变电站一体化电源的应用
变电站一体化电源的应用
摘要：电力是人们生活工作中非常重要的能源，在变电站中，一体化电源的应
用是很重要的发展趋势。通过变电站一体化电源的建设，能够解决很多零散问题，大大地提升变电站的运行效率和电力管理水平。所以，为了实现这样的目标，本
文通过对变电站一体化电源的应用内容进行了分析与论述，从而为有关单位及工
作人员在具体的工作中提供一定的帮助作用。
关键词：变电站；一体化电源；应用
1 引言
变电站交直流电源系统是变电站安全、稳定、可靠运行的基础。目前，35kV
及以下变电站交直流电源系统普遍采用一体化电源系统。变电站一体化电源系统
是将站用交流电源、直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）和电力用逆变电
源（INV）、通信用直流变换电源（DC/DC）等装置进行组合，共用蓄电池组，并
统一监控的成套设备。该设备通过监控装置管理变电站交流系统、直流系统、不
间断电源、通信电源、逆变电源等站内电源系统，同时与计算机监控系统实现通信，并将实时数据上传至调度端，实现变电站交直流电源系统的“三遥”功能。
2 一体化电源的优点
2.1统一、集中监管
对各个子系统设备通过通信网络进行一体化监控。监控系统中心单元和各部
分监控单元通过一体化监控的监控器接入调度系统和自动化系统来进行监管。监
管人员可以及时通过一个管理系统查看各子系统的各种信息，包括参数、事件信息、开关状态等，也可以以此实现对各种信息的修改和管理，实现站用电源的一
键式遥控功能。专家可以整合整个电源信息，再进行专业智能系统统一的处理管理。
2.2提高土地使用率和系统安全性
一体化电源可以以组屏形式统一安放在变电站的智能化机房，不用分开安置
而占用变电站很大的空间，提高了系统的安全性。此外，解决了许多传统通信系
统电源的缺点，如漏液、起火、爆炸和漏电等。
2.3可靠的通信设备供电能力
站用直流系统和通信电源系统的整合，很好地解决了系统单独停电的情况，
提高了社会生产生活的用电质量。统一的变电站直流系统，方便专业的维护团队
建立，提高了通信设备的供电可靠性。
3 变电站一体化电源的应用
3.1接地隔离问题
在变电站运行过程中，如果出现DC/DC模块被击穿，直流操作电源接地会出
现一些状况。变电站中，运行电流较小，且变电站本身的设施建设标准不高，容
易出现故障，导致电力系统受损。发生故障时，需要进行故障隔离，确保发生故
障的不同元件间不会再有各种工作相关联。变电站各变压器运作中，一旦DC/DC
模块发生故障，就需采用反向变压器方式，利用各自的接地系统降低相互间的联系，防止故障的负面效应扩大。接地隔离问题是交直流一体化电源在变电站应用
中普遍出现的问题。解决这一问题的方法比较简单，只要及时发现故障并及时隔
离故障，就能在很大程度上降低随之而来的经济损失。在变电站中应用一体化电
源系统，应针对接地方面的故障整理出具有理论体系的应对措施，有效降低这一
故障带来的不利影响，保障一体化电源系统有效提升运作的安全性和稳定性。
220kV GIS 变电站电气设计
2.1 电气部分 2.1.1 变电站规模 （1）本期建设2台220kV、240MVA变压器，最终规模3台220kV、240MVA三相三绕组变压器； （2）220kV出线，本期4回，远景6回； （3）110kV出线，本期4回，远景12回； （4）35kV出线，本期6回，远景8回； （5）无功补偿，本期装设6×1.0万千乏电容器，电容器电抗率按3组5%、3组12%考虑；远景按装设9组电容器预留场地，电容器串联电抗率按12%的位置预留。 2.1.2 电气主接线及主要电气设备选择 采用国网A1-1方案，根据系统要求，对通用设计电气主接线进行调整。 2.1.2.1 电气主接线 220kV本期采用双母线接线，远景采用双母线接线。 110kV本期采用单母线分段接线，设分段断路器，装设2组母线设备，远景单母线三分段接线。 35kV本期采用单母线分段接线，远景采用单母线分段+单母线接线。 根据国家电网生[2011]1223文件“关于印发《关于加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施》的通知”附件1第二章第八条“采用GIS的变电站，其同一分段的同侧GIS母线原则上一次建成。如计划扩建母线，宜在扩建接口处预装一个内有隔离开关（配置有就地工作电源）或可拆卸导体的独立隔室；如计划扩建出线间隔，宜将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。”本工程110kV侧有出线间隔的GIS母线一次建成，建成母线的远景扩建间隔本期预装空间隔。 本工程主变220kV、110kV中性点采用经隔离开关直接接地或经避雷器、放电间隙的接地方式；35kV系统中性点采用经消弧线圈接地方式。由于主变35kV侧为三角形接线，在35kV母线上配置接地变。
智能一体化电源系统的特点及应用分析 李仕章
智能一体化电源系统的特点及应用分析李仕章 发表时间：2019-07-05T14:49:07.790Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：李仕章 [导读] 摘要：伴随着时代的发展和进步，我国的整体科学技术水平及经济水平都在不断提升，智能化技术不断发展。 （深圳供电局有限公司广东深圳 518000） 摘要：伴随着时代的发展和进步，我国的整体科学技术水平及经济水平都在不断提升，智能化技术不断发展。智能一体化电源系统在自动化水平以及资源整合等方面发挥着独特的优势，存在着较大的应用空间。为了满足人们不断发展的需要，变电站已经完全实现了智能化，自动化，其目的就是保障供电的安全可靠程度。伴随着电力运行的进一步发展，对于变电站智能一体化电源系统的研究也越快越深入，提升智能一体化电源系统的技术，实现设备的自动切换，自动启动，保障用电的安全性，相比较传统变电站的电源系统，该种方法更加科学，更加高效。本文首先分析了智能一体化电源系统的基本构成，然后分析了智能一体化电源系统的基本特征。结合实例总结了智能一体化电源系统的应用情况，最后分析了智能一体化电源系统的设计可行性。 关键词：电力；智能一体化；电源系统；特点；应用 1.前言 科学技术水平的不断提升，使得电站运行引进了越来越多的先进技术，特别是智能变电站的建立，对一些新技术的应用也是越来越广泛，在很大程度上提升了供电的安全性，极大的满足了经济发展的需要。常规的变电站使用的电源是由直流，交流，不间断电源，通信电源等几种不同类型的电源组成，在自动化水平提升，资源整合等方面仍然有待于进一步提升和优化，常规的站用电源无法满足新型变电站的发展需要。而智能一体化电源将直流电源，交流电源，不间断电源，通信电源等有机的整合起来，应用前景十分广泛。 2.分析智能一体化电源系统的构成 变电站智能一体化电源系统将直流电源，交流电源，UPS，通信用直流变换电源等有机的整合起来，形成直流电源蓄电池组，监控工作统一完成。智能一体化电源系统从设计，生产，到安装，服务都是由同个厂家完成的。相比较常规站用电源系统，智能一体化电源系统的通信电源直接从两段直流母线拉专用馈线到通信电源柜，然后经过DC/DC转化为通信电源，不需要额外配置蓄电池组，将独立的UPS取消，采用逆变器直接挂于直流母线上。 智能一体化电源系统与一体化健康模块完成整合，实现了各个子系统通信的网络化，监控网络借助以太网接口，综合自动化系统实现通信，通信信息实现共享，系统实现开放。 图一：一体化智能电源系统图 3.智能一体化电源系统的特征 3.1设计一体化 智能一体化电源系统最显著的特征就是设计一体化，一体化的特征表现为屏柜的数量极大减少，系统更加紧凑，外观上看更加协调，并且一体化设计能够实现在同一个监控平台上的对所有交直流电源同时完成监控，不同的设备均按照统一规定将综合自动化系统接入，这样一来就解决了不同厂商提供的设备通信规约存在不兼容的问题。 3.2实现网络化监控 实现了网络化的监控。一体化电源系统的每一个子系统都是借助通信网络连接的，通信管理模块健康器全部采用统一的通信规约建立起信息化的平台，对于子系统实现网络化的监控，保障不同的子系统之间结合的有效性，保障了管理整体的高效性。 3.3实现管理集约化 智能一体化电源系统实现了管理的集约化。整个电源系统只需要由一组专业人员对于全站的电源进行维护即可，所以人力资源的调配难度系数大大降低，节省了人力成本，同一个厂家提供从设计，到生产，安装，后期服务等的工作，问题解决的效率极大提升，减少了采购，协调沟通所带来的成本。 3.4提升了电源管理水平 相比较传统的变电站的电源管理体系，智能一体化电源系统对于站内的电源能够实现更加准确，更加快捷，更加及时的管理，结合系统的不同设置的数据完成报警处理，此外还能够对处理的结果进一步判断，结合不同情况采用站用电和电池管理，输出控制等一系列的操纵，将厂家提供的所有的电源进行统一化的设计，生产，安装，更好的解决所有站用电源的问题，节约了采购协调沟通的成本，促进了电力电源的整体管理水平不断提升。 4.智能一体化电源系统的实际应用分析 下面结合具体的实例，探讨智能一体化电源系统的具体应用情况。例如山东某供电公司的220kv智能变电站投入了一套智能一体化的电源系统，该系统采用了一体化的设计模式，对于常规的占用电源进行了系统的优化和完善，配置了一体化的智能监控器，运行稳定，可靠，实现了既定的目标，有良好的经济效益和社会效益。相比较传统的占用电源系统，智能一体化电源系统将功能，协调，维护等三个方面的工作有机的整合起来，成效显著，主要表现如下。首先从电源的设计源头出发，智能一体化电源系统更加节能，更加经济，更加环保，重复配置的情况减少，从而大大节约了生产成本，维护成本也降低了很多，保障了良好的经济性，比较智能一体化电源系统和常规的
变电站交直流一体化电源的解决方案
1 引言 站用电源是变电站安全运行的基础，随着变电站综自化程度的越来越高以及大量无人值班站投运，相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要意义。笔者认为，站用电源始终需要立足于系统技术来研究和发展，根据实际问题、发展现状提出发展思路。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间，结构紧凑、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。 2 传统站用电源现状分析 传统变电站站用电源分为交流系统、直流系统、UPS 、通信电源系统等，各子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业人员进行管理。这种模式存在的主要问题： （1）、站用电源自动化程度不高。由不同供应商提供的各子系统通信规约一般不兼容，难以实现网络化管理，系统缺乏综合的分析平台，制约了管理的提升。 （2）、经济性较差。站用电源资源不能综合考虑，使一次投资显著增加。 （3）、安装、服务协调较难。各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难，远不如站用交直流电源一体化的“交钥匙工程”模式顺畅。 （4）、运行维护不方便。站用电源分配不同专业人员进行管理：交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护，UPS由自动化人员进行维护，通信电源由通信人员维护，人力资源不能总体调配，通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围，可靠性得不到保障。 3 变电站交直流一体化电源的解决方案 变电站站用交直流一体化电源系统是使用系统技术，针对变电站站用交流、直流、逆变、通信电源整体，根据实际问题、发展现状提出解决方案的站用电源系统。 目前有关生产研发厂家已提出三代产品，分别是： （1）、智能型站用电源交直流一体化系统 主要实现：
变电站操作电源有关问题分析(提纲)
变电站操作电源有关问题分析(提纲) (提纲) 1 变电站供电电源与操作电源 任何建筑物都需要有供电电源，变电站也不可能例外。变电站室内照明与办公用电以及开关柜柜内照明、除湿器等需要供电电源外，还需要由操作电源给断路器保护控制回路、信号回路、继电保护与监控装置供电，才能够保证变电站可靠运行。 为开关柜或配电间隔中的断路器、电动负荷开关与电动隔离开关操动机构储能的电源应称为储能电源，但习惯上称为合分闸电源；断路器、电动负荷开关与电动隔离开关合分闸操作回路电源称为保护与控制电源；反映断路器、负荷开关与各种隔离开关合分闸位置的信号回路，以及微机保护与监控装置信号输入回路电源称为信号电源；微机保护与监控装置本身需要的电压称为装置电源，上述储能（合分闸）回路、保护与控制回路、信号回路以及微机保护与监控装置需要的电源，总称为变电站操作电源。 开关柜柜内照明、除湿器以及变电站室内照明与办公用电等需要的电源，可靠性也有较高要求，但设计上与变电站操作电源还是有区别的。 2 变电站供电电源设计 1）变电站的供电电源需要设计两路电源供电，大中型变电站可设计两台所用变，可由变压器低压侧取得220／380V电源时，可设计一台所用变。小型变电站一般由变压器低压侧取得220／380V电源，同时可选用
容量为400V A以上的电压互感器，经过容量为400V A以上的100／220V 升压变压器升压后作为操作电源。 2）变电站操作电源可靠性要求非常高，需要单独设计。开关柜柜内照明、除湿器以及变电站室内照明与办公用电等电源；当变电站在某一建筑物内部时，可以与建筑物内部备用电源统一考虑；当变电站为独立建筑物时，供电电源由所用变引出后，需要备用电源时宜另行设计，否则会增加操作电源的容量与投资，也会影响到操作电源的可靠性。 3）直流电源有关技术指标 （1）国家标准《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB／T14285－2006）第6.3.1条规定：继电保护和安全自动装置的直流电源，电压纹波系数应不大于2%，最低电压不低于额定电压的85%，最高电压不高于额定电压的110%。第6.1.5条c）规定：操作回路在最大负荷时，电源引出端到断路器分、合闸线圈的电压降不应超过额定电压的10%，这里可能是针对户外变电站而言。 （2）国家标准《电力装置的继电保护和安全自动装置设计规范》（GB ／T50062－2008）第15.3.1条规定：继电保护和安全自动装置应由可靠的直流电源装置（系统）供电。直流母线电压允许波动范围为85～110%，纹波系数应不大于1%。电压允许波动范围与《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB／T14285－2006）要求相同，纹波系数要求比其大于1%。 断路器产品样本中，弹簧储能操动机构储能电动机的电压允许波动范围为85～120%，功率为50～300W，储能时间为6～8s，所以属于短时运
220KV变电站电气设计说明书
220KV变电站电气设计说 明书 第1章引言 1.1 国外现状和发展趋势 (1) 数字化变电站技术发展现状和趋势 以往制约数字化变电站发展的主要是IEC61850的应用不成熟，智能化一次设备技术不成熟，网络安全性存在一定隐患。但2005年国网通信中心组织的IEC61850互操作试验极大推动了IEC61850在数字化变电站中的研究与应用。目前IEC61850技术在变电站层和间隔层的技术已经成熟，间隔层与过程层通信的技术在大量运行站积累的基础上正逐渐成熟。 (2) 当前的变电站自动化技术 20世纪末到21世纪初，由于半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术飞速发展，变电站自动化技术也已从早期、中期发展到当前的变电站自动化技术阶段。其重要特点是：以分层分布结构取代了传统的集中式；把变电站分为两个层次，即变电站层和间隔层，在设计理念上不是以整个变电站作为所要面对的目标，而是以间隔和元件作为设计依据，在中低压系统采用物理结构和电器特性完全独立，功能上既考虑测控又涉及继电保护这样的测控保护综合单元对应一次系统中的间隔出线，在高压超高压系统，则以独立的测控单元对应高压或超高压系统中的间隔设备；变电站层主单元的硬件以高档32位工业级模件作为核心，配大容量存、闪存以及电子固态盘和嵌入式软件系统；现场总线以及光纤通信的应用为功能上的分布和地理上的分散提供了技术基础；网络尤其是基于TCP/IP的以太网在变电站自动化系统中得到应用；智能电子设备（IED）的大量应用，诸如继电保护装置、自动装置、电源、五防、电子电度表等可视为IED而纳入一个统一的变电站自动化系统中；与继电保护、各种IED、远方调度中心交换数据所使用的规约逐渐与国际接轨。这个时期国代表产品有CSC系列、NSC系列及BSJ系列。 (3) 国外变电站自动化技术 国外变电站自动化技术是从20世纪80年代开始的，以西门子公司为例，该公司第一套全分散式变电站自动化系统LSA678早在1985年就在德国汉诺威正式投入运行，至1993年初，已有300多套系统在德国和欧洲的各种电压等级的变电站运行。在中国，1995年亦投运了该公司的LSA678变电站自动化系统。LSA678的系统结构有两类，一类是全分散式，另一类是集中和分散相结合，两类系统均由6MB测控系统、7S/7U保护系统、8TK开关闭锁系统三部分构成。 (4) 原始变电站自动化系统存在的问题 资料分目前国际上关于变电站自动化系统和通讯网络的国际标准还没有正式公布，国也没有相应的技术标准出台。标准和规的出台远落后于技术的发展，导致变电站自动化系
变电站一体化电源分析
2010年第05期（总第120期） 沿海企业与科技 COASTAL ENTERPRISES AND SCIENCE&TECHNOLOGY NO.05,2010 （Cumulatively NO.120）变电站一体化电源分析 李昭桦 ［摘要］文章针对变电站站用直流系统和通信系统共享使用统一的蓄电池组的一体化电源方案进行深入分析，提出一体化电源在实现过程中需要注意的关键问题—— —接地和蓄电池组后备时间，并给出解决措施的建议。 ［关键词］变电站；电力；站用直流系统；通信电源；一体化 ［作者简介］李昭桦，广东省电力设计研究院工程师，研究方向：电力系统通信设计，广东广州，510663 ［中图分类号］TM63［文献标识码］A［文章编号］1007-7723（2010）05-0139-0003 一、引言 变电站内的站用直流系统和通信电源系统均 配置有蓄电池组，其维护分别由电气和通信两个 专业负责。变电站一体化电源典型方案是取消通 信电源的蓄电池组，将站内直流电源系统、通信用 直流变换电源（DC/DC）组合为一体，共享使用站用 直流系统的蓄电池组，并统一集中监控的成套设 备。该组合方式是以直流操作电源为核心，通信用 直流变换电源DC/DC由直流输入变换为直流输出 的电源装置，输出特性满足通信电源的要求。它与 直流操作电源的充电装置和蓄电池组相配合，为 电站的通信设备提供电源，可以减少蓄电池组的 重复配置，提高电力通信的运维效率，节约人力维 护成本。 二、站用直流系统和通信电源 变电站直流系统由交流输入、充电装置、馈电 屏、蓄电池组、监控单元（含馈线状态监测单元）、 电压监测、绝缘监察（含接地选线）、硅降压回路、蓄电池管理单元、直流馈线网络等组成。站用直流系统作为变电站控制负荷和部分重要直流动力负荷的电源，主要任务就是给继电保护、开关合分及控制系统、信号系统、自动装置等提供可靠的直流电源，它在变电站中是一个独立的电源，不受交流的影响，在全厂或全所失电的情况下，仍能保证控制信号、保护、自动装置等电源及事故处理工作。站用直流系统采用不接地方式，典型的直流系统原理图如图1所示。 通信设备的直流供电系统由交流配电屏（可选）、高频开关电源、蓄电池、直流配电屏等部分组成，通信电源的连接如图2所示。 三、一体化电源的关键问题和解决措施 站用直流系统为不接地系统，通信电源为接 地系统。一体化电源如何接地，这是技术上需要解决的问题。站用直流系统和通信电源的蓄电池组后备时间的规定标准不同，一体化电源的蓄电池组后备时间遵循哪个标准，需要从管理和规章来分析。本文就这两个关键问题展开分析，提出解决的建议方案。 （一）接地问题的解决 1.站用直流系统接地 当前全国变电站直流系统具有统一的规范（DL-T5044-2004）《电力工程直流系统设计技术规程》[1]指导，直流电源系统采用不接地方式。站用直流系统为不接地系统，直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，亦可继续运行；但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自 图2通信电源连接示意图 图1站用直流系统原理图 139
变电站运行操作规程完整
变电站运行操作规程 目录 第一章送电线路停送电的操作 第二章母线停送电的操作 第三章电力系统并列和解列的操作 第四章验电及装设接地线的操作 第五章继电保护和自动装置投停的操作 第六章新设备投入运行的程序 第七章断路器的投停操作 第八章隔离开关的操作 第九章变压器的投退操作 第十章电压互感器投退操作 第十一章电流互感器投退操作 第十二章电容器的投退操作 第十三章变电站综合自动监控装置的操作 序言 变电站倒闸操作是一项十分复杂的,重要的工作.为了防止误操作事故的发生,保证电力系统的安全生产,
经济运行.本规程根据有关规程及本公司<<变电运行管理>>的有关制度规定,结合我县变电站实际情况制定.如对本规程有异议或建议.请及时上报. 变电站运行值班员应严格遵守倒闸操作制度及本规程的规定. 第一章送电线路启停的操作 1.在启用送电线路前应先投入其控制回路的熔断器和继电保护装置,新设备投入或带有极性的保护装置校验后投入运行时,应先将该保护装置投入,待设备带负荷后,申请调度退出保护装置,测保护电流相量正确后再将保护装置投入. 2 .在合闸操作时,为先检查断路器在断开位置,先合上母线侧隔离开关,后合上负荷侧隔离开关,再合断路器. 3 .当小电流接地系统发生单相接地时,首先检查本站设备有无接地情况.用试断.合断路器,寻找单相接地线路时,事先得到调度批准,应注意监视电压表判断是否该项线路接地. 第二章母线停送电操作 1.母线停送电备用 1).断开接至该母线上的所有断路器(先断开负荷侧,后断电源侧).
2).可不拉开母线电压互感器和接至该母线上的所用变压器隔离开关,但必须取下电压互感器低压侧熔断器熔丝,拉开所用变压器低压侧隔离开关. 2.母线停电检修 1).断开接至该项母线上的所有断路器 2).拉开所有断路器两侧的隔离开关,将母线电压互感器和接至该母线上的所用变压器从高.低压侧断开. 3).在母线上工作地点验电接接地. 第三章电力系统并列和解列的操作 1.两系统并列时应符合下列条件: 1),相序.相位相同. 2)电压.频率相等 允许电压最大差值,一般35KV以上不超过10%,10KV及以下不超过5%,电压调整范围不得超过额定电压上.下限的规定.频率误差不得超过+0.5HZ,高调整时期的最低频率不得低于48.5HZ. 2.解列操作 必须将解列线路的有功功率,无功功率调整至最小,解列后的两个系统的频率.电压在允许范围内,才能进行解列操作. 3.解环和合环注意事项: 1)相序.相位应相同.新设备投入或检修后,应核相.
220KV变电所电气部分的初步设计
220KV变电所电气部分的初步设计
摘要 变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，拟在某区域新建一座220KV变电站。 本设计主要介绍了220kv区域变电站电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容有220kv区域变电站的电气主接线选择，主变压器，站用变压器的选择，母线，断路器和隔离刀闸的选择，互感器的配置，220kv,110kv,10kv线路的选择和短路电流的计算,设计中还对主要高压电气设备进行了选择与计算，如断路器，隔离开关，电压互感器，电流互感器等，此外还进行了防雷保护的设计，电气总平面布置及配电装置的选择，继电保护的设备等，提高了整个变电站的安全性。 关键词：变电站；主接线；变压器;继电保护
目录 1绪论 (1) 1.1选题的目的和意义 (1) 1.2国内外研究现状及发展趋势 (1) 1.3 变电站的设计任务 (1) 2主变压器的选择 (3) 2.1概述 (3) 2.2主变压器台数的确定 (3) 2.3主变压器型式的选择 (3) 2.4主变压器容量的选择 (4) 2.5主变型号选择 (5) 2.6无功补偿 (5) 2.6.1无功补偿的必要性 (5) 2.6.2无功补偿的方式 (6) 3 电气主接线的方案设计 (7) 3.1电气主接线概述 (7) 3.2电气主接线的方案选择 (7) 3.2.1主接线方式介绍 (7) 3.2.2主接线的方案选择 (8) 4 所用电系统设计 (10) 4.1 所用电系统设计的原则和要求 (10) 3.2所用变压器容量、台数选择 (10) 3.3 新建变电所所用电接线 (11) 5 短路电流的计算 (12) 5.1 概述 (12) 5.2短路电流计算的目的和内容 (12) 5.3短路电流的计算 (13) 5.3.1变压器参数的计算 (13) 5.3.2短路电流的计算 (14) 5.3.3回路最大持续工作电流的计算 (16) 6电气设备的选择 (18) 6.1概述 (18) 6.2断路器的选择 (19) 6.3隔离开关的选择 (21) 6.4电流互感器的选择 (23) 6.5电压互感器的选择 (25) 6.6母线的选择 (27) 6.7电力电缆的选择 (29) 6.8限流电抗器的选择 (31) 7继电保护配置 (32) 7.1概述 (32) 7.2主变压器保护 (32) 7.3线路及母线保护 (33)
智能电网站用交直流一体化电源系统简介
智能电网站用交直流一体化电源系统简介 近年来，高中压开关电器、综自系统在电力系统受到高度重视，变电站综合技术与智能化水平得到了极大的提升。然而，针对站用电源的技术研究与产品创新却相对滞后，传统站用电源设计方案已难以适应新型变电站的发展需要。 本文针对传统站用电源分散设计存在的问题，阐述了站用交直流一体化电源系统的设计方案及其技术特点，并对其所产生的经济效益与社会效益等方面进行了综合分析。 1、传统站用电源分散设计存在的问题 一直以来，变电站站用电源分为交流电源系统、直流电源系统、UPS不间断电源系统、通信电源系统等，各子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业人员进行管理。站用电源的分散设计与管理，存在着诸多问题： 1)站用电源难以实现系统管理 由不同供应商提供的交流系统与直流系统通信规约一般不兼容，难以实现网络化系统管理，自动化程度低。由于没有统一的监控设备对整个站用电源进行管理，不能实现系统数据共享，无法进行站用电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。 2)可靠性受到影响 由于站用电源信息不能网络共享，针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台，不同专业的巡检人员分别管理各个电源子系统，难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。 对于涉及需站用电源各子系统协调才能解决的问题难以统一处理。如：防雷配置，避雷器参数选择，安装位置只有将整个站用电源交直流系统统一考虑才能解决；由于充电模块均流对于直流母线上纹波较敏感，需要对母线所接负荷，如逆变电源等反灌电流进行统一治理等。 3)经济性较差
由不同供应商分别设计各个子系统，资源不能综合考虑，造成配置重复，一次性投资显著增加。如：直流电源，UPS不间断电源、通讯电源分别配置独立的蓄电池，浪费用严重；交流系统配置电源自动切换设备，充电模块前又重复配置，既浪费又使设备之间难于协调运行。 4)长期维护不方便，增加成本 各个供应商由于利益差异使安装、服务协调困难，站用电源一旦出现故障需向多个厂家进行沟通协调，造成沟通困难与效率低下。 现有变电站站用电源分配不同专业人员进行管理：交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护，UPS由自动化人员进行维护，通信电源由通信人员维护。人力资源不能总体调配，通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围，可靠性得不到保障。 2、交直一体化电源系统设计方案及特点 通过分析与研究传统站用电源分散设计存在的问题，针对性提出了站用交直流一体化的设计思路，以实现：第一、建立站用电源统一网络智能平台；第二、消除站用电源隐患；第三、提高站用电源管理水平；第四、进行深层次开发，提高站用电源安全与智能化水平。 1)交直流一体电源系统的定义 站用交直流一体化电源系统是指：将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统统一设计、监控、生产、调试、服务，通过网络通信、设计优化、系统联动方法，实现站用电源安全化、网络智能化设计，实现站用电源交钥匙工程，实现效益最大化目标。 智能站用电源交直流一体化系统包括：智能交流电源子系统、智能直流电源子系统、智能逆变电源子系统、智能通信电源子系统、一体化监控子系统。 2)主要技术特征 站用交直流一体化电源系并不是对交流、直流电源系统的简单混装，其主要技术特征表现在： (1)网络智能化设计：通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变 电源、通信电源进行统一监控，建立统一的信息共享平台，实现网络智 能化。支持61850通讯规约。
220kV变电站电气设备选择
目录 摘要 (2) 关键字 (2) 第一章引言 (2) 第二章电气主接线设计 (3) 2.1电气主接线的概念及其重要性 (3) 2.2 电气主接线的基本形式 (3) 第三章主变压器的选择 (5) 3.1主变压器的台数和容量选择 (6) 3.2主变压器形式的选择 (6) 3.3连接方式 (7) 3.4选择原则 (7) 3.5主变压器选择的结果 (7) 第四章 220kV电气部分短路电流计算 (8) 4.1变压器的各绕组电抗标么值计算 (10) 4.2 10kV侧短路电流计算 (11) 4.3 220kV侧短路电流计算 (14) 4.4 110kV侧短路电流计算 (15) 第五章导体和电气设备的选择 (17) 5.1电气设备选择的要求 (17) 5.2 220kV侧设备的选择和校验 (18) 5.3 110kV侧设备的选择和校验 (21) 5.4 10kV侧设备的选择和校验 (23) 小结 (26) 参考文献 (27) 附录 (28) 1
220kV变电站电气设备选择 张洋洋 摘要：随着我国科学技术的发展，电力系统对变电站的要求也越来越高，本设计讨论的220KV 变电站电气设备的选择设计，首先对原始资料进行分析，然后选择合适的主变压器，在此基础上进行主接线设计，短路电流计算等一系列相关工作。 关键字：变电站短路电流计算设备选择 第一章引言 毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它从思维，理论以及动手能力方面给予我们严格的要求，使我们的综合能力有了进一步的提高。 能源是社会生产力的重要组成部分，随着社会生产的不断发展，人类对使用能源质量要求也越来越高。电力是工业的基础，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的，不能大量存储的二次能源。如果要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展的规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就很尤为重要。同时，电气设备的选择在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压，接受和分配电能，控制电力流向和调整电压的责任。220kV电气设备选择设计使其对边边站有了一个整体的了解。该设计包括以下任务：1、主接线的设计 2、主变压器的选择 3、短路电流的计算 4、导体和电气设备的选择。 2
变电站操作电源的选择剖析
变电站操作电源的选择 变电站操作电源断电后,控制、信号与数字式(微机保护与监控装置电源同时断电,变电站就会在无继电保护情况下运行;此时一旦发生短路事故就会引起越级跳闸,由上一级变电站的继电保护动作跳闸,从而造成全站停电,扩大停电范围,增加事故停电造成的经济损失;如果发生过电流或过负荷,继电保护拒动会烧毁变压器或相关设备。所以变电站操作电源的可靠性必须保证,变电站的负荷等级越高,操作电源的可靠性要求就越高。 1.交流操作与直流操作的选择 交流操作设备简单,价格低但可靠性也低。常规继电器式继电保护如果选用电流脱扣器,事故跳闸与操作电源无关,高压熔断器保护事故跳闸也与操作电源无关,所以可选用交流操作。 目前数字式(微机保护与监控装置已经得到广泛应,由于数字式(微机保护装置的装置电源断电后就会停止运行,而且数字式(微机监控装置只能够通过合闸与分闸线圈进行合闸与分闸操作,所以采用交流操作电源的变电站,选用数字式(微机保护与监控装置后,必须选用可靠的后备电源。目前一般选用ups不间断电源作为后备电源。但ups不间断电源不仅过载能力差,而且不适用于感性负荷。 变电站采用直流操作需要选用直流屏,价格高但可靠性也高,变电站采用数字式(微机保护与监控装置后,应优先选用直流操作。但直流电源蓄电池容量大时价格比较高。现在变电站用 小型直流电源已经开始推广,它可以分散安装于电压互感器柜或隔离柜仪表室,也可以集中组屏替代现有直流屏,当变电站开关柜数量不超过10面时可以选用小型直流电源,并采用分散安装方式。 2.操作电源的电压等级选择
由于现有ups不间断电源的标准输出电压为ac220v,所以交流操作电源电压应选用ac220v,如果选用ac110v,就要选用输出电压为ac110v的非标准ups不间断电源,会给订货与日后维护造成不必要的麻烦。直流操作电源电压有dc220v、dc110v与dc48v三种。dc220v与dc110v广泛应用于各种变电站,dc48v主要用于有配电网自 动化的环网柜与箱式变压器。 断路器曾经采用电磁操动机构,其合闸电流都大于100a,所以直流操作电源都选用dc220v。现在电磁操动机构已经被淘汰,弹簧储能操动机构与永磁操动机构的储能与合分闸操作需要的电流都非常小,一般不超过5a,所以采用直流操作时,应选用dc110v电压等级。国家建筑标准设计图集d203-1~2《变配电所二次接线》说明中已经提出采用弹簧储能操动机构后,直流操作应优先选用dc110v电压等级,但并没有引起大家的重视。 3.操作电源的容量选择 变电站操作电源容量一直没有引起设计与运行单位重视。变电站操作电源容量计算也存在许多不确定因素,设计时一般都根据经验来选择,交流操作后备电源容量一般选用1~3kva。直流 操作的直流屏蓄电池容量一般选用38~100ah。
一体化电源系统操作说明 最新版本
交流柜智能控制器运行维护、操作说明及注意事项 交流柜巡视内容（正常运行时）按键操作说明查看信息注意事项 本站N0.63 1#交流进线屏、NO.64 2#交流进线屏A TS控制器均采用厦控XKQE型智能控制器。 正常运行时：（自动方式下） 方式一：两个所变均有电，1号站用变带低压交流屏一段母线，2号站用变带低压交流屏二段母线：此时站用变低压侧0381、0382、0383、0384断路器均在合位。此时两个低压交流进线屏的XKQE智能控制器面板上的电源指示灯N、R应均发绿光且无闪烁，面板上闭合指示灯N应发绿光且无闪烁。 方式二：1号站用变带低压交流屏一、二段母线：站用变低压侧0381、0383断路器应均在合位，0382、0384断路器均在分位。此时N0.63 1#交流进线屏的XKQE智能控制器面板上的电源指示灯N应发绿光且无闪烁，面板上闭合指示灯N应发绿光且无闪烁；NO.64 2#交流进线屏XKQE 智能控制器面板上的电源指示灯R应发绿光且无闪烁，面板上闭合指示灯R应发绿光且无闪烁。 方式三：2号站用变带低压交流屏一、二段母线：站用变低压侧0382、0384断路器应均在合位，0381、0383断路器均在分位。此时N0.63 1#交流进线屏的XKQE智能控制器面板上的电源指示灯R应发绿光且无闪烁，面板上闭合指示灯R应发绿光且无闪烁；NO.64 2#交流进线屏XKQE 智能控制器面板上的电源指示灯N应发绿光且无闪烁，面板上闭合指示灯N应发绿光且无闪烁。 “电源指示灯”哪个发绿光且无闪烁，就说明哪个电源正常；“闭合指示灯”哪个发绿光且无闪烁，就说明哪个电源投入工作。 交流馈线屏上已合断路器的指示灯应发红光且无闪烁。按键功能说明： 1、“N电源投入按钮”用于 电动投入常用电源（电动方 式下）。 2、“R电源投入按钮”用于电 动投入备用电源（电动方式 下）。 3、“主菜单按钮”用于进入 菜单。 4、“选择按钮”用于子菜单 光标切换。 5、“确定按钮”用于菜单及 设置确定。 6、“返回按钮”用于退出菜 单及设置。 7、密码默认为：8888 (1) 按“主菜单”键进入主菜单 后可以看到有①“供电方式”： 有市电——市电、市电——发电 机两种模式，按确认键进入相应 模式子菜单，里面可以选择手 动、电动、自动三种操作模式； 在自动模式下可以进行自动模 式的一些相应参数设置 ②选择“查询及设置”可以看见 电压校准、初始时间设置、故障 记录查询、故障记录清除、转换 次数查询、转换次数清零、设置 状态查询、出厂状态查询、密码 修改、通讯设置。故障记录； ③选择“恢复出厂状态”，可以 恢复至出厂设置； 1、XKQE智能控制器面板上的“N”为常用电 源，“R”为备用电源。 2、一个面板上的“电源指示灯”可以两个同时 亮，但“闭合指示灯”一个面板上同一时刻只 能有一个灯亮，如同一面板上两个“闭合指示 灯”都亮，就说明XKQE智能控制器已故障， 此时应更换XKQE智能控制器。 3、在进行ATS手动操作时要先在XKQE智能 控制器里设置成手动方式才可进行ATS的手动 操作，ATS的“A”为常用电源，“B”为备用 电源。 特别重要： 1、N0.63 1#交流进线屏的“N”常用电源为“1 号站用变”，“R”备用电源为“2号站用变”。 2、N0.64 2#交流进线屏的“N”常用电源为“2 号站用变”，“R”备用电源为“1号站用变”。 正常运行时，交流进线屏上的电压表显示的电 压应在198V～242V之间。 日期：填写人：审核人：
变电站一体化电源的应用
变电站一体化电源的应用 摘要：电力是人们生活工作中非常重要的能源，在变电站中，一体化电源的应 用是很重要的发展趋势。通过变电站一体化电源的建设，能够解决很多零散问题，大大地提升变电站的运行效率和电力管理水平。所以，为了实现这样的目标，本 文通过对变电站一体化电源的应用内容进行了分析与论述，从而为有关单位及工 作人员在具体的工作中提供一定的帮助作用。 关键词：变电站；一体化电源；应用 1 引言 变电站交直流电源系统是变电站安全、稳定、可靠运行的基础。目前，35kV 及以下变电站交直流电源系统普遍采用一体化电源系统。变电站一体化电源系统 是将站用交流电源、直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）和电力用逆变电 源（INV）、通信用直流变换电源（DC/DC）等装置进行组合，共用蓄电池组，并 统一监控的成套设备。该设备通过监控装置管理变电站交流系统、直流系统、不 间断电源、通信电源、逆变电源等站内电源系统，同时与计算机监控系统实现通信，并将实时数据上传至调度端，实现变电站交直流电源系统的“三遥”功能。 2 一体化电源的优点 2.1统一、集中监管 对各个子系统设备通过通信网络进行一体化监控。监控系统中心单元和各部 分监控单元通过一体化监控的监控器接入调度系统和自动化系统来进行监管。监 管人员可以及时通过一个管理系统查看各子系统的各种信息，包括参数、事件信息、开关状态等，也可以以此实现对各种信息的修改和管理，实现站用电源的一 键式遥控功能。专家可以整合整个电源信息，再进行专业智能系统统一的处理管理。 2.2提高土地使用率和系统安全性 一体化电源可以以组屏形式统一安放在变电站的智能化机房，不用分开安置 而占用变电站很大的空间，提高了系统的安全性。此外，解决了许多传统通信系 统电源的缺点，如漏液、起火、爆炸和漏电等。 2.3可靠的通信设备供电能力 站用直流系统和通信电源系统的整合，很好地解决了系统单独停电的情况， 提高了社会生产生活的用电质量。统一的变电站直流系统，方便专业的维护团队 建立，提高了通信设备的供电可靠性。 3 变电站一体化电源的应用 3.1接地隔离问题 在变电站运行过程中，如果出现DC/DC模块被击穿，直流操作电源接地会出 现一些状况。变电站中，运行电流较小，且变电站本身的设施建设标准不高，容 易出现故障，导致电力系统受损。发生故障时，需要进行故障隔离，确保发生故 障的不同元件间不会再有各种工作相关联。变电站各变压器运作中，一旦DC/DC 模块发生故障，就需采用反向变压器方式，利用各自的接地系统降低相互间的联系，防止故障的负面效应扩大。接地隔离问题是交直流一体化电源在变电站应用 中普遍出现的问题。解决这一问题的方法比较简单，只要及时发现故障并及时隔 离故障，就能在很大程度上降低随之而来的经济损失。在变电站中应用一体化电 源系统，应针对接地方面的故障整理出具有理论体系的应对措施，有效降低这一 故障带来的不利影响，保障一体化电源系统有效提升运作的安全性和稳定性。
UPS在箱式变电站操作电源中的应用
UPS在箱式变电站操作电源中的应用 摘要：通过对箱式变电站操作电源的分析，提出使用UPS作为箱式变电站高压柜操作电源的控制方案。UPS电源应用在空间狭小的箱式变电站中，能最大限度利用箱变中有限的空间，提高系统可靠性和经济性。实践证明完全能满足高压交流操作的工作特点，对大容量箱式变电在选择操作电源方面，提出了新的思路。关键词：不间断电源（UPS）箱式变电站操作电源 1 引言 在城镇电网建设中，因土地资源紧张，箱式变电站越来越多的得到了应用。箱式变电站高压侧较多采用如图1的接线方式。对于容量较大的箱式变电站，因需要安装保护装置，需要有操作电源，因箱式变电站安装直流柜操作电源不现实，所以多采取交流操作电源，操作电源一般都是采取TV（电压互感器）供电方式。 TV供电方式主要是利用TV向操作回路提供电源，为交流操作方式。操作电源采用TV供电方式有如下弊端。 图1 典型用户方案图 1、当进线柜要承担电能计量功能时，由于计量用TV必须使用独立的二次
线圈，如果计量和操作回路分别使用一组TV，则很难装在一台高压开关柜中，而且造价高。对于这种情况，往往对TV二次侧采用双绕组的方式（如图2），一组精度为0.2S级的绕组用于计量，另一组大容量绕组用于提供操作电源，有TV 直接提供220V操作电源。如果操作回路中有整流器件，将产生谐波并耦合到计量回路中，影响计量精度。 2、对于TV供电方式，当高压母线或进线发生两相或三相短路时，电压互感器安装处的残压非常低，当系统二次电压下降到低于断路器分闸线圈最低动作电压时，断路器不能完成分闸动作。 3、大容量箱式变电站都采用微机保护，而微机保护器的工作电源也是取自于TV提供的电源，当2情况发生时，将使保护器因为没有工作电源而不能正常工作。 解决上述问题经济、可靠的方法是箱式变电站的高压开关柜操作电源采用不间断电源—UPS。 2 UPS供电方式的工作原理 UPS也叫不间断电源，是由电池组、逆变器和其它电路组成，能在电网停电时提供交流电力的电源设备。 2.1 UPS的基本功能 （1）电网电压正常时，TV电压通过UPS稳压后供应给负载使用，性能好
110KV变电站电气部分设计
110KV变电站电气部分设计 二〇〇九年八月 目录 设计任务书 (4) 第一部分主要设计技术原则 (5) 第一章主变容量、形式及台数的选择 (6) 第一节主变压器台数的选择 (6) 第二节主变压器容量的选择 (7) 第三节主变压器形式的选择 (8) 第二章电气主接线形式的选择 (10) 第一节主接线方式选择 (12) 第三章短路电流计算 (13) 第一节短路电流计算的目的和条件 (14) 第四章电气设备的选择 (15) 第一节导体和电气设备选择的一般条件 (15) 第二节断路器的选择 (18) 第三节隔离开关的选择 (19) 第四节高压熔断器的选择 (20) 第五节互感器的选择 (20) 第六节母线的选择 (24) 第七节限流电抗器的选择 (24) 第八节站用变压器的台数及容量的选择 (25) 第九节 10kV无功补偿的选择 (26) 第五章 10kV高压开关柜的选择 (26) 第二部分计算说明书 附录一主变压器容量的选择 (27) 附录二短路电流计算 (28) 附录三断路器的选择计算 (30) 附录四隔离开关选择计算 (32) 附录五电流互感器的选择 (34) 附录六电压互感器的选择 (35) 附录七母线的选择计算 (36) 附录八 10kV高压开关柜的选择 (37) （含10kV电气设备的选择） 第三部分相关图纸 一、变电站一次主结线图 (42) 二、10kV高压开关柜配置图 (43) 三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44) 四、110kV接入系统路径比较图 (45) 第四部分 一、参考文献 (46)
二、心得体会 (47) 设计任务书 一、设计任务： ***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24.5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75.5兆瓦,实际用电负荷 34.66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。 第一部分主要设计技术原则 本次110kV变电站的设计，经过三年的专业课程学习，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。 将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。 设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。 第一章主变容量、形式及台数的选择 主变压器是变电站（所）中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。 第一节主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的江西洪都钢厂厂用电变电站，主要是接受由220kV双港变110kV的功率和220KV盘龙山变供110kV的功率，通过主变向10kV线路输送。由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器。互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。 第二节主变压器容量的选择 主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70--80%。该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两