導(dǎo)語：如何才能寫好一篇變電站設(shè)計(jì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1.1繼電保護(hù)功能變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)要具備常規(guī)變電站系統(tǒng)保護(hù)及元件保護(hù)設(shè)備的全部功能，而且要獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)，即當(dāng)該系統(tǒng)網(wǎng)各軟、硬件發(fā)生故障退出運(yùn)行時(shí)，繼電保護(hù)單元仍然正常運(yùn)行。微機(jī)保護(hù)除了所具有的繼電保護(hù)功能外，還需具有其它功能。

1.2信息采集功能分布式自動(dòng)化系統(tǒng)的變電站，信息由間隔層I/O單元采集。常規(guī)四遙功能的變電站，信息由RTU采集。電能量的采集宜用單獨(dú)的電能量采集裝置。系統(tǒng)對(duì)安全運(yùn)行中必要的信息進(jìn)行采集，主要包括以下幾個(gè)方面：①遙測(cè)量②遙信量③遙控量④電能量。

1.3設(shè)備控制及閉鎖功能①對(duì)斷路器和刀閘進(jìn)行開合控制。②投、切電容器組及調(diào)節(jié)變壓器分接頭。③保護(hù)設(shè)備的檢查及整定值的設(shè)定。④輔助設(shè)備的退出和投入(如空調(diào)、照明、消防等)。

以上控制功能可以由運(yùn)行人員通過CRT屏幕進(jìn)行操作。在設(shè)計(jì)上保留了手動(dòng)操作手段，并具有遠(yuǎn)方/就地閉鎖開關(guān)，保證在微機(jī)通信系統(tǒng)失效時(shí)仍能夠運(yùn)行和操作，包括可手動(dòng)準(zhǔn)同期和捕捉同期操作。在各間隔的每個(gè)斷路器設(shè)置按鈕或開關(guān)式的一對(duì)一“分”、“合”操作開關(guān)和簡(jiǎn)易的強(qiáng)電中央事故和告警信號(hào)。

1.4自動(dòng)裝置功能

1.5報(bào)警功能對(duì)站內(nèi)各種越限，開關(guān)合、跳閘，保護(hù)及裝置動(dòng)作，上、下行通道故障信息，裝置主電源停電信號(hào)，故障及告警信號(hào)進(jìn)行處理并作為事件記錄及打印。輸出形式有：音響告警、畫面告警、語音告警、故障數(shù)據(jù)記錄顯示(畫面)和光字牌告警(光字牌報(bào)警回路采用編碼設(shè)計(jì)，主要是為了保證當(dāng)通信網(wǎng)故障退出時(shí)站內(nèi)仍能正常運(yùn)行。光字牌數(shù)量控制在20多只)。

1.6設(shè)備監(jiān)視功能其中包括一次設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)、主變油溫監(jiān)測(cè)、火警監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)等內(nèi)容。當(dāng)上述各參量越過預(yù)置值時(shí)，發(fā)出音響和畫面告警，并作為事件進(jìn)行記錄及打印。

1.7操作票自動(dòng)生成功能根據(jù)運(yùn)行方式的變化，按規(guī)范程序，自動(dòng)生成正確的操作票，以減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并減少誤操作的可能性。

1.8數(shù)據(jù)處理及打印功能中調(diào)、地調(diào)、市調(diào)、運(yùn)行管理部門和繼保專業(yè)要求的數(shù)據(jù)可以以歷史記錄存檔，包括：①母線電壓和頻率、線路、配電線路、變壓器的電流、有功功率、無功功率的最大值和最小值以及時(shí)間。②斷路器動(dòng)作次數(shù)及時(shí)間。③斷路器切除故障時(shí)故障電流和跳閘次數(shù)的累計(jì)值。④用戶專用線路的有功、無功功率及每天的峰值和最小值以及時(shí)間。⑤控制操作及修改整定值的記錄。⑥實(shí)現(xiàn)站內(nèi)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表的生成和打印，可將歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、打印及轉(zhuǎn)儲(chǔ)，并可形成各類曲線、棒圖、餅圖、表盤圖，該功能在變電站內(nèi)及調(diào)度端均能實(shí)現(xiàn)。

1.9人機(jī)接口功能具有良好的人機(jī)界面，運(yùn)行人員可通過屏幕了解各種運(yùn)行狀況，并進(jìn)行必要的控制操作。人機(jī)聯(lián)系的主要內(nèi)容包括：①顯示畫面與數(shù)據(jù)。②人工控制操作。③輸入數(shù)據(jù)。④診斷與維護(hù)。當(dāng)有人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)上進(jìn)行，運(yùn)行人員利用CRT屏幕和鍵盤或鼠標(biāo)器進(jìn)行操作。當(dāng)無人值班時(shí)，人機(jī)聯(lián)系功能在上級(jí)調(diào)度中心的主機(jī)或工作站上進(jìn)行。

1.10遠(yuǎn)程通信功能將站內(nèi)運(yùn)行的有關(guān)數(shù)據(jù)及信息遠(yuǎn)傳至調(diào)度中心及設(shè)備運(yùn)行管理單位，其中包括正常運(yùn)行時(shí)的信息和故障狀態(tài)時(shí)的信息，以便調(diào)度中心人員及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況及進(jìn)行事故處理。

可實(shí)現(xiàn)四遙和遠(yuǎn)方修改整定保護(hù)值、故障錄波與測(cè)距信號(hào)的遠(yuǎn)傳等。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可與調(diào)度中心對(duì)時(shí)或采用衛(wèi)星時(shí)鐘GPS。

2變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

變電站二次設(shè)備按功能分為四大模塊：①繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置。②儀器儀表及測(cè)量控制。③當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。④遠(yuǎn)動(dòng)。四大模塊功能的各自不同的發(fā)展及其功能的相互滲透，為變電站自動(dòng)化提供了多種多樣的實(shí)現(xiàn)模式，可概括為兩種基本實(shí)現(xiàn)模式：①保護(hù)加集中RTU模式，面向功能。②保護(hù)加分散RTU模式，面向?qū)ο蟆?/p>

2.1電氣設(shè)備控制方式主變壓器、站用變壓器各側(cè)斷路器以及10kV、110kV、220kV斷路器一般情況下均集中在控制室，通過就地監(jiān)控主站的就地監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制操作(但網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)動(dòng)主站亦可留有接口給地調(diào)進(jìn)行遙控，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程而定)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中就地監(jiān)控主站退出運(yùn)行時(shí)則應(yīng)能分別在各元件的保護(hù)屏處進(jìn)行人工控制操作。

就地監(jiān)控計(jì)算機(jī)在操作時(shí)應(yīng)顯示該站的配電裝置的運(yùn)行狀態(tài)、通道狀態(tài)和各種電氣量，在每個(gè)操作步驟前應(yīng)給操作者提示，待確認(rèn)后方能操作。

主變壓器、站用變壓器、220kV線路、110kV線路、10kV設(shè)備及其母線設(shè)備保護(hù)和10kV母聯(lián)的控制保護(hù)均采用集中保護(hù)方式，10kV開關(guān)柜上加一個(gè)“就地/遠(yuǎn)動(dòng)”選擇開關(guān)，10kV母聯(lián)斷路器的控制保護(hù)放在控制室，與10kV自投裝置放在一起(當(dāng)10kV裝置能可靠地抗震、抗高溫、抗電磁干擾時(shí)，也可以將10kV裝置裝配在10kV開關(guān)柜上，以減少電纜聯(lián)接)。

10kV隔離開關(guān)采用就地手動(dòng)操作(除變低處的10kV隔離開關(guān)外)。主變變低10kV隔離開關(guān)、110kV，220kV隔離開關(guān)采用就地電動(dòng)操作方式，可進(jìn)行就地和遙控操作，并設(shè)置“就地/遙控”選擇開關(guān)，同時(shí)設(shè)有操作閉鎖措施。專用母線接地刀閘裝設(shè)母線有電閉鎖操作裝置(采用微機(jī)五防裝置，應(yīng)能與綜合自動(dòng)化裝置接口)。用鍵盤或鼠標(biāo)操作斷路器、刀閘時(shí)靠后臺(tái)機(jī)內(nèi)的五防系統(tǒng)閉鎖，現(xiàn)場(chǎng)人工操作或維護(hù)操作時(shí)則靠另一套微機(jī)五防系統(tǒng)閉鎖。

2.2測(cè)量綜合自動(dòng)化的電氣測(cè)量均按部頒《電氣測(cè)量?jī)x表設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(SDJ9—87)的要求選擇測(cè)量點(diǎn)及測(cè)量?jī)?nèi)容、測(cè)量精度。在主變220kV側(cè)增加電流方向接法相反的分時(shí)計(jì)量的脈沖式有功電度表和無功電度表各2只，供關(guān)口表用。

全站的電氣量測(cè)量除了通過監(jiān)控主站及遠(yuǎn)動(dòng)主站讀取和記錄存盤外，在各元件的保護(hù)裝置上的液晶顯示器上也應(yīng)能讀取有關(guān)的電氣量，主要是為了保證當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)主站退出運(yùn)行時(shí)該站所有設(shè)備的測(cè)量仍能滿足安全運(yùn)行。

篇2

【關(guān)鍵詞】變電站 綜合 自動(dòng)化 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U665文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

前言

所謂變電站綜合自動(dòng)化, 就是廣泛采用微機(jī)保護(hù)和微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù), 分別采集變電站的模擬量、脈沖量、開關(guān)狀態(tài)量及一些非電量信號(hào), 經(jīng)過功能的重新組合, 按照預(yù)定的程序和要求實(shí)現(xiàn)變電站監(jiān)視、測(cè)量、協(xié)調(diào)和控制自動(dòng)化的集合體和全過程, 從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源共享, 提高變電站自動(dòng)化的整體效益。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠大大地提高整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)形成共識(shí)。并且目前變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的研究和開發(fā)已經(jīng)形成熱潮。在此熱潮中, 由于龐大的市場(chǎng)需求, 各種新技術(shù)、新產(chǎn)品大量涌現(xiàn), 在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)中應(yīng)重視變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特殊問題, 不然會(huì)影響產(chǎn)品的性能和電力自動(dòng)化的發(fā)展。

一、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

綜合自動(dòng)化系統(tǒng)總體上可分為主站( 后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)) 層、通訊層、子單元層等三層。主站層可取代傳統(tǒng)的中央信號(hào)控制系統(tǒng), 是系統(tǒng)的“最高權(quán)力核心”。主站通過接收來自通訊層的信息, 采集整個(gè)變電站各電氣設(shè)備的信息, 并對(duì)所有的信息進(jìn)行處理, 檢出事件、故障、狀態(tài)的變值, 模擬量正常及越限等信息, 并實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù),保持所需信息的完整性。同時(shí)主站發(fā)出的命令通過通訊層下達(dá)給各子單元, 通過子單元對(duì)各電氣設(shè)備進(jìn)行控制。通訊層由通訊管理機(jī)和M O D E M 組成, 是主站和子單元聯(lián)系的橋梁。通訊層主要完成對(duì)下掛各子單元的管理, 除對(duì)采集的所有信息進(jìn)行存儲(chǔ)外, 還對(duì)這些信息進(jìn)行整理分類, 選擇一些重要的信息上送主站, 接收主站發(fā)出的命令并下達(dá)給子單元。上送的重要信息包括測(cè)量信息, 保護(hù)動(dòng)作信息( 如保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作類型等) 以及告警信息( 如控制回路斷線、P T 斷線、裝置故障等) 。另外通訊層還可用來完成通訊規(guī)約的轉(zhuǎn)換, 以適應(yīng)不同規(guī)約的主站。子單元一般設(shè)在就地開關(guān)柜上, 每套二次設(shè)備對(duì)應(yīng)一個(gè)子單元, 各子單元除獨(dú)立完成包括保護(hù)、測(cè)量、控制和事故記錄等多種功能外, 在系統(tǒng)內(nèi)還需按要求整理信息并上送管理機(jī)。通訊層與子單元層以及各子單元之間, 可通過光纜或屏蔽雙絞線連接并進(jìn)行通信。主站層、通訊層、子單元層以及各子站之間除通信外, 各自獨(dú)立, 無電氣上的聯(lián)系, 各子站實(shí)現(xiàn)的各種功能也不依賴通訊網(wǎng)和主站, 因此即使系統(tǒng)的某一部分出現(xiàn)故障, 也不會(huì)影響系統(tǒng)其它部分的工作, 從而使整個(gè)系統(tǒng)具有了高可靠性并真正實(shí)現(xiàn)了分層分布控制。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

完整的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)除在各控制保護(hù)單元保留緊急手動(dòng)操作跳、合閘的手段外, 其余的全部控制、監(jiān)視、測(cè)量和報(bào)警功能均可通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來完成。變電站無需另設(shè)遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備, 監(jiān)控系統(tǒng)完全滿足遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)的功能以及無人值班之需要。目前國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)大體可分為三種結(jié)構(gòu): 集中式、分散式以及集中與分散結(jié)合式。

1、集中式結(jié)構(gòu)

初期的變電站自動(dòng)化設(shè)計(jì)都是采用集中式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法是將設(shè)備按其不同功能進(jìn)行歸類劃分, 形成若干個(gè)獨(dú)立系統(tǒng), 各系統(tǒng)分別采用集中裝置來完成自身的功能, 其缺點(diǎn)是資源不能共享, 設(shè)備設(shè)置重復(fù), 且運(yùn)行的可靠性低, 功能有限。

2、分散式結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)方式一般是按一次回路進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先將設(shè)備按一次安裝單位劃分成若干單元。將控制單元、微機(jī)保護(hù)單元、數(shù)據(jù)采集單元安裝在戶外高壓開關(guān)附近或戶內(nèi)開關(guān)柜內(nèi), 并將各分散單元用網(wǎng)絡(luò)電纜互連, 構(gòu)成一個(gè)完整的分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。分散式結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點(diǎn): 各個(gè)功能單元上既有通訊聯(lián)系, 又相對(duì)獨(dú)立, 便于系統(tǒng)擴(kuò)展、維護(hù)管理, 當(dāng)某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí), 不致于相互影響。此外, 它的抗電磁干擾性能強(qiáng), 可靠性高, 可以把電度計(jì)量、測(cè)量表計(jì)、控制、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)合為一體, 可使數(shù)據(jù)統(tǒng)一, 避免設(shè)備重復(fù)設(shè)置。

3、集中與分散結(jié)合式結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)方式介于集中式與分散式兩種結(jié)構(gòu)之間, 形式較多。但目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是分散式結(jié)構(gòu)集中式組屏。它具有分散式結(jié)構(gòu)的全部?jī)?yōu)點(diǎn), 由于采用了集中式組屏, 非常有利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與維護(hù)管理。因?yàn)橹械蛪鹤冸娝囊淮卧O(shè)備比較集中, 所以此種結(jié)構(gòu)方式比較適用于中低壓變電站。

三、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

1、分層分布式系統(tǒng)

在電壓等級(jí)較高、可靠性要求高的變電站中, 一般采用分層分布式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng), 該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想符合IEC 關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)分為所級(jí)和間隔級(jí)分層結(jié)構(gòu)的技術(shù)規(guī)范要求, 如圖1 所示。

分散( 層) 分布式組態(tài)模式的變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在功能上, 對(duì)間隔層設(shè)備采用盡量下放的原則;凡是可以在該間隔就地完成的功能絕不依賴通訊網(wǎng)。這樣, 當(dāng)系統(tǒng)任一設(shè)備故障時(shí)只影響局部, 其他設(shè)備仍能正常工作, 具有較高的擴(kuò)展性和靈活性。

2、分布式系統(tǒng)和集中式系統(tǒng)

分布式設(shè)備通常以一臺(tái)主變或一條饋線為單元裝置, 完成對(duì)每個(gè)單元模擬量、數(shù)字量的采集以及開關(guān)的控制和繼電保護(hù)功能。通常分為監(jiān)控、保護(hù)兩部分, 可分開設(shè)置為監(jiān)控模塊與保護(hù)模塊, 也可設(shè)置為一個(gè)單元模塊。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種組態(tài)結(jié)構(gòu), 它較多地適用于中低壓變電所。

3、繼電保護(hù)裝置

繼電保護(hù)的可靠性在自動(dòng)化系統(tǒng)中要求非常高, 各個(gè)單元的保護(hù)裝置、備自投裝置、電容器投切、變壓器有載調(diào)壓分接頭等重要的控制設(shè)備均為獨(dú)立工作裝置, 正常工作時(shí)完全不依賴于站內(nèi)通訊網(wǎng), 保證站內(nèi)通訊發(fā)生故障甚至完全癱瘓時(shí), 各間隔的保護(hù)裝置依然正常工作。微機(jī)保護(hù)通過改變軟件設(shè)置可得到不同的原理和特性, 在較常規(guī)保護(hù)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。微機(jī)保護(hù)通過通訊網(wǎng)接口能有效地向變電站主站及通訊裝置發(fā)送各種信息及接收命令, 信息傳遞快捷。

4、監(jiān)控部分

監(jiān)控部分負(fù)責(zé)全站電流電壓模擬量和信號(hào)量的采集和處理, 完成對(duì)各個(gè)單元的控制任務(wù)。它基本上以線路( 或開關(guān)) 為單元, 每個(gè)單元完成對(duì)一條線路的電流電壓的測(cè)量、開關(guān)刀閘位置信號(hào)的采集及開關(guān)的控制。對(duì)于監(jiān)控裝置, 應(yīng)具備以下功能: 測(cè)量、信號(hào)量的采集, 脈沖量的采集, 遙控輸出、遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)。

5、變電站的主控級(jí)

變電站的主控級(jí)是指變電所中央控制級(jí), 主要用于完成變電站的綜合數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)方通訊、顯示/打印、輸出等功能。

( 1) 35kV 及以下變電站、110kV 終端站可不設(shè)顯示器, 但宜保留必須的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)手段和簡(jiǎn)單的聲光報(bào)警手段以及打印機(jī); 必須預(yù)留足夠的輸出接口( 插座) , 供操作隊(duì)在趕赴現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)能使用便攜式電腦從系統(tǒng)調(diào)用有足夠依據(jù)的正常操作維護(hù)和事故處理分析數(shù)據(jù)。

( 2) 110~ 35kV 樞紐站及220kV 變電站宜設(shè)置主站和就地PC 機(jī), 主要包括顯示器、操作鍵盤和打印機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和聲光報(bào)警系統(tǒng)。

6、其他相關(guān)設(shè)備

( 1) 直流系統(tǒng)。為減少維護(hù)量, 直流系統(tǒng)一般采用鉛酸免維護(hù)電池和微機(jī)充電模塊、微機(jī)監(jiān)控裝置,無需配置常規(guī)直流電流/ 電壓表。

( 2) 交流系統(tǒng)。采用變配電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之后, 其監(jiān)控單元均為交流采樣, 直接從電流或電壓互感器采集5A 或0- 100V 測(cè)量信號(hào)。應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的交流回路給就地監(jiān)控PC 機(jī)供電, 并設(shè)UPS 裝置。

( 3) 由于電能計(jì)量的特殊性及重要性, 一般配有專門的電能表進(jìn)行計(jì)量。電能表應(yīng)優(yōu)先選用自帶供電電源的有源型, 輸出為隔離型的脈沖電度表。

結(jié)論

變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是依托高新技術(shù)才形成的，無人值班變電站是順應(yīng)科技發(fā)展和電業(yè)部門的需要而產(chǎn)生的，也是提高電力調(diào)度部門生產(chǎn)技術(shù)和管理水平的有效途徑。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ 程明，金明，李建英.無人值班變電站監(jiān)控技術(shù).中國(guó)電力出版社，2009

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關(guān)鍵詞變電站自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成特點(diǎn)

隨著數(shù)字式微機(jī)保護(hù)、監(jiān)控技術(shù)和遠(yuǎn)動(dòng)通訊技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用，電力系統(tǒng)變電站的自動(dòng)化水平發(fā)生了根本性變革。變電站綜合自動(dòng)化作為一種新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，現(xiàn)階段已被國(guó)內(nèi)110kV電壓等級(jí)新建變電站廣泛采用，并在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，已發(fā)展成為一種成熟的技術(shù)。220kV東莞長(zhǎng)安變電站正是在這種技術(shù)背景的支持下采用了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)而取代常規(guī)變電站二次系統(tǒng)。

1工程概況

220kV東莞長(zhǎng)安變電站(以下簡(jiǎn)稱長(zhǎng)安站)，遠(yuǎn)景共6回220kV線路，8回110kV線路，3臺(tái)180MVA三卷變壓器，24回10kV線路，12組10kV補(bǔ)償電容器。

本期規(guī)模為4回220kV線路，2回至沙角電廠，另2回分別至深圳的西鄉(xiāng)站，公明站。6回110kV出線，2臺(tái)180MVA三卷變壓器，220kV、110kV均采用雙母線帶旁路主接線。

無論從其規(guī)模，還是系統(tǒng)中的位置看，長(zhǎng)安站均屬于220kV大型樞紐變電站，在系統(tǒng)中具有十分重要的地位。

2自動(dòng)化系統(tǒng)配置的重要原則

由于長(zhǎng)安站處于系統(tǒng)主電源(沙角電廠)與重負(fù)荷區(qū)域之間，而長(zhǎng)安站自身就處于用電負(fù)荷中心，因此，本站二次自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須保證的首要目標(biāo)就是系統(tǒng)的安全可靠性。任何在系統(tǒng)的安全可靠性設(shè)計(jì)方面的疏忽、不足、給系統(tǒng)帶來的潛在隱患都可能對(duì)供電造成重大損失。為有效提高自動(dòng)化系統(tǒng)的安全可靠性而從以下幾方面給予保證。

2.1保證保護(hù)裝置的完全獨(dú)立性

保護(hù)配置按保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程配置要求面向?qū)ο螵?dú)立設(shè)置，所有間隔單元保護(hù)完全獨(dú)立，互不牽連。保護(hù)裝置的動(dòng)作條件僅由保護(hù)裝置自身判斷，而不依賴于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在任何時(shí)候的物理狀態(tài)。簡(jiǎn)而言之，即使監(jiān)控計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)完全癱瘓，也不致影響保護(hù)裝置正確動(dòng)作。保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)系僅是在保護(hù)動(dòng)作后向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送保護(hù)動(dòng)作信息。

2.2面向?qū)ο蟮姆稚⒎植际綔y(cè)控單元

盡管監(jiān)控系統(tǒng)在二次系統(tǒng)中的重要性次于保護(hù)裝置，但監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性仍對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有極重要的意義。因此，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性亦提出了極高的要求。

眾所周知，任何一個(gè)裝置，其功能集成化程度越高，硬件相對(duì)功能成本越低，但其一旦故障所帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)卻越大。為有效降低系統(tǒng)中某元件故障給系統(tǒng)帶來的影響，而采用分散分布式測(cè)控單元。從10kV饋線至220kV線路間隔，每一個(gè)間隔配置1個(gè)測(cè)控單元，該測(cè)控單元僅完成本間隔的遙測(cè)、遙信、遙控功能，各測(cè)控單元通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。任一個(gè)測(cè)控單元故障或異常僅影響本間隔的數(shù)據(jù)采集與信息傳輸，而不影響其它單元和整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的正常工作，從而將硬件故障的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)化解到最小。

同時(shí)，由于采用面向?qū)ο蟮姆稚⒎植寂渲玫臏y(cè)控單元，亦增加了系統(tǒng)硬件配置的靈活性。當(dāng)變電站一次系統(tǒng)擴(kuò)建時(shí)，僅需增加相應(yīng)的測(cè)控單元，擴(kuò)充數(shù)據(jù)庫(kù)即可，而不影響已在線運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)正常工作。

3綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)基本型式為分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從層次結(jié)構(gòu)看，基本有3層：間隔層、網(wǎng)絡(luò)通訊管理層、站級(jí)層。

間隔層由所有分散式測(cè)控單元、保護(hù)裝置通訊接口以及保護(hù)通訊管理機(jī)、電度表通訊接口以及電度表通訊管理機(jī)和上述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通訊線組成。間隔層面向控制對(duì)象，起數(shù)據(jù)采集、處理、控制輸出等作用。事實(shí)上，間隔層可視作監(jiān)控系統(tǒng)與監(jiān)控對(duì)象的界面接口。

通訊管理層由裝于總控柜上的2臺(tái)通訊管理單元構(gòu)成，起著全站自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊樞紐作用，接收各子網(wǎng)送來的信息，并根據(jù)后臺(tái)當(dāng)?shù)刂髡?、五防工作站、繼保工程師站、以及遠(yuǎn)動(dòng)接口的要求發(fā)送信息，接收上述各工作站和遠(yuǎn)方調(diào)度中心下達(dá)的控制指令至指定的受控單元。由于該通訊管理單元起著承上啟下，管理全站信息通訊的作用，在監(jiān)控系統(tǒng)中的地位顯然至關(guān)重要，其故障或異常將導(dǎo)致整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)通訊的癱瘓。因此，該通訊管理單元成為監(jiān)控系統(tǒng)中風(fēng)險(xiǎn)最集中的環(huán)節(jié)，任何其它環(huán)節(jié)故障的影響都是局部的、有限的，而通訊管理單元的影響卻是整體的、全面的。任何一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不論元器件的篩選如何嚴(yán)格，均必須考慮到任一元件均有故障或異常的可能性。我們必須考慮到一旦當(dāng)這種可能性成為現(xiàn)實(shí)時(shí)，系統(tǒng)的應(yīng)變措施以及該影響帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的可接受程度。

顯然，通訊管理單元故障帶來的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)如無法及時(shí)消除，則該風(fēng)險(xiǎn)是不可接受的。為此，本自動(dòng)化系統(tǒng)配置2臺(tái)通訊管理單元，采用雙機(jī)互為熱備用自動(dòng)切換的工作方式。正常運(yùn)行時(shí)A機(jī)工作，B機(jī)備用，當(dāng)A機(jī)故障，B機(jī)自動(dòng)切換為工作狀態(tài)，而一旦A機(jī)恢復(fù)正常，又切換到A機(jī)工作，B機(jī)恢復(fù)熱備用。對(duì)切換過程中通訊的短時(shí)(約10s)中斷，由于不致影響到一次系統(tǒng)的安全運(yùn)行，不影響所有繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，故這種監(jiān)控系統(tǒng)的短時(shí)中斷的風(fēng)險(xiǎn)是可以接受的。而對(duì)于2臺(tái)通訊管理單元同時(shí)故障的可能性不予考慮。

站級(jí)層由2臺(tái)監(jiān)控主站和1臺(tái)繼保工程師站組成，各工作站直接接于通訊管理單元。監(jiān)控主站除具有取代常規(guī)控制、信號(hào)屏的作用外，還具有VQC——電壓無功、主變有載調(diào)壓開關(guān)自動(dòng)調(diào)節(jié)控制功能，微機(jī)五防功能。正常運(yùn)行時(shí)，1臺(tái)置為后臺(tái)監(jiān)控主站，1臺(tái)置為專用五防工作站——專門作為全站隔離開關(guān)、接地刀防誤操作用。當(dāng)一臺(tái)監(jiān)控工作站異常退出運(yùn)行，另一臺(tái)監(jiān)控工作站則同時(shí)完成兩臺(tái)監(jiān)控主站的任務(wù)。

由于繼保管理工作較之常規(guī)監(jiān)控功能在技術(shù)管理方面具有明確的分工與獨(dú)立性，故對(duì)全站的繼電保護(hù)裝置的管理設(shè)置1立的保護(hù)工程師站。該工作站記錄全站所有數(shù)字式保護(hù)的動(dòng)作行為，結(jié)合專用分析軟件對(duì)繼電保護(hù)和電網(wǎng)故障進(jìn)行故障分析，對(duì)各保護(hù)裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，定值修改。更具實(shí)用意義的是該繼保工程師站接入1個(gè)公用電話網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器，使該繼保工程師站延伸到任何有電話的地方。

110kV、220kV以及主變測(cè)控單元采用DISA-910S測(cè)控裝置，分散裝于與操作箱同屏的保護(hù)屏上。各DISA-910S同時(shí)還具備同期合閘功能，省去了專用的集中同期裝置，減化了二次接線。所有DISA-910S通過雙CANBUS網(wǎng)接入總控柜通訊管理單元，通訊介質(zhì)采用屏蔽雙絞線。

10kV部分采用DISA-920測(cè)控單元，因10kV開關(guān)柜距總控柜通訊管理機(jī)較遠(yuǎn)，其通訊介質(zhì)采用光纖一對(duì)一星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接接入總控柜上光纖管理單元再與通訊管理單元連接，該測(cè)控單元同保護(hù)裝置并排裝于10kV開關(guān)柜上。

110kV、220kV線路保護(hù)，主變壓器保護(hù)采用南瑞保護(hù)公司產(chǎn)品，其所有保護(hù)裝置通過其串行接口接入CM-90保護(hù)通訊管理機(jī)，CM-90再以串口接入總控柜通訊管理單元。

而10kV線路、電容器保護(hù)以及110kV、220kV母差保護(hù)采用南瑞深圳公司產(chǎn)品。10kV線路、電容器保護(hù)信息采用屏蔽雙絞線CANBUS網(wǎng)接入與之配套的ISA-100保護(hù)通訊管理機(jī)，110kV、220kV母差保護(hù)則通過串口接入ISA-100保護(hù)通訊管理機(jī)，ISA-100再通過串口接入總控柜通訊管理單元。

本站所有電度表采用數(shù)字式電度表，這些數(shù)字式電度表通過其自身RS-485接口連接接入與之配套的電能計(jì)量通訊管理機(jī)，再以串口接入總控柜通訊管理單元，傳送相應(yīng)的電度信息，以取代傳統(tǒng)的電度脈沖采集方式。

綜上所述，由于本站采用二次設(shè)備廠家種類較多，因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較龐雜，每一廠家的數(shù)字設(shè)備的通訊均通過其自己開發(fā)的通訊管理機(jī)再與主網(wǎng)(通訊管理單元)相連。

4遠(yuǎn)動(dòng)接口

4個(gè)遠(yuǎn)動(dòng)接口，2個(gè)對(duì)省中調(diào)，2個(gè)對(duì)市地調(diào)，同時(shí)發(fā)送各自所需之遠(yuǎn)動(dòng)信息。為提高信息傳輸可靠性，采取在調(diào)度端進(jìn)行通道切換，選取工作通道。對(duì)省中調(diào)僅發(fā)送其所需的遙測(cè)、遙信信號(hào)，省中調(diào)不對(duì)站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行遙控操作。市地調(diào)不僅接受變電站發(fā)送的遙測(cè)、遙信信息，而且在變電站控制方式置于遙控操作時(shí)，由地調(diào)中心對(duì)變電站10kV以上斷路器、主變壓器中性點(diǎn)地刀、主變壓器有載調(diào)壓開關(guān)進(jìn)行遙控操作。

5控制方式

所有10kV以上電壓等級(jí)斷路器和主變中性點(diǎn)地刀均可實(shí)現(xiàn)遙控操作和在站內(nèi)監(jiān)控主站上鍵盤操作，由于本站將全面按無人值班方式運(yùn)行，因此將以地調(diào)遙控操作作為正常運(yùn)行時(shí)的控制方式?？紤]到極端情況下全站計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)全面癱瘓，無法在地調(diào)中心或監(jiān)控主站上進(jìn)行控制操作，而在保護(hù)屏上設(shè)置了跳合閘操作方式選擇開關(guān)和控制按鈕。可在保護(hù)屏上選擇就地操作功能，通過DISA-910S(110kV以上電壓等級(jí)斷路器)實(shí)現(xiàn)同期合閘，當(dāng)DISA-910S故障不能工作時(shí)，可選擇就地操作中的非同期合閘功能，直接通過按鈕對(duì)斷路器分、合閘操作。

10kV開關(guān)柜上保護(hù)裝置亦有實(shí)現(xiàn)就地分、合閘操作的按鈕。

6VQC的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)方式

常規(guī)220kV變電站VQC調(diào)節(jié)采用1套專用的VQC調(diào)節(jié)裝置，對(duì)于1個(gè)有3臺(tái)主變的220kV變電站，為判斷各主變間同步并列運(yùn)行在不同運(yùn)行方式下的同步并列條件，將需采集大量與之相關(guān)的開關(guān)、隔離刀位置信號(hào)予以判斷。如果采用專用裝置，這些信號(hào)必將重復(fù)采集，致使二次回路接線復(fù)雜，調(diào)節(jié)軟件的修改也有一定的局限性。鑒于這些因素，我們要求采用后臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)來完成VQC調(diào)節(jié)，不僅簡(jiǎn)化了二次接線，而且軟件修改亦極為方便。

7值得磋商與改進(jìn)的方面

盡管長(zhǎng)安站設(shè)計(jì)與設(shè)備選型是先進(jìn)的、合理的，所有的設(shè)備與集成方式代表了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，但以發(fā)展的眼光看仍有不少值得磋商與改進(jìn)的方面。

7.1在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面

正如前面提到的，本站所有的信息通訊均由處于中樞地位的通訊管理機(jī)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通訊管理機(jī)還要完成部分?jǐn)?shù)據(jù)處理功能。一旦通訊管理機(jī)故障，所有信息傳送將會(huì)中斷，盡管采用了雙機(jī)熱備用的切換方式來保證通訊的可靠性，但這種方式仍顯不足。也許取消通訊管理單元層，直接采用局域網(wǎng)的通訊方式，增設(shè)直接接于局域網(wǎng)的遠(yuǎn)動(dòng)工作站將有助于網(wǎng)絡(luò)可靠性的提高。

7.2110kV線路保護(hù)增設(shè)按周減載功能

對(duì)于常規(guī)220kV變電站，110kV線路、10kV線路均可能被設(shè)置為按周減載解除點(diǎn)，一般數(shù)字式10kV饋線保護(hù)均具有按周減載功能。本站選用ISA系列10kV饋線保護(hù)亦有此功能，但110kV線路保護(hù)卻無按周減載功能，為此增加了1面按周減載屏，專用于110kV線路按周減載，這不僅增加了投資，也增加了二次接線的復(fù)雜性?，F(xiàn)部分廠家生產(chǎn)的110kV微機(jī)保護(hù)已具有按周減載功能。

篇4

【關(guān)鍵詞】變電站電氣二次系統(tǒng) 設(shè)計(jì)分析

中圖分類號(hào)：TM411文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

變電站作為輸配電系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在整個(gè)電網(wǎng)當(dāng)中占據(jù)十分重要的位置。變電站二次系統(tǒng)對(duì)變電站的控制以及監(jiān)視具有直接的影響作用，二次回路是否處于最佳狀態(tài)，對(duì)整個(gè)變電站以及整個(gè)系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行起到?jīng)Q定性的作用。就國(guó)內(nèi)外發(fā)生的事故經(jīng)驗(yàn)分析而言，造成系統(tǒng)事故時(shí)常發(fā)生的根本原因是回路出現(xiàn)問題，有些是由于回路自身存在缺陷及不足而造成；有些是由于系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，因回路的原因無法立即切除故障而引起的。所以，必須加強(qiáng)對(duì)變電站二次以及回路的科學(xué)保護(hù)，保證變電站得以正常運(yùn)行。

一、變電站二次設(shè)計(jì)直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問題

1選用合適的蓄電池

現(xiàn)階段，我國(guó)變電站的蓄電池一般都選用12V與2V兩種，這兩種蓄電池都有各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在著缺點(diǎn)。12V蓄電池的優(yōu)點(diǎn)在于能夠及時(shí)的更換與維護(hù)，而且相同規(guī)格的蓄電池，12V蓄電池明顯比2V蓄電池的體積小，而且造價(jià)低，也就是說，相同規(guī)格下，12V蓄電池具有更小的體積與更加緊密的結(jié)構(gòu)。但是12V蓄電池的缺點(diǎn)在于，其使用壽命較短，雖然可以及時(shí)更換，但是難免在蓄電池?fù)p壞過程中對(duì)整個(gè)變電站系統(tǒng)造成危害，特別是在發(fā)現(xiàn)不及時(shí)的情況下。而2V蓄電池的優(yōu)點(diǎn)在于，其具有相當(dāng)高的使用壽命，而且性能也比較高，1節(jié)到2節(jié)蓄電池在損壞的時(shí)候，能夠及時(shí)進(jìn)行短接，從而不會(huì)對(duì)變電站造成很大的影響。同樣2V蓄電池也存在著很大的缺點(diǎn)，同12V蓄電池相比較，2V蓄電池具有更大的體積，而且其造價(jià)非常高，也不容易及時(shí)的更換，從而在蓄電池?fù)p壞的過程中，給整個(gè)變電站系統(tǒng)造成極其嚴(yán)重的損失。

綜上所述，在變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，蓄電池的選用至關(guān)重要，在對(duì)12V與2V蓄電池的利弊進(jìn)行權(quán)衡之后，通常，在110kV的變電站在選用蓄電池方面一般采用2組12V的蓄電池，而大于220kV的變電站，應(yīng)該選用2組2V的蓄電池，用這種合理的搭配，從而來保證變電站的正常工作。

2 系統(tǒng)接線存在的問題與解決途徑

變電站的任務(wù)就是將傳輸過來的電力不斷變化，從而才能滿足各方面的需要。為了保證變電站二次系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)任何問題，保證變電站的高效運(yùn)行，所以，在變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，一定要對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改革，利用一些新型的設(shè)備來保障變電站的穩(wěn)定工作。傳統(tǒng)的變電站內(nèi)所設(shè)置的直流系統(tǒng)一般都采用1組閥對(duì)（式）蓄電池，2（N+1）臺(tái)充電機(jī)的接線方式進(jìn)行控制，這種接線方式一直沿用過去的接線，而隨著我國(guó)對(duì)電能的需求量不斷增大，傳統(tǒng)的接線方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，而且其穩(wěn)定性相對(duì)較差。所以，在變電站二次系統(tǒng)的建設(shè)中，一般采用2(N+1)臺(tái)充電機(jī)，根據(jù)防酸蓄電池安全性高，造價(jià)高的特點(diǎn)，一般采用1組防酸蓄電池。這種做法相當(dāng)于由兩套直流系統(tǒng)組建成的一套大的直流系統(tǒng)，這套系統(tǒng)具有更強(qiáng)的靈活性，而且兩套系統(tǒng)各司其職，不會(huì)對(duì)對(duì)象產(chǎn)生任何應(yīng)先，從而保證了變電站的正常工作。

3 饋線方式中存在的問題及解決辦法

變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，直流網(wǎng)絡(luò)的饋線方式一直是存在爭(zhēng)議的話題。一般的，在110kV的變電站中，通常采用多根10kV的出線在變電站內(nèi)部進(jìn)行供電，然后通過直流電纜進(jìn)行輸電，但是，我們應(yīng)該考慮的問題是，采用多股10kV的出線將會(huì)導(dǎo)致電纜的大量使用，造成了資源的浪費(fèi)，而利用輻射供電與這種一股分成對(duì)的供電方式相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，通過輻射供電的方式需要非常高的安全可靠性，輻射供電的方式，利用1條10kV的出現(xiàn)將電源開關(guān)進(jìn)行有效的保護(hù)，從而保證了保護(hù)裝置在沒有電源的情況下停止工作，從而出現(xiàn)安全事故。輻射供電還具有的優(yōu)勢(shì)在于，在供電線路的出線中，若是有一股出線產(chǎn)生故障，那么，保護(hù)裝置就會(huì)自動(dòng)的將發(fā)生故障的電路切斷，從而防止一條線路出線故障，其他線路也一同斷電的故障產(chǎn)生，進(jìn)而最大程度的將變電站內(nèi)發(fā)生事故的范圍降到最低。

4 放電回路容易產(chǎn)生的問題及解決方法

變電站系統(tǒng)的安全性，只要決定權(quán)還在于蓄電池上。所以，必須要的一定的時(shí)間內(nèi)對(duì)蓄電池的充電與放電是否正常工作等進(jìn)行系統(tǒng)的檢查。在變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)蓄電池應(yīng)該設(shè)計(jì)放電的回路，并且?guī)в蟹烹娔K，在變電站的運(yùn)行過程中，可以分別的單組充電機(jī)與蓄電池進(jìn)行充電與放電。隨著科技水平的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在可以將蓄電池進(jìn)行智能放電，在蓄電池放電的時(shí)候應(yīng)準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)蓄電池參數(shù)，從而確保蓄電池放電安全進(jìn)行。

二、變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主變保護(hù)中存在的問題及對(duì)策

首先，對(duì)于主變差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作條件不充分。容易導(dǎo)致這一問題產(chǎn)生的條件是電流互感器的安裝位置在差動(dòng)保護(hù)的有效范圍之內(nèi)沒有包含短路。導(dǎo)致了差動(dòng)保護(hù)沒有有效的實(shí)施。在規(guī)定的差動(dòng)保護(hù)中，電流必須要從主線的開關(guān)互感器中流出。因此，在變電站的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一定要清楚的了解電流互感器的安裝位置，一定要確保電流互感器的正確安裝，從而能夠保證其正常有效的工作。

其次，要保護(hù)主變高壓設(shè)備，了解復(fù)合電壓是否正常工作。據(jù)國(guó)家電網(wǎng)規(guī)定，對(duì)于電流進(jìn)行后備的保護(hù)一定要經(jīng)過沒測(cè)復(fù)合電壓的組成。但是由于一些廠家沒有按照國(guó)家的規(guī)定，所生產(chǎn)的裝置僅能通過取高壓側(cè)的復(fù)合電壓，因此，一旦發(fā)生故障，那么將會(huì)導(dǎo)致整體設(shè)備的癱瘓，造成極嚴(yán)重的后果。所以說，主變保護(hù)的設(shè)計(jì)中，要明確每側(cè)復(fù)合電壓的軟壓板與硬壓板。

三、母線中電壓切換的問題及對(duì)策

一般的，在雙母線機(jī)電的變電站中，每一段間隔距離保護(hù)需要的母線電壓都要經(jīng)過母線側(cè)隔離開關(guān)的第二接點(diǎn)進(jìn)行切換。但是，隔離開關(guān)的第二接點(diǎn)在工作的過程中接觸不良，或者是在接觸中切換不及時(shí)，將極有可能造成距離保護(hù)的偏差。所以，在變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，一定要在電壓切換箱內(nèi)使用雙位置介入繼電器，從而能夠及時(shí)的解決母線中電壓切換過程中造成的失壓?jiǎn)栴}。

四、在防誤閉鎖設(shè)計(jì)中存在的問題及對(duì)策

在變電站二次系統(tǒng)進(jìn)行防誤閉鎖的設(shè)計(jì)中，首先要明確設(shè)計(jì)的方案，要有詳細(xì)周密的防誤閉鎖設(shè)計(jì)圖，同時(shí)還有防誤閉鎖的安裝位置。其次，從變電站安全的角度出發(fā)，電動(dòng)開關(guān)一定要設(shè)計(jì)電氣聯(lián)鎖。最后，在對(duì)保護(hù)測(cè)控的安全防護(hù)中，必須按照4個(gè)間隔的配置，母線按照1M、2M標(biāo)號(hào)配置雙中化的交換機(jī)，從而更好的保證變電站二次系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

五、二次電纜中存在的問題及對(duì)策

變電站二次系統(tǒng)的保護(hù)裝置以及二次回路的設(shè)計(jì)中，一定要分析在可能出現(xiàn)異常情況下，保護(hù)裝置所能夠承受的壓力。以及外界因素對(duì)保護(hù)裝置的影響程度。因?yàn)槎位芈分型瑯訒?huì)有強(qiáng)電與弱點(diǎn)，當(dāng)強(qiáng)電回傳到弱電回路中，那將會(huì)發(fā)生重大的事故。所以在設(shè)計(jì)中，一般為了防止這種情況發(fā)生，都會(huì)設(shè)置抗干擾能力較強(qiáng)的電容，尤其是在直流電源回路，同時(shí)這也為交流回路侵入直流回路提供了有效的通路。在設(shè)計(jì)中規(guī)定，弱點(diǎn)、強(qiáng)電與直流交流電不能采用同一根電纜。保護(hù)裝置內(nèi)的電壓與電流接線必須采用屏蔽電壓的電纜。來保證二次電纜中會(huì)出現(xiàn)上述的事故，從而造成極大的損失，甚至是致命的危險(xiǎn)。

六、結(jié)語

隨著我國(guó)的耗電量不斷的增大，這就要求我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行變電站的二次系統(tǒng)改革，從而來滿足現(xiàn)階段的需要，但是在變電站二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，難免會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題，這也是我國(guó)變電站二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所不得不考慮的問題，而如何能在確保電力輸送安全與效率的基礎(chǔ)上，還能夠滿足變電站的安全工作，不出現(xiàn)任何的安全事故，這也是我們變電站改造系統(tǒng)應(yīng)該注意的問題，也是頭等大事，只有變電站的共工作能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行，才能保證我國(guó)用電的安全與穩(wěn)定，如何做好我國(guó)變電站二次系統(tǒng)的改造工程，這還需要我們大家的共同努力。

參考文獻(xiàn)

[1]李瑞生，王銳，許沛豐，陳延昌.基于61850規(guī)約的洛陽金谷園110kV數(shù)字化變電站工程應(yīng)用實(shí)踐[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，（10）.

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關(guān)鍵詞：10kV變電站；電氣主接線；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

10kV變電站在電力工程中較為常見，做好其電氣主接線，對(duì)變電站供電可靠性有著極大影響，因此，研究10kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方法，有著一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 10kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)原則

在電氣主接線設(shè)計(jì)中，其需要遵循的原則包括：①可靠性原則：確保主接線工作的可靠，從而保證變電站供電的正常，也是變電站、電力系統(tǒng)安全的根本要求；②靈活性原則：是指可以靈活的調(diào)整運(yùn)行方式、調(diào)度方便，且易于檢修，留足未來擴(kuò)建的空間；③經(jīng)濟(jì)性原則：是指在做到主接線設(shè)計(jì)可靠、靈活的前提下，盡量減少主接線建設(shè)成本，提高主接線的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

在10kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)時(shí)，是不能無任何根據(jù)隨意設(shè)計(jì)的，一般來說，設(shè)計(jì)的依據(jù)主要包括：①變電站的重要性、承擔(dān)的功能等；②變電站的規(guī)模大小、分期建設(shè)情況等；③變電站的負(fù)荷情況。一般來說，在電氣主接線設(shè)計(jì)中，需要對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)兩個(gè)相互獨(dú)立的電源，作為主用和備用，且備用電源能夠滿足一、二級(jí)負(fù)荷正常運(yùn)行的需求；三級(jí)負(fù)荷則只需要設(shè)計(jì)一個(gè)電源，這是由于一、二級(jí)負(fù)荷是相對(duì)較小的，在主用電源失效后可以換為備用電源繼續(xù)供電，三級(jí)負(fù)荷較大，相對(duì)較為危險(xiǎn)，在出現(xiàn)失效情況時(shí)，需要立刻對(duì)檢查電源的安全性，以免形成重大安全事故。

1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容

在10kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括以下四個(gè)方面，分別是：

一是主接線方式的選擇。對(duì)于10kV變電站而言，電氣主接線設(shè)計(jì)需要考慮的因素包括變電站實(shí)際情況、容量等，禁止采取統(tǒng)一的模式，常用的主接線方法有雙母接線、單母分段接線兩種，各有其優(yōu)劣。從可靠性方面來看，雙母接線采用的兩組母線之間可以相互為補(bǔ)充，通過操作隔離開關(guān)來將發(fā)生故障的母線斷開，換用另一母線，實(shí)現(xiàn)迅速恢復(fù)供電；從靈活性方面看，雙母線可以將電源、回路負(fù)荷分配到任意母線，但單母分段接線更適合各種不同運(yùn)行方式，靈活性更好；從經(jīng)濟(jì)性方面來看，單母分段接線在設(shè)備、投入方面都少于雙母線，經(jīng)濟(jì)性更佳。

二是變壓器的選擇。對(duì)于10kV變電站，在變壓器選擇中，需要先確定相數(shù)，通常為兩相；然后是繞組數(shù)和接線類別，多選擇雙繞組、YN型繞組接線；最后是冷卻、調(diào)壓方式，需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇；對(duì)于一些特殊情況，變電站變壓器數(shù)量應(yīng)最少設(shè)置2臺(tái)，來為變電站安全、穩(wěn)定提供保障。具體情況包括：①變電站供電中一級(jí)負(fù)荷數(shù)量較多或者為保證二級(jí)負(fù)荷安全；②負(fù)荷會(huì)隨季節(jié)變化出現(xiàn)較大幅度變化的地區(qū)；③電源系統(tǒng)不接地、動(dòng)力電與照明變壓器共用以及電氣裝置外露等情況。

三是斷路器的選擇。斷路器是變電站安全的一個(gè)重要保障設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮的內(nèi)容有：①在合閘時(shí)，斷路器要保證負(fù)荷電流、短路電流能夠長(zhǎng)期通過，且熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性等性能要良好，所以，必須確保斷路器質(zhì)量?jī)?yōu)良；②在出現(xiàn)跳閘情況時(shí)，斷路器應(yīng)具備良好絕緣性能，起到應(yīng)有的阻斷功能，保護(hù)變電站安全；③斷路器應(yīng)當(dāng)具有良好斷路能力，且分閘時(shí)間要適宜；④斷路器本身結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、使用壽命要盡量延長(zhǎng)，體積應(yīng)盡量小，以便于安裝與維護(hù)。

四是其它電氣設(shè)備的選擇。在10kV變電站電氣主接線設(shè)計(jì)中，除了要選擇上述設(shè)備外，還有其他一些電氣設(shè)備，需要考慮的因素有：①其它設(shè)備要滿足變電站正常運(yùn)行的基本需求，有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的空間，其維護(hù)成本要盡量低；②其它設(shè)備要適用于變電站所處的實(shí)際環(huán)境，減少環(huán)境因素對(duì)變電站運(yùn)行產(chǎn)生的不良影響；③其它電氣設(shè)備應(yīng)盡量選擇高技術(shù)含量的，確保設(shè)備的可靠，更好地滿足變電站需求。

2 10kV變電站電氣主接線實(shí)現(xiàn)

以某10kV變電站為例，其母線側(cè)饋線數(shù)量有30多條，為確保變電站供電的可靠，在電氣主線設(shè)計(jì)中，其實(shí)現(xiàn)方案有：

2.1 雙母線接線設(shè)計(jì)方案

該變電站電氣主線雙母線接線設(shè)計(jì)方案如圖1，對(duì)于某一供電線路，用兩條母線、隔離開關(guān)與變電站相接，在供電時(shí)，合上一條母線的隔離開關(guān)，完成整個(gè)線路的供電；當(dāng)這一母線出現(xiàn)故障或需要檢修時(shí)，啟用另一條母線來繼續(xù)供電，其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為供電更為可靠、檢修較為方便、可以靈活調(diào)度且適合擴(kuò)建等。

但是，該種接線方案也存在一定不足，主要有需要較多的設(shè)備，比如隔離開關(guān)，隔離器作為操作開關(guān)容易出現(xiàn)誤動(dòng)作情況，自動(dòng)化難以實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。特別是在出現(xiàn)母線系統(tǒng)故障情況時(shí)，需要在短時(shí)間內(nèi)將大量的電源、線路切除，是無法滿足大部分負(fù)荷要求的。

2.2 單母線分段接線設(shè)計(jì)方案

對(duì)于10kV變電站承擔(dān)的兩個(gè)或多個(gè)重要負(fù)載，采取雙回路供電的方式，將重要負(fù)載分別接在10kV母線的不同段上，可以避免彼此的相互干擾，即使某一荷載的母線出現(xiàn)故障或者需要檢修，也只會(huì)對(duì)此負(fù)載產(chǎn)生影響，其它母線段依然可以繼續(xù)供電，確保變電站供電的可靠。

在此種接線方案中，其設(shè)計(jì)方案如圖2所示，母線分段是通過利用斷路器來實(shí)現(xiàn)的，從不同母線段引出雙回路供電來一一對(duì)應(yīng)重要負(fù)荷，在出現(xiàn)故障時(shí)，利用斷路器來切除故障路段，其它正常的母線段供電不會(huì)出現(xiàn)中斷，對(duì)重要負(fù)荷的安全、穩(wěn)定有著重要作用。

從圖2中可知，對(duì)于單母線分段接線方案來說，當(dāng)有某段母線出現(xiàn)短路故障時(shí)，分段斷路器、故障段電源回路斷路器會(huì)自動(dòng)斷開，將故障段從整個(gè)供電系統(tǒng)中切除，非故障段母線運(yùn)行不會(huì)受到影響，從而有效縮小故障范圍，對(duì)于控制短路電流的負(fù)面影響有著重要作用。

比較上述兩種接線方案，對(duì)于變電站承擔(dān)的重要負(fù)荷，其主母線接線在保證足夠可靠、靈活的基礎(chǔ)上，單母線分段接線在經(jīng)濟(jì)性上是優(yōu)于雙母線接線方案的，所以，適用于本變電站。

3 結(jié)語

綜上所述，在變電站電氣設(shè)計(jì)中，電氣主接線是一個(gè)十分重要的內(nèi)容，對(duì)整個(gè)變電站供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性等起著至關(guān)重要的作用，因此做好變電站電氣主接線設(shè)計(jì)，是有著重要現(xiàn)實(shí)意義的。在變電站電氣主接線設(shè)計(jì)中，需要優(yōu)先考慮供電的可靠性、電能質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性等諸多因素，以此為基礎(chǔ)，選擇合適的變壓器、斷路器以及其它各種設(shè)備，然后再結(jié)合變電站長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需求，選擇合適的主接線設(shè)計(jì)方案，在確保適應(yīng)變電站運(yùn)行實(shí)際的基礎(chǔ)上，最大程度的提高供電的穩(wěn)定性，同時(shí)，還要能夠滿足未來發(fā)展、擴(kuò)建的需求，有效提高變電站設(shè)計(jì)的綜合效益，更好地滿足人們對(duì)用電安全的要求，提升電力企業(yè)綜合效益。

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【關(guān)鍵詞】110kV變電站；一次設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TM4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1.變電站的地位和作用

變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

變電站的主要作用就是在高低壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，有些變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電壓進(jìn)行升壓，這樣有利于電能遠(yuǎn)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)還能夠降低輸電時(shí)在線路上的損耗；其他一些變電站是將高壓轉(zhuǎn)換成低壓再傳輸給用戶端。

變電站中最重要的設(shè)施是變壓器，它能夠?qū)⒆冸娬窘邮艿母唠妷哼M(jìn)行變換，轉(zhuǎn)換成用戶使用的安全電壓。除了變壓器之外，變電站中的設(shè)備還有控制開閉電路的開關(guān)設(shè)備、互感器、母線、儀表、調(diào)度通信裝置、防雷保護(hù)裝置和繼電保護(hù)裝置等。

110kV 變電站是直接面向用戶的，因此其數(shù)量較多，分布也較廣。因此在對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)性、靈活性以及可靠性，這樣才能夠在某個(gè)區(qū)域內(nèi)減少變電站所在單位的投資，且能夠靈活地應(yīng)對(duì)各種停電需求和電網(wǎng)故障，還能夠提高該區(qū)域內(nèi)供電的可靠性。變電站能夠滿足各區(qū)域的需求，就能夠提高 110kV變電站分布點(diǎn)的合理性以滿足社會(huì)發(fā)展的需求。

2.電氣主接線設(shè)計(jì)

2.1主接線的設(shè)計(jì)原則

主接線的基本要求：應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。

2.1.1可靠性

安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。可靠性的具體要求：

(1)斷路器檢修時(shí)，不影響對(duì)系統(tǒng)和負(fù)荷的供電。

(2)線路、斷路器或母線故障以及母線等設(shè)備檢修時(shí)應(yīng)盡量減少停運(yùn)線路回?cái)?shù)及停電時(shí)間，并要保證一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。

(3)盡量避免全站停運(yùn)、停電的可能性。

2.1.2靈活性

主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時(shí)的靈活性。

(1)調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。

(2)檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修，而不致影響電網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。

(3)擴(kuò)建時(shí)，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。

2.1.3經(jīng)濟(jì)性

主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。

(1)投資省a主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電壓和電流互感器、避雷器等一次設(shè)備。b要能使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。c要能有效限制短路電流，以便于選擇價(jià)廉的電氣設(shè)備或輕型電器。d如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kV及以下終端或分支變電站可采用簡(jiǎn)易電器。

(2)占地面積小主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡量使占地面積減少。

(3)電能損失少經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。

2.2主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)

在選擇變電站電氣主接線時(shí)應(yīng)以下列各點(diǎn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)：

(1)變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。

(2)變電站的分期和最終建設(shè)規(guī)模。

(3)負(fù)荷大小和重要性

①對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。

②對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。

③對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。

(4)系統(tǒng)備用容量大小。裝有2臺(tái)（組）及以上主變壓器的變電站，其中一臺(tái)（組）事故斷開，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該站70%的全部負(fù)荷，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，

應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。

(5)系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提出的其它具體要求。

2.3 110kV主接線的選擇

以某變電站地處較偏僻的工業(yè)區(qū)，其工業(yè)區(qū)內(nèi)還將規(guī)劃建設(shè)一座110kV變電站為例，且附近沒有220kV變電站電源，規(guī)劃站需從本站獲取110kV電源，為此選擇本站主接線方式及總體出線。根據(jù)《變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》第22條：110~220kV配電裝置中，當(dāng)出線數(shù)為2回時(shí)，一般采用橋形接線，當(dāng)出線不超過4回時(shí)，一般采用分段單母線接線。同時(shí)規(guī)程第24條規(guī)定：采用單母分段或雙母線的110~220kV配電裝置中除斷路器允許停電檢修外，一般設(shè)置旁路設(shè)施。為明確選用哪種接線方式更為合理、可靠，現(xiàn)對(duì)兩種方案作一比較：

由于本站110kV電源來自附近Z1、Z2兩座110kV變電站（電源站）形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)本站的電源運(yùn)行可靠性有足夠保證。因此經(jīng)過比較后，決定采用單母分段接線作為110kV側(cè)的主接線，并且規(guī)劃總體四回110kV出線，首期兩回，終期完善，這樣既達(dá)到手拉手效果，也可以滿足該站擴(kuò)建及附近110kV變電站規(guī)劃建設(shè)需求。

3.主變壓器選擇

3.1主變壓器選型主要考慮原則

(1)確定相數(shù)，一般在330kV以下變電站均采用三相主變。

(2)確定繞組數(shù)，有雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式，當(dāng)能滿足供電規(guī)劃要求時(shí)，宜選用雙繞組變壓器。

(3)確定繞組接線組別，110kV以上繞組接線采用“YN”，35kV采用“Y”，10kV采用“D”。

(4)確定調(diào)壓方式，主要有無激磁調(diào)壓和有載調(diào)壓，目前一般采用有載調(diào)壓。

(5)選擇合適的冷卻方式，應(yīng)根據(jù)主變?nèi)萘俊⒅髯儽倔w結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和外部運(yùn)行環(huán)境不同確定。

3.2根據(jù)以上原則，確定了某變電站的主變選型由于某變電站位于工業(yè)區(qū)，深入負(fù)荷中心，遠(yuǎn)期規(guī)劃負(fù)荷為9萬千瓦，無35kV用戶用電需求，主要為金屬加工（冷軋鋼）負(fù)荷，負(fù)荷變化較大，因此選定：本期主變2臺(tái)，終期3臺(tái)，容量5萬千伏安，三相雙繞組，有載調(diào)壓，

自然冷卻方式。 （即：SZ11-50000 ／ 110，110±8×1.25％ ／10.5kV Uk＝16％；YN, d11）

4.110kV斷路器選擇

高壓斷路器是變電站主系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，斷路器的選擇十分重要，選擇時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：

4.1在合閘運(yùn)行時(shí)應(yīng)為良導(dǎo)體，不但能長(zhǎng)期通過負(fù)荷電流，即使通過短路電流，也應(yīng)該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。

4.2在跳閘狀態(tài)下應(yīng)具有良好的絕緣性。

4.3應(yīng)有足夠的斷路能力和盡可能短的分?jǐn)鄷r(shí)間。

4.4應(yīng)有盡可能長(zhǎng)的機(jī)械壽命和電氣壽命，并要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便、少檢修或免檢修。根據(jù)以上案例110kV變電站實(shí)際情況，選擇110kV側(cè)斷路器并核算如下：

(1)該變電站主接線為110 kV單母分段接線，可選用額定電壓UN≥110kV的斷路器，即

：126kV六氟化硫斷路器。

(2)斷路器安裝在戶外，故選戶外式斷路器。

(3)斷路器的額定電流，IN=3150(A)＞Imax=1.05×(50000/(√3×115))＝0.2636（kA）=263.6(A).

(5)對(duì)所選的斷路器進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)以上假設(shè)變壓器及選擇該工業(yè)區(qū)變電站首期建設(shè)兩回110kV出線同時(shí)已取得該站地調(diào)區(qū)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)，選擇夏大正常運(yùn)行為其中一回線路供電，一回備用。 (歸算至110kV母線側(cè)阻抗11.3Ω)可算得110kV母線短路電流為5.87kA。

①斷流能力校驗(yàn)I0= 40kA＞I"=5.87kA，斷流能力滿足要求。

②短路關(guān)合電流（動(dòng)穩(wěn)定）的校驗(yàn)所選斷路器的額定關(guān)合電流，即動(dòng)穩(wěn)定電流為100kA，流過斷路器的沖擊電流為2.55I"＝2.55×5.87＝14.97kA，短路關(guān)合電流滿足要求，動(dòng)穩(wěn)定也滿足要求。

③熱穩(wěn)定校驗(yàn)設(shè)備后保護(hù)動(dòng)作時(shí)間1s，所選斷路器的固有分閘時(shí)間0.03s，選擇熄弧時(shí)間

t =0.03S。短路持續(xù)時(shí)間t =1+0.03+0.03 =1.06s，則：

短路熱效應(yīng)Qk = I^2t =5.87^2×1.06=36.524kA^2•s

允許熱效應(yīng)Ir^2t =40^2× 4 = 6400 kA^2•s

比 較Ir^2t＞Qk

熱穩(wěn)定滿足要求。

以上各參數(shù)經(jīng)校驗(yàn)均滿足要求，故選用LW30-126/3150-40斷路器合理。

5.其它主要電氣設(shè)備選擇

由于電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的用途及工作條件各異,因此它們的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和方法也都完全不同。但是，電氣設(shè)備和載留導(dǎo)體在正常運(yùn)行和短路時(shí)都必須可靠地工作（或動(dòng)作），為此，它們的選擇都有一個(gè)共同的原則。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：

5.1應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修短路和過電壓情況下的各項(xiàng)要求并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。

5.2應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)和當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。

5.3應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。

5.4同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。

5.5與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

5.6選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)并經(jīng)正式簽訂合的，特殊情況下選用未經(jīng)正式鑒定的新產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)。

6.結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大型現(xiàn)代工業(yè)區(qū)的快速崛起，工廠用電迅速增長(zhǎng)，高端精密機(jī)械設(shè)備越來越多，對(duì)電力系統(tǒng)的要求越來越高，對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求不斷提高，因此，對(duì)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別是變電站的設(shè)計(jì)有了更高的要求。 110kV變電站的設(shè)計(jì)是否合理，不僅關(guān)系到電網(wǎng)基建投資和今后運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，還直接影響該變電站的擴(kuò)建升級(jí)，影響區(qū)域內(nèi)110kV變電站的規(guī)劃建設(shè)和電網(wǎng)系統(tǒng)的升級(jí)完善，同時(shí)也反映到供電的可靠性和安全生產(chǎn)上，它與供電企業(yè)的設(shè)備安全、人身安全、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益密切相關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】

篇7

（國(guó)網(wǎng)湖北宜昌供電公司 湖北 宜昌 443000）

摘 要：變電站是配電系統(tǒng)的重要組成部分，做好110KV變電站配電設(shè)備設(shè)計(jì)、配置對(duì)促進(jìn)安全配電、高效配電目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)110KV變電站配電設(shè)備的配置、自身的工作實(shí)踐對(duì)110KV配電設(shè)備的設(shè)計(jì)和配置進(jìn)行了分析。主要從主變壓器臺(tái)數(shù)的確定及選擇、主變壓器容量的確定、主變壓器的形式選擇、斷路器的設(shè)計(jì)與選擇、隔離開關(guān)及電壓主線的選擇等方面對(duì)110KV變電站的配電設(shè)備設(shè)計(jì)及配置進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞 ：110Kv；變電站；配電設(shè)備；方法

中圖分類號(hào)：TM633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．06．041

變電站是配電系統(tǒng)的重要組成部分，要實(shí)現(xiàn)110KV線路的安全供電，滿足居民生活、企業(yè)生產(chǎn)需要的目標(biāo)，必須要科學(xué)的進(jìn)行變電站配電設(shè)備設(shè)計(jì)，優(yōu)化配電設(shè)備設(shè)置。

1 110KV變電站的主變壓器的設(shè)計(jì)及配置

主變壓器的設(shè)計(jì)與選擇是110KV變電站設(shè)計(jì)與配置的主要任務(wù)，這事關(guān)到變電站是否能夠安全運(yùn)行。

1．1 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定及選擇

變壓器是110KV變電站所中最為重要的設(shè)備，其主要的作用就是通過變換功率來減少供電過程中線路的能量消耗、降低供電成本，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離配電的目的。因此，進(jìn)行110KV變電站配電設(shè)備的設(shè)計(jì)首要的就是要確定主變壓器的臺(tái)數(shù)及其配置。從當(dāng)前我國(guó)城鄉(xiāng)輸配電的實(shí)際情況來看，110KV配電主變向?yàn)橄?0KV、35KV兩種線路進(jìn)行功率的轉(zhuǎn)換，為了提高變電站供電的可靠性、穩(wěn)定性，防止變電站主變壓器因故障影響用戶用電，變電站主變壓器一般設(shè)置為2臺(tái)，這樣兩臺(tái)主變壓器可以互為備用，最大限度地避免了因?yàn)楣收匣蛘邫z修而導(dǎo)致停電現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，在大型專用變電站或者孤立的一次變電站要盡量安裝3臺(tái)主變壓器，3臺(tái)主變壓器的配置模式接線網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)、維護(hù)技術(shù)能力要求也較高，因此，在一般的小型變電站、單一的變電站設(shè)計(jì)中還是以2臺(tái)主變壓器的設(shè)置為宜。

1．2 主變壓器容量的確定

110KV變電站中主變壓器容量的確定需要在滿足正常變壓、負(fù)荷需要的基礎(chǔ)上，上浮10％以上的容量空間，以滿足臨時(shí)負(fù)荷增加需求。主變壓器容量的大小主要取決于電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)等兩個(gè)因素。一般情況下，重要負(fù)荷的變電站要考慮到當(dāng)一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另外的變壓器的負(fù)荷、容量在既定的時(shí)間內(nèi)能夠滿足一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷需要，而對(duì)于一般的變電站則需要保證當(dāng)一臺(tái)主變壓器停止運(yùn)行以后，另外的主變壓器能夠保證全部用電負(fù)荷的70％以上的用電需求即可。以保證70％的用電負(fù)荷為例，由于主變壓器的事故過載負(fù)荷能力一般為40％，這樣即使一臺(tái)主變壓器發(fā)生故障停運(yùn)，那么另外一臺(tái)變壓器也可以保證滿足98％以上的用戶用電需求。主變壓器的容量級(jí)別盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，容量級(jí)別不宜過多。主變壓器的容量可以采用下面的公式進(jìn)行計(jì)算：

S＝0．7×（S1＋S2＋…＋Sn） （1）

公式（1）中S代表主變壓器的容量，S1、S2、Sn分別代表35KV、10KV等分別代表變壓器另一側(cè)的負(fù)荷。

1．3 主變壓器的形式選擇

主變壓器形式的選擇需要綜合考慮主變相數(shù)、繞組數(shù)、主變調(diào)壓方式、連接組別、容量比、主變冷卻方式等諸多因素。一般情況下，變電站主變壓器都采用三相線或者單相線設(shè)計(jì)，變電站規(guī)模較大時(shí)宜選擇單相，否則以選擇三相為佳；繞組數(shù)的選擇，110KV變電站設(shè)計(jì)中，當(dāng)通過變電站主變壓器各個(gè)側(cè)繞組的功率達(dá)到變壓器總?cè)萘康?5％時(shí)，宜采用三繞組變壓器，可根據(jù)施工條件、工程要求選擇分裂變壓器、自耦變壓器以及普通三繞組變壓器；變電站主變壓器的電壓是通過分接頭開關(guān)來控制的，主要有無激磁調(diào)壓、有載調(diào)壓兩種控制方式；國(guó)內(nèi)110KV變電站主變壓器繞組采用Y連接方式。另外，還要考慮到當(dāng)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，主變壓器所允許的過負(fù)荷的大小，例如按照《電氣工程電氣設(shè)計(jì)》手冊(cè)規(guī)定，當(dāng)主變壓器冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，空氣溫度為0℃時(shí)，允許運(yùn)行的時(shí)間不得超過18小時(shí)，當(dāng)空氣溫度為10℃時(shí)，允許運(yùn)行的時(shí)間不得超過8小時(shí)，否則，如果運(yùn)行時(shí)間超過上限，就極易發(fā)生燒壞主變壓器的情形。

2 110KV配電運(yùn)營(yíng)設(shè)備的設(shè)計(jì)及配置

2．1 斷路器的設(shè)計(jì)與選擇

110KV變電站中斷路器起著保護(hù)和控制高壓回路的作用，是保障變電站及線路正常運(yùn)行的重要的電器設(shè)備。從配電的成本及維修的角度來看，110KV變電站斷路器的選擇以選擇同一型號(hào)、廠家的設(shè)備為佳，這樣能夠大幅減少備用件的種類，也利于日常檢修與維護(hù)工作的開展。斷路器的選擇需要根據(jù)變電分測(cè)額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定電流以及熱穩(wěn)定電流來確定、設(shè)計(jì)額定開斷電流。在確定110KV變電站斷路器時(shí)，要確保斷路器具有良好的熱穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、絕緣性、較強(qiáng)的短路能力以及盡可能短的分段時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)變電站安全、高效運(yùn)行的目標(biāo)。實(shí)踐中，110KV變電站的斷路器一般使用絕緣性能好、體積小、使用壽命周期較長(zhǎng)的六氟化硫斷路器，這類斷路器的滅弧能力比較強(qiáng)，而且易于維護(hù)、檢修。

2．2 隔離開關(guān)及電壓主線的選擇

隔離開關(guān)主要的作用是隔離電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)110KV高壓線路的有效控制，隔離開關(guān)在分開之后必須要有較為明顯的斷開點(diǎn)、足夠的絕緣距離，還要具有良好的動(dòng)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及機(jī)械強(qiáng)度，隔離開關(guān)的還要裝設(shè)必要的連鎖機(jī)構(gòu)。110KV電壓主線大多采用軟導(dǎo)體導(dǎo)線，其中，尤以加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線的應(yīng)用最為廣泛，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電暈檢驗(yàn)。

3 結(jié)論

總之，110KV變電站設(shè)備的設(shè)計(jì)、配置是實(shí)現(xiàn)正常配送點(diǎn)的有效保障，如何設(shè)計(jì)110KV變電站的主要設(shè)備、線路這與該變電站的負(fù)荷以及用電特點(diǎn)密切相關(guān)。在做好主變壓器、主要的配電運(yùn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)、配置的同時(shí)，還要科學(xué)的選擇互感器、優(yōu)化配電裝置的布設(shè)、做好防雷保護(hù)等，以最大限度降低突發(fā)性事故對(duì)110KV變電站的正常運(yùn)行造成的不利影響，促進(jìn)110KV變電站正常運(yùn)行、供電的目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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2 郭日彩，許子智，徐鑫乾．220kV和110kV變電站典型設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用［J］．電網(wǎng)技術(shù)，2007（6）

3 靖慧英．淺談110kV變電站運(yùn)行及常見問題［J］．科技與企業(yè)，2011（16）

篇8

[關(guān)鍵詞]變電站；二次系統(tǒng)；安裝；調(diào)試；校驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TM411+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）01-0067-01

引言

變電站二次部分的安裝、調(diào)試以及校驗(yàn)工作中，存在大量的容易出錯(cuò)的關(guān)鍵點(diǎn)，變電站設(shè)備經(jīng)常發(fā)生過電壓損毀事件，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來了較大影響。本文就從變電站二次系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、校驗(yàn)三方面全面的進(jìn)行論述其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，力求提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

一、變電站二次設(shè)備安裝過程中所面臨的問題

現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)在社會(huì)各行各業(yè)中的普遍使用，使各項(xiàng)工作的處理和運(yùn)作效率都得到了大大提高，而計(jì)算機(jī)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅為電能的控制及調(diào)度提供了自動(dòng)化的手段，還為其高效運(yùn)作創(chuàng)造了智能化的途徑。結(jié)合這點(diǎn)我們不難看出，電力事業(yè)在不斷發(fā)展、進(jìn)步，并已在原有的基礎(chǔ)上取得了很大成效。但是盡管如此，我們?nèi)砸獣r(shí)刻提高警惕，預(yù)防在現(xiàn)有的工作中出現(xiàn)不好的變故；而且我們還要預(yù)見在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，不斷會(huì)出現(xiàn)新的問題等待我們?nèi)ソ鉀Q。 所以，我們應(yīng)就變電站的二次設(shè)備在目前應(yīng)用中所遇到的問題進(jìn)行分析，力求在此基礎(chǔ)上總結(jié)出對(duì)變電站二次設(shè)備運(yùn)用和管理的一些經(jīng)驗(yàn)。

（一）變電站接地不良引起二次設(shè)備燒毀

無論是在電廠中，還是在變電站內(nèi)，合格、有效且良好的接地是促進(jìn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基本保證，而現(xiàn)在，多數(shù)變電站因其接地不良引起二次設(shè)備的燒毀，從而導(dǎo)致了電力系統(tǒng)的無法正常運(yùn)行，最終給人們的生產(chǎn)、生活帶來不利影響。

（二）變電站二次設(shè)備選擇不達(dá)標(biāo)

從社會(huì)實(shí)踐中我們不難發(fā)現(xiàn)，在各種工程建造過程中，材料的選擇是至關(guān)重要的，因?yàn)椴牧系倪x擇不僅從根本上關(guān)系到工程的建造質(zhì)量，還會(huì)對(duì)所建工程的后期使用帶來最直接的影響，所以為了促進(jìn)變電站電力工作的正常運(yùn)行，變電站的各項(xiàng)設(shè)備都必須根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行要求。但是現(xiàn)如今，在變電站的建設(shè)過程中， 有些單位為節(jié)省開支；有些單位則認(rèn)為設(shè)備的好與壞無關(guān)緊要，這些造成變電站所選用的許多設(shè)備都不符合國(guó)家所要求的使用標(biāo)準(zhǔn)，給變電站后期使用埋下了安全隱患，而本文主要研究的變電站二次設(shè)備同樣面臨著這樣的問題。變電站二次設(shè)備的達(dá)標(biāo)選擇，不僅能夠促進(jìn)變電站基礎(chǔ)設(shè)施的完善，還可以為變電站工作的正常運(yùn)行創(chuàng)造有力的條件，但是仍有很多的電力企業(yè)有意無意地忽視這個(gè)問題， 極不利于我國(guó)電力事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

二、提高變電站電氣二次設(shè)備安裝、調(diào)試質(zhì)量的途徑

（一）嚴(yán)格審查設(shè)計(jì)圖紙

各種工程在建設(shè)之前都會(huì)根據(jù)工程的具體情況和業(yè)主的主觀要求，制定出一套可行的施工方案，而設(shè)計(jì)圖紙作為后期施工的主要依據(jù)，重要程度不容小覷。所以無論是機(jī)械工程的施工，還是建筑工程的建造設(shè)計(jì)圖紙都在其中扮演著重要的“角色”，因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙不僅能讓人們對(duì)整個(gè)工程中所要遇見的問題有了預(yù)見性的把握，而且還是各個(gè)工種進(jìn)行有效施工的依據(jù)。因此，有關(guān)變電站二次設(shè)備 的安裝圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)時(shí)就要根據(jù)實(shí)際情況制定，在制定好之后，相關(guān)單位更要嚴(yán)格 的進(jìn)行審查，從審查中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。而圖紙的審查主要是指設(shè)計(jì)電氣 圖、施工圖完成后，組織供電公司、安裝公司、客戶等相關(guān)單位對(duì) 圖紙進(jìn)行全面細(xì)致的熟悉，審查出圖中存在的問題及不合理情況并提交設(shè)計(jì)單位處理的一項(xiàng)重要 活動(dòng)。通過圖紙審查可以使各參建單位，特別是施工單位熟悉設(shè)計(jì)圖紙、領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖、掌握工程特點(diǎn)及難點(diǎn)，找出需要解決的技術(shù)難題并擬定解決方案，從而將因設(shè)計(jì)缺陷而存在的問題消滅在施工之前。

（二）注重二次設(shè)備的安裝工藝和施工隊(duì)伍的安裝水平

變電站電氣設(shè)備的安裝是一套較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，但是在施工過程中，須在控制好施工進(jìn)度的基礎(chǔ)上，把握施工工藝，控制施工質(zhì)量。由于靜電地板電纜夾層電纜的數(shù)量多、走向雜、電纜外徑不一致，使得電纜轉(zhuǎn)彎半徑無法統(tǒng)一，特別是夾層引向保護(hù)屏入口處的電纜，在預(yù)留好屏上電纜長(zhǎng)度后， 需對(duì)屏底電纜整理綁扎，以確保電纜敷設(shè)流暢、自然、美觀。二次設(shè)備的安裝工藝得到有效的關(guān)注和提升后，整個(gè)安裝工程的質(zhì)量必然也將得到有效保證。

（三）變電二次過電壓防護(hù)

近年來，變電站的通信、通信系統(tǒng)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、后臺(tái)管理模塊經(jīng)常發(fā)生過電壓損毀事件，究其原因主要是其相關(guān)系統(tǒng)和弱電產(chǎn)品過電壓防護(hù)水平較弱， 甚至根本沒有過電壓防范技術(shù)措施，其后果對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來了較大負(fù)面影響。隨著綜合自動(dòng)化系統(tǒng)和通信自動(dòng)化系統(tǒng)等二次弱電系統(tǒng)在變電站的廣泛應(yīng)用，這類電子系統(tǒng)（ 設(shè)備） 元器件的集成度愈來愈高， 信息存儲(chǔ)量愈來愈大， 速度和精度不斷提高，而工作電壓只有幾伏，信息電流僅為微安級(jí)，因而對(duì)外界干擾極其敏感，特別對(duì)雷電等電磁脈沖和過電壓的耐受能力很低。當(dāng)雷電等過電壓和伴隨的電磁場(chǎng)達(dá)到某一閥值時(shí)，輕則引起系統(tǒng)失靈，重則導(dǎo)致設(shè)備或其元器件永久性損壞。因此，加強(qiáng)和改進(jìn)電子系統(tǒng)（設(shè)備）的防護(hù)，盡量減小其遭受雷電等沖擊干擾損害造成的直接損失和間接損失， 已成為當(dāng)今亟待解決的問題。

三、提高變電站電氣二次設(shè)備校驗(yàn)水平

在總結(jié)傳統(tǒng)校驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，我們結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，提出一種新的校驗(yàn)方法，新方法吸收了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)易于操作、定標(biāo)明確，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?zāi)苷嬲己丝垢蓴_性的優(yōu)點(diǎn)，較好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足，在實(shí)際的應(yīng)用中取得了好的效果。

新的校驗(yàn)方法的原理是：采用相位差已知并可調(diào)的低壓電流信號(hào)作為被測(cè)信號(hào)與參考信號(hào)，同時(shí)接入在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器，由在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)出被測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)設(shè)備的相關(guān)絕緣參數(shù)，如泄漏電流、介損，直接對(duì)比模擬信號(hào)代表的電流大小與介損即可。

對(duì)于容性設(shè)備，首先要將被測(cè)設(shè)備的末屏線旁路，然后將信號(hào)發(fā)生器的參考信號(hào)與被測(cè)信號(hào)之一通過信號(hào)線接入?yún)⑻?hào)信號(hào)傳感器與被測(cè)設(shè)備的在線信號(hào)傳感器，有采用端子連接的，有單匝穿心連接的。被測(cè)信號(hào)電流大小由毫安電流表監(jiān)測(cè)，介損則依據(jù)裝置檔位的標(biāo)注。線路連接無誤后，通過調(diào)壓器施以相應(yīng)試驗(yàn)電壓。記錄電流表電流幅值與檔位介損值，開啟在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，并記錄泄漏電流與介損顯示值。每個(gè)檔位由在線系統(tǒng)連續(xù)測(cè)量5次（可檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)重現(xiàn)性），取平均值作為在線系統(tǒng)監(jiān)測(cè)結(jié)果。變換檔位，重復(fù)上述操作?？傻酶鞑煌閾p檔位的實(shí)測(cè)與在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，繼而可以分析在線系統(tǒng)對(duì)絕緣設(shè)備介損變化的靈敏度與測(cè)量準(zhǔn)確度。為檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)電流的變化，可以在某一檔位時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓，改變被測(cè)信號(hào)電流，進(jìn)行電流測(cè)量靈敏度與準(zhǔn)確度的校驗(yàn)。

結(jié)論

綜上所述，對(duì)于變電站的電器二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)絕不僅僅限于以上三個(gè)方面，學(xué)要考慮的細(xì)節(jié)還有很多，電氣二次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、布置方案直接關(guān)系到整個(gè)變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，其中每一個(gè)環(huán)節(jié)都是十分重要的，關(guān)系著一個(gè)地區(qū)的用電安全和用電流暢度，所以在設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和校驗(yàn)過程中都必須把安全放在首位，保證二次系統(tǒng)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

篇9

（海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，海南 ?？?570100）

【摘　要】變電站電氣主接線初步設(shè)計(jì)方案主要內(nèi)容包括：主變壓器容量、臺(tái)數(shù)及型式的選擇，電氣主接線方案的擬定、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較以及電氣主接線方案的確定。本文通過對(duì)新建110/35/10kV變電站的電氣主接線的五個(gè)方案的比較及它們各自的適用范圍，并考慮了設(shè)計(jì)所給的原始資料，最終確認(rèn)的主接線方案為：110kV為單母線分段接線，35kV為單母線分段接線，10kV為單母線分段接線。

關(guān)鍵詞 變電站；電氣主接線；設(shè)計(jì)方案

0　前言

變電站的電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對(duì)電力系統(tǒng)及變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起著決定性作用，并對(duì)電器設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電站主接線的最佳方案。

1　變電站主接線設(shè)計(jì)的基本要求

對(duì)電氣主接線的基本要求，主要從可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行考慮。

（1）保證必要的供電可靠性，充分考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對(duì)供電的影響。

供電可靠性是電能生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，保證供電可靠性是對(duì)電氣主接線的最基本要求。停電使電力系統(tǒng)造成損失，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來嚴(yán)重?fù)p失。主接線應(yīng)考慮到在事故或檢修的情況下，盡可能減少對(duì)用戶供電的中斷，要綜合考慮多種因素來對(duì)提高可靠性的措施作出合理選擇。

主接線可靠性的具體要求：

①斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)及重要用戶的供電；

②線路斷路器或母線故障以及母線隔離開關(guān)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電；

③盡量避免全所停電的可能性；

④對(duì)重要樞紐變電站的電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。

（2）具有調(diào)度靈活，操作方便，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊方式下的調(diào)整要求。

主接線不但在正常運(yùn)行情況下，能根據(jù)調(diào)度的要求，靈活地改變運(yùn)行方式，達(dá)到調(diào)度的目的；而且在各種事故或設(shè)備檢修時(shí)，能盡快地退出設(shè)備，切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，并且在檢修設(shè)備時(shí)能保證檢修人員的安全。

具體表現(xiàn)為：

①調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，滿足系統(tǒng)在事故、檢修以及特殊方式下的系統(tǒng)調(diào)度；

②檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定和對(duì)用戶的供電；

③擴(kuò)建時(shí)，留有足夠的發(fā)展擴(kuò)建空間，后期工程的擴(kuò)建不影響一期工程的正常運(yùn)行。

（3）主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，盡量節(jié)約一次設(shè)備的投資，節(jié)約占地面積，減少電能損失，即具有經(jīng)濟(jì)性。

在滿足可靠性、靈活性的基礎(chǔ)上，還必須在經(jīng)濟(jì)上合理，使電氣裝置的基礎(chǔ)投資和年運(yùn)行費(fèi)用最少。

2　變電站主接線設(shè)計(jì)原則

（1）電氣主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的問題，其基本原理是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)、規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活，滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便、盡可能地節(jié)省投資，就地取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性。堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。

（2）在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，依據(jù)國(guó)家及本地區(qū)電力工業(yè)發(fā)展概況，確定變電站的容量、電壓等級(jí)及負(fù)荷回路數(shù)。對(duì)原始資料進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究，初步擬定出一些主接線方案，結(jié)合上述對(duì)主接線的基本要求，在確保滿足供電可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)、留有擴(kuò)建和發(fā)展空間的前提下，進(jìn)行科學(xué)的論證分析，最后方可確定出最佳的主接線方案。

3　原始資料分析

設(shè)計(jì)的變電所為新建地區(qū)變電所，工程分2期。該變電所在電力系統(tǒng)中屬于地區(qū)性供電，地位比較高，對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)造成一定的影響。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，它具有三個(gè)電壓等級(jí)，兩級(jí)電壓負(fù)荷。待設(shè)計(jì)110kV變電站本期通過雙回110kV線路接入。本期先上2回110kV線路，并預(yù)留2回線路間隔供遠(yuǎn)期附近發(fā)電廠接入，且本變電所一、二級(jí)負(fù)荷約為總負(fù)荷的70%，為保證對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷不間斷供電；35kV本期先上2回出線，并預(yù)留2個(gè)出線間隔供遠(yuǎn)期附近可能的35kV變電站接入；10kV最終按20回出線設(shè)計(jì)，本期上10回。

因此本站不宜按終端站考慮，主接線方式設(shè)計(jì)為：

110kV為單母線分段接線；

35kV為單母線分段接線；

10kV為單母線分段接線。

4　本設(shè)計(jì)主接線方案選擇

按任務(wù)書要求，待設(shè)計(jì)110kV變電站本期通過雙回110kV線路接入，本期先上2回110kV線路，并預(yù)留2回線路間隔供遠(yuǎn)期附近發(fā)電廠接入；35kV本期先上2回35kV出線，并預(yù)留2個(gè)出線間隔供遠(yuǎn)期附近可能的35kV變電站接入；10kV出線回路數(shù)：最終按20回設(shè)計(jì)，本期上10回，預(yù)留10回。本期電容器容量按一臺(tái)主變考慮，并預(yù)留相同規(guī)格無功補(bǔ)償裝置的位置。本變電站可考慮以下幾種方案進(jìn)行比較：

（1）方案1：采用單母線接線，如圖1所示。

采用單母線接線具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①接線簡(jiǎn)單清晰，采用設(shè)備少，每一進(jìn)出線回路各自連接一組斷路器，互不影響；

②占地面積小，投資省，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置；

③正常運(yùn)行操作由斷路器進(jìn)行，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)化；

④保護(hù)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)、檢修；

⑤易于實(shí)現(xiàn)“無人值班，少人值守”。

其主要缺點(diǎn)是：

不夠靈活可靠，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，均需斷開電源，造成整個(gè)廠、站停電。不能滿足不允許停電的供電要求。

適用范圍：一般用于6～220kV系統(tǒng)中，出線回路較少，對(duì)供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。

①小型骨干水電站4臺(tái)以下或非骨干水電站發(fā)電機(jī)電壓母線的接線；

②6～10kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≥5回；

③35kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≥3回；

④110kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≥2回。

（2）方案2：采用單母線分段接線，如圖2所示。

單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)：

①對(duì)重要用戶，可以由分別接于兩段母線上的兩條線路供電，當(dāng)任一段母線故障時(shí)能保證很需要用戶不停電；

②對(duì)兩段母線可以分別進(jìn)行檢修而不致對(duì)用戶停電；

③當(dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，僅故障段停止工作，非故障段仍可繼續(xù)工作；

④當(dāng)母線的一個(gè)分段故障或檢修時(shí),必須斷開該分段上的電源和全部引出線，使部分用戶供電受到限制和中斷；

⑤任一回路的斷路器檢修時(shí),該回路必須停止工作；

⑥分段斷路器閉合運(yùn)行時(shí)，一個(gè)電源故障，仍可以使兩段母線都有電，可靠性比較好，但線路故障時(shí)短路電流較大；

⑦分段斷路器斷開運(yùn)行時(shí)，在分段斷路器處裝設(shè)備自投裝置，重要用戶可以從兩段母線引接采用雙回路供電，提高了供電可靠性，還可以限制短路電流。

適用范圍：?jiǎn)文妇€不分段接線不滿足時(shí)采用。

6～10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上；

35～60KV配電裝置出線回路數(shù)為4～8回；

110～220KV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回。

（3）方案3：采用單母線帶旁路母線接線，如圖3所示。

特點(diǎn)：同一電壓等級(jí)，各回路經(jīng)過斷路器、隔離開關(guān)接至公共母線。把每一回線與旁路母線相連。

優(yōu)點(diǎn)：每一進(jìn)出線回路的斷路器檢修，這一回路可不停電

缺點(diǎn)：設(shè)備多，操作復(fù)雜。

適用范圍：35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時(shí)采用，回路多采用專用旁母，否則采用簡(jiǎn)易接線。

（4）方案4：采用單母線分段帶旁路母線接線，如圖4所示。

特點(diǎn)：出線斷路器故障或檢修時(shí)可以用旁路斷路器代路送電，使線路不停電。

適用范圍：主要用于電壓為6～10kV出線較多而且對(duì)重要負(fù)荷供電的裝置中；35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時(shí)也采用。

（5）方案5：采用不分段的雙母線接線，如圖5所示。

優(yōu)點(diǎn)：①可以輪流檢修母線而不影響正常供電；

②檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時(shí)，只影響該回路供電；

③工作母線故障后，所有回路短時(shí)停電并能迅速恢復(fù)供電；

④檢修任一斷路器時(shí)，可以利用母聯(lián)斷路器替代引出線斷路器工；

⑤便于擴(kuò)建。

缺點(diǎn)：

① 設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差；

② 運(yùn)行中需要用QS作為操作電器切換電路，容易發(fā)生誤操作；

③ 當(dāng)Ⅰ段母線故障時(shí)，在切換母線過程中，仍要短時(shí)地切除較多的電源及出線。

適用范圍：

35～60KV配電裝置當(dāng)出線回路數(shù)超過8回；

110～220KV配電裝置當(dāng)出線回路數(shù)為5回及以上。

5　小結(jié)

通過以上五個(gè)方案的比較及它們各自的適用范圍，并考慮本設(shè)計(jì)所給的原始資料，最終確認(rèn)本次設(shè)計(jì)的主接線方案為：110kV為單母線分段接線；35kV為單母線分段接線；10kV為單母線分段接線。

參考文獻(xiàn)

［1］國(guó)家電力公司發(fā)輸電運(yùn)營(yíng)部．供電企業(yè)創(chuàng)一流與國(guó)際一流規(guī)定[M].北京：中國(guó)電力出版社．2003.

［2］水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（電氣二次部分）[M].北京：中國(guó)電力出版社，1996.

［3］戈東方．電力工程電氣一次設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：水利電力出版社，1989.

［4］西北電力設(shè)計(jì)院. 電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)[M].北京：電力出版社，1998.

篇10

關(guān)鍵詞：變電站 接地網(wǎng) 設(shè)計(jì)

隨著電力系統(tǒng)容量的不斷增加，流經(jīng)地網(wǎng)的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設(shè)備的安全，維護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，不僅要強(qiáng)調(diào)降低接地電阻，還要考慮地網(wǎng)上表面的電位分布。在以往接地設(shè)計(jì)中，接地網(wǎng)的均壓導(dǎo)體都按 3 m，5 m，7 m，10 m等間距布置，由于端部和鄰近效應(yīng)，地網(wǎng)的邊角處泄漏電流遠(yuǎn)大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網(wǎng)孔電勢(shì)大大高于中心網(wǎng)孔電勢(shì)，而且這種差值隨地網(wǎng)面積和網(wǎng)孔數(shù)的增加而加大。本文結(jié)合在建工程 220 kV 新塘變電站的接地網(wǎng)設(shè)計(jì)，闡釋了接地網(wǎng)不等間距布置的方法及其合理性。

1　接地網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性

1.1　改善導(dǎo)體的泄漏電流密度分布

面積為190 m×170 m的新塘變電站接地網(wǎng)，在導(dǎo)體根數(shù)相同的情況下，分別按10 m 等間距布置和平均10 m不等間距布置。沿平行導(dǎo)體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線。從此可見，不等間距布置的接地網(wǎng)，邊上導(dǎo)體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網(wǎng)平均低15%左右；對(duì)于導(dǎo)體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網(wǎng)幾乎相等(僅相差0.3%)；對(duì)于中部導(dǎo)體③、④、⑤，不等間距布置的接地網(wǎng)的泄漏電流較等間距布置的接地網(wǎng)分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導(dǎo)體的泄漏電流密度分布，相應(yīng)降低了邊緣導(dǎo)體的泄漏電流密度，使得中部導(dǎo)體能得到更充分的利用。

1.2　均勻土壤表面的電位分布

由表1的計(jì)算結(jié)果可知，不等間距布置的接地網(wǎng)能較大地改善表面電位分布，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對(duì)差值不超過0.7%，使各網(wǎng)孔電位大致相等，而等間距地網(wǎng)，其最大與最小網(wǎng)孔電位的相對(duì)差值在12.2%以上。同時(shí)不等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢(shì)較等間距地網(wǎng)的最大接觸電勢(shì)降低了60.1%，極大地提高了接地網(wǎng)的安全水平。

表1　計(jì)算結(jié)果比較

布置

最大網(wǎng)孔電位Vmax／kV

最小網(wǎng)孔電位Vmin／kV

最大接觸電勢(shì)Vjmax／kV

接地電阻

R／Ω δ／%

等間距

5.709

5.081

0.799

0.523

12.2

不等間距

5.544

5.506

0.315