟動(dòng)中間繼電器KM,KM觸電閉合,啟動(dòng)信號(hào)繼電器KS,并通過斷路器的常開輔助觸電,接到跳閘線圈YT構(gòu)成通路,斷路器跳閘切除故障線路。因電流繼電器的觸電容量比較小,若直接接通跳閘回路,會(huì)被破壞,而KM的觸點(diǎn)容量較大,可直接接通跳閘回路。另外,考慮當(dāng)線路上裝有管型避雷器時(shí),當(dāng)雷擊線路使避雷器放電時(shí),而避雷器放電的時(shí)間約為0.01s,相當(dāng)于線路發(fā)生順勢(shì)短路,避雷器放電完畢,線路即恢復(fù)正常工作。在這個(gè)過程中,瞬時(shí)電流速斷保護(hù)不應(yīng)誤動(dòng)作,因此可利用帶延時(shí)0.06～0.08s中間繼電器來增大保護(hù)裝置固有動(dòng)作時(shí)間,以防止管型避雷器放電引起瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的誤動(dòng)作。信號(hào)繼電器繼電器KS的作用以指示保護(hù)動(dòng)作,以便運(yùn)行人員處理和分析故障。5.3.5瞬時(shí)電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算在繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算中,一