变电站综合自动化系统设计_本科毕业设计论文(编辑修改稿)

变电站综合自动化系统设计_本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

变电站 综合自动化系统提供可靠 方便 的人机对话 功能 ， 使技术 人员 通过计算机很方便的做出对开关，变压器转接头，刀闸等操作。 并且软硬件上的自动化设计完全能满足操作上的安全、可靠，准确，快速的技术要求。 其中 操作方式分为遥控 操作和 手动操作 两种方式。 遥控 操作方式： 当调度端发出遥控开关或遥调变压器分接头的命令后，该系统能可靠的执行。 手动操作分xxx 学院本科毕业设计（论文 ) 变电站的结构形式与控制要求 6 为三种方式：键盘操作，把手操作，保护柜操作。 正常时利用键盘操作，非正常时通过 计算机操作屏自动 操作 或者是保护柜操作。 变电站 控制功能 的主要 是 以下的 3 个方面： ① 跳闸统计。 统计开关 的 跳闸 次数。 可 分为手动跳闸次数 和有事故跳闸次数 两种。 ② 无功电压 的 自动 化 控制。 依据 电 能网络 无功，电压计算 和 判断是调节变压器分接头位置 ，还是 投切电容器。 以 让 电压 和无功 满足要求。 在电容器 ，变压器以及 电网 发生 故障时不应该 盲目操作。 当 变压器需要 检修时，不应参与 操作。 ③ 接地选相。 对于中性点不接地系统，当电网出现单相接地故障时利用零序电流 ， 增量零序电压以及压降 来 判断接地线路及相别，也可以利用功率方向 法 等其它方法来判别。 为了 更好的保证电网的 可靠性，应 该经过重复 采样 结果 才能确定。 确定后，主机报警，并显示和打印。 技术 人员按照提 示，用人工检除 的 方法跳开开关自动重合，验证主 机的判断。 （ 3）、保护功能 微机保护 不仅 有较高的灵敏性 和可靠性 ， 而且其操作简便。 特点有以下几个方面： ① 有事故 实时记录 功能。 能记录事故前后的母线电压 和 线路电流。 ② 具有 实时自 我 检 查 功能。 能够对主机的各元件进行 网络实时 检查。 ③ 用键盘 和 LED 屏幕 显示采样值（电压，电流和开关状态 等 ）和整定值。 电容器保护：包括过流保护，电流速断保护，相间低电压保护 ， 反时限过流保护，相间过电压保护和零序过电压保护 等。 母线保护：包括和电流比相式 和 完全电流差动母线保护 线路保 护：包括定时限过电流保护，电流速断保护，反时限过流保护，高频保护 ， 方向性电流保护，零序电压，电流及方向保护 等。 变压器保护：包括本体保护 ， 过流保护过负荷保护 ， 带二次谐波制动的比例差动保护 ， 差电流速断保护。 零序保护，高压侧备用电源自投和低压侧备电源自投。 （ 4）、远传及数据通信功能 当变电站正常运行或 者 发生事故及报警等事件时，远传 功能会 实时的向上级调度传送该站信息，使 工作 人员 很好的清楚 该 变电 站的运行情况。 xxx 学院本科毕业设计（论文 ) 变电站综合自动化系统的系统设计 7 3 变电站综合自动化系统的系统设计 变电站综合自动化系统一次系统 变电站综合自 动化系统的一次系统，如图 4： 图 4 变电站综合自动化系统的一次系统 本变电所的电压等级为 110kv/35kv/10kV，主要的负载在 35kV 和 10kV 的线路上。 负荷的计算就是把 35kV和 10kV电压等级上的总的负载算出来。 一方面，为了提高电网的有功功率，也就是降低无功功率，要对电网进行无功补偿，这样就使选择的主变压器的容量减小，降低了成本。 另一方面，为使变电所的功率因数不低于 ，要对系统进行无功补偿，也就是把 110kV 和 35kv 线路上负载的功率因数从 提高到 ，而在具体的补偿中，使用并联电容器的补偿方式。 主变压器的容量选择： 为了满足供电的可靠性和运行的灵敏性，应选择两台三绕组变压器，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。 所以每台变压器的额定容量按Sn= （ PM上一步无功补偿后的视在功率，即供电容量）选择， 同时每台xxx 学院本科毕业设计（论文 ) 变电站综合自动化系统的系统设计 8 主变压器的容量不应小于一、二级负荷之和，依据上述要求选择所用变压器以满足变电工程中运行的需要。 短路电流的计算： 短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性，进行继电保护的设计和调整。 对于整个电网来说，要 考虑在不同地点同时发生短路时的情况，将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图，再根据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算。 一次设备的选择与校验： 按正常运行的条件进行选择，对 110kV、 35kV 和 10kV的母线按经济的电流密度算出其截面，按照截面面积和环境的要求选择适合的母线；对断路器的选择依据其额定电压、额定电流和开断电流来选择，隔离开关按其通过的额定电流必须大于此回路的电流来选择，电压互感器和电流互感器均依据一次侧和二次侧的电压和电流进行选择；对所选的母线和电气设备要进行热稳定性 和动稳定性的校验，看所选的母线和设备是否满足设计的要求，校验时遵循短路时的情况来校验。 变电站综合自动化系统二次系统 电气二次设备室内布置主变变压器保护柜、直流柜、交流柜、汇控柜、通信电源柜、通信机柜等。 二次回路测量、监控、保护均采用 AC110V/5A 和DC220V/5A。 110kv 侧不设置电压互感器， 110kv 桥段路器备自投电压取自 10kv母线。 10kv 系统应无电源线。 各原件就地测量表计均利用保护或测控装置所带的显示功能。 其中点了个计量仅为内部考核使用。 如用计费专用电能计量应另行设计安装 .110kv 屋内间隔式隔离开关和配电装置断路器之间防误操作采用电磁闭锁。 10kv 部分利用开关柜本身的而机械五防闭锁装置，故不需要再另加闭锁措施。 根据测量仪表的配置原则变电所的测量仪表配置如下： 线路 ： 10 kV 线路引出线：装设电流表、有功电度表和无功电度表各 1 只。 35 kV 线路引出线：装设电流表、有功电度表、有功功率表和无功电度表各1 只。 变压器 ： 低压侧：装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电度表、无功电度表各 1 只。 中压侧：装设仪表与低压侧相同。 高压侧：装设电流表 1 只。 xxx 学院本科毕业设计（论文 ) 变电站综合自动化系统的系统设计 9 110 kV 线路引出线：装设电压表 1 只，监视 110 kV 线路电压。 母线 ： 10 kV 母线：各分段装设 1 只电压表。 35 kV 母线：各分段装设 1 只电压表。 110 kV 母线：装设 1 只切换测量三个线电压的电压表。 其他回路 : 10kV母线和 35 kV母线分段断路器各装设电流表 1 只 xx 学院本科毕业设计（论文 ) 系统硬件和软件配置 10 4 系统硬件和软件配置 系统硬件主要设备的配置 变电站主变压器的选择 （ 1 ）、绕组数的选择 变电站具有三种电压等级，若在低压 侧虽没有负荷或者通过主变各绕组的功率达到该变压器容量的 15%以上，但是在变电站内应该装无功补偿设备时，主变压器需要选用双绕组变压器。 （ 2 ）、绕组连接方式的选择 变压器绕组的联结方式应该和系统电压的相位相同，否则就不能并列运行。 电力系统中变压器绕组采用的联结方式有△型和 *形两种。 高压绕组为△型联结时 . △型形联结的绕组可以消除三次谐波的影响。 而采用全 *形的变压器用于中性点不直接接地系统时，三次谐波没有通路，将引起正弦波电压畸变，使电压的峰值增大，危害变压器的绝缘，并对继电保护整定的准确性和灵敏度有影响。 高压绕组为 *形联结时，用符号 Y 表示，如果将中性点引出则用ＹＮ表示，对于低/中压绕组则用ｙ及ｙｎ表示 .因此本文采用 */△型的绕组连接方式。 （ 3 ）、相数的选择 变压器有三相变压器组和单相变压器组。 单相变压器组由三个单相的变压器组成，造价高、占地多、运行费用高。 在 110kv 及以下的变电站中，一般选择三相变压器。 只有受变压器的制造和运输条件的限制时，才考虑采用单相变压器组。 因此本文选择变压器组 SC102020/110 变压器（三相成型固体浇注式， 10容量系列， 2020额定容量， 110高压绕组电压等级 kv。 各级电压母线的选择 选择配电装置中各级电压母线，主要应考虑如下内容： （ 1）、选择母线的材料，结构和排列方式； （ 2）、选择母线截面的大小； （ 3）、检验母线短路时的热稳定和动稳定； （ 4）、对 35kV 以上母线，应检验它在当地睛天气象条件下是否发生电晕； （ 5）、对于重要母线和大电流母线，由于电力网母线振动，为避免共振，应校验母线自振频率。 xx 学院本科毕业设计（论文 ) 系统硬件和软件配置 11110kV 母线一般采用软导体型式。 根据设计要求，本变电站 110kV的最终回路较多，因此 110kV母线应选硬导体为宜。 故本文选择 LMY125 型 矩形铝导 线。 隔离开关选择 隔离开关的选择，由于隔离开关没有灭弧装置，不能用来开断和接通负荷电流及短路电流，故没有开断电流和关合电流的校验，隔离开关的额定电压、额定电流选择和热稳定、动稳定校验项目与断路器相同。 因此选用户外单相式GW13110T 隔离开关（ 110 额定电压， T 统一设计）。 电流互感器的选择 （ 1）、额定电压的选择： 电流互感器的额定电压 NU 不得低于其安装回路的电网额定电压 NsU ，即 NsN UU  （ 2）、额定电流的选择： 电流互感器的额定电流 1NI 不得低于其所在回路的最大持续工作电流 maxI ，即 max1 IIN 为了保证电流互 感器的准确级， maxI 应尽可能接近 1NI ，因此选择 LRGBJ110（装入式，改进式，保护用，设计序号）北京瑞恒公司电流互感器 电压互感器的选择 电压互感器是二次回路中测量和保护用的电压源，通过它反映系统的运行状况，它的作用是将一次高压变为二次侧的低电压便于测量。 依据《电力工程设计手册》对电压互感器配置的规定： （ 1）、电压互感器的配置与数量和配置、主接线方式有关，并应满足测量、保护周期和自动装置的要求。 电压互感器应能 在运行方式改变时，保护装置不得失压，周期点的两侧都能提取到电压。 （ 2）、 6～ 220kV 电压等级的一组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路上是否需要装设压互，应视各回出线外侧装设压互的情况和需要确定。 （ 3）、当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设压互。 又根据《导体和电器选择技 术规定》：电压互感器应按下列技术条件选择和校验：一次回路电压、二次电压、二次负荷。 电压互感器的型式应按下列使用条件选择 : ① 继电保护及测量的要求。 ② 3～ 20kV屋内配电装置宜采用油浸绝缘结构，也可采用 树脂浇注绝缘结构的电磁式电压互感器。 xx 学院本科毕业设计（论文 ) 系统硬件和软件配置 12 ③ 110kV 及以上配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，宜采用电容式电压互感器。 因此选用 110kv 三相户外油浸式带补偿三绕组电容式电压互感器JSJB1110（无锡电容厂）。 高压断路器选择 高压。