35kv变电站二次系统设计
变电站电气二次系统设计【最新】
变电站电气二次系统设计摘要:变电站作为电力系统的一个重要组成部分，其电气二次设备的安装质量在关系到变电系统正常运行的同时，也直接影响到电力系统的运行质量。
但是现在对于变电站中的电气工程，特别是其中电气二次设备的安装现状仍需要社会各界人士的关注，因为只有这样才能在有效提高变电站电气二次设备安装、调试和校验质量的同时，促进变电站及整个电力系统的正常和高效运行。
关键词:变电站,二次系统,安装,调试,校验引言变电站二次部分的安装、调试以及校验工作中，存在大量的容易出错的关键点，变电站设备经常发生过电压损毁事件，对电网的安全运行带来了较大影响，加强和改进电子系统(设备)的防护，严格控制这些关键点，避免重复犯错，减小其遭受雷电等冲击干扰损害造成的直接损失和间接损失，是提高变电站二次系统的安装、调试及校验水平，提高工程质量等级的关键。
本文就从变电站二次系统的安装、调试、校验三方面全面的进行论述其系统设计，力求提高系统的运行质量。
一、变电站二次设备安装过程中所面临的问题现如今，计算机技术在社会各行各业中的普遍使用，使各项工作的处理和运作效率都得到了大大提高，而计算机在电力系统的应用，不仅为电能的控制及调度提供了自动化的手段，还为其高效运作创造了智能化的途径。
结合这点我们不难看出，电力事业在不断发展、进步，并已在原有的基础上取得了很大成效。
但是尽管如此，我们仍要时刻提高警惕，预防在现有的工作中出现不好的变故;而且我们还要预见在电力系统运行过程中，不断会出现新的问题等待我们去解决。
所以，我们应就变电站的二次设备在目前应用中所遇到的问题进行分析，力求在此基础上总结出对变电站二次设备运用和管理的一些经验。
(一)变电站接地不良引起二次设备烧毁无论是在电厂中，还是在变电站内，合格、有效且良好的接地是促进电力系统安全运行的基本保证，而现在，多数变电站因其接地不良引起二次设备的烧毁，从而导致了电力系统的无法正常运行，最终给人们的生产、生活带来不利影响。
变电站二次系统设计应注意的问题
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变 电站 二次 系统设 计应 注意 的 问题
设 计 院 ， 西 萍 乡 ３７ （ 江 江 ３０…
关 键词 ： 变电 站 ； 直流 系统 ； 变保 护 ； 主 电压 切换 ； 次 电缆 二
技 ～ 摘 要 ： ４ 随着我 国经济的发展 ， 电网运行 的安全性和稳定性娈得越来越 重要。当然 ， 作为变电站 自动控制保护的关键组成部分， 次系统也就尤 二 丽 重要 。 结合 自身 工 作经 验 ， 变 电站 二 次 系统 的 设 计提 出几 点 看 法 其 对
典 型 设 计 中 的 直 流 系 统 采 用 了 ２台 充 电机 、 阀 控 蓄 电 池 的 接 线 方 ２１ 一 、二 次 消谐 器 能在 一定 程 度 上 减 少 谐 振 的 幅度 、吸 收 谐 振 的 能 １组 ．
式， 这是沿袭原来采用相控 充电机 、 固定 防酸蓄电池时的设汁思 想。原 量 ， 少 Ｔ 饱 和 ， 不 能 预 防 谐 振发 生 。 外 一 次 消谐 器 对 各 相 Ｔ 特 减 ｖ 但 此 Ｖ 来的相控充 电机可靠性不 高 ， 因此一般采用 ２台充 电机 ； 而固定 防酸 蓄 性 的一 致 性 要 求 较 高 。如 一致 性 不好 则 会 产 生 零 序 电 压 ， 出虚 假 的 接 发 电池造价高寿命长 、 可靠性高 ， 以一般采 用 ｌ 蓄电池 。 目 所 组 前采用 的 地信号 ：消弧线 能 消除单相接地时的间歇性 弧光过 电压 ， 减少 Ｔ Ｖ饱 高频 开 关 电 源 的充 电器 为 Ｎ Ｉ 份 ，且 各 模块 可脱 离 监 控 单元 独 立进 和的几率 ， ＋备 对其它原 造成 的 ｖ铁 芯饱和也有一定的效果 ， ｒ 可在一定 行工作 ， 电机的可靠性 已大大提高 。而 阀控蓄 电池虽使用安全 、 充 日常 程 度 上 减 少谐 振 ， 效 果 优 于 一 次 消 谐 器 。 其 维护量小 ， 但其可靠性和寿命明显不如 ｆ 刮定防酸蓄电池。 此合理的设 ２２ 防 止 Ｔ 的谐 振 除 采 用 一 、 次 消谐 器 和 消 弧线 圈等 手 段 外 ， 可 ． Ｖ 二 还 以从产 生谐振 的源头着手 ， 如采用励 磁特性好的 Ｔ 抗谐振 Ｔ Ｖ、 Ｖ等 。对 计应重点加强 蓄电池的可靠性 。 应采用双套充 电机 、 双组蓄 电池 而非烈套充电机 、 单组蓄 电池。为 于 系统 参 数易 产 生 铁 磁 谐 振 的 ３ＫＶ系 统 ， Ｔ ５ 其 ｖ可 设计 为 电容 式 。 不增加投资， 电池的容量可选 用原蓄 电池容量的一半 。 蓄 这样本质上为 ２３ 采 用 一 次 消 谐 器 应 注 意 几 个 问 题 ：Ｖ 的 中 性点 由 直 接 接 地 改 为 经 ． Ｔ ２套直流系统 ， ２组蓄电池 、 ２台充电机 、 ２面馈线屏 ， 正常运行为分开运 消谐 器 接 地 后 ， 中性 点 最 高 电压 可达 到 数 千 伏 ， 考 虑 一 次 Ｎ端 子 的 其 应 行， 充电机或蓄 电池检修时并列运行。 系统方式灵活 ， 每段母线上的充 对 地 和 对 ： 次端 子 删 的 绝 缘 要 求 ， 能 使 用 半 绝 缘 的 Ｔ 二 不 Ｖ。为 防 止 在 运 电机和蓄电池可 同时撤出系统 。 当撤 出系统后充 电机 和放电 回路 可 行 巾发 出虚假的接地信 号， 应对 Ｔ ｖ的一致性提 出要求。 ３ 主 变 保 护 设 计 中 需 注意 以 下 问题 对本段母线的蓄电池进行核对性充 、 放电。 ３１ 主变差动保护动作 条件不充分导致故障 ． １２ 蓄电池的选用 ． 出现这 ・ 情况是ｆ 于投产之初电流互感器安装位置 ， 差动保护 ｈ 使 目前变电站的阀控蓄电池主要呆用 ２ Ｖ和 １Ｖ两种 ，各有其优缺 ２ 点。 ｖ蓄 电池的优点是电池设计寿命 长 且 ２ 井 可靠性高 。 损坏 １２ ～ 节时 范围没有把 含断路器包 含在内 ，按反措要求 差动保 护的电流必须取 自 必须特别 可将其 短接 ， 不会对系统电压有很大 的影 响 ； 缺点是造价较高 、 维护量 于开关与母线 刀闸之间的电流互感器 。因此主变保护设计中 ， 大、 占地面积大。１ Ｖ蓄电池 的优点是每组仅 １ ２ ８块（ ２ Ｖ系统 ）维护 、 注 意 用 作差 动 保 护 的 电 流 互感 器 位 置 的 选择 。 建议 主 变低 压 侧 装 设 四 ２０ ， 更换都 比较 方便 ， 造价 比相同容量 的 ２ Ｖ电池低 ， 结构 紧凑 ， 占地 面积 组电流互感器 ，两组位 于开关 与母线 刀闸之 问分别用 于差动保护和第 套后备 保护 ； 另外两组位 于升关与 主变侧刀 闸之 闭， 分别用 于第二套 小； 缺点是设计寿 命少 于 ２ Ｖ电池 ， 损坏 １ ２节对 系统 电压影响较大 ， ～ 且不 能短接 ，一般 需更 换 。权衡 利弊后 ， １Ｋ １０ Ｖ变 电站宜 采用 ２组 后 备 保 护 和 测 量 计 量 。 １Ｖ、０ Ａ 的 蓄 电池 ；３ Ｋ ２ １０ Ｈ ３０ Ｖ及 以 上 变 电 站 宜 采 用 ２组 ２ 容 量 大 于 ３２ 主变高压侧后备保 护需考虑复合 电压灵敏度是否满足要求 Ｖ、 ． 按反措要求 ，电流后备保护应经过各侧复合电压组成的或门后开 ３０ ０ ＡＨ 的蓄 电 池 。 放 ，也就是说只要有一侧的复合 电压继 电器动作就应该开放电流后备 １ 放 电回路 ． ３ 蓄 电 池 的 核 对性 充 、 电 ， 蓄 电 池 的 寿 命 和整 个直 流 系统 的安 全 保护 由于有些厂家的装置 只取 了高压侧的复合 电压 ， 放 对 、 这一缺 陷往往会 至关重要 。是 以后运行过程 中的一项 长期 、 经常性的工作 。 为 了 日后 造成事故的扩大。建ｃ 义在主变保 护设计 中应 注意电流后备保护必须经 的运 行 维 护 方便 ， 设 计 蓄 电池 放 电 同路 ｌ带 有 放 电模 块 ， 行 中可 将 过各侧复合电压组 成的或门开 放后 ，还 要注意各侧复 合电压必须能经 应 并 运 单 台充 电机单组蓄电池撤出运行进行核对性充 、 电。要求具有智能 过硬压板或 软压板投退 。有可能 的话 ， 放 电流后备保护 设置双后备保护 ， 放 电功 能， 可根据 单瓶截止电压 、 整组截 Ｉ电压 、 电时 间等 参数设置 尤其发生事故较多的低压侧必须设 置双后备保护。 上 放 ４ 二次 电缆 的 相 关 问 题 放 电 的 方式 。 ｌ 馈线方式 ＿ ４ ４１ 在保护装置及其 二次网路 的设计 中， ． 要考虑在出现 的异常情况时 ， 变 电站直流 网络的馈线应采用何种形式更为合理 ，是 目前尚有争 外界 因素对保护装置的影响 以及保护装置的干扰承受能力。二次回路 １ ｇ和 ２ ０ 回路 ， 次 弱 ２Ｖ 二 论的一个 问题。 ＬＴ ０ ４ ２ ０ （ Ｄ ／５ ４ — ０ ４ 电力工程直流系统设计技术规定 》．． 亦 有 强 电和 弱 电之 分 强 电一 般 是 指 直 流 １０ （ ４６１ 条规定“ 直流 网络宜采用辐射状供电方式” 。而《 国家电网公司 十八项 电 电 一般是指直流 ２ Ｖ以下 的同路 。强电传人弱电回路将是致命 的。另 ４ 网重大反事故措施｝３３１１ １ ．．．条规定“ 、 新 扩建或改造 的变 电所 （ （ 流 外 ，很 多 装 置 为 了 提 高 抗 干 扰 能 力 而设 置 的 电 容 ，尤 其 在 直 流 电源 回 站 直 系统 的馈 出网 络应 采用 辐 射 状 供 电 方式 ， 应 采 ＿ 环 状 供 电 方式 在 用 路 ， 站 等效 电 容 相 当可 观 ， 为 交 流 回路 侵 入 直 流 回路 提 供 了 通 道 。 不 辟 ｊ 全 这 设备如采用环状供电方式 的， 应尽快改造成辐射状供电方式。” 此 ， 设 计 过程 中 ， 了避 免 强 电 对 弱 电 回路 以 及 交 直 流 回路 之 间 的
35kV下坝变电站二次控制系统防雷分析
关 场和主 控室 的周 围 ， 雷针 接 地 网与 主 地 网不 连 避 通 ， 互 的距 离大 于规 程要 求 的 ５ 接地 电阻合 格 。 相 ｍ，
有 雷 电流 流 过 ， 就在 这 些二 次 设 备 上产 生 暂 态 过 电 压， 造成 以太 网板 、 直流模板 等被损坏 的情况 。
（ ）另外 ， 装有 信 道 避 雷 器 的 数 据传 输线 路 ５ 对
的传输速率进行复核 ， 即选择的信道避 雷器 的通频 带和网络分支上 的信道避雷器 的安装数量 ， 以保证 网络 系统原 有 的最大 传输速 率 。
动 、 护等 的 电缆 ， 保 甚至 是 主控 室 内的弱 电部件 上产
生 暂态过 电压 ， 损坏 这些 弱 电设 备 。
４ 采 取 的技 术 措 施
４ １ 接地 网 处理 ．
下坝变 电站直 流模板 、 通迅 以太 网板 使用 的是集 成 电路 ， 成 电路 耐过 电压水 平 比晶体 管 电路脆 弱 而集
・
（） １ 由于通 迅 接 地 网 为独 立 地 网 ， 地 电 阻不 接
变 电站 一次 系统和 二次 系统 是 一个相 互关 联 的
击电压值等的不 同而选用不 同等级 的避 雷器 ， 以防
止雷 击 和过 电压对 电子 设备 和信 息设 备 的损坏 。
（ ）为 防止变 电站保 护 、 动 、 ３ 远 通讯 遭 受过 电压
整体 ， 而二次 系统 的耐 过 电压 水 平 要 比一 次 系统 小
部分被雷击损坏 。
变 电站 的一 次 防 雷系 统 落 雷 时 ， 产 生 两 方 面 会 的影 响 ： 一是 雷 电流要通 过 变 电站 的地 网泻人 大地 ，
针对电力系统中35kV变电站电气二次部分
护 的配 置原 则， ５ Ｖ线路 配 置如 下： 三相 式 电流闭 锁 电压速 断 ３ｋ Ｖ
保护；≠ ：三相式定时限过 电流保护： ｌ ｊ三相一次 自动重合闸： 手
动 、 动 跳 闸不 重 合 ： 周减 载 ｒ 远 ％低 带滑 差 闭 锁功 能 ） Ｉ跳 闸： 出 ： １ ＆ 小 电 流接 地选 线 及零 序 ２段 过 流保 护 ： 采 用完 全 星形 接 线 ． 不 设 单独 的零 序 Ｃ ， Ｔ 装置 内部 合成 ３１ 。过负荷 报警： ５ Ｖ 分段 ０ ｆ ｋ ３ ４站 内配置保 护 管理 机按 ＩＣ６８０规约 收集 站 内信 息 。 ． Ｅ １５ 保 护配 置： 流速断 和过 电流保 护 。 电 ５３ ｋ 开关 的端 子箱 （ Ｇ Ｓ控 制柜 ） 置智 能终 端。 ． Ｖ ５ 或 Ｉ 配 输人 开 ２２ １ ｋ 配 电装置 保 护 配置 根 据 小 电流接 地 系统 线 路保 ． ０ Ｖ 关位 置 、 低气 压 、 闸位 置等 状态 量，输 出跳合 闸命 令， 操作 回 护的 配 置原 则 ， ０Ｖ 线 路 配置 如 下 ： 刀 含 １ｋ Ｖ三相 三 段式 电流 保 护； ＃ 路。 三相两 次 自动重 合 闸： 动 、 动掉 闸不重合 （ 合 闸次数 应 能选 手 远 重 ６１ ｋ ．０ Ｖ开关 柜 内 配置 智能 终 端设 备采 集 电流 电压信 号后 送 择 ） 低 周 减载 （ 滑差 闭锁 功能） 口跳 闸； ； 带 出 ％小 电流接 地 选线 及零 序 ２段 过 流 保 护：＆采 用 完 全 星 形 接 线。不 设 单独 的零 序 至控 制室 。 ７ 变 压器 保护 双 重化 配 置。 收来 自各 间隔 合并 器 的信 息， Ｃ ， 置 内部合 成 ３ 。过 负荷 报 警；弓 ｌ ｋ ． 接 Ｔ装 １ ０ Ｏ Ｖ分 段保 护 配 置： 电 流速 断和过 电流 保护 。 分布 式采 样 。 ８ ５ Ｖ母 线保 护 双 重化 配 置， ． ｋ ３ 接收 来 自 ２ ０ Ｖ 各 间隔 合并 ２ｋ ２３ 联无 功补偿 装 置保护 配置 。 ＿并 电容器 组保 护按 照） 联 电 并 器数 据， 布式 采样 。 分 ９ 制室 内屏 间传 输 的开关 位 置信 号 、 闸闭 锁信 号仍 需进 ． 控 跳 行少 量 电缆连 接 。 １ ． 护双重 化配 置 时智 能 终端 按 双 Ｃ Ｕ架 构设 计． 自完 ０保 Ｐ 各 成一 套 独立 的操作 回路 １ ． 障录波采 用 Ｆ ３ 议将 数据 集 中器 集成 在装 置 内部实 １ 故 Ｔ 协 现 故 障录波 功能 。 二 ５ Ｖ 变 电站 电气 二 次设 计实 现 ３ｋ １ ． 主要二 次 电气设 备 配置 。 ５ Ｖ 的二次设 备下 放 到开关 柜， ３ｋ 与一 次设 备 距 离很 近 ． 关 设备 和二 次 设备 间仍 采用 传 统 的 硬 开 接线 交换 信 息 。３ ｋ 电流 互感 器也 采用模 拟输 出的电子 式互感 ５Ｖ 器． 电缆直 接接 到二 次设备 。 由于 ３ ｋ 电压互 感 器与 二次设 用 ５Ｖ 备间 距离 较远 ． 出数字 信 号， 点 对点 光纤 通信 线 路传输 到二 输 用 次设 备 。 １１互感 器选 用数 字 接 口的 光 电式 互 感 器 ， ５ Ｖ 电流 电压 ． ３ｋ 互感 器和 １ ｋ 电压 互感 器 选用 输 出数 字信 号 的 电子式 互感 器 。 ０Ｖ
35KV变电站二次系统防雷设计方案
35KV变电站二次系统防雷工程设计方案防雷设计主要依据：GB 50057-94 《建筑物防雷设计规范》（2010版）GB 50343—2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50054-95 《低压配电设计规范》GB 50174-93 《电子计算机机房设计规范》GB 50169-92 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》IEC 61024 《建筑物防雷》IEC 61312 《雷电电磁脉冲的防护》GB/T50311-2000 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》D 562 《建筑物、构筑物防雷设施安装》YD 5078 《通讯工程电源系统防雷技术规范》YD/T5098 《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T1235.1-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器技术要求》变电站保证主控楼内弱电子设备的安全非常重要，因此，必须对主控室主控楼内二次设备进行全面完善的保护。
以下防雷措施是综合我公司多年防雷工程经验，完全参照相关标准规范的基础上，对供电局35KV变电站主控楼变电站二次设备存在雷电隐患的配电线路、信号线路进行过电压、电磁脉冲拦截、分流，继而对后端设备起到保护作用。
一般多级保护的作用是在第一级选择开关型或限压型避雷器，以泻放大的雷电流；第二级使用限压型避雷器保护敏感设备；当第二级避雷器钳制电压仍不够低时，用第三级避雷器进一步降低设备两端电位，使被保护设备承受的电压低于其冲击耐压。
由于信息设备越来越小型化，对雷电流越来越敏感，因此一定要按规程选择和配置避雷器。
规范（GB 50343-2004）对电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值做以下规定：保护分级LPZ0与LPZ1交界处LPZ1与LPZ2 、LPZ2与LPZ3交界处 直流电源 第一级放电电流第二级放电电流 第三级放电电流 第四级放电电流 标称放电电流10/350us8/20us 8/20us 8/20us 8/20us 8/20us A 级 ≥20 ≥80 ≥40 ≥20 ≥10 ≥10 B 级 ≥15 ≥60 ≥40 ≥20 直流配电系统中根据线路长度和工作电压选用标称放电电流≥10kA 适配的SPDC 级≥12.5≥50≥20D 级≥12.5≥50≥10注：以上的放电电流单位均为kA 。
变电站二次系统 第1部分：通用要求-最新国标
变电站二次系统第1部分：通用要求1范围本文件规定了变电站二次系统技术原则、体系架构，明确了相关术语和定义、设备及系统功能、安全防护、建设和检测等总体要求。
本文件适用于35kV及以上电压等级变电站（新建站、改扩建站），发电厂、新能源场站参照使用。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T17626电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度GB/T26865.2电力系统实时动态监测系统第2部分：数据传输协议DL/T364光纤通道传输保护信息通用技术条件DL/T476电力系统实时数据通信应用层协议DL/T634.5104远动设备及系统-第5-104部分：传输规约采用标准传输规约集的IEC60870-5-101网络访问DL/T860（所有部分）电力自动化通信网络和系统3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1变电站二次系统substation secondary system由具备采集、测量、保护、控制、通信、监测、巡视、计量等功能的设备及软件构成，实现对电网及变电站的主辅设备运行监视、操作控制、异常告警、故障隔离、稳定控制、安全防护和运维管理，并为远方主站提供监视、操作、运维等支撑服务的系统。
3.2变电站二次设备对电网及一次设备进行控制、调节、保护、监测和计量的设备，及支撑对这些设备进行操作、运行、管理的相关设备。
注：如采集执行设备、继电保护及安全自动装置、监控主机、辅助监控设备、计量装置等。
3.3网络安全防护体系substation cyber security protection architecture为保障变电站二次系统的网络空间安全而建立的一整套由安全防护、安全监测、安全响应、安全评估四部分组成的综合安全防护体系。
12站内监控系统substation monitoring and control system站内监控系统具有监控功能及巡视功能，实现继电保护装置、安全自动装置、测控/PMU 装置、录波及分析设备、计量及电能质量设备、辅助监控设备、时钟同步装置、交换机、防火墙、安全隔离装置等设备信息的统一采集、监视、控制、分析及管理，并为调度系统、集中监控系统等主站系统提供远程支持服务的变电站综合监控系统。
变电站电气二次系统设计分析
系统在不断研究过程 中， 未来必然会在变 电站电气二次系统中进行
３ ． ３ 直 流 系统 的设 计 １ ． ４ 调节 回路 在变 电站电气二次系统 中， 直流 系统作为 自动化控制系统的主 变 电站 内部变 压 器 主设 备 ， 需 要 利 用调 节 回路 来对 其 工 作参 数 要 能源 支 持 ， 是 电气 系统 采 集 和 控 制 数 据 信 号 的 重要 基 础 ， 使 电路 进行调整， 维 持 其 运行 的稳定 性 。 器 和 照 明通 讯 设备 能够 接 收到 自动 化 系 统传 输 的控 制 信息 ， 为 其稳 １ ． ５ 其他 回路 定运行提供重要保 障。 为了保证变电站内即使 出现运行 中断还能保
变电站二次 系统 中其他一些回路 ， 如绝缘检测 回路 、 系统 同期 回路 、 操 作 电源 回路 等 ， 作 为 辅 助 回路 ， 在变 电站 功 能实 现 过 程 中发 挥 着 辅 助作 用 。 ２变 电 站 电气 二 次系 统 重要 作 用 近年 来 我 国加 大 了 电 网建 设 的进 程 ，电 网也 加 快 向超 高 压 、 远 距 离输 电及 智 能化 的 方 向发 展 ， 这 也 对 电 网输 电 的 安全 性 和 稳定 性 提 出了更高 的要求 ， 而且要求电网运行也要更具经济性 。二次设 备 作 为 变 电 站 内 的 重要 组 成 部 分 ， 主要 服 务 于 一 次 设 备 的 安 全 、 稳 定 的运行。而电气二次系统是对整个二次设备进行控制的重要系统 ， 其在变电站运行 中发挥着非常重要的作用 。 特别是近年来变 电站加 快 了现代化 、 便利店化和微机化 的发展步伐 ， 再加之社会发展过程 中对供电需求量不断提高 ， 而电气设备输 电和配电过程 中存在较 多 的安 全 隐患 ， 极 易发 生 各 种 故 障及 安 全 事故 。因 此 为 了有 效 的保 证 变 电站一次 回路 、 设备 的安全 ， 则需要合理进行 电气二次 系统 的设 计和应用 ， 综合考量各方面因素 ， 提高电气二次系统设计 的科学性 和合理性 ， 而 且 进 一 步 优 化 电气 二次 系统 的应 用 ， 实 现 对 一 次 电气 设 备 的有 效 保 护 ， 为变 电站整 体 运行 的安 全奠 定 良好 的基础 。 ３变电站电气二次系统设计分析 ３ ． １变 电 站 主接 线 的相 关 设计 变 电站 电气 设备 数 量 较 大 ， 变 电 站 主接 线 不仅 是 电气 设 备 的重 要 组成 部 分 ， 同时也 是 电气 二 次系 统 设计 的基 础 环 节 。变 电站 主 接 线 主 要是 将 一 次设 备 和二 次 设 备 有效 的连 接起 来 ，具 有 电流 汇 集 、 传输和分配的重要功能。在变电站电气二次系统 中， 电气主接线也 可称为主 电路 ，对其选择 的形式会对选 择电气设备带来直接 的影 响， 同时还对制定继 电保护方案 、 选择控制模 式和布置 配电设备 息 息 相 关 。 因此要 正 确选 择 电气 主 接线 ， 从 而 保 证 电 气二 次 系 统 的 经 济性 、 安 全性 和 可靠 性 。 在 具体 设 计 过程 中 ， 要 对 电气 设 备 主接 线 的 设计进行优化 ，根据电气主接线稳定性指标来选择主接线的型号 ， 并要对其进行准确 的计算 ， 确保选择的主接线 的准确性。在具体设 计时 ， 要对供 电系统使用的方便性 、 维护性和经济性 、 后续升级等因
谈变电站电气二次系统设计要点
【 摘
要】 随 着变电站在我们 日常生活的地位 不断的提 高 ，其
重 要 性要 引起 各 界 人 士 的 关注 和 重视 。本 文 介 绍 了 变 电站 二 次 问题 重点 分析 了二次系统中操作 电源组成的布置 、设备的选择 、电缆 的设计 以及基地 选线 等应注意 的问题。为我 国电网的建设提 供一定的理论依据 。
【 关键词 】变电站 ；二 次系统 ；电缆设计 ；接地 选线
电力系统主要分为一次和二次系统 。一次系统主要 由发 电机 、 电路通断元 件、互感元 件、变压组件 以及防雷设施 等组成 ，用 以实 现 电力的产 生、运送及 分配。二次系统的作用是对一次系统进行调 控 、监 测 和 安 全 保 护 等 ， 相对 于 一 次 系 统 来 说 ，二 次 系 统 的 设 备 不 需要 高电压和大容量 ，主要包括 监测 元件 、显示元件、继 电器、开 关等设备 变 电站 二次 系统是 调控 电力运输 和分配的核心部分，需 要有极高 的稳定性和可靠性 ，因此对 于其设 计有着 很高的要求，所 以其 中注意 的事项也很严格 。 １ 二 次 系统 回 路 变 电站二次系统 由具有 不同功能的几个同路组成，从而完成对 电力系统 的调控 、监测 、安全保护等功 能。依 照回路的不 同功能， 可将二次系统回路做如 下分类 ：控制 回路 、监测 回路、信 号回路 、 调节 回路 、继 电保护与 自动装置 、操作 电源 系统。 ２各 系统设计应 注意的问题 ２ ． １操作系统 电源设计应注意 的问题 操作 电源的作用是为二次系统 中的各类设备如控制 设备、监 测
电 力 科技
谈变 电站 电气二次系统设计要点
冷 培 元 刘 贻 琴
（ １ ． 辽宁 电力勘测设计 院大 连分 院 ；２ ． 特变电工沈阳电力勘测设计有限公 司 ）
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摘要本设计是为35KV变电站设计二次系统。
主要内容是对主变压器和进出线路配置完整的保护和进行整定计算。
南阳王村变电站是当地主要供电设施之一，其经过多次改造已变为高容量高自动化达到现代化标准的一所变电站，为这个变电站设计二次系统十分必要，将为这个变电站安全可靠运行打下坚实的基础。
在对变电所一次部分的原始资料进行仔细计算和充分分析之后，本设计首先为一次系统配置了较为全面的继电保护，然后是对变电所的主变压器和进出线路进行相关的继电保护设计，之后在一次系统原始数据的基础上进行短路计算，在短路计算之后对配置的各个保护进行详细的计算和整定，以上也是本设计的核心部分。
限于篇幅和知识水准，对其他二次系统部分，比如信号和控制回路等只进行简单设计和说明关键词：变电站；二次系统；变压器；继电保护；整定计算AbstractThis design is a Relay protection system design.for 35kv/10KV outdoor transformer substation.The key of this transformer substation design is to Configuration and setting calculation.for the tr ansformer substation ‘s protection Wangcun transformer Substatation in Nanyang city is the most important substations in nanyang area.this Substatation has been automated to achieve high standards of a modern substation After several transformation.It is necessary for the substation to design Secondary system. it will make sure the substation work safely..After study the original data of this Substatation very carefully ,i design a full protection system for this substation., Especially on the main transformer substation and access lines associated relay design. Then i calculate for all necessary protection.based on the calculate result ,i choose every electricity equipment for this design,The Calculation a is the most important part of this passage. Because the limited of my knowledge and the length of this passage, i introduce other part of this substatation’s Secondary System very simplelyKeywords：transformer Substatation；Second Circuit；Transformer；Relay protection;Setting and calculation目录1 概述 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究现状 (1)1.3变电站简介 (2)1.4 毕业设计任务 (2)2 王村变电所简介 (3)2.1 王村变电站电气主接线概述及母线接线方式 (3)2.2王村变电站的主要电气设备的原始数据 (5)2.2.1 主变压器铭牌数据 (5)2.2.2 电力线路原始数据 (5)2.3王村变电所的所用变配置 (6)2.4王村变电所二次系统初步配置 (6)2.41继电保护概述 (6)2.42 本设计主变压器保护的初步配置 (7)2.43 本设计进出线路保护的初步配置 (8)2.44 电力电容器保护的初步配置 (9)2.45 变电所的其他二次配置 (9)3 短路计算 (11)3.1短路计算方法概述 (11)3.2 系统等效电路和基准值的选取 (11)3.3阻抗计算 (13)3.4短路电流计算 (14)3.4.1最大运行方式下各短路点的短路电流计算 (14)3.4.2最小运行方式下各短路点短路电流计算 (16)4 主变保护的配置和整定计算 (19)4.1主变主保护之一瓦斯保护的配置和整定 (19)4.1.1瓦斯保护设计的简介及瓦斯保护原理 (19)4.1.2 瓦斯保护的整定 (21)4.1.3瓦斯继电器的选型与安装 (21)4.2 主变主保护之二纵联差动保护的配置 (23)4.2.1本设计纵联差动保护的配置 (23)4.2.2 采用BCH-2继电器的纵联差动保护原理 (23)4.2.3 BCH-2型变压器差动保护的整定方法 (25)4.3主变主保护之二纵联差动保护的整定计算 (25)4.31 计算额定电流及CT变比 (25)4.3.2确定基本侧动作电流 (27)4.3.3 线圈匝数与结果校验 (29)4.4过电流保护整定 (30)4.4.1变压器过电流保护概述 (30)4.4.2过电流保护的选型和整定计算 (30)4.5过负荷保护整定 (31)4.6其他必要辅助保护 (32)5 线路保护的配置选型和整定计算 (34)5.1 本设计采取的电力线路继电保护原理概述 (34)5.1.1概述 (34)5.1.2 定时限过电流保护 (34)5.1.3 电流速断保护 (35)5.2 35KV进线限时速断保护的选型和整定计算 (36)5.2.1确定动作电流 (36)5.2.2灵敏度校验和动作时限整定 (37)5.3 35KV进线过电流保护的选型和整定计算 (37)5.3.1动作电流的整定计算 (37)5.3.2灵敏度检验和动作时限的整定 (38)5.4 35kv和10kv母联开关速断保护的选型和整定计算 (38)5.5 10KV出线保护的选型和整定计算 (39)5.5.1 10KV出线保护整定计算方法概述 (39)5.5.2 10KV线路出线保护的整定计算 (40)5.6 10KV电力电容器保护的配置和整定计算 (45)6 中央信号系统的设计 (47)6.1 信号回路设计概述 (47)6.2本信号系统设计的核心部件ZC-23冲击继电器 (47)6.3中央事故信号系统 (48)6.4中央预告信号系统 (49)结论 (52)参考文献 (53)附录 (54)致谢 (55)1 概述1.1 课题背景现代的生活处处离不开电力的供应，其中输电变电的安全高效运行是保证电力正常供应的重要部分。
因此二次系统的设计必须高度重视。
虽然在变电所中一次回路是主体，但是二次回路是保证一次回路能安全稳定可靠运行的重要保障。
二次回路可以对一次系统进行完全监视和实时测量以及远程操作和控制。
目前无论国内还是国外都十分重视变电站二次系统方面的技术创新和完善。
随着电脑的普及使用二次系统保护方面也进入了一个崭新的智能化时代。
目前,很多区域 35 kV 新建变电站多采用综合自动化系统，二次系统的自动化程度已经相当高，目前正在向智能化的方向迈进。
国外发达国家在这个方面领先于我国，但我国的研究起点较高进步快，在某些领域已经达到甚至超过世界先进水准。
作为一个电气专业的学生，35kv变电站二次系统设计正好在我们的专业知识范畴之内。
当然仅仅依靠我们平时课堂学到的知识完成这个设计是远远不够的，还需要更进一步通过学习相关资料拓展自己的知识面。
1.2 研究现状随着经济的发展，现代电网结构日趋复杂，电网容量不断扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越高。
而电力系统对变电站又提出了减人的要求，这两者之问的矛盾可以通过变电站自动化技术来解决。
专题报道中的文献论述了变电站综合自动化技术的发展过程、新的设计思想，报道了所采用的最新技术，汇集了其主要特点，并预测了变电站自动化其今后的发展趋势。
变电站自动化系统集电力系统、电子技术、自动化、继电保护之大成，以计算机和网络技术为依托，面向变电站通盘设计，用分散、分层、分布式结构实现面向对象的设计思想。
它用高性能单片机构成的IED(数字智能电子设备)和计算机主机替代了数量大、功能和结构单一的继电器、仪表、信号灯、自动装置、控制屏等设备，用计算机局域网络(LAN)替代了大量复杂的连接电缆和二次电缆，在遵循信息共享、减少硬件重复配置的原则下，做到继电保护相对独立和有一定的冗余，提高变电站运行的安全可靠性，减少系统维护工作量和提高维护水平。
鉴于本设计中变电站规模偏小故采用传统二次系统设计方式。
1.3变电站简介王村变电站的概况如下：○1此变电站为终端变电站，负责为当地工农业供电。
○2变电站的电压等级为35/10.5KV，采用2台双绕组主变压器。
③本变电站由两个独立的、中间无“T”型负荷的35kv电源供电，每个电源进线2回共4回进线，有5条出线为当地各种区域供电。
○4输电方式：架空线双回路，出线电流保护动作时间：1S1.4 毕业设计任务本设计要求，根据王村变电站的一次系统的原始数据完成如下设计任务：○1对变电所的一次部分进行较详细的说明和分析。
②在①基础上为变电所的一次系统配置完整的二次保护，重点是主变压器和进出线路的保护部分。
③根据①中提供的一次部分原始数据进行短路计算。
④在短路计算结果的基础上进行本设计所配置的继电保护的整定计算并进行相应的选型。
⑤设计本变电所的中央信号回路。
2 王村变电所简介2.1 王村变电站电气主接线概述及母线接线方式本变电站为35KV户外小型变电站，设计为2台容量为10250KV A的35kv/10.5kv降压变压器，设有35KV，10.5KV两个电压等级。
其中35KV侧有4回进线;10.5KV侧有5回出线和2回备用线;35kv和10.5KV母线均采用单母线分段接线。
所接负荷主要为普通用户但也有一些一类与二类负荷，对供电质量有相当严格的要求。
本变电所的一次系统的接线方式和具体参数均为已知的，其中本变电站的电气主接线图如图1-1所示。
单母线分段接线用分段断路器或分段隔离开关将单母线接线中的母线分成两段，将变压器和线路分别接到两段母线上的电气主接线。
它区分为用断路器分段和用隔离开关分段的单母线分段接线两种。