110kV变电站综合自动化系统工程设计实例(精)
110kV变电站综合自动化系统的设计
３ １ ０ｋ Ｖ变 电站综 合 自动 化 系统的 实现 １
３１ 变 电站 自动化系统数据 采集模块的实现 ． 该模块 主要 是用来对 变电站现场所有需要监视 的电气设备 的 电参量和各种 开关 信号的实时信 号采集 当前状态 。它包括各 生产设 备运 行参 数状 态及 系统 安全稳定裕度 的图形显示 ，如各 电流电压幅值 、变 电站 的电能度数 、各个断路器 的状态 、上下 刀开关 的状态 、各类参量波形 变比趋势显示等。 根据 系统结构设计 ，结合实时性 的要求必须对二条以上的 线 路同时进行数据采集 和分析 ，并且对每条线路 的数据采集和 分 析必须是独立 的 、同步 的，互不干扰 ，互不影响 。 目前绝大 多数计算机采用 的是冯诺依曼体系结构 ，这种结构 的特点是顺 序 处理 ，一个处理器在 同一时刻 只能处理一件事情 。为 了满足 用户 的要求 ，根据大型机 的并行处理模式 ，我们采用 了仿并行 处理技术 。这种技术采用 了一种全新的调度策略 ，将处理器的 运算时 间分成若干个时间片 ，当对某一条线路进行监测和分析 时 ，就 占用一个 时间片 ；当对另一条线路进行监测和分析时 ， 就 占用另一个时 间片 ，这样轮流 占用 ，由于处理器的指令处理 周期为 １ 一９ｓ ０ｓ 的数量级 ，这样就可以近似地认为是在对每条 线 路 同时 进 行 监 测 和 分析 。 在本系统 中，上位机 （ 工业计 算机 ）通过发送采集命令来 获 取 下 位 机 的响 应 ，下 位 机 通 过 不 断 查 询 来 确 定 是 否 被访 问 ， 有命令数据采集模块立刻响应发送采集到的数据。上位 机接 收数据后进行相应的处理 。对于每条总线都必须执行上述 的过
研究 ，以期从 中找到可靠 安全 的变 电站 自动化管理 的模式与方 法经验 ，并 以此和广大同行分享。 ’
110kV变电站综合自动化系统设计分析
110kV变电站综合自动化系统设计分析摘要：本文通过对云南文山110kV卧龙变变电站综合自动化系统的设计问题进行的分析，进一步阐述了变电站综合自动化系统的设计思路、实际应用情况及体会。
关键词：变电站；综合自动化；设计1 文山市110kV卧龙变电站概况两回110kV线路为变电站供电电源，110kV线路运行方式为一工一备。
主变为本期一台40000kV A,，110/10kV变压器，配电电压等级为10kV。
110kV和10kV系统均为单母分段接线。
2 一次设备选型要实现变电站安全、可靠运行，减少电气设备维护工作量，保证变电站自动化系统的正常运行，选择好一次设备是设计的基础。
1 主变压器选用低噪音、低损耗、节能型的有载调压变压器。
2110kV断路器选用GIS设备，采用户外安装。
GIS开关性能好，无油污染，无火灾危险，检修周期长，维护工作量少。
310kV开关柜选用铠装移开式真空开关柜，真空开关技术先进，可靠性高，检修周期长。
4110kV侧隔离开关和主变中性点隔离开关选用电动操作机构，以适应遥控要求。
5其它设备尽量采用无油化，高可靠性的设备。
3 变电站综合自动化系统结构模式的分类及设计选型3.1 变电站综合自动化系统结构模式结构模式分为两种：即目前流行的分层分布式系统和传统的微机集控台系统。
传统的微机集控台系统其所有间隔的保护、测量、控制由几片CPU完成，CPU的工作量大，变电站的各种信号通过电缆引入到变电站控制室的控制台上，电缆安装维护量大，各开关间隔没有自己的专用CPU，技术性能差，但造价低，结构如图1所示。
图1 传统的微机集控台系统结构模式分层分布式系统在纵向分为两层，即变电站层和间隔层。
变电站层由上位机和下位机组成，位于变电站主控室内；间隔层为面向变电站各开关间隔的一次电力设备。
间隔层在横向按站内一次设备（主变、线路等）分布式配置。
间隔层中各个单元的设备功能相对独立，仅通过站内通信网互联，并同变电站层通信。
110kV变电站综合自动
系统功能说明及性能指标
保护功能：110kV 保护功能：110kV 采用的是内桥接线方式，进线不需配置保护，由上 一级线路保护完成或主变后备保护承担。 配置一台 HSF5913 三相操 作箱分别对应于两条进线和桥开关，具有防跳、压力闭锁等功能。 测控功能：针对 2 回110kV进线和桥开关分别设置一台 HSD5110 数 110kV进线和桥开关分别设置一台 字式断路器测控装置，其功能如下： 遥测量：Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Ux、Uab、Ubc、Uca、 遥测量：Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、Ux、Uab、Ubc、Uca、P、Q、 遥信量：16组 220V/110V开入量 遥信量：16组 220V/110V开入量 遥控量：8 路开出（4 遥控量：8 路开出（4 个对象的遥控可用于本间隔的断路器、刀闸的 控等。 自动控制功能：配置一台HSB5620 自动控制功能：配置一台HSB5620 数字式备用电源自投装置，其功 能如下： 实现桥备投或进线备投功能; 实现桥备投或进线备投功能; 变压器备投功能; 变压器备投功能; 用户需求的多种备投方案。
(3)系统的可靠性 (3)系统的可靠性 计算机站控系统在工程现场运行具有很高的可靠 性，其平均无故障时间MTBF为：大于30000小时。 性，其平均无故障时间MTBF为：大于30000小时。
(4)系统的容错能力 (4)系统的容错能力 软、硬件设备均具有良好的容错能力，当各软、硬件功能 与数据采集处理系统的通讯出错，以及当运行人员或工程 师在操作中发生一般性错误时，均不引起系统的正常运行。 对意外情况引起的故障，系统具备恢复能力。 (5)系统的安全性 (5)系统的安全性 除不可抗拒问题，在一般情况下，硬件和软件设备的运行 都不危及变电所的安全稳定运行和工作人员的安全。
110kV变电站综合自动化改造专题方案的设计
110kV变电站综合自动化改造方案旳设计
1问题旳提出
江西省110kV变电站数量多，覆盖面广，在电网旳运营中有其特殊旳地位。
110kV变电站顾客出线较多，操作较为频繁，因此，提高它旳自动化限度，减少误操作十分重要。
近几年设计旳变电站大都采用综合自动化设备，对原有旳110kV变电站改造便成了日趋重要旳问题。
近年来，随着计算机及有关科学旳迅速发展，计算机监控系统在110kV变电站得到广泛旳应用。
110kV已投运旳变电站有其自身旳特点。
二次部分采用旳是常规旳控制、保护、测量、远动等互相独立旳模式。
为提高变电站旳自动化限度，有必要在既有设备旳基本上改导致综合自动化变电站，适应此后少人或无人值守旳规定。
2综合自动化系统采集信息规定及构成
2．1 采集信息规定
110kV变电站数据采集、解决及控制类型涉及模拟量、状态量、数字量、脉冲量、控制量、非电量等，如附表所示。
2．2 构成
为减少投资、充足运用既有设备，本设计提出如下方案：
该方案是在RTU旳基本上构成，运用远动主机采集旳数据进行加工解决，后台计算机监控系统与RTU采用串口连接，监控系统还可与其他站内智能电气设备相连，如智能电量表等。
由此构成旳变电站综合自动化系统在站内操作必须通过RTU来进行控制操作。
当用于远方控制操作时，由地调直接下达遥控操作命令；当用于本地控制方式时，站内人员接到命令后，将变电站设立为本地控制模式，由后台监控系统下达命令至RTU，由RTU执行控制命令。
110KV变电站综合自动化系统结构设计
湖南水利水电职业技术学院2012届毕业设计课题名称：110KV变电站综合自动化技术专业：电力系统自动化学生姓名：孙伟学号：200922030020班级：电力三班指导老师：朱雪雄时间：2011年12月前言变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，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。
为了提高变电站安全稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务，变电站综合自动化技术开始兴起并得到广泛应用。
变电站综合自动化技术应用计算机技术，通信技术，检测技术和控制技术等，将变压器中传统的继电保护系统，测量系统，控制系统，调试系统，信号系统和运动系统等多个独立的功能系统，经济化，组合为一套智能化的综合系统。
这一技术的应用，提高了对变电站电气设备和电力系统进行监视，控制和保护的自动化，智能化水平，提高保护，控制的可靠性和电力系统的安全运行水平，社会经济效益十分显著。
此论文是以１１０ＫＶ变电站综合自动化系统主体的变电站综合自动化系统的研究。
限于作者水平有限，论文中难免存在错误和不当之处，敬请专家和读者批评指正，作者不胜感激。
设计者：孙伟2011年12月第1章变电站综合自动化概论1.1 变电站综合自动化基本概念变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统，代替常规的测量和监视仪表，代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。
1.2 变电站综合自动化基本现状变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，随着电压等级的提高，供电范围的扩大，输电容量的增大，采用传统的变电站及其控制技术越来越难满足电力系统降低投资、提高效益的发展要求。
110kV变电站自动化系统工程设计
110kV变电站自动化系统工程的设计摘要: 本文结合多年的工程实践, 对某变电站自动化系统的结构、布置、功能特点方面进行探讨, 仅供大家参考。
关键词:110kv 变电站变电站自动化系统设计前言变电站综合自动化采用自动控制和计算机技术实现变电站二次系统的部分或全部功能。
为达到这一目的,满足电网运行对变电站的要求,变电站综合自动化系统体系由“数据采集和控制”、“继电保护”、“直流电源系统”三大块构成变电站自动化基础。
“通信控制管理”是桥梁,联系变电站内部各部分之间、变电站与调度控制中心之间使其相互交换数据。
“变电站主计算机系统”对整个综合自动化系统进行协调、管理和控制,并向运行人员提供变电站运行的各种数据、接线图、表格等画面,使运行人员可远方控制断路器分、合闸操作,还提供运行和维护人员对自动化系统进行监控和干预的手段。
“变电站主计算机系统”代替了很多过去由运行人员完成的简单、重复和繁琐的工作,如收集、处理、记录、统计变电站运行数据和变电站运行过程中所发生的保护动作、断路器分、合闸等重要事件,还可按运行人员的操作命令或预先设定执行各种复杂的工作。
“通信控制管理”连接系统各部分,负责数据和命令的传递,并对这一过程进行协调、管理和控制。
1 工程概况110kv 某变电站位于城区,建设规模为50mva 主变2 台及相应的无功补偿电容器组,110kv 出线2 回,10kv 出线20 回,110kv主接线采用线路- 开关- 变压器组接线方式,10kv 主接线为单母分段,采用全户内布置形式, 建筑面积为1081m 2, 征地面积仅845m2。
全站利用了目前国内较成熟、先进的变、配电设备及变电站自动化技术成果,在设备先进与占地少、投资省、运行费用低和可靠性高之间取得较满意的平衡和统一。
该工程采用综合自动化系统的110kv无人值守变电站,为将来110kv 无人值守变电站的建设提供了一种模式。
2 自动化系统2.1 系统结构变电站自动化系统选用的是南瑞系统控制公司的bj － 3 型变电站综合自动化产品。
110kV变电站综合自动化运行系统的设计
三 、 合 自 动 化 系 统 设 计 的 具 体 方 案 综
６ 利 用 网络 通 信 。 速 、 全 、 靠 地 传输 数据 ； 、 高 安 可 ７ 以实 现无 人值 班 为 目标 ， 快速 进 行控 制 和操 作 ； 、 可 ８、 扩 充 ， 便 维 护 ， 大 限 度 减 少 扩 建 工 作 和 投 资 ， 低 维 可 方 最 降
３、 化 一 次 回 路 ． 省 电 缆 ； 简 节 ４、 护 测 控 装 置 可 以 灵 活 安 装 ； 保 ５ 具 有 良好 的 抗 电 磁 干 扰 能 力 ： 、
一
次 设 备 间 隔 将 保 护 装 置 和 测 控 装 置 进 行 模 块 化 组 装 。可 将 模 拟
量 、 关 量 数 字 化 ， 送 测 量 和 保 护 信 息 ， 收 控 制 命 令 和 参 数 定 开 上 接
为 综 合 自 动 化 系 统 后 新 旧 设 备 如 何 衔 接 才 能 保 证 安 全 运 行 ， 些 都 系 统 的 管 理 核 心 。 供 良 好 的 人 机 界 面 ， 行 站 级 层 的 信 息 分 析 和 这 提 进
是设 计 人员 所要 解 决 的问题 。
一
处 理 。 成 通 讯 规 约 的 转 换 ， 现 与 间 隔 层 和 远 方 调 度 中 心 的 通 信 完 实 联 络 。站 级层 包 括 主 机兼 人 机 工作 站 、远 动 数 据 处 理及 通 信 装 置 、 Ｇ Ｓ 同 步 系 统 等 。 地 监 控 和 远 动 接 口 相 互 独 立 。 中 １个 接 口 发 生 Ｐ 就 其
、
综 合 自 动 化 系 统 设 计 的 总 体 要 求 及 原 则
Байду номын сангаас
110kV变电站自动化系统设计
110kV变电站自动化系统设计随着科技的不断进步和电力行业的快速发展，变电站自动化系统在电力系统中的重要性日益凸显。
110kV变电站作为电力系统的重要组成部分，其自动化系统的设计尤为关键。
本文将探讨110kV变电站自动化系统的设计原理、关键技术以及未来发展趋势。
一、设计原理110kV变电站自动化系统的设计原理主要包括三个方面：监视与控制、保护与自动化。
监视与控制是指对变电站运行状态进行实时监测和远程控制，通过监视系统实现对电力设备的状态、运行参数、告警信息等进行监测和分析；保护与自动化是指对变电站设备进行保护和自动化控制，通过保护系统实现对电力设备的故障检测、故障切除和自动化操作。
在监视与控制方面，110kV变电站自动化系统需要具备实时监测、数据采集和远程控制的功能。
通过传感器和监测设备对变电站设备的电流、电压、温度等参数进行实时采集，并通过通信网络将数据传输到监视系统，实现对设备运行状态的监测。
同时，监视系统还需要提供远程控制功能，使操作人员可以通过远程终端对变电站设备进行远程操作和控制。
在保护与自动化方面，110kV变电站自动化系统需要具备故障检测、故障切除和自动化操作的功能。
通过保护装置对变电站设备进行故障检测，一旦检测到设备故障，保护系统将自动切除故障设备，以保证系统的可靠运行。
同时，自动化系统还可以实现对设备的自动化操作，如自动切换、自动调节等，提高变电站的运行效率和稳定性。
二、关键技术110kV变电站自动化系统设计涉及多个关键技术，其中包括通信技术、数据采集技术、保护技术和控制技术等。
通信技术是110kV变电站自动化系统的基础，它实现了各个设备之间的数据传输和远程控制。
目前，常用的通信技术包括以太网、无线通信、光纤通信等。
通过建立可靠的通信网络，可以实现变电站设备之间的数据共享和远程控制，提高系统的可靠性和运行效率。
数据采集技术是实现对变电站设备参数进行实时监测和采集的关键技术。
通过传感器和监测设备对设备的电流、电压、温度等参数进行采集，并将采集到的数据传输到监视系统，实现对设备运行状态的实时监测和分析。
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
3、继电保护系统 系统保护 110kV线路保护 ◆每回110kV线路的电源侧变电站配置一套线路保 护装置，负荷侧变电站可不配置。保护应包括完整 的三段相间及接地距离、四段零序方向过电流保护。 ◆每回110kV环网线及电厂并网线、长度低于10km 的短线路宜配置一套纵联保护。
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变电站综合自动化
110kV变电站综合自动化系统工程设计实例 2、 电气主接线
110kV最终出线6回，采用双母线接线方式。
主变压器110kV侧中性点采用经隔离开关直接 接地方式； 主变压器10kV侧采用经消弧线圈接地方式，消 弧线圈接于10kV母线上。
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变电站综合自动化
◆② 母联充电保护应具有两段相过流和一段零序 过流。
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变电站综合自动化
110kV变电站综合自动化系统工程设计实例 3、继电保护系统
备用电源自动投入
-母联（分段、桥）断路器、线路断路器配置备 用电源自动投入装置，具备备用电用自投功能 和进线互投功能。 -母差保护动作应闭锁备用电源自动投入装置
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变电站综合自动化
110kV变电站综合自动化系统工程设计实例 3、继电保护系统
并联电容器保护
-不接地系统配置微机型三段式相间 电流保护，配置过电压、低电压及放 电线圈开口三角形零序电压保护/中 性点不平衡电流保护/差压保护；低 电阻接地系统还应配置零序电流保护
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变电站综合自动化
110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
3、继电保护系统 3.2 元件保护及自动装置 主变压器保护 ◆①主变压器可按主、后分开单套配置，或采用 主后一体化双套配置。 ◆②变压器应配置独立的非电量保护。 ◆③主变高压侧配置复合电压闭锁过流保护，低 压侧配置时限速断、复合电压闭锁过流保护。各侧 均配置过复合保护。当变压器低压侧中性点经低电 阻接地时，还应配置零序电流保护。
监控系统宜采用分层、分布、开放式网 络结构，主要由站控层设备、间隔层、 过程层（选配）以及网络设备构成。
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
4、计算机监控系统 系统网络结构 采用单网结构，站控层网络与间隔层网络采用 直接连接方式 站控层网络应采用以太网，网络应具有良好的 开放性 间隔层网络宜采用以太网，应具有足够的传送 速率和极高的可靠性
并联补偿装置 三相电流、Q 10kV分段 三相电流 10kV母线 三相相电压、线电压、零序电压 所用变高压侧 三相电流、三相电压、有功功率 所用变低压侧 三相电流、三相电压、线电压 直流电源 充电I、充电U、母线U、操作电压重Fra bibliotek电力高等专科学校
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110kV变电站遥控量 序号 1 2 3 4 5 遥控设备名称 110kV电压等级断路器 10kV电压等级断路器 主变中性点接地刀闸 高频保护通道启讯和停讯 强油循环风冷变压器冷却器的启动和停用
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
4、计算机监控系统
系统软件 主机兼操作员工作站采用UNIX等安全性较高的 操作系统 系统功能 监控系统实现对变电站可靠、合理、完善的监视、 测量、控制，并具备遥测、遥信、遥调、遥控等 全部的远动功能，具备AVQC、同期等功能，具有 与调度通信中心交换信息的能力。
110kV变电站综合自动化系统工程设计实 例
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例 1、建设规模
主变压器容量：最终3×63MVA，本期 2×63MVA，有载调压变压器，电压等级110/10kV；
110kV出线：最终6回，本期2回； 10kV出线：最终48回，本期32回； 10kV无功补偿：最终为3×2×5010kvar，本 期为2×2×5010kvar。
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110kV变电站遥测量
序号 名称 1 110kV线路 2 110kV母联 3 4 5 6 7 8 9 10 11 110kV母线 主变压器 10kV线路 遥测量 P、Q、三相I、三相U、线电压 三相I，有特殊需要时加采P、Q 三相相电压、线电压、f 各侧P、Q、三相电流 三相电流，有特殊需要时加采P、Q
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
3、继电保护系统
35kV/10kV线路保护
-不接地系统配置微机型三段式相间电流保护及 三相一次重合闸（架空线路），低电阻系统还 应配置零序电流保护。如果电流保护不能满足 需要应根据实际选择配置相间距离保护或全线 速动保护。
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
3、继电保护系统 自动装置 •根据系统要求配置微机型低频减载装置。 35kV/10kV线路一般采用一体化装置中的 自动低频减载功能，也可独立设置。
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变电站综合自动化
110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
4、计算机监控系统
系统设备配置原则
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110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
3、继电保护系统 接地变压器、接地电阻保护 接地变压器配置微机型三段式相间电流保 护、零序电流保护及本体保护。保护动作 条变压器各侧断路器。接地电阻配置一段 零序电流保护，保护动作跳变压器各侧断 路器。
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变电站综合自动化
110kV变电站综合自动化系统工程设计实例
3、继电保护系统
110kV母线保护 ◆① 双母线接线应配置一套母差保护。 ◆② 单母线分段接线可配置一套母差保护。 110kV母联保护
◆① 母联按断路器配置一套完整的、独立的，具 备自投自退功能的母联充电保护装置和一个三相操 作箱。
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110kV变电站遥调量
序号
1 2
遥调设备名称
有载调压变压器有载分接头调整 有载调压变压器调压机构急停
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G PS 对对/对对对对
对对对
U PS对 对 对对对对对对 对对对对对对 对对对对