企业35kv10kv变电站监控系统设计说明书毕业设计

企业35KV10KV变电站监控系统设计说明书摘要变电所计算机监控系统是采用面向对象的设计思想，并依托计算机技术、网络通信技术、现代控制技术及图形显示技术等将变电所集控制、测量及现代综合管理等功能集为一体的综合自动化系统。与常规的监控系统相比，运行人员通过主控室的人机接口装置便可实现对整个变电所运行数据的监控与记录，并将有关信息通过远动设备向各级调度中心传送，运行可靠性大大提高，综合效益显著。本论文针现场实际存在的问题和当前变电站监控系统的发展趋势及变电所监控的特殊工艺，提出了分层监控的计算机解决方案。使用的是组态软件组态王，论文介绍了组态软件的基本特点及一些使用要求。讲述了设计监控界面的详细步骤及制作中的注意事项，对控制系统的硬件配置也进行了选择和设计。关键词组态王；监控系统；变电所综合自动化ABSTRACTSUBSTATIONSCOMPUTERSUPERVISIONSYSTEMISECOLOGICALDESIGNOFOBJECTORIENTEDANDRELIESONCOMPUTERTECHNIQUE,NETWORKCOMMUNICATIONTECHNIQUE,MODERNCONTROLTECHNIQUE,GRAPHICDISPLAYTECHNIQUE,WHICHGATHERSCONTROL,MEASUREANDMODERNCOMPREHENSIVEMANAGEINTOONECOMPREHENSIVEAUTOMATIONCOMPARESWITHTHECONVENTIONALSUPERVISORYSYSTEM,OPERATORCANMAKEMONITORINGANDNOTINGOFTHEWHOLESUBSTATIONBYHUMANCOMPUTERINTERFACEDEVICEOFMAINMONITORINGHOUSE,ANDTRANSMITRELATIVEINFORMATIONTOALLLEVELSATTEMPERINGCENTER,RUNNINGDEPENDABILITYIMPROVESGREATLYANDCOMPREHENSIVEBENEFITISMARKEDTHEPRESENTPAPERNEEDLESCENEACTUALEXISTENCEQUESTIONANDTHECURRENTTRANSFORMERSUBSTATIONSUPERVISORYSYSTEMDEVELOPMENTTENDENCYANDTHETRANSFORMERSUBSTATIONMONITORINGSPECIALCRAFT,PROPOSEDTHELAMINATIONMONITORINGCOMPUTERSOLUTIONINTHECONFIGURATIONSOFTWAREDESIGNMONITORINGCONTACTSURFACEMANUFACTUREDETAILEDSTEPANDTHEMANUFACTUREMATTERSNEEDINGATTENTION,HAVEALSOCARRIEDONTHECHOICEANDTHEDESIGNTOTHECONTROLSYSTEMHARDWAREDISPOSITIONKEYWORDSCONFIGURATIONSOFTWARESUPERVISORYSYSTEMTRANSFORMERSUBSTATIONSYNTHESISAUTOMATION目录第1章设计说明111设计的技术背景和设计依据112设计任务113变电站综合自动化系统的发展历史1第2章电气主接线的设计321电气主接线概述32235KV侧主接线的设计32310KV侧主接线的设计324主接线方案的比较选择425主接线中的设备配置5第3章主变压器的选择731负荷分析732主变压器台数的确定833主变压器相数的确定834主变压器容量的确定8第4章短路电流的计算1041短路电流计算的目的及规定1042短路电流的计算结果10第5章主要电气设备的选择1551电气设备选择概述1552高压断路器及隔离开关的选择1653母线的选择1854绝缘子和穿墙套管的选择22第6章继电保护知识简介2461变电站继电保护的发展2462继电保护装置的基本要求2463继电保护整定2464本系统故障分析2565线路继电保护装置2566主变继电保护装置2567本设计继电保护原理概述26第7章主变压器继电保护整定计算2771概述2772瓦斯保护2773差动保护2874过电流保护28第8章线路继电保护整定计算3481概述3482线路继电保护原理358335KV线路保护整定计算358410KV线路保护整定计算38第9章变电站综合自动化简介4091发展变电站综合自动化的意义4092变电站综合自动化的发展过程41第10章变电站综合自动化的概述43101变电站综合自动化的基本原理43102变电站综合自动化系统的结构形式44第11章变电站监控系统的总体设计原则46111变电站总体布局和监控要求46112变电站监控系统额定组态软件47第12章变电站综合自动化系统的设计实现50121监控界面功能50122监控功能的实现52参考文献53外文翻译和译文54致谢75附录77结束语79第1章设计说明11设计的技术背景和设计依据本变电站为35KV地方变电站，35KV架空进线两回（约20KM），属于两个独立电源，10KV馈出现8回。安装主变两台（24000KVA），有载调压。变电所10KV母线上共有8回出线，期中800KVA、500KVA和630KVA各二回，20000KVA和1600KVA各一回。预留800KVA和630KVA各一回。10KV系统采用单母分段接线方式，系统按照无穷大考虑。12设计任务本设计要求最终的设计结果能实时显示变电站综合自动化系统的运行参数（包括电压、电流、功率、频率、COS等参数）和运行趋势图，故障报警显示，建立实时和历史数据库，实现SCADA功能。实现无人值守变电站综合自动化给你。同时，要求其功率因数不低于095，可靠性和经济性满足变电站综合自动化要求。13变电站综合自动化系统的发展历史变电所综合自动化系统是80年代才开始应用的一个新课题。常规变电所的二次部分主要由继电保护、故障录波、就地监控和远动装置所组成。在微处理器应用之前，这些装置不仅功能不同，实现的原理和技术也不同，80年代由于微处理器的普遍应用，因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。这些装置都开始采用微机技术而成为微机型继电保护装置、微机监控和微机远动装置。这些微机型的装置尽管功能不同，其硬件配置都大体相同，除微机系统本身外，无非是对各种模拟量的数据采集，以及输入输出接口电路，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，互连复杂。很自然的就提出了用综合自动化来优化设计全微机化的变电所二次部分。从控制、测量、信号及遥信角度考虑，要求微机控制管理的集中性越高越好，数据事件信息的集中度、实时性越高越好，但从保护动作特性和快速维护角度来考虑，要求微机管理的独立性、物理空间单一性越明确越好，即微机出现故障时，影响面越小越好。变电所综合自动化系统的特点是远动、保护、监控、安全自动装置和经济自动装置融为一体控制集中、布置分散控制方案灵活，由用户自行设计硬件标准化简化了变电站的运行操作。综合自动化系统对一些功能分散的过程，实行集中监视和控制。即以分散的控制适应分散的过程对象，以集中的监视、操作和管理达到掌握全局的目的。随着自动控制装置的和被控设备可靠性的提高，变电所的控制可由就地操作过渡到远方操作和自动操作。变电所综合自动化方式的特征，就是将站内当地监控功能SCANDA信号采集、远动功能以及数字保护信息结合为一个统一的整体，以全微机化的新型二次设备取代传统的机电式的二次设备，用不同模块化软件实现机电式设备的各种功能，用计算机局部网络通信来替代大量信号的连接，通过人机设备，实现变电所的综合自动化管理、监视、测量、控制及打印记录等功能。由此取消了传统的集中控制屏。目前，变电所综合自动化技术发展迅速，已进入大面积推广应用阶段。各项新技术的发展为综合自动化系统的实现奠定了技术基础。目前，在变电站综合自动化系统中广泛使用的新技术主要有下述几个方面。1数字信号处理（DSP）技术的应用20世纪80年代末90年代初，DSP技术的应用，使得随一次设备布置的分散式测控单元很快发展起来，而且还提供了强有力的功能综合优化手段，如电压、功率和电能的测量，可以直接从输电线路、变压器等设备上直接交流采样，通过DSP得出各相电流、电压的数字波形，经过分析计算不仅可计算出各相电流、相电压的基波和谐波有效值，以及各相有功、无功、电压主、在功电量等测量的实时数据，还能进一步计算出功率因数入、频率以及零序、负序参数等值，并和有关的输入、输出触点一起集成在变电站综合自动化系统中。2数字通信技术和光纤技术的应用20世纪80年代以来，数字通信设备的发展应用，大大提高了通信系统的通信容量和可靠。同时，通信技术中光纤通信技术正在迅速取代金属电缆和同轴电缆，并用于远距离通信和短距离大容量信息的传输。光纤通信除具有频带宽、信道多和衰减小的特点外，还具有抗强电磁干扰的最大优点。由于光纤通信实际上几乎不受电磁干扰、浪涌、暂态分量和各端间地位差的影响，非常适用于变电站强电磁干扰的环境，是保护和监控装置最佳的通信信道。3计算机网络技术和现场总线技术的发展20世纪80年代以来计算机网络技术和现场总线技术得到了很大的发展，特别是局域网（LAN）技术的迅速发展和应用成为一种潮流。由于它们能很好地满足电力系统一些特殊要求，因此该项技术在变电站综合自动化中得到广泛的应用。随着计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术的不断提高和有机结合，变电所综合自动化系统正朝着功能综合化，结构微机化，操作监视屏幕化，运行智能化的方向发展，这必将使综合自动化系统进入新的起点。从变电所综合自动化系统的发展方向来看，它的最终目标是最大限度的提高变电所的自动化水平，利用计算机来代替人的手工操作，最终实现变电所无人值班。第2章电气主接线的设计21电气主接线概述发电厂和变电所中的一次设备、按一定要求和顺序连接成的电路，称为电气主接线，也成主电路。它把各电源送来的电能汇集起来，并分给各用户。它表明各种一次设备的数量和作用，设备间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。所以电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主体，对发电厂和变电所以及电力系统的安全、可靠、经济运行起着重要作用，并对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。211在选择电气主接线时的设计依据（1）发电厂、变电所所在电力系统中的地位和作用（2）发电厂、变电所的分期和最终建设规模（3）负荷大小和重要性（4）系统备用容量大小（5）系统专业对电气主接线提供的具体资料212主接线设计的基本要求（1）可靠性（2）灵活性（3）经济性2235KV侧主接线的设计35KV侧是以双回路与系统相连。由电力工程电气一次设计手册第二章第二节中的规定可知35110KV4线路为两回以下时，宜采用桥形，线路变压器组线路分支接线。故35KV侧采用桥形的连接方式。2310KV侧主接线的设计10KV侧出线回路数为8回。由电力工程电气设计手册第二章第二节中的规定可知当610KV配电4装置出线回路数为6回及以上时采用单母分段连接。故10KV采用单母分段连接。24主接线方案的比较选择由以上可知，此变电站的主接线有两种方案方案一35KV侧采用外桥接线的连接方式，10KV侧采用单母分段连接，如图21所示图2135KV电气主接线方案一方案二35KV侧采用内桥形的连接方式，10KV侧采用单母分段连接，如图22所示图2235KV电气主接线方案二此两种方案的比较方案一35KV侧采用单母分段的连接方式，便于变压器的正常投切和故障切除，10KV采用单母分段连线，对重要用户可从不同段引出两个回路，当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常母线供电不间断，所以此方案同时兼顾了可靠性，灵活性，经济性的要求。方案二虽供电更可靠，调度更灵活，但与方案一相比较，设备增多，配电装置布置复杂，投资和占地面增大，而且，当母线故障或检修时，隔离开关作为操作电器使用，容易误操作。由以上可知，在本设计中采用第一种接线，即35KV侧采用内桥形的连接方式，10KV侧采用单母分段连线。25主接线中的设备配置251接地刀闸或接地器的配置为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。252电压互感器的配置（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。（2）旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。（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电压互感器。（4）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。（5）发电机出口一般装设两组电压互感器，供测量、保护和自动电压调整装置需要。当发电机配有双套自动电压调整装置，且采用零序电压式匝间保护时，可再增设一组电压互感器。253电流互感器的配置（1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。（2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。（4）一台半断路器接线中，线路线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。254避雷器的装置（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。（2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。（3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。（5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。110220KV线路侧一般不装设避雷器。第3章主变压器的选择31负荷分析311负荷分类及定义（1）一级负荷中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。（2）二级负荷中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。（3）三级负荷不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。312负荷计算的内容和目的1计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。2尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。3平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。313负荷计算的方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式法等几种。需要系数法公式简单，计算方便，适用于各类变、配电所和供配电干线以及长期运行而且负载平稳的用点设备和生产车间（如锅炉引风机、水源泵站、集中空压站）的负荷计算。但不适合用电设备台数少，各台间容量悬殊且工作制度不同时的电力负荷计算。二项式法将负荷分为基本部分和附加部分，后者系考虑一定数量大容量设备的影响。适用于机修类用电设备的计算，其他各类车间和车间变电所设计亦常采用。二项式法所得计算结果一般偏大。利用系数法以概率论为基础，根据设备利用率并考虑设备台数以及各台间功率差异的影响确定计算负荷与平均负荷间的偏差量（这反映在最大系数中大于1的部分），从而求得最大负荷。这种计算方法更具客观性和普遍性，适用于各种类型负荷的计算，所求得的结果更接近实际。但由于国内对利用系数缺乏切实的工作和数据的积累，计算方法本身也较上述两种方法复杂，故尚未得到广泛采用。在本次设计中采用需要系数法确定最大综合计算负荷的计算可按照公式（31）1COS1MAXMAXIITPKS求得。式中同时系数，出线回数较少时，可取09095，出线回数较多时，取TK08509；线损，取51COS1MAXMAXIITPS0859506382950162（15）737734KVA3232主变压器台数的确定对企业用电的一次变电所，在低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，因此选择两台变压器即可满足负荷的要求。33主变压器相数的确定（1）主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。（2）当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。34主变压器容量的确定装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足60的全部最大综合计算负荷。即（N1）（34）MAX60SN由上可知，此变电站单台主变压器的容量为607377346044264KVA（35）NSMAX所以应选容量为4000KVA的主变压器，综合以上分析计算，选择变压器型号为S94000/35型，其参数如表31所示。表31变压器S94000/35参数表外形尺寸28902305298油重、器身、总重2050、4687、8850空载损耗4600电源相数三相负载损耗28500阻抗电流70冷却形式液/油浸式负载电流07/0容量4000KVA联接组别YD11额定功率4000（KVA）冷却方式油浸自冷式型号S94000/35绕组形式双绕组第4章短路电流的计算41短路电流计算的目的及规定411短路电流计算的目的在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，需要进行全面的短路电流计算。例如计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。412短路电流计算的一般规定（1）电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；（2）短路种类一般以三相短路计算；（3）接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式（即最大运行方式），而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式；（4）短路电流计算点在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。42短路电流的计算取基准容量为,基准电压为，又依公式MVASB10AVBUBBUSI3。计算出基准值如下表41所示BUX2VASB10表41基准值KVB37105AI156550X1369110421计算变压器和线路的等值电抗本次设计选取的变压器为S9系列的双绕组变压器，因此变压器的电抗值只有一个，计算如下22I21I051017504TNKBTUSX41线路的等值电抗计算如下（35KV进线侧的电线长约20KM，取线路标准电抗参数为04），121004258437MVAXKMKV42422系统等值网络图系统等值网络图如下图41所示图41系统等值网络图423短路计算点的选择及短路电流的计算选择等值电抗图中的D1、D2、D3点为短路点，如上图41所示。（1）点短路时（如图42所示）1D图42D1点短路等值电抗图次暂态短路电流标幺值的计算103429DIX43次暂态（0S）和4S时的短路电流相等，三相短路电流有名值为AV034253BSIKAU44两相短路电流为0866534462KA45冲击电流为2534870SHIIA46短路容量为352BSUIMV47SH1534806IKA482点短路时（如图43所示）2DKAUAV510图43点短路时的系统网络等值简化2D次暂态短路电流标幺值的计算21049IX49次暂态（0S）和4S时的短路电流相等，三相短路电流有名值为AV1026353BSIKAU410两相短路电流为0866269233KA411冲击电流为252698SHIIA412短路容量为310542BSUIMV413SH269KA414（3）点短路时（如图44所示）105AVUV3D图44点短路时的系统网络等值简化3D次暂态短路电流标幺值的计算3108576IX415次暂态（0S）和4S时的短路电流相等，三相短路电流有名值为AV104153BSIKAU416两相短路电流为0866471408KA417冲击电流为2547120SHIIKA418短路容量为SH358615471BSUIMVIA419第5章主要电气设备的选择51电气设备选择概述511选择的原则（1）应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（2）应按当地环境条件校核。（3）应力求技术先进和经济合理（4）与整个工程的建设标准应协调一致。（5）同类设备应尽量减少种类。（6）选用的新产品均应具有可靠的实验数据。（7）设备的选择和校验。512电气设备和载流导体选择的一般条件（1）按正常工作条件选择额定电压所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压UNUNS额定电流所选电气设备的额定电流IN，或载流导体的长期允许电流IY，不得低于装设回路的最大持续工作电流IMAX。计算回路的最大持续工作电流IMAX时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。（2）按短路状态校验。热稳定效验当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，IT2TQK，TKTINTA，校验电气设备及电缆（36KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。动稳定校验IESISH，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定；（3）短路校验时短路电流的计算条件所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。52高压断路器及隔离开关的选择52135KV电压等级的断路器及隔离开关的选择（1）出线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流MAX240139735NSIAU额定电压选择KVS额定电流的选择MAX197NIA开断电流选择534NBRI点短路电流1D选用SW335型断路器，其技术参数如下表23所示表23型断路器的技术参数352SW极限通过电流KA热稳定电流KA断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA峰值4S固有分闸时间S352SW352000405661766006热稳定效验KTQI2SKATI24176电弧持续时间取004S，热稳定时间为STK125046015因此需要计入短路电流的非周期分量，查表得非周期分量的等效时间T005S，TIQNP222“106950SKATIKTK222“74057610761SKAPNK2474所以，满足热稳定效验。KTI2动稳定效验KAIISHES4917满足动稳定效验。因此所选断路器合适。（2）主变压器侧短路器的选择MAX105406928335NSIAU额定电压选择KVNS额定电流的选择MAX6928NIA开断电流选择点短路电流641“INBRD由上表可知，同样满足主变压器侧断路器的选择。352SW其动稳定，热稳定计算与母联相同。满足动稳定和热稳定要求，因此所选隔离开关合适。52210KV电压等级的断路器及隔离开关的选择（1）出线侧断路器、母联断路器的选择流过断路器的最大持续工作电流MAX24061893NSIAU额定电压选择KVNS额定电流的选择MAX46189NI开断电流选择点短路电流716“INBR2D选用型断路器，其技术参数如下表25所示01S5表25型断路器的技术参数01S极限通过电流KA热稳定电流KA断路器型号额定电压KV额定电流A最高工作电压KV额定断流容量KA峰值1S固有分闸时间S10SN101250050028971432006热稳定效验KTQI2SKATI22418643电弧持续时间取004S，热稳定时间为STK125046015因此需要计入短路电流的非周期分量，查表得非周期分量的等效时间T005S，TIQNP222“5705SKATIKTK2222“615076107611SKAPNK23所以，满足热稳定效验。KTI2动稳定效验KAIISHES1771满足动稳定效验。因此所选断路器合适。（2）主变压器侧断路器的选择MAX105402931NSIU额定电压选择KVNS额定电流的选择MAX249NIA开断电流选择D3点短路电流326“INBR由上表可知，同样满足主变压器侧断路器的选择。10S其动稳定，热稳定计算与母联相同。53母线的选择53135KV母线选择（1）按经济电流密度选择导体截面MAX240139735NSIAU选用LGJ70铝绞线，AIAKIALAL571649176425018MAX满足长期发热条件的要求（2）热稳定效验CIALAL641756920722MX用插值法得查表可知8,65,2121C1689604912CC2MIN168MKQSSK所选截面，能满足热稳定要求。2MIN240（3）共振效验KGKBHW03470163243016I取356，L12M，FNPAE107则HZMILF19283462156421当固有频率在30160HZ以外时，有1或P（723）故灵敏度满足要求。第8章线路保护整定计算81概述根据电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB5006292可知363KV中性点非直接接地电力网中线路的保护对363KV线路的下列故障或异常运行，应装设相应的保护装置1相间短路；2单相接地；3过负荷。对310KV线路装设相间短路保护装置，应符合下列要求1由电流继电器构成的保护装置，应接于两相电流互感器上，同一网络的所有线路均应装在相同的两相上；2后备保护应采用远后备方式；3当线路短路使发电厂厂用母线或重要用户母线电压低于额定电压的60时，以及线路导线截面过小,不允许带时限切除短路时，应快速切除故障；4电流保护的时限不大于0507S时，且没有第三款所列的情况，或没有配合上的要求时，可不装设瞬动的电流速断保护。在310KV线路装设的相间短路保护装置，应符合下列规定1对单侧电源线路可装设两段过电流保护第一段为不带时限的电流速断保护；为带时限的过电流保护。可采用定时限或反时限特性的继电器。对单侧电源带电抗器的线路，当其断路器不能切断电抗器前的短路时，不应装设电流速断保护，此时，应由母线保护或其它保护切除电抗器前的故障。保护装置仅在线路的电源侧装设。2对双侧电源线路，可装设带方向或不带方向的电流速断和过电流保护。对12KM双侧电源的短线路，当采用上述保护不能满足选择性、灵敏性或速动性的要求时，可采用带辅助导线的纵差保护作为主保护，并装设带方向或不带方向的电流保护作后备保护。对并列运行的平行线路宜装设横联差动保护作为主保护，并应以接于两回线电流之和的电流保护，作为两回线同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。对3563KV线路，可按下列要求装设相间短路保护装置1对单侧电源线路可采用一段或两段电流速断或电流闭锁电压速断作主保护，并应以带时限过电流保护作后备保护。当线路发生短路，使发电厂厂用母线电压或重要用户母线电压低于额定电压的60时，应能快速切除故障。2对双侧电源线路可装设带方向或不带方向的电流电压保护。当采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性和速动性要求时。可采用距离保护装置。双侧电源或环形网络中，不超过34KM的短线路，当采用电流电压保护不能满足要求时，可采用带辅助导线的纵差保护作主保护，并应以带方向或不带方向的电流电压保护作后备保护。3并列运行的平行线路，可装设横联差动保护作主保护，并应以接于两回线电流之和阶段式保护或距离保护作为两回线同时运行的后备保护及一回线断开后的主保护及后备保护。82线路保护的原理110KV线路电流速断保护是根据短路时通过保护装置的电流来选择动作电流的，以动作电流的大小来控制保护装置的保护范围；有无时限电流速断和延时电流速断，采用二相二电流继电器的不完全星形接线方式，本设计选用无时限电流速断保护。210KV线路过电流保护是利用短路时的电流比正常运行时大的特征来鉴别线路发生了短路故障，其动作的选择性由过电流保护装置的动作具有适当的延时来保证，有定时限过电流保护和反时限过电流保护；本设计与电流速断保护装置共用两组电流互感器，采用二相二继电器的不完全星形接线方式，选用定时限过电流保护，作为电流速断保护的后备保护，来切除电流速断保护范围以外的故障，其保护范围为本线路全部和下段线路的一部分。335KV线路相间短路的电流保护35KV线路继电保护的主体。电流保护多采用三段式，即由电流速断保护、限时电流速断保护和过电流保护组成。电流速断保护（也称为段）动作时间短，速动性好，但其动作电流较大，某些情况下不能保护线路全长；限时电流速断保护（也称为段）有较短的动作时限，而且能保护线路全长，却不能作为相邻线路的后备保护；定时限过电流保护（也称为段）的动作电流较前两段小，保护范围大，既能保护本线路全长又能作为相邻线路的后备保护。4610KV线路的电流保护由电流速断（段）与过电流保护（段）构成，而35KV线路电流保护增加了限时电流速断保护。因为也被称为三段式电流保护。8335KV线路三段式电流保护整定计算831第一段无时限电流速断保护1应躲过D3点的最大短路电流整定。ACT1I（81）2MAX159802RELSCDKIA其中IACT保护装置的动作电流，又叫做一次动作电流KREL可靠系数，一般取125152继电器的动作电流为（82）1251340COACTACTKIIIA其中KCO接线系数，本设计中取1KI电流互感器TA的变流比考虑到系统发展时仍能适应，选用DL11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12550A，故动作电流整定值为16A。3第一段的灵敏性通常用保护范围的大小来衡量，根据本设计的数据，按线路首端（D1点）短路时的最小短路电流校验灵敏系数。（83）1MIN316027155SCDSENATIK其中KSEN灵敏系数不满足要求，因此必须进一步延伸电流速短的保护范围，使之与下一条线路的限时电流速断相配合，这样其动作时限就应该选择得比下一条线路限时速断的时限再高一个所以动作时限整定为T210S（84）21T故应装设带时限电流速断保护。4由于其动作时间为0S，为防止其在线路上管型避雷器放电时误动，电流速断保护的动作时间带有006008秒的延时。832第二段带时限电流速断保护1保护的动作电流为（85）23MAX12503875ACTRELSCDIKIA2计算10KV电缆第二段的动作电流（86）“2246ACTRELACT3在线路首端（D2点）短路时,第二段的灵敏系数为（87）2MIN“13715246SCDSENATIK灵敏系数满足要求。4继电器的动作电流为（88）“141350COACTACTKIIIAK考虑到系统发展时仍能适应，选用DL11/20型电流继电器，其动作电流的整定范围为520A，故动作电流整定值为6A。5保护的动作时限应与配合，即2T1210S（89）2T1T833第三段过电流保护1过电流保护的动作电流为（810）MAX“ACTRELSTLKIIA其中ILMAX最大的负荷电流。可靠系数,取12REL返回系数,取085考虑电动机自起动使电流增大的自起动系数,取15ASTK（811）MXLIA22630195EESAU线路负荷电流取电流互感器额定一次侧电流（812）2MAXIN549873460DSLBIX2继电器的动作电流为（813）“1250COACTACTKIKIIA3过电流保护应分别按本线路末端（D2点）及下一线路末端（D3点）短路时的最小短路电流校验灵敏系数。作为本线路后备保护时的灵敏系数为（814）2MIN137289150SCDSENATIK灵敏系数满足要求。4保护的动作时限应与配合，即3T2（815）32051TTS选用DS112型时间继电器，其时间调整范围为02535S8410KV线路保护整定计算841电流速断保护的整定1躲配变低压侧母线最大三相短路电流，具体做法是选择一个最大容量配变，如有多个最大容量配变则选择距出线断路器最近者。其动作电流整定为IOP13（816）IOP2MAXDI（817）2MAXAX15498549817036DSLIAX（818）2MA323IOPD式中配变低压侧母线故障时本线路最大三相短路电流；2MAXDIXSMIN10KV母线等值系统最大运行方式阻抗标么值；XL1织布厂、胶木厂、印染厂线路正序阻抗标么值；其中13为可靠系数，5498为按100MVA为基准容量计算而得的10KV侧基准电流；所有阻抗的标么值都100MVA为基准容量而获得。继电器的动作电流为（819）12638405COOPACTKIKIIA考虑到系统发展时仍能适应，选用DL11/50型电流继电器，其动作电流的整定范围为12550A，故动作电流整定值为30A。2保证系统最大运行方式下开关出口三相短路时灵敏度不小于1（820）IMAXOP1D（821）AX549830DIAMAXIOP184612D（822）满足灵敏度的要求。式中系统最大运行方式下开关出口三相短路时的电流；MAXDIXSMIN10KV母线等值系统最大运行方式阻抗标么值。其中1为灵敏度，5498为10KV侧基准电流。3由于其动作时间为0S，为防止其在线路上管型避雷器放电时误动，电流速断保护的动作时间带有006008秒的延时。842过电流保护的整定1过电流保护又称为电流保护III段，其整定原则为躲过最大的负荷电流，其动作电流为IOP（830）MAX12508ILOPIAXAX1206933LNPIAU（831）（832）MAX125156901088ILOPI式中ILMAX最大的负荷电流。其中125为可靠系数；085为返回系数2保护的动作时限T2应与T1配合，过电流保护的动作时间通常设为05S，即（833）2105TTS考虑到变电所10KV出线保护最长动作时间为15S，故选用DS111型时间继电器，其时间调整范围为0115S。第9章变电站综合自动化简介91发展变电所综合自动化系统的意义变电所是电力生产过程的重要环节，作用是变换电压、交换功率和汇集、分配电能。变电所中的电气部分通常被分为一次设备和二次设备。属于一次设备的有不同电压等级的电力设备，包括电力变压器、母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器等。有些变电站中还由要满足无功平衡、系统稳定和限制过电压等要求，装有同步调相机、并联电抗器、静止补偿装置、串联补偿装置等。为了保证变电所电气设备安全、可靠、经济运行，装有一系列的辅助电气设备，如监视测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置等，上述这些设备被称为二次设备。常规变电所的二次系统主要由继电保护、就地监控、远动装置、录波装置等组成。在实际应用中，是按继电保护、远动、就地监控、测量、录波等功能组织的，相应的就有保护屏、控制屏、录波屏、中央信号屏等。每一个一次设备，都与这些屏有关，因而，每个设备的电流互感器的二次侧，都需要分别引到这些屏上；同样，断路器的跳、合闸操作回路，也需要连到保护、控制屏、远动屏及其他自动装置屏上。此外，对同一个一次设备，与之相应就的各二次设备（屏）之间，保护与远动设备之间都有许多连线。由于各设备安装在不同地点，因而变电所内电缆错综复杂。由于常规变电所的上述情况，决定了常规变电所存在着不少缺点1传统二次设备、继电保护、自动和远动装置等大多采取电磁型或小规模集成电路，缺乏自检和自诊断能力，其结构复杂、可靠性低。2二次设备主要依赖大量电缆，通过触点、模拟信号来交换信息，信息量小、灵活性差、可靠性低。由于上述两个原因，传统变电所占地面积大、使用电缆多，电压互感器、电流互感器负担重，二次设备冗余配置多。远动功能不够完善，提供给调度控制中心的信息量少、精度差，且变电所内自动控制和调节手段不全，缺乏协调和配合力量，难以满足电网实时监测和控制的要求。而变电所作为整个电网中的一个节点，担负着电能传输、分配的监测、控制和管理的任务。在电网统一指挥和协调下，电网各节点（如变电所、发电厂）具体实施和保障电网安全、稳定、可靠运行。变电所综合自动化是电网自动系统的一个重要组成部分。作为变电所自动系统，应该确保实现以下要求1检测电网故障，尽快隔离故障部分。2采集变电所运行实时信息，对变电所运行进行监视、计量和控制。3采集一次设备状态数据，供维护一次设备参考。4实现当地后备控制和紧急控制。5确保通信要求。因此，要求变电所综合自动化系统运行高效、实时、可靠，对变电站内设备进行统一监测、管理、协调和控制。同时，又必须与电网系统进行实时、有效的信息交换、共享，优化电网操作，提高电网安全稳定运行水平，提高经济效益，并为电网自动化的进一步发展留下了空间。92变电所综合自动化系统的发展过程变电所综合自动化系统是80年代才开始应用的一个新课题。常规变电所的二次部分主要由继电保护、故障录波、就地监控和远动装置所组成。在微处理器应用之前，这些装置不仅功能不同，实现的原理和技术也不同，80年代由于微处理器的普遍应用，因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。这些装置都开始采用微机技术而成为微机型继电保护装置、微机监控和微机远动装置。这些微机型的装置尽管功能不同，其硬件配置都大体相同，除微机系统本身外，无非是对各种模拟量的数据采集，以及输入输出接口电路，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，互连复杂。很自然的就提出了用综合自动化来优化设计全微机化的变电所二次部分。从控制、测量、信号及遥信角度考虑，要求微机控制管理的集中性越高越好，数据事件信息的集中度、实时性越高越好，但从保护动作特性和快速维护角度来考虑，要求微机管理的独立性、物理空间单一性越明确越好，即微机出现故障时，影响面越小越好。变电所综合自动化系统的特点是远动、保护、监控、安全自动装置和经济自动装置融为一体控制集中、布置分散控制方案灵活，由用户自行设计硬件标准化简化了变电站的运行操作。综合自动化系统对一些功能分散的过程，实行集中监视和控制。即以分散的控制适应分散的过程对象，以集中的监视、操作和管理达到掌握全局的目的。随着自动控制装置的和被控设备可靠性的提高，变电所的控制可由就地操作过渡到远方操作和自动操作。变电所综合自动化方式的特征，就是将站内当地监控功能SCANDA信号采集、远动功能以及数字保护信息结合为一个统一的整体，以全微机化的新型二次设备取代传统的机电式的二次设备，用不同模块化软件实现机电式设备的各种功能，用计算机局部网络通信来替代大量信号的连接，通过人机设备，实现变电所的综合自动化管理、监视、测量、控制及打印记录等功能。由此取消了传统的集中控制屏。目前，变电所综合自动化技术发展迅速，已进入大面积推广应用阶段。各项新技术的发展为综合自动化系统的实现奠定了技术基础。目前，在变电站综合自动化系统中广泛使用的新技术主要有下述几个方面。1数字信号处理（DSP）技术的应用20世纪80年代末90年代初，DSP技术的应用，使得随一次设备布置的分散式测控单元很快发展起来，而且还提供了强有力的功能综合优化手段，如电压、功率和电能的测量，可以直接从输电线路、变压器等设备上直接交流采样，通过DSP得出各相电流、电压的数字波形，经过分析计算不仅可计算出各相电流、相电压的基波和谐波有效值，以及各相有功、无功、电压主、在功电量等测量的实时数据，还能进一步计算出功率因数入、频率以及零序、负序参数等值，并和有关的输入、输出触点一起集成在变电站综合自动化系统中。2数字通信技术和光纤技术的应用20世纪80年代以来，数字通信设备的发展应用，大大提高了通信系统的通信容量和可靠。同时，通信技术中光纤通信技术正在迅速取代金属电缆和同轴电缆，并用于远距离通信和短距离大容量信息的传输。光纤通信除具有频带宽、信道多和衰减小的特点外，还具有抗强电磁干扰的最大优点。由于光纤通信实际上几乎不受电磁干扰、浪涌、暂态分量和各端间地位差的影响，非常适用于变电站强电磁干扰的环境，是保护和监控装置最佳的通信信道。3计算机网络技术和现场总线技术的发展20世纪80年代以来计算机网络技术和现场总线技术得到了很大的发展，特别是局域网（LAN）技术的迅速发展和应用成为一种潮流。由于它们能很好地满足电力系统一些特殊要求，因此该项技术在变电站综合自动化中得到广泛的应用。随着计算机技术、控制技术、通信技术和显示技术的不断提高和有机结合，变电所综合自动化系统正朝着功能综合化，结构微机化，操作监视屏幕化，运行智能化的方向发展，这必将使综合自动化系统进入新的起点。从变电所综合自动化系统的发展方向来看，它的最终目标是最大限度的提高变电所的自动化水平，利用计算机来代替人的手工操作，最终实现变电所无人值班。第10章变电所综合自动化系统的概述101变电所综合自动化的基本原理变电所综合自动化是将变电所的二次设备（包括测