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第一章 绪论 1

第一节 诞生与发展 1

一、概述 1

二、经济及社会效益分析 2

第二节 使用范围 4

一、类型 4

二、使用环境 7

第三节 结构特点 10

第二章 智能模块化变电站的设计 14

第一节 总体技术要求 14

一、电气设备设计的原则 14

二、抗震设计 15

第二节 电气运行的技术要求 16

一、布置及电气距离要求 16

二、安全防护要求 18

三、电气运行安全的技术要求 18

第三节 主要技术参数 19

一、依据 19

二、电压等级 21

三、单个模块的最大尺寸 21

四、单个模块的最大重量上限要求 21

五、变电站占地面积和规模 21

第四节 主要电气设备选型 22

一、主变压器 22

二、高压开关电器 22

三、中压开关电器设备 24

四、无功补偿电容器 24

五、二次系统 24

六、模块化变电站连接及电气设备运行、巡视的要求 25

第五节 辅助设备的选型 25

一、配电自动化箱（智能舱）壳体 25

二、远动和通信 26

三、采暖 27

四、防盗 27

第六节 特殊环境的技术要求 27

一、抗低温 27

二、抗风沙 29

三、抗潮湿 32

第三章 高压组合电器模块 33

第一节 HGIS设备的技术性能 33

一、技术特点 33

二、使用环境条件 34

三、技术参数 35

四、结构特点 38

第二节 HGIS组合电器的特殊工艺要求 42

一、HGIS结构工艺要求 42

二、辅助控制回路技术要求 44

三、断路器技术要求 45

四、隔离开关技术要求 46

五、SF6气体技术要求 47

六、防锈技术要求 47

第三节 HGIS组合电器设备在线监测与智能诊断模型 47

一、HGIS设备在线监测的内容与智能诊断模型 47

二、SF6气体密度及微水在线监测 48

三、SF6气体泄漏在线监测 49

四、HGIS设备中SF6断路器局部放电在线监测 50

五、HGIS设备中断路器动作特性在线监测 51

第四节 HGIS工艺流程质量控制及现场验收 52

一、HGIS组装主要工艺流程质量控制 52

二、HGIS组合电器的现场验收 54

第五节 HGIS专用户外式自动化终端汇控柜 55

一、自动化终端汇控柜的技术要求 55

二、HGIS户外式自动化终端汇控柜的温控柜的工艺要求 57

第六节 HGIS组合电器现场安装工艺 61

一、包装、运输和储存 61

二、厂内安装的主要工作 61

三、调试与检查 61

四、注意事项 62

第七节 故障诊断与防范措施 65

一、常见故障分析 65

二、维护与维修 68

三、运行与操作 69

第八节 新型HGIS组合电器设备简介 70

第四章 中压组合电器模块 73

第一节 技术性能 73

一、概述 73

二、技术特点 75

三、特殊使用方式 80

四、母线连接方式 82

第二节 中压固定柜及其配电装置在模块化变电站的应用 89

一、温升 89

二、外绝缘爬电比距 89

三、对组（部）件的要求 89

四、防护等级和内部故障 89

五、开关柜结构 90

六、断路器 92

七、互感器 92

八、隔离开关和接地开关 92

九、测量仪表、继电保护装置及二次回路 93

十、联锁 93

十一、外壳及其支架的防锈 93

十二、母线 94

十三、其他 94

第三节 故障诊断与防范措施 94

一、常见故障分析 94

二、故障处理方法 97

三、改进措施 98

第五章 智能变压器模块 100

第一节 技术设计与要求 100

一、技术特点 100

二、结构技术要求 101

三、产品设计 103

四、变压器与高压组合电器的组合方式 107

五、变压器中性点气体绝缘组合电器简介 109

六、技术要求 111

第二节 工艺技术要求 113

一、布置要求 113

二、结构特点及工艺 113

三、工艺技术措施 118

第三节 在线监测与智能诊断模型 122

一、变压器在线监测的内容与智能诊断模型 122

二、变压器油中溶解气体与微水在线监测 124

三、变压器局部放电在线监测 125

四、变压器套管绝缘在线监测 126

五、变压器铁芯接地电流等工况量在线监测 127

六、变压器绕组温度在线监测 127

七、变压器有载分接开关在线监测 128

八、变压器红外热像仪测温检测 128

第四节 现场验收 129

一、验收 129

二、主要工艺流程的质量控制 133

第五节 故障诊断与防范措施 134

一、故障诊断与检修 134

二、故障诊断方法 137

三、变压器载油运输中注意的问题 142

四、变压器器身的干燥 142

第六章 自动化监控系统 144

第一节 智能自动化监控系统 144

一、概述 144

二、继电保护 144

三、系统架构 147

四、系统主要功能 149

五、系统主要性能 150

第二节 电子式互感器 154

一、电子式电流互感器 155

二、电子式电压互感器 157

三、组合式电子互感器 159

四、全光纤电流互感器 159

第三节 二次回路故障诊断和防范措施 161

一、二次回路断线 161

二、二次回路短路故障判断 162

三、逆变稳压电源问题 164

四、直流熔丝的配置问题 164

五、带直流电源操作插件 164

第四节 自动化系统故障诊断与防范措施 164

一、二次过电压所造成的损害 164

二、二次过电压出现的原因 165

三、二次系统防过电压措施 165

四、保护装置现场检验特别项目和方法 166

五、继电保护定值问题 167

六、智能模块化变电站自动化后台系统事故处理 168

第五节 二次系统状态监测技术 168

一、二次系统状态监测内容 168

二、二次系统状态监测方法 170

三、二次系统状态监测技术 170

四、二次系统状态监测配置方案 176

五、二次设备监测装置（RSS） 177

第六节 智能舱箱体技术及工艺要求 180

一、智能舱箱体结构的总要求 180

二、智能舱箱体结构要求 180

三、防沙密封设计 181

四、智能舱箱体防尘防水防腐工艺 185

五、智能舱箱体防腐措施 189

六、智能舱箱体的保温与耐寒要求 190

七、智能舱箱体电磁兼容屏蔽密封设计 193

八、智能舱中二次屏柜安装工艺流程 194

第七章 在线监测系统 196

第一节 在线监测系统 196

一、概述 196

二、变电站在线监测的高级应用 196

三、在线监测系统的特点 212

第二节 智能模块化变电站与变电站的云计算 223

一、变电站云计算 223

二、变电站云计算平台的架构和技术实现 224

三、云计算在智能模块化变电站的应用 226

四、智能云服务系统 227

第八章 辅助系统 230

第一节 站用电系统 230

一、概述 230

二、站用电系统技术要求 230

三、交直流系统计算 232

四、站用交直流电源系统的运行方式 235

五、交直流控制电源一体化的系统 236

六、站用电辅助设备 237

第二节 静止无功发生器SVG系统 241

一、SVG的技术指标 241

二、SVG运行 245

三、SVG常见故障处理 246

四、SVG维护与保养 248

五、SVG缺陷管理及异常处理 249

第九章 连接与防雷接地系统 252

第一节 一次电气设备连接的技术要求 252

一、一次设备母线、连接线的选择与动稳定分析 252

二、母线的主要工艺 253

三、一、二次电缆主要工艺流程 255

四、高压电缆敷设及电缆头制作的主要工艺 258

五、接引线路的现场验收 260

六、电气设备气体压力密封元件的连接 261

第二节 操作电源和二次设备的电气连接 262

一、抗震抗腐蚀的特殊要求 262

二、二次系统控制电缆线路与自动化设备的连接工艺 263

三、对综合自动化装置的技术要求 264

四、低压配线管路敷设的工艺要求 265

五、配电控制小间外管内穿线的质量工艺要求 266

六、二次系统安装调试中的工艺要求 267

七、配电控制小间二次安装的技术工艺要求 267

八、主要工艺流程的质量控制 268

第三节 一次防雷保护措施 269

一、概述 269

二、防雷接地技术 271

三、接地系统的现场验收 273

四、接地网 276

第四节 二次防雷措施 286

一、概述 286

二、防雷系统设备 288

三、二次系统的接地、防雷全面解决方案 289

四、一体化独立设备接地防护解决方案 292

五、小型10～35kV模块化变电站的雷电防护方案 294

六、通信网络降低误码、减少退服和信号端口损坏的解决方案 295

七、站用新型防雷技术的优点 296

第十章 运输与固定 297

第一节 站用支撑平台 297

一、概述 297

二、技术要求 298

第二节 机械设计有关计算 300

一、支撑平台上主要变电设备的剪切力强度计算 300

二、支撑平台机械强度计算 303

三、模块化变电站智能舱箱体钢底架强度计算 305

第三节 运输 308

一、车辆超限超载认定标准 308

二、道路等级划分标准 309

三、智能模块化变电站的运输 310

四、运输模块化变电站时的最小转弯半径的计算 311

五、车辆行驶时的稳定性计算 313

第四节 固定安装技术要求 315

一、场所的选址 315

二、安置与固定 315

参考文献 317

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