220kV变电站综合自动化设计毕业设计

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220kv变电所毕业设计参考文献

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题目: 220KV变电站设计专业:电气工程及其自动化年级:2008级(泉州站)学生姓名:张海全学号:170803062指导教师:涂轶昀2010年9月13日220KV变电站设计摘要:本设计主要介绍了220KV变电站的出线保护设计的过程、原则、方法等,利用现在广泛采用的微机保护原理和整定的新方法进行配置.关于主接线部分的内容是基础部分,主要介绍了主接线的形式,综合比较各种接线方式的特点、各自的优缺点及变压器的选择原则等,根据任务书要求最终选择满足设计任务的主接线方案。

短路电流是非常重要的部分,它主要介绍了不同运行方式下的对称短路与不对称短路计算的目的、原则、方法和具体的数据信息等,为设计中需要的高压电气设备的选择、整定、校验等方面做准备,电气设备的选择及校验主要是利用对称短路的计算结果进行高压电气设备(断路器、隔离开关)的校验。

设计的专题部分,也是利用短路计算的结果,详细阐述了继电保护中配置的选择、整定和校验的原则、方法等,具体有反映相间短路的电流电压保护的整定计算与校验;反映接地故障的零序电流保护的整定与校验。

关键词:综合自动化微机保护继电保护整定与校验目录引言 (II)第1章概述 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 接入电力系统概况 (1)1.3 本变电所负荷情况分析 (2)1.4 变电所自然条件 (3)第2章电气主接线 (4)2.1 电气主接线设计的基本要求和基本原则 (4)2.2 变电所主变压器台数、容量、形式的选择 (5)2.3 电气主接线方案拟定及技术经济比较 (7)2.4 变电所电气主接线特点 (13)第3章所用电设计 (14)3.1 变电所所用电电压等级确定 (14)3.2 变电所所用接线方式的确定 (14)3.3 变电所所用电源的引接 (15)3.4 变电所所用变压器台数、容量选择 (15)3.5 所用电接线说明 (16)第4章短路电流计算 (16)4.1 短路电流计算的目的和条件 (16)4.2 短路电流计算的方法及步骤 (17)4.3 变电所短路电流计算 (18)第5章电气设备选择与校验 (26)5.1 电气设备选择的原则及条件 (26)5.2 10kV配电装置电气设备选择 (26)第6章电气系统继电保护 (34)6.1继电保护整定计算 (34)6.2相间短路电流、电压保护 (37)6.3零序电流保护 (42)6.4断路器失灵保护 (46)第7章变电站电气布置 (47)7.1 电气设备总平面布置要求 (47)7.2 变电所总平面布置 (47)7.3变电所10kV配电装置的布置 (48)第8章主要材料汇总表 (49)8.1材料汇总表 (49)总结 (52)谢辞 (52)参看文献 (53)引言电力系统是电能的生产,变换,输送,分配和使用的各种电力设备按照一定的技术与经济的要求有机的组成的一个联合系统。

220kV变电站设计

220kV变电站设计

本科毕业设计(论文)题目:220kV降压变电站电气部分设计专业:电气工程及其自动化年级:学生姓名:学号:指导教师:220kV降压变电所(AD变电所)设计220kV降压变电所电气部分设计摘要随着国民经济的快速发展,工业化进程和城镇化建设步伐不断加快,电力的需求量也不断增长。

电网的供电能力和可靠性,对区域社会经济的发展是极为重要的。

变电站是电力系统中不可缺少的一个重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。

变电站的设计必须体现社会主义的技术经济政策,符合安全可靠、技术先进、经济合理和确保质量的要求,在本设计中充分体现了这些要求。

本论文中主要是电气一次部分的设计说明,其内容括:1)变电所电气主接线设计;2)所用电接线设计;3)短路电流计算;4)主要电气设备选型;5)变电所电气总平面布置;6)继电保护的配置根据未来经济发展的要求,变电站设计规模为2×180MVA。

220kV线路 2回;110kV线路8回; 10kV线路13回。

是该变电站是地区重要变电站,对地区负荷有巨大意义。

设计以中华人民共和国国家发展和改革委员颁布的220~500kV变电所设计技术规程(DL-T5218——2005)为标准,以水利电力部西北设计院编制的电力工程电气设计手册一次部分为原则。

设计中的设备的技术参数资料来自设备制造商发布的电子样本和参考文献中的相关资料。

第一章原始资料及分析第一节原始资料第(一)节待建变电站的规模、性质待建变电站为终端变电站,拟定2台变压器,远景规划三台。

本变电站的电压等级分别为220kV、110kV、10kV。

1、系统容量:A系统:S=2000MVA X=0.322、连接方式:A系统与待建变电站D的距离:130km,导线型号:LGJQ-400(以上为双回连接)第(二)节各保护1、变压器主保护时间:0.5秒,后备保护时间:3.5秒2、断路器主保护时间:0.2秒,后备保护时间:4.0秒系统图如下图所示:第(三)节设计原始资料1.电力系统部分(1)与电力系统联接的接线图(示意图)(2)本变电所通过两回220kV 线路与电力系统相连接,并由其供电。

220KV变电站电气部分设计毕业论文

220KV变电站电气部分设计毕业论文

设计课题:220KV变电站电气部分设计随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起,供电系统的设计越来越全面、系统,工厂用电量迅速增长,对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高,因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。

设计是否合理, 不仅直接影响基建建投资、运行费用和有色金属的消耗量,也会反映在供电的可靠性和安全生产方面,它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。

本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。

首先对原始资料进行分析,选择主变压器,在此基础上进行主接线设计,再进行电气总平面的布置及配电装置的设计,变压器的选择,然后进行短路计算,导体电气设备的选择,继电保护的设计和配备,最后进行防雷接地以及保护设计。

关键字:变电站;短路计算;设备选择;继电保护;防雷接地;ABSTRACTWith the development of economy and the rapid rise of the modern industrial construction, the design of the power supply system is more and more comprehensive, system, plant power consumption growing rapidly, the power quality, technical and economic conditions, the power supply reliability index also is increasing day by day, therefore also has a bigger, better for power supply design requirements. Design is reasonable, not only directly affect the capital construction investment, operation cost and the consumption of non-ferrous metal, also reflected in the power supply reliability and safety production, and it is closely related to the enterprise's economic benefits, equipment safety.The design is refer to the part of 220kV electrical substation design. First of all, analyze the original data ,based on it, design the main wiring and then the design of the electrical general layout of the arrangement and distribution equipment and choose the main transformer, then the short circuit calculation ,the choice of conductor electrical equipment, the design of relay protection and are equippedwith,at last, Lightning protection grounding and protection design .Key Words: Substation; Short Circuit Calculation; Equipment Selection; Relay protection; Lightning protection grounding;.IZ .A —刖日 ......1电气主接线的设计.・・・. 1. 1主接线概述 ........ 1.2主接线设计原则.・・・・ 1. 3主接线选择 ........2电气总平面布置及配电装置的选择 4 220KV 变电站电气部分短路计算・. 1.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算..................................... 19 1.2 10KV 侧短路计算 .................................................. 90 1.3 3 220KV 侧短路计算 ............................................... 103 4.4 110KV 侧短路计算 ................................................. 114 5导体和电气设备的选择 .............................................. 136 5.1断路器和隔离开关的选择 ........................................... 137 5. 1. 1 220KV 出线、主变侧 ............................................ 27 5. 1.2 主变 110KV 侧 .................................................. 31 5.1.3 10KV 限流电抗器、断路器隔离开关的选择 .......................... 204 5. 2电流互感器的选择 ................................................. 39 5. 2. 1 220KV 侧电流互感器的选择 ..................................... 260 5. 2.2 110KV 侧的电流互感器的选择 .................................... 281 5. 2. 3 10KV 侧电流互感器的选择 ...................................... 292 5. 3电压互感器的选择 ................................................ 313 5. 3. 1 220KV 侧母线电压互感器的选择 ................................. 325 5. 3. 2 110KV 母线设备PT 的选择 (325)目录.8 10 102. 1概述 .................. 2. 1. 1配电装置特点 ....... 2. 1.2配电装置类型及应用..3. 2配电装置的确定 ........4. 3电气总平面布置 ........5. 3. 1电气总平面布置的要求6. 3. 2电气总平面布置 ..... 3主变压器的选择73. 1. 1 3. 1.2 3. 1.3 主变压器台数的选择 ..... 主变压器容量的选择 ..... 主变压器型式的选择 .....绕组数量和连接形式的选择 7. 2主变压器选择结果 .....错误!未定义书签。

(完整版)220KV变电站毕业设计

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第8章电气总平面布置及配电装置的选择53
8.1概述53
8.1.1配电装置特点53
8.1.2配电装置类型及应用53
8.2配电装置的确定54
8.3电气总平面布置56
8.3.1电气总平面布置的要求56
8.3.2电气总平面布置56
8.3.3给排水、消防及其他57
8.3.4环境保护与绿化57
第9章 电气二次部分说明58
Key words: Substation;Short circuit calculation;Equipment selection;Protect.
摘 要I
ABSTRACTII
第1章引言1
第2章电气主接线的设计2
2.1主接线概述2
2.2主接线设计原则2
2.3电气主接线方案的选择2
第3章主变压器的选择5
该设计包括以下任务:1、选择主变压器的台数、容量及型号 2、主接线选择3、确定无功补偿方式 4、选择所用变压器的容量、台数及接线方式 5、确定主变压器中性点的运行方式。若需装设消弧线圈,应选择消弧线圈的容量、台数及型号 6、配电装置的规划 7、短路电流计算 8、主要电气设备的选择 9、变电所的防雷规划,并配置主接线中常规避雷器 10、配置继电保护及自动装置 11、任选一条低压侧架空出线的继电保护整定计算 12、自选题的设计。
6.4.5变压器110kV侧引接线的选择与校验44
6.4.6变压器10kV侧引接线的选择与校验45
6.5电容补偿装置的选择46
第7章防雷接地设计47
7.1防雷设计47
7.1.1防雷设计原则47
7.1.2避Biblioteka 器的选择477.1.3避雷针的配置50
7.2接地设计51
7.2.1接地设计的原则51

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计摘要:本文旨在设计一种220kv变电站综合自动化系统方案。

通过对变电站系统运行状态的监测和控制进行研究,本文提出了一种综合自动化系统方案设计。

该方案包括变电站的基础电气设备、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统。

同时,该方案还包括自动化系统的硬件和软件设计。

本文最后进行了方案可行性分析和实验验证,结果表明,该设计方案具有较高的可行性和实际应用价值。

关键词:220kv变电站;综合自动化系统;方案设计;可行性分析;实验验证引言:随着电力工业的不断发展,220kv的变电站已成为电力系统的重要组成部分。

变电站的运行状态监测和控制是电力系统稳定运行的重要保障。

为此,220kv变电站综合自动化系统方案设计成为研究热点。

本文将从变电站基础电气设备的监测和控制、保护自动化系统、监测自动化系统和辅助设备自动化系统等方面进行研究,设计出一种综合自动化系统方案。

同时,本文将对方案可行性进行分析,并进行实验验证。

一、基础电气设备自动化系统设计基础电气设备是变电站运行的核心,其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。

基础电气设备自动化系统主要包括变压器、断路器、隔离开关、组合电器等的自动化控制。

1、变压器自动化控制:变压器是电力系统中最基础的设备之一,其自动化控制对于电力系统的稳定运行具有重要意义。

为此,本系统将采用数字化变压器差动保护,可实现对变压器的实时监测、故障定位等功能。

2、断路器自动化控制:断路器是变电站中最主要的设备之一,其自动化控制可大大提高电力系统的稳定性。

为此,本系统将采用信息化断路器保护,可实现对断路器的状态监测、动作判据计算等功能。

3、隔离开关自动化控制:隔离开关作为保护装置的一部分,其自动化控制也是变电站综合自动化系统的重要组成部分。

为此,本系统将采用高压气体绝缘金属封闭开关进行实现。

4、组合电器自动化控制:组合电器是基础电气设备的组合,包括变压器、断路器、隔离开关等设备。

220kV变电站的设计毕业设计

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毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

(完整版)220kV变电站设计毕业设计

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毕业设计(论文)任务书220kV变电站设计摘要本设计书主要介绍了220kV区域变电所电气一次部分的设计内容和设计方法。

设计的内容有220kV区域变电所的电气主接线的选择,主变压器、所用变压器的选择,母线、断路器和隔离刀闸的选择,互感器的配置,220kV、110kV、35kV线路的选择和短路电流的计算。

设计中还对主要高压电器设备进行了选择与计算,如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等。

此外还进行了防雷保护的设计和计算,提高了整个变电所的安全性。

关键词:变电站;主接线;变压器220kV substation designABSTRACTThe design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and short-circuit current calculations. The design of the main . In addition, a lightning protection design and computing, increased the safety of the entire substation.Keywords: substation; main connection; transformer目录摘要........................................................ ABSTRACT ......................................................第1章引言...................................................1.1 国内外现状和发展趋势 ...................................1.2原始资料简要分析........................................第2章电气主接线的设计.......................................2.1 电气主接线设计概述.....................................2.2 主接线的基本接线形式及其特点...........................2.3 电气主接线的确定.......................................第3章主变压器的选择.........................................3.1 主变压器台数和容量的确定 ...............................3.2 主变压器型式的选择 ....................................3.3主变压器的选择结果......................................第4章短路电流计算...........................................4.1 电路各元件参数标幺值的计算 .............................4.2 三相短路电流计算.......................................4.3 两相短路电流计算.......................................第5章导体和电气设备的选择 ...................................5.1 断路器和隔离开关的选择 .................................5.2 电流互感器的选择.......................................5.3 电压互感器的选择.......................................5.4导体的选择与校验........................................5.5互感器在主接线中的配置.................... 错误!未定义书签第6章高压配电系统及配电装置设计 ............... 错误!未定义书签6.1 配电装置的要求........................... 错误!未定义书签6.2 配电装置的分类........................... 错误!未定义书签6.3 配电装置的应用........................... 错误!未定义书签6.4 配电装置的设计要求及步骤 ................. 错误!未定义书签6.5 屋内配电装置的布置原则 ................... 错误!未定义书签6.6 本设计中配电装置的确定 ................... 错误!未定义书签第7章所用电的设计............................. 错误!未定义书签7.1 所用电源数量及容量....................... 错误!未定义书签7.2 所用电源引接方式......................... 错误!未定义书签第8章防雷和接地设计.......................... 错误!未定义书签8.1 防雷设计................................. 错误!未定义书签8.2 接地设计................................. 错误!未定义书签第9章保护配置................................. 错误!未定义书签9.1 变压器的保护配置......................... 错误!未定义书签9.2 母线的保护配置........................... 错误!未定义书签第10章总结.................................... 错误!未定义书签参考文献........................................ 错误!未定义书签附录Ⅰ:外文文献原文............................ 错误!未定义书签第1章引言1.1 国内外现状和发展趋势数字化变电站技术发展现状和趋势以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟,智能化一次设备技术不成熟,网络安全性存在一定隐患。

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计

220kv变电站及其综合自动化系统方案设计引言随着电力系统的不断发展和升级,220kV变电站的建设和维护变得越来越重要。

为了提高电力系统的可靠性和安全性,设计一个高效可靠的综合自动化系统方案是至关重要的。

本文将深入研究220kV变电站及其综合自动化系统方案设计,从不同角度探讨其技术原理、设备选型以及实施过程。

一、技术原理1.1 变电站概述220kV变电站是将输送来的高压交流电转换为低压交流或直流供给用户或输送至其他变电站的关键环节。

它由主变压器、断路器、隔离开关、组合电器设备等组成。

综合自动化系统是通过监测和控制各种设备来实现对整个变电站运行状态的实时监测和远程控制。

1.2 综合自动化系统原理综合自动化系统主要包括数据采集与监测子系统、保护与安全子系统以及远程控制与管理子系统。

数据采集与监测子系统通过各种传感器对各个设备的运行状态进行监测,并将数据传输至监测中心。

保护与安全子系统通过断路器、隔离开关等设备对电力系统进行保护,并通过监测中心对各个设备的状态进行实时监测。

远程控制与管理子系统通过远程控制中心对变电站的运行状态进行实时控制和管理,实现对变电站的远程操作。

二、设备选型2.1 数据采集与监测设备数据采集与监测设备是综合自动化系统中至关重要的组成部分。

它包括各种传感器、开关量输入模块、模拟量输入模块等。

传感器可以采集各个设备的温度、湿度、压力等物理量,并将其转化为电信号输入到数据采集模块中。

开关量输入模块可以接收和处理来自断路器、隔离开关等设备的开关信号,以判断其状态。

模拟量输入模块可以接收和处理来自主变压器、断路器等设备的模拟量信号,以判断其运行状态。

2.2 保护与安全设备保护与安全设备是综合自动化系统中用于保护电力系统安全运行的重要组成部分。

它包括断路器、隔离开关、继电保护装置等。

断路器用于对电力系统进行开关操作,以保护电力系统免受过载、短路等故障的影响。

隔离开关用于对电力系统进行分段操作,以便对故障段进行维修和检修。

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设计(论文)题目:220kV变电站自动化研究摘要随着我国科学技术的发展,特别是计算机技术的进步,电力系统对变电站的更要求也越来越高。

所谓最新的变电站综合自动化,就是广泛采用微机保护和微机远动技术,分别采集变电站的模拟量、脉冲量、开关状态量及一些非电量信号,经过功能的重新组合,按照预定的程序和要求实现变电站监视、测量、协调和控制自动化的集合体和全过程,从而实现数据共享和资源共享,提高变电站自动化的整体效益。

本设计讨论的是220kV变电站综合自动化的设计。

首先对原始资料进行分析,在采用电力数据数据网系统作为整个变电站的通讯支撑的基础上进行监控系统、继电保护保护信息管理系统的设计,选择设备,然后进行防雷接地以及信息安全的设计。

关键字:计算机监控;继电保护信息管理;远动通信。

目录第一章综合自动化概述及其特点 (5)第一节变电站综合自动化的结构形式 (5)第二节变电站综合自动化系统的主要功能 (6)第二章变电站监控系统的设计 (8)第一节概述 (8)第二节综合自动化技术应用 (8)第三节系统功能介绍 (10)第四节系统主要技术参数 (12)第五节存在问题 (12)第六节总结 (13)第三章继电保护及故障信息管理系统 (14)第一节概述 (14)第二节系统设计目标 (14)第三节硬件平台 (14)第四节软件系统设计 (16)第五节典型系统简介 (21)第六节主要技术特点 (22)致谢 (24)参考文献 (25)前言变电站对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用,学习和了解变电站的结构和运行对电力资源的可持续发展垫下了基础。

随着经济的快速发展,我国电力需求迅速增长,由于产业结构调整和居民生活水平的提高,第三产业和居民生活用电比重上升,制冷制热负荷大幅度增加,使得电网规模不断扩大,高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势,使电网结构越来越复杂。

常规变电站的二次部分主要由四大类装置组成:继电保护、故障录波、就地监控和远动。

在微机化以前,这些装置不仅功能不同,实现的原理和技术也完全不同,因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。

近年来,开始采用微机型继电保护装置、微机型故障录波器、微机监控和微机远动装置。

这些装置尽管功能不一样,其硬件配置却大体相同,除微机系统本身以外,无非是对各种模拟量的数据采集以及I/O回路,并且装置所采集的量和要控制的对象还有许多是共同的,因而显得设备重复,互联复杂。

人们自然提出这样一个问题,是否应该从全局出发来考虑全微机化的变电站二次部分的优化设计,提高变电站的可控性,更多的采用远方集中控制、操作、反事故措施等,提高劳动生产率,减少人为误操作的可能,提高运行可靠性,这就是变电站综合自动化的来历。

变电站的综合自动化由电脑继电保护和监控系统组成。

最明显的特征有以下四个方面:1、功能综合化。

2、结构电脑化。

3、操作监视屏幕化。

4、运行管理智能化。

变电站的总体结构采用分布式结构,引入计算机局域网(LAN)技术,将站内所有的智能化装置(IED)连接起来。

变电站综合自动化应该改变常规的保护装置不能与外界通信的缺陷,取代常规的测量系统,如变送器、录波器、指针式仪表等;改变常规的操作机构,如操作盘、模拟盘、手动同期及手控无功补偿等装置;取代常规的告警、报警装置,如中央信号系统、光字牌等;取代常规的电磁式、机械式防误闭锁设备;取代常规的远动装置等。

计算机技术、通信技术、信息技术惊人的发展,为变电站综合自动化开辟了广阔的前景。

变电站综合自动化系统能够大大地提高整个电网运行的安全性和经济效益已经形成共识,其目标应实现变电站的小型化、无人化的高可靠性。

综合自动化技术始终追随着计算机技术的发展而发展,计算机和通信技术发展中的任何一种新技术都很快会在变电站综合自动化中找到它的位置。

第一章综合自动化概述及其特点现代变电站综合自动化是二次设备完全用计算机实现对一次设备的安全运行监视与记录、安全操作监视、系统故障记录、故障分析、继电保护等多方面自动化的综合。

其结构可以是一个功能一套设备,也可以是一体的或多机一体分层分布的。

从某种角度上可以说,变电站的综合自动化由计算机继电保护和监控系统两大部分组成。

变电站综合自动化最明显的特征有以下四个方面:(1)功能综合化.变电站综合自动化技术是从建立在计算机硬件技术、数据通信技术、模块化软件技术的基础上发展起来的。

它综合了变电站内除交直流以外的全部二次设备。

计算机保护代替了电磁式保护,监控装置综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、变送器、远动装置、有载调压无功补偿、中央信号系统和光字牌;计算机保护和监控系统一起还综合了故障录波和故障测距、小信号接地等装置。

(2)结构电脑化。

分布式、多CPU综合自动化系统内各主要插件全是计算机化的,采用分布式结构,网络总线连接。

计算机保护、数据采集、监视控制等环节的CPU群构成了一个有机整体,以实现各种功能。

一个系统往往有几个甚至几十个电脑同时并行运行。

(3)操作监视屏幕化。

不管有人值班还是无人值班,操作人员不是在变电站内就是在远方调度室或操作中心内面对屏幕显示器进行变电站的全方位监视与操作。

常规方式下的指针仪表读数被屏幕数据所代替;常规庞大的模拟屏被CRT屏幕上的实时接线画面所取代;常规在操作屏上进行的跳合闸操作被计算机键盘或鼠标操作所取代;常规光字牌报警被CRT屏幕画面闪光和文字提示所取代。

简而言之,面对计算机的彩色可以窥视若大变电站内的瞬变万化。

(4)运行管理智能化。

变电站综合自动化另一个特征是运行管理智能化。

智能化不仅表现在常规的自动化功能上,如自动报警、自动报报表、电压无功自动调节、小信号接地自动选线、事故判别与处理等方面,还表现在能够在线自诊断并不断将自诊断的结果送向远方的主控端。

这是区别常规二次系统的重要特征。

简言之,常规二次系统只能检测一次设备,而对自己本身的故障诊断困难,必须更多的靠维护人员去检查发现;综合自动化系统不仅检测一次设备还时刻检查自己是否有故障,这就充分体现了其智能化。

一、变电站综合自动化的结构形式归纳起来,变电站综合自动化系统的结构模式有集中式、分布分散式和分布式结构集中式组屏三种类型。

集中式的一般采用功能较强的计算机扩展其I/O及外围接口,集中采集信息、集中处理与计算,有的甚至将保护功能也做在一起,如下图所示。

这种方式提出得较早,主要受条件限制,当时计算机技术、网络通信技术还没有发展,这种方式可靠性差,功能也有限,很难推广应用。

入出控制回路随着计算机特别是单片机技术、网络技术特别是位总线技术的问世,用于变电站所控制的分布式结构装置与系统相继出现,一般按回路进行设计。

将数据采集、控制单元和计算机保护单元就地装在开关柜内或其他一次设备附近就地安装,相互之间有网络电缆或光缆连接起来,构成一个分布分散式的综合自动化系统,如下图所示。

这种系统最大的优点就是节省电缆,并避免了电缆传送信息的电磁干扰,其次是最大限度地压缩了二次设备的占地面积。

这种模式在高压变电站应用可能更为适合。

另一种形式是分布式结构集中式组屏,这种方式在中低压变电站用得最多,。

这种系统具有分布式结构全部的优点,系统便于扩充、便于维护,一个环节故障不影响其他部件的正常运行。

考虑到中低压变电站的一次设备都比较集中,有不少是组合式设备,分布面不广,所用信号电缆不长,因而采取集中组屏方式,比分散式就地安装多不了多少电缆,优点在于集中组屏后便于设计、安装与维护管理。

调度所/控制操作中心光缆或电缆TV/TA 操作 TV/TA 操作 TV/TA 保护 TV/TA 保护状态信号回路状态信号回路状态信号出口状态出口油温分布分散式综合自动化系统结构二、变电站综合自动化系统的主要功能变电站综合自动化主要包括安全监控、计算机保护、开关操作,电压无功控制、远动、低频减载以及自诊断等功能。

1.监控系统功能监控系统功能包括数据采集、安全监视、事件顺序记录、电能计算、控制操作、与计算机保护装置通信等。

(1)数据采集与显示。

采集变电站电力运行实时数据和设备运行状态并通过当地或远方的显示器将运行工况以数据和画面两种方式反映给运行人员。

其中,工频模拟量采用计算机交流采样,状态触点方式接入监控系统。

(2)安全监视。

对采集的模拟量、状态量及保护信息进行自动监视。

当有被测量越限、保护动作、非正常状态变化、设备异常时,能及时在当地或远方发出音响或语音报警、推出报警画面、显示异常区域,为运行人员提供处理故障所需的全部信息,事故信息还可存贮和打印记录,供事后分析故障原因用。

(3)事件顺序记录。

变电站发生故障时,对异常状态变化的时间顺序进行自动记录、存贮、远传。

时间顺序记录分析率一般小于5ms,高压变电站可提高到小于1ms.(4)电能计算。

系统可实现对采集的电能量分时统计,旁路代送时可自动实现电量的累加。

(5)控制操作。

系统可实现对断路器、隔离开关的开、合控制和变压器分接头的调整控制,具有防误操作措施,为防止系统故障时无法操作被控设备,在设计上应保留人工直接跳合闸手段。

(6)与保护装置通信、交换数据。

向保护装置发出对时、召唤数据命令,传送新的保护定值;保护装置向监控系统报告保护动作参数(动作时间、动作性质、动作值、动作名称等),响应召唤命令回报当前保护定值以及修改定值的返校信息等。

2.计算机保护功能(1)变压器保护。

利用二次谐波制动的电流差动保护、过电流保护、重瓦斯保护等。

(2)进线线路保护。

一般按用户要求配置。

(3)馈电线路保护。

一般有电流速断保护、定/反时限过电流保护、三相自动重合闸功能。

(4)母线保护。

(5)电容器保护。

包括过压保护和欠压保护、过电流保护、电流差动保护。

(6)用户提出的其他合理的保护配置。

3.电压和无功综合控制以保证电压合格和优化无功补偿为控制目标,实现对有灾调压变压器分接头和并联补偿电容器组的综合调节和控制,既可提高供电质量,又具有节能的功效,同时具有自动统计电压合格率的功能。

4.远动功能综合自动化系统具有很强的远动功能,不仅具有实现常规的遥测、遥信遥控遥调、事件记录远传功能,而且还具有保护定值远方监视与修改、故障录波与测距的远方传输功能。

一般综合自动化具有多个远方接口功能,必要时还可服从主站端的通信规约进行非常规的数据通信。

5.系统在线自诊断功能系统的在线自诊断功能,能自诊断到各设备的插件级。

第二章变电站监控系统的设计一、概述在电力系统内,电力主设备继电保护主要经历了电磁式、晶体管式、集成电路式、微机式保护4个阶段。

特别是21世纪以来,电力工业突飞猛进,整个电力系统呈现出往超高电压等级、单机容量增大、大联网系统方向发展的趋势,这就对电力设备保护的可靠性、灵敏性、选择性和快速性提出了更高的要求。

电力系统相关部门已把变电站自动化作为一项新技术革新手段应用于电力电网,各大专业厂家亦把变电站自动化系统的开发作为重点研发项目,不断地完善和改进,相应地推出各具特色的变电站综合自动化系统,以满足电力系统发展的要求。

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