变电站自动化功能综述毕业设计

毕业论文题目：变电站自动化功能综述

学生姓名：赵旭

学号：923211200031

班级: 海南自考5班

专业：电力系统及其自动化

指导教师：漆宜农

2013年10月

变电站自动化功能综述

摘要

本次毕业论文通过对变电站自动化的概念和发展趋势，以及变电站综合自动化系统研究的意义和国内外现在发展的状况的论述，探讨了变电站综合自动化系统的功能，结构，保护配置，并且进一步讨论了微机保护硬件的结构和特点。通过对变电站综合自动化系统通信方面的研究，介绍了当前各种总线方式和最新的通信技术，将各种通信方式进行了详细的说明，并将他们的优缺点进行了详细的分析，比较了各种方式的性价比。并且对此前景进行了简介。最后将变电站综合自动化系统的继电保护和综自设备的设置进行了详细的介绍。图文并冒，最后是将一些关于变电站综合自动化系统的英文文章进行汉语翻译，这对了解变电站综合自动化系统的最新科技有着很大的帮助。

关键词：变电站综合自动化，通信协议，微机保护，硬件配置。

目录

目录 (3)

第1章绪论 (5)

1.1 变电站综合自动化系统的研究 (5)

1.1.1 变电站综合自动化系统的研究意义 (5)

1.1.2 变电站综合自动化系统的发展趋势 (6)

1.2 国外变电站综合自动化系统的发展 (7)

1.3 我国变电站综合自动化技术的发展 (7)

1.4 变电站实现综合自动化的优越性 (8)

1.5 变电站综合自动化系统的发展前景 (8)

1.6 小结 (8)

第2章变电站综合自动化系统的结构，功能与保护配置 (9)

2.1 变电站综合自动化系统的结构 (9)

2.1.1 集中式综合自动化系统： (9)

2.1.2 分散式综合自动化系统： (10)

2.1.3 分布集中式综合自动化系统： (11)

2.1.4 集中和分散结合式综合自动化系统： (11)

2.2 变电站综合自动化系统的功能 (12)

2.2.1 监测： (12)

2.2.2 监控： (12)

2.2.3 远传： (13)

2.2.4 保护： (13)

2.3 变电站综合自动化系统的硬件配置 (13)

2.3.1 综合自动化系统变电站主控室的结构分为三类： (13)

2.3.2 硬件的配置原则 (15)

2.3.3 变电站综合自动化系统微机保护的硬件结构 (16)

2.4 小节 (19)

第3章变电站综合自动化系统的通信网络 (20)

3.1 通信网络的发展： (20)

3.1.1 RS-232，RS-422 和RS-485总线： (20)

3.1.2 LONWORKS总线 (20)

3.1.3 CANBUS现场总线 (21)

3.1.4 各种总线技术的优缺点 (21)

3.2 现场总线在变电站综合自动化内部网的应用 (22)

3.2.2 嵌入式以太网方案： (23)

3.2.3 LONWORKS现场总线网方案和嵌入式以太网方案的比较和分

析： (24)

3.2.4 基于CANBUS总线的通信系统方案： (24)

3.3 内部通信网的传输实时性分析 (26)

3.4 国外相关产品的比较 (26)

3.5 通信协议的作用 (27)

3.6 光纤通信技术 (27)

3.6.1 光纤通信优点 (27)

3.6.2 光纤通信的类型以及在配电自动化系统中的应用如下 (28)

3.7 现场总线通信技术 (28)

3.8 无线通信技术 (28)

3.9 配电线载波通信技术 (29)

3.10 小结 (29)

第4章继电保护设备和综自设备的设置 (30)

4.1 35KV开关柜智能保护单元 (30)

4.2 10KV开关柜智能保护单元 (30)

4.2.1 变压器后备保护 (30)

4.2.2 电容器保护 (31)

4.2.3 配电变压器保护 (36)

4.2.4 馈线保护 (37)

4.2.5 备自投保护 (37)

4.2.6 测控及自检功能的配置 (37)

4.3小结 (38)

第5章总结 (39)

致谢............................................. 错误！未定义书签。参考文献 (40)

英文翻译......................................... 错误！未定义书签。

第1章绪论

1.1 变电站综合自动化系统的研究

1.1.1 变电站综合自动化系统的研究意义

电力系统变电站的安全，可靠和经济运行再很大程度上依赖于变电站继电保护，控制和监控技术的完善程度以及它们的可靠性，技术特性指标和经济性等多方面的因素。计算机技术的发展，推动了电力系统计算机自动化技术的发展，变电站综合自动化技术也日趋完善。它为调度中心提供了厂站端的运行情况，通过控制操作和闭锁，可以实现变电站当地和远方的监视和控制；为远方的遥调，遥测，遥控，遥信和反事故措施提供了可靠的技术保障；无人职守的变电站提高了供电的可靠性又实现了减员增效。通过对变电站综合自动化系统的研究，对于电力系统的运行可靠，保护和控制以及对变电站的设计更加的合理，布局更加紧凑都有很重要的意义。

变电站综合自动化系统是一种以计算机为主，将变电站的一，二次设备经过功能组合形成的标准化，模块化，网络化的计算机监控系统。变电站的综合自动化，是将变电站的二次设备经过功能的重新组合和优化设计，利用先进的计算机技术，自动化技术和通信技术，实现对全变电站的主要设备和输配电线路的自动监视，测量，控制和微机保护，以及调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统代替了常规的测量和监视仪表，代替了常规控制屏，中央信号系统和远动屏，用微机保护代替了常规的继电保护屏，解决了常规的继电保护装置不能与外界通信的问题。变电站综合自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可以方便的监视和控制变电站内的各种设备的运行和操作，它具有功能综合化，结构微机化，操作监视屏幕化，运行管理智能化等显著特点。通过利用先进的综合自动化技术，提高了供电质量，提高了电压合格率，提高了变电站的安全可靠性和系统的运行管理水平，缩小了变电站占地面积，降低了造价，减少了总投资，减少了维护工作量，减少了值班员劳动强度。变电站综合自动化系统是在计算机技术和网络通信技术的基础上发展起来的。

与传统的继电保护相比较，微机保护具有许多优点：

（1）：改善和提高了继电保护的动作特性和性能，动作正确率高。

（2）：可以方便的扩充其他的辅助功能。

（3）：工艺结构条件优越。体现在硬件比较通用，制造容易统一标准。

（4）：可靠性提高。

（5）：使用灵活方便。

（6）：可以进行远方监控。微机保护装置具有串行通信功能，与变电所微机监空系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。

1.1.2 变电站综合自动化系统的发展趋势

（1）保护监控一体化

这种方式在35KV及以下的电压等级中已普遍采用，它的好处是功能按一次单元集中化，利于稳定的进行信息采集以及对设备状态进行控制。极大的提高了性能效率比。它的缺点是对运行的可靠性要求极高，任何形式的检修维护都将迫使一次设备的停止。可靠性和稳定性要求很高。

(2) 设备安装就地化，户外化

综合自动化装置将和一次设备整合在一起，其电气的抗干扰性能，设备抗热，抗寒，抗雨雪，防腐蚀等各项环境指标将达到极高的地步。目前的综合自动化装置都是安装在低电压的中置柜上和室内的开关室内，户外的仅是一些实现简单功能的柱上设备。随着高电压等级的推广，其设备都将就地安装在户外的端子箱上，对环境条件要求高。这种方式最终将带来无人值班变电站没有建筑小室或仅设一个控制小室，它最多也就是一台控制显示终端。这将极大的减少整个变电站的二次电缆，使变电站的建设简化，快速，设备调试简单。同时也极大的提高了变电站的运行稳定性，可靠性。

(3) 人机操作界面接口统一化，运行操作无线化

无人无建筑小室的变电站，变电运行人员如果在就地查看设备和控制操作，将通过一个手持式可视无线终端，边监视一次设备边进行控制操作，所有相关的量化数据将显示在可视无线终端上。

(4) 就地通讯网络协议标准化

强大的通讯接口能力，主要通讯部件双备份冗余设计（双CPU，双电源等），采用光纤总线等等，使现代化的综合自动化变电站的各种智能设备通过网络组成一个统一的，互相协调工作的整体。

(5) 全站数据标准化

变电站的智能监控装置将无电压等级划分，只是下载参数设置版本不同。全站统一数据库，统一维护组态工具软件，分类分单元下载参数设置数据。其实时运行数据库可通过严密的安全防护措施与整个电力系统实时数据连在一起

(6) 数据采集和一次设备一体化

除了常规的电流电压，有功无功，开关状态等信息采集外，对一些设备的在线状态检测量化值，直接采集到监控系统的实时数据库中。高技术的智能化开关。光电式电流电压互感器的应用，必将给数据采集控制系统带来全新的模式。

1.2 国外变电站综合自动化系统的发展

70年代末80年代初，国外开始了对于ISA技术的研究，这是由于电网规模不断扩大，要求电网及变电站的控制和保护系统必须运行安全、可靠、经济。因此，各级调度中心需要更多的信息，以便及时掌握电网及变电站的运行情况。同时，采用无人值班管理模式，进行远方控制，减少人为误操作的可能性，提高运行可靠性，降低变电站的造价和运行维护费用。

随着微处理器技术、计算机网络技术、数字通信技术的发展，人们可以利用现代先进的技术和设备来组成一个自动化的控制和保护系统，改变传统二次设备模式，做到设备简化，信息共享，减少变电站的造价和运行维护费用。世界发达国家率先研制出成熟系统，并推广应用，大大提高了变电站管理的自动化水平，实现电力系统的安全、可靠、经济运行。目前，日本日立、三菱、东芝公司，德国西门子公司（SIEMENS）、AEG公司，瑞士ABB公司，美国通用电气公司（GE）、西屋电气公司（Westing house），法国阿尔斯通公司（ALSTHOM），瑞士Landis&Gyr公司等国际著名大型电气设备制造公司都开发和生产了变电站综合自动化系统（或称保护与控制一体化装置），并取得了较为成熟的运行经验......

1.3 我国变电站综合自动化技术的发展

我国变电站自动化系统的发展阶段：

变电站内二次设备传统按功能可分为五类：继电保护，自动装置, 故障录波，当地监控和远动。五大类产品的不断发展及其功能相互渗透，推动了变电站自动化系统的发展，产生了多种多样的系统模式，按系统模式出现的时间顺序可将变电站自动化系统的发展分为三个阶段：

第一阶段：面向功能设计的集中式RTU加常规继电保护模式

80年代是以RTU为基础的远动装置及当地监控为代表。该类系统是在常规的继电保护及二次接线基础上增设RTU装置，功能主要为完成与远方调度主站通信实现“四遥”(遥测，遥信，遥调，遥控)，继电保护及自动装置与系统联结采用硬接点状态接入。此类系统特点是功能简单，整体性能指标较低，系统联结复杂，不便于运行管理与维护，为自动化系统的初级阶段。

第二阶段：面向功能设计的分布式测控装置加微机保护模式

90年代初期，微机保护及按功能设计的分布测控装置得以广泛应用，保护与测控装置相对独立，通过通信管理单元能够将各自信息送到当地监控计算机或调度主站。此类系统的出现是由于当时国内电力系统保护和远动分属于不同部门和专业，另外对继电保护与测控装置在技术上如何融和没有达成一致的认识，故相当一部分尤其是110KV及以下电压等级自动化系统采用此类模式。该模式没有做到面向对象设计，信息共享程度不高，另外系统的二次电缆互联较多，

扩展性不好，不利于运行管理和维护。

第三阶段：面向间隔和对象(object-oriented)的分层分布式结构模式

90年代中期，随着计算机技术、网络和通信技术的飞速发展，行业内对计算机保护与测控技术不断争论和探讨达成了一致的认识，采用面向设备或间隔为对象设计的保护及测控单元，采用分层分布式的系统结构，形成了真正意义上的分层分布式自动化系统。该系统特点是针对110KV以下电压等级的设备或间隔采用保护测控一体化设计的装置，针对110KV及以上电压等级的设备或间隔采用继电保护装置与测控装置分别独立设计但共同组屏的原则，故障录波功能下放至各间隔或设备的继电保护装置中去，采用先进的网络通信技术，系统配置灵活，扩展方便，非常方便运行管理和维护。

1.4 变电站实现综合自动化的优越性

（1）：提高供电质量，提高电压合格率

（2）：提高变电站的安全，可靠运行水平。

（3）：减少维护工作时间，减少值班人员的劳动强度，并达到减员增效（4）：缩小变电站占地面积，减少总投资。5：提高电力系统的运行管理水平

1.5 变电站综合自动化系统的发展前景

随着国民经济的飞速发展，电力工业作为很重要的国家战略企业，十分重视电力系统综合自动化技术的发展，实现变电站综合自动化，这是电力工业发展的趋势。对电力技术的发展来说，具有重要的意义，也是电力工业发展的显著标志。虽然变电站综合自动化技术在80年代后才被开发应用。但由于在技术性能上的潜在能力，必将被广泛的应用于祖国各个城网和农网中。应用前景十分的巨大。

1.6 小结

本章先是介绍了什麽是电力系统综合自动化，以及变电站综合自动化系统研究的意义和发展趋势。下来介绍了国内外变电站综合自动化的发展过程和巨大的前景应用。

第2章变电站综合自动化系统的结构，功能与保护配置2.1 变电站综合自动化系统的结构

变电站综合自动化系统的组成在结构上主要可以分成：集中式，分布集中式，集中和分散式，分散式四种。

2.1.1 集中式综合自动化系统：

它是按功能要求配置相应的继电保护装置和远动装置并安装在变电站的中央控制室内。变压器。各进出线以及其他电气设备的运行状态通过ct,pt，开关辅助触点有电缆传送到变电站的中央控制室的保护装置和远动装置内。经初步处理后送到I/O通信控制器进行数据格式的变换，并将变电站所有保护，测量，信号和控制信息统一处理，与当地的后台机和远方调度中心进行信息交换。它的特点是将变电站中所有的信息统一集中处理，形成一个系统，并符合传统的变电站运行模式。它实际上是微机保护和微机远动的系统集成。缺点是组屏多，占地面积大，而且需要铺设大量的电缆，投资量和工程量大，接线复杂，独立单元较多，维护工作量大，运行不可靠。如图所示：

2.1.2 分散式综合自动化系统：

该系统按回路进行设计，每一个开关柜上或其他一次设备上就地安装微机保护单元和单回路的数据采集和监控单元，这样不但可以节省大量的光电缆，同时也提高了抗干扰能力。微机保护单元和单回路的数据采集和监控单元与I/O通信控制器相互之间用网络电缆连接起来，仅做数据信息的传送。分布式综合自动化系统的优点除了减少了大量的电缆，抗干扰能力增强，并大大的简化了二次设备，减小了占地面积。缺点是运行时仍不是很稳定。

分布式综合自动化系统原理图

2.1.3 分布集中式综合自动化系统：

整个变电站的一，二次设备分为三层，变电站层，单元层和设备层。设备层为0层，单元层为1层，变电站层为2层。设备层主要是指变电站内的变压器，断路器，隔离开关以及辅助接点，电流，电压互感器等一次设备。单元层一般按断路器间隔划分，具有测量，控制部件或继电保护部件。单元层本身是有各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过局域网络或串行总线与变电站层联系，也有可能设有数据采集管理机或保护管理机，分别管理各测量，监视单元和各保护单元，然后集中由数采管理机和保护管理机与变电站层通信。单元层本身就是两级系统的结构。变电站层包括全站性的监控主机，远动通信机等。变电站层设现场总线或局域网，供各主机之间和监控主机和单元层之间交换信息。变电站综合自动化系统主要集中在单元层和变电站层。

2.1.4 集中和分散结合式综合自动化系统：

随着单片机技术和通信技术的发展，特别是现场总线和局域网络技术的应用，一种发展趋势是按每个电网元件，比如一台变压器，一台断路器等为对象，集测量，保护，控制为一体，设计在同一机箱内。至于高压线路保护装置和变压器保护装置，仍然可以按照集中组屏安装在主控室内。这种结构方式介于集中式和分散式之间。目前国内应用较多的是分散式结构集中式组屏。这种结构方式具有分散式结构的全部优点，并且由于采用了集中式组屏，有利于系统的设计，安装以及维护管理。但是这种结构比较适合用于中低压变电站。

2.2 变电站综合自动化系统的功能

变电站综合自动化系统的功能主要包括监测，监控，远传，保护四部分。

2.2.1 监测：

综合自动化系统通过对变电站的数据进行采集，处理，显示和打印，使运行人员了解变电站的运行工况，并采取相应的措施。所采集的数据分为三大类：模拟量，开关量和脉冲量。

(1) 模拟量：变电站需要监测的各种模拟量包括主变一次，二次和各线路的电流，各段母线及重要线路的电压，各线路零序电流，母线零序电压，主变温度和室温。

(2) 开关量：变电站内需要监测的各种开关量，包括各个开关，刀闸，变压器分接头，继电保护动作信息，开关机构运行状态，交直流电源运行状态，各微机运行状态等。

(3) 脉冲量：变电站需要监测的各种脉冲量，包括线路，主变一次和二次的有功电度量和无功电度量，电容器的无功电度量，所用电的有功电度量等。

2.2.2 监控：

综合自动化系统提供方便可靠的人机对话，运行人员利用键盘和显示器操作开关，刀闸和变压器分接头。该系统还可以根据电网运行情况自动控制开关或变压器分接头。所有操作的可靠性在软硬件设计中都应符合双重化原则。

操作方式分为手动操作和遥控执行。手动操作分为三种方式：键盘操作，把手操作，保护柜操作。正常时利用键盘操作，非正常时通过模拟屏把手操作或保护柜操作。保护柜操作可通过保护机键盘或柜上按扭实现。遥控执行：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。

变电站监控的内容主要有以下几个方面：

(1) ：跳闸统计：统计开关跳闸次数。分为有事故跳闸次数和手动跳闸次数两种。

(2) ：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压，零序电流增量以及压降可判断接地线路及相别，也可以利用功率方向等其它方法来判别。也可利用功率方向法等其他方法来判别。为了保证可靠性，应多次采样后才能确定。确定后，主机报警，并显示和打印。运行人员按照提示，用人工检除方法跳开开关自动重合，验证主机的判断。

(3) : 无功电压自动控制：根据电网无功，电压计算和判断是投切电容器，还是调节变压器分接头位置。以使无功和电压满足要求。在变压器。电容器。或电网故障时不应该误动。当电容器检修时，不应参与控制。

2.2.3 远传：

当变电站正常运行或发生事故及报警等事件时，远传机会实时的向上级调度传送该站信息，使调度人员了解该站的运行情况。

2.2.4 保护：

微机保护不仅有较高的可靠性和灵敏性，而且使用方便。其特点：

(1) : 用键盘和八段显示器（LED）显示采样值（电流，电压，和开关状态）和整定值，并可修改整定值。

(2) :具有事故追忆功能。能够记录事故前后的线路电流和母线电压。

(3) :具备实时自检功能。能够对保护柜包括主机在内的各元件进行在线检查。

变电站保护分为以下几种类型：

(1): 线路保护：包括电流速断保护，定时限过电流保护，方向性电流保护，零序电压，电流及方向保护，反时限过流保护，高频保护，距离保护。双回线方向横差保护和低周减载保护。

(2):变压器保护：包括差电流速断保护，带二次谐波制动的比例差动保护。本体保护（重瓦斯，轻瓦斯，有载重瓦斯，有载轻瓦斯等），过流保护（包括低压启动，复合电压启动），过负荷保护。零序保护，高压侧备用电源自投和低压侧备电源自投。

(3):电容器保护：包括电流速断保护，过流保护，反时限过流保护，相间过电压保护，相间低电压保护和零序过电压保护。4：母线保护：包括完全电流差动母线保护和电流比相式

2.3 变电站综合自动化系统的硬件配置

2.3.1 综合自动化系统变电站主控室的结构分为三类：

(1) 模拟屏式：在主控室模拟屏前设微机台，台内装微机及UPS电源，台上放主机显示器CRT，键盘和打印机。模拟屏主接线图上安装仪表和操作把手。其他如保护柜，变送器柜，电度表柜，监控柜，交直流电源柜等均放在模拟屏后，或分置于其他房间。

(2) 控制台式：再主控室前部设控制台，无模拟屏。在控制台对面设保护柜，变送器柜，监控柜，电度表柜和交直流电源柜等设备。控制台上或旁边放主机显示器CRT。打印机和键盘。模拟主接线，操作把手，必要的仪表和光字均安装在控制台面上。

(3)微机台式：在主控室前部设微机台，无模拟凭，无控制台。主控室后部设保护柜，变送器柜，监控柜，电度表柜，交直流电源柜等设备。微机台内装主机和微机电源，微机台上放CRT，打印机和键盘。

2.3.2 硬件的配置原则

综合自动化系统硬件配置应遵循下列原则：

(1):各自独立，相互配合。不同功能的硬件之间只能有信息交换，不应有电的直接联系。采用光电隔离和继电器接点闲离的方法实现。保护柜内各单元应有独立的交流输入，独立电源，独立出口，应有可靠的抗干扰措施。监控部分在监控机，电度机，采样机，远传机任一故障情况下，应不影响其他机正常工作。

(2):软硬件模块化，方便维护和扩展。各单元应具有模块化的主机板，开出板。开入板，模入板等，方便维护，并可在此基础上进一步开发。

(3)：具有较强的抗干扰能力。满足在强电场，高频影响和谐波冲击等环境下可靠工作，并能防止雷电冲击。

微机保护装置的发展大致可以分为以下几个阶段：

第一阶段是以单cpu的硬件结构为主，数据采集系统由逐次逼近式A/D模数转换器构成，硬件和软件的设计符合四统一设计标准，其代表产品为微机高压输电线路保护装置。

第二阶段以多单片机构成的多cpu硬件结构为主，数据采集系统为电压频率转换原理的计数式数据采集系统，硬件软件的设计吸取了第一代微机保护装置的成功运行经验，利用多cpu的特点，强化了自检和互检功能，使硬件故障可以定位，对保护的跳闸出口回路，具有完善的抗干扰措施以及防止拒动和误动的措施。

第三阶段以高性能的16位单片机构成的硬件结构为主，具有总线不需引出芯片，电路结构简单的特点，抗干扰能力进一步加强，并且完善了通信功能，

为实现变电站自动化提供了方便。再现阶段，在一些微机继电保护装置中，个别产品也采用了性能更好，功能更强大的工业控制计算机。

2.3.3变电站综合自动化系统微机保护的硬件结构

(1) 处理器分为单片机和数字信号处理器两种。

单片机通过大规模集成电路技术将CPU ,ROM, RAM, 和I/O接口电路封装在一块芯片中，具有可靠性高，接口设计简单，运行速度快，功耗低，性价比高的优点。使用单片机的微机保护具有较强的针对性，系统结构紧凑，整体性能和可靠性高，但通用性和可扩展性相对较差。而且某些保护算法需要使用乘法，除法或是开平方运算，而早期的片内资源有限，实际应用时常常需要对其功能进行补充和外部扩展。

新型高性能的单片机性能得到了很大的提高。运行能力也得到了大大的加强，出现了无须进行外部扩展的所谓总线不出芯片的新型微机保护。此保护采用了高集成度16位单片机，其内部包含了124KEPROM，4KRAM，接近10个内部计数器，定时器和中断口，2个全双工的串行口，以及整个内部A/D 转换器。其高效丰富的指定系统使得编程及其应用即灵活又简洁。高性能单片机包含了微机保护所需要的各种硬件功能，使新型微机保护的电路设计异常简单可靠。

由于单片机价格低廉，因此，微机保护由当初的单CPU的硬件结构为主发展到为多单片机构成的多CPU硬件结构为主。大量使用单片机的微机保护在电力系统中得到了成功的应用，也由于新型单片机的卓越性能，现阶段使用单片机的微机保护仍将是我国微机保护的主流产品。

数字信号处理器DSP：它与目前通用的CPU不同，是一种为了达到快速运算而具有特殊结构的微处理器。DSP具有强大的处理功能，在相同的主频率下，甚至比目前最先进的个人计算机快10—50倍。快速的指令周期，哈佛结构，流水操作，专用的乘法器，特殊的指令，加上集成电路优化设计，可以使DSP的指令周期达到200ns。

DSP的突出特点是计算能力强，精度高，总线速度快，吞吐量大，尤其是采用专用硬件实现定点和浮点加乘运算，速度非常的快。将数字信号处理器应用于微机继电保护，极大的缩短了数字滤波。滤序和傅立叶变换算法的主要时间，不但可以完成数据采集，信号处理的功能，还可以完成以往主要由COU 完成的运算功能，甚至完成独立的继电保护功能。随着数字信号处理器芯片和开发工具的价格下降，可以预期数字信号处理器将会在微机继电保护装置中发挥重要的作用。

(2) 数据采集系统：

变电站综合自动化的数据采集系统分为三种：逐次逼近式A/D转换器构成的数据采集系统，电压频率转换原理的计数式数据采集系统，高速数据采集系统

①逐次逼近式A/D转换器构成的数据采集系统：

早期的微机保护线路中，考虑到A/D转换器价格昂贵，因此采用多个通道共用一个A/D转换器的方案。每个通道各有一个采样保持器，其采样脉冲输入端并联后联到CPU插件上的定时器输出端，以实现对各通道的同时采样。模拟量多路转换开关采用硬件电路控制记数自动进位切换通道号。为了节省CPU 的工作时间，数据采集系统在变化完成后的得到的数字输出不需要经过CPU 控制，而经DMA控制直接存入本插件的RAM中。再同一时刻采样的全部通道转换完成并存入RAM后，才由DMA请求中断，由CPU做出相应的处理。这种数据采集系统使用的芯片比较多，电路复杂，抗干扰能力差，因此，在其改进型产品中使用了电压频率转换原理的计数式数据采集系统。

②电压频率转换原理的计数式数据采集系统：

第2代微机线路保护的VFC (电压频率保护) 数据采集系统中，为了提高数据采集系统的采集速度，每个模拟输入通道都需要使用单独的电压频率转换/光耦合器，其输出频率信号送至可编程计数器8255进行频率测量，在每个数据采集周期由CPU读取可编程计数器的计数值，并进行标度变换以获得实际的采样植。主要优点是：通过光电耦合器与CPU接口，因此抗干扰能力强，容易实现多单片机系统的多CPU接口。

③高速数据采集系统：

近几年来。以ANN为代表的人工智能技术和小波分析理论，以及行波保护，暂态保护等概念逐步引入继电保护领域，对采样速度提出了更高的要求。在变电站的母线保护，变压器保护和发电机保护中，由于需要进行采样的电流通道很多，对采样的速度也有很高的要求。采样率的提高导致了采样间隔的缩短，从而留给CPU进行采样数据预处理，保护启动计算，主保护计算的时间大大缩短。因此，必须大大的压缩数据采集的时间。

保护装置使用公控机时，通常采用工控机智能同步数据采集模板完成采样，再将采样数据通过双口RAM，FIFO等方式传送给主CPU进行处理，因此并不占用主CPU的处理时间。当保护装置使用单片机时，目前使用的VFC数据采集系统难以满足要求，必须对此单独进行考虑。为了进一步简化电路设计和调试，一些半导体厂家将完整的数据采集系统集成到一块芯片中，能够自动完成所有输入通道的数据采集而无须CPU干预。采用这种专用数据采集芯片，将极大简化单片机型微机保护装置数据采集系统的设计，生产，调试方式，大大的提高其数据采集系统的数据采集能力。

(3) 微机保护硬件的一般结构：

微机保护的硬件类型分为三种：高压线路微机保护，微机元件继点保护，低压线路的微机保护.

①高压线路微机保护：

目前我国的高压线路微机保护装置的原理，性能，主要指标以及制造工艺方面以达到了国际先进水平，微机保护的动作正确率也已经超过了常规保护。对于高压和超高压输电线路微机保护装置，多单片机构成的多CPU硬件结构已成为现行的实际标准。这种类型的微机保护装置的基本特点是：电压频率转

换原理的数据采集系统为整套装置的公共部分,其频率输出信号分别传送给各个保护插件，再由各个保护插件完成相应的测频，采样值标度变换，保护功能计算。3个保护CPU分别完成高频保护，距离保护，零序保护功能。监控CPU 主要负责人机接口，保护定值管理。通信控制，保护CPU运行状态监控等功能。3个保护插件启动元件按三取二的原则启动各套保护装置的出口回路，从而大大的提高了保护装置的可靠性。

但是这种多CPU微机保护装置采用了不完全冗余技术。保护输入和输出通道不采用冗余技术，而只是在信号处理器部分采用。如果模拟输入通道和数据采集系统发生故障，那麽输入3个CPU插件的故障数据将不在准确，整套装置不能正确工作；跳闸出口通道发生故障，整套装置同样不能正确工作。因此整个保护装置并不因为采用了多CPU技术而使可靠性大幅度的提高。

多CPU微机保护装置除完成本线路的继电保护功能外，同时还必须完成相邻线路的远后备保护功能。广泛的使用多CPU微机保护装置中，距离保护三段和零序保护三段，都具有远后备的功能。在距离保护CPU插件或者零序保护CPU插件发生故障时，即使线路的主保护可以正常工作，仍将失去远方后备保护的功能。由于以上的原因，在高压和超高压输变电线路中，不但主保护必须双重化配置，后备保护也必须双重化配置。

②微机元件继电保护：

微机元件保护的种类很多，硬件结构也各有特色，基本的类型有单片机型和工控机型微机元件保护。许多厂家得宜于线路微机保护的成功开发和应用中的成功经验，推出了许多与微机线路保护硬件结构相似的单片机型微机元件保护。比如采用了高压线路保护类似的VFC数据采集系统和高性能单片机构成的双CPU系统，变压器主保护与变压器各侧的后备保护分别采用不同的CPU 完成保护功能。为适合变电站自动化的发展，新型微机变压器保护也提供了基于现场总线的通信接口功能。

采用工控机实现的微机保护，具有小型化，低成本，高可靠性等优点。工控机总线接口简单，模块化程度高，容易结合，使用维护方便，系统功能容易扩展。可以大大缩短微机保护装置的开发周期，实现微机继电保护装置的系列

化和标准化，便于运行部门的运行维护，必将在微机保护的发展中发挥重要的作用。

③低压线路的微机保护：

这种类型的保护装置可以分为两种：一种为“一对一”方式，即一套装置实现一条线路的保护；另一种为“一对N”方式，即一套装置实现多条线路保护。采用“一对一：实现时，一套装置负责一条线路或一台变压器的测量，保护和控制。使用“一对N”方式实现时，一套装置负责多条线路或变压器的测量，保护和控制。它具有分布式结构的全部优点而且又便于设计安装及运行维护。为中低压变电站广为采用。

2.4 小节

本节介绍了变电站综合自动化系统的结构形式，并介绍了各种结构形式的特点；变电站综合自动化系统主要包括监测，监控，远传和保护四部分，介绍了各部分的主要功能。介绍了综合自动化系统的硬件结构以及主要的配置，为下一章的通信协议做好了铺垫。

第3章变电站综合自动化系统的通信网络

3.1 通信网络的发展：

目前，国内变电站综合自动化系统用的通信网络主要是总线式网络。该系统最初使用RS-232总线，后来用到RS-485总线。近年来随着新型现场总线CANBUS和LONWORKS的推出，变电站综合自动化系统的网络通信得到了新的发展，新型现场总线CANBUS是变电站综合自动化系统通信网络性价比最好的一种。

3.1.1 RS-232，RS-422 和RS-485总线：

RS-232串口通信标准是美国电子工业协会于1969年公布的，该标准定义了数据终端设备和数据通信设备之间按位串行传输的接口通信。通常用于近距离传输，此时可将两台具有RS-232接口的通信设备直接相连，如果要进行远距离传输，可以再加调制器即可。

RS-422为全双工，可以同时接收和发送。采用RS-422标准，可以削弱干扰的影响，获得更长的传输距离和允许更大的信号衰减。采用RS-422标准通信时位率可达到10Mbit/s。

RS-485为半双工通信方式，在某一时刻，一个发送一个接受，当用于多站互连时，可节省信号线，便于高速远距离的传送。

3.1.2 LONWORKS总线

LONWORKS是美国Echeton公司推出的一种新型现场总线。它的基本思想是将控制系统按局域网络的方式构造，用网络节点代替局域网中的工作站，网络节点安装在监控现场，直接于各种传感器和控制器相连。LONWORKS总线的技术特性有以下9点：

(1):开放性。网络协议开放，对任何用户平等。

(2)：通信介质开放。可以在任何通信介质条件下通信，包括双绞线，电力线，光纤，同轴电缆，射线电缆，红外线等，并且多种介质可以在同一网络中混合使用。

(3)：互操作性。Lonworks通信协议符合OSI模型，任何制造商的产品都可以实现互操作。

(4)：Lonworks通信采用了“网络变量”，使网络通信的设计简化成为参数设置增加了通信技术的可靠性。

35KV变电站毕业设计(完整版).doc

35kV 变电站设计原始数据 本次设计的变电站为一座35kV 降压变电站，以10kV给各农网供电，距离本变电站15km和10km处各有一个系统变电所，由这两个变电所用35kV双回架空线路向待设计的变电站供电，在最大运行方式下，待设计的变电站高压母线上的短路功率为 1500MVA。 本变电站有 8 回 10kV架空出线，每回架空线路的最大输送功率为 1800kVA；其中 #1 出线和 #2 出线为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷及Ⅲ类负荷， Tmax=4000h,cosφ=0.85。 环境条件：年最高温度 42℃；年最低温度 -5℃；年平均气温 25℃；海拔高度 150m；土质为粘土；雷暴日数为 30 日/ 年。

35KV变电站设计 一、变电站负荷的计算及无功功率的补偿 1.负荷计算的意义和目的 所谓负荷计算，其实就是计算在正常时通过设备和导线的最大电流，有了这个才可以知道选择多大截面的导线、设备。负荷计算是首要考虑的。要考虑很多因素才能计算出较为准确的数值。如果计算结果偏大，就会将大量的有色金属浪费， 增加制作的成本。如果计算结果偏小，就会使导线和设备运行的时候过载，影响 设备的寿命，耗电也增大，会直接影响供电系统的稳定运行。 2.无功补偿的计算、设备选择 2.1无功补偿的意义和计算 电磁感应引用在许多的用电设备中。在能量转换的过程中产生交变磁场，每个周 期内释放、吸收的功率相等，这就是无功功率。在电力系统中无功功率和有功功 率都要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间相互关联。 S P2Q2 S——视在功率， kVA P——有功功率， kW Q——无功功率， kvar 由上述可知，有功功率稳定的情况下，功率因数 cosφ越小则需要的无功功率越 大。如果无功功率不通过电容器提供则必须从该传输系统提供，以满足电力线和变 压器的容量需要增加的电力需求。这不仅增加了投资的供给，降低了设备的利用 率也将增加线路损耗。为此对电力的国家规定：无功功率平衡要到位，用户应该 提高用电功率因数的自然，设计和安装无功补偿设备，及时投入与它的负载和电 压的基础上变更或切断，避免无功倒送回来。还为用户提供了功率因数应符合相 应的标准，不然，电力部门可能会拒绝提供电力。所以无功功率要提高功率因

10kv变电站毕业设计

毕业设计（论文）任务书 一、题目：10kv变电所设计 指导思想和目的： 1、灵活运用本专业所学的基础和专业知识。 2、培养学生的专业技术知识和技能，能运用所学理论知识和技能解决生产第一线的运行、维护、检修及技术管理等实际工作，具有分析解决一般技术和业务问题的能力。 3、对学生进行一次高级人才基本技能的综合训练，培养学生分析和解决本专业技术实际问题的能力，包括技术经济政策的理解能力；查阅和综合分析各种文献资料、掌握使用工程技术规范和手册、图表等技术资料的能力；计算机应用能力；绘图和设计说明书（论文）的撰写等方面的能力。 4、培养学生树立严肃认真的工作作风，实事求是、严谨论证的科学态度，团结勤奋、协同作战的优良作风和应有的职业道德。 二．设计任务或主要技术指标： 1.设计任务 要求根据用电负荷实际情况，并适当考虑发展。按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的参数、容量与类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置、确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。 二、设计进度与要求： 第1周：收集10kv降压变电所资料。 第2周：了解掌握10kv降压变电站的基本组成。 第3周：根据设计背景计算变电所负荷。 第4周：短路电流计算。 第5周：电气主接线选择与校验。 第6周：继电保护预防雷保护的设计。 弟7周：制作10kv降压变电站设计报告。 弟8周：答辩 三、主要参考书及参考资料： [1]刘介才编著.《工厂供电》，第4版，机械工业出版社，2005 [2]雷振山编著．《中小型变电所实用设计手册》，第1版，中国水利水电出版社，2000。 [3]雷振山编著．《实用供配电技术手册》，第1版，中国水利水电出版社，2002。 [4]王子午编著．《常用供配电设备选型手册》，第一版，煤炭工业出版社，1998。 [5]徐泽植编著．《10kV及以下供配电设计与安装》，第一版，煤炭工业出版社，2002。 教研室主任（签名）：系（部）主任（签名）：2012年2月21日

(完整版)110KV变电站及其配电系统设计_毕业设计

河南机电职业学院毕业论文（实习报告） 题目：110KV变电站及其配电系统设计 所属系部：电子工程系 专业班级：输变电工程12-1 学生姓名：刘康 指导教师：梁家裴 2015年6月6日

毕业论文（实习报告）任务书

指导教师签字：教研室主任签字: 年月日 毕业论文（实习报告）评审表

摘要

本文主要进行110KV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量、及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图及110KV配电装置间隔断面图的绘制 关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择

目录 摘要 ..................................................................................................................... I I 1 变电站的介绍. (1) 1.1 变电站的作用 (1) 1.2 我国变电站及其设计的发展趋势 (2) 1.3 变电站设计的主要原则和分类 (4) 2 电气主接线设计 (4) 2.1 电气主接线设计概述 (5) 2.2 电气主接线的基本形式 (7) 2.3 电气主接线选择 (7) 3 变电站主变压器选择 (10) 3.1 主变压器的选择 (10) 3.2 主变压器选择结果 (11) 4 短路电流计算 (13) 4.1 短路的危害 (13) 4.2 短路电流计算的目的 (13) 4.3 短路电流计算方法 (13) 5 继电保护的配置 (14) 5.1 继电保护的基本知识 (14) 5.2 110kv线路的继电保护配置 (14) 5.3 变压器的继电保护 (14) 5.4 母线保护 (15) 5.5 备自投和自动重合闸的设置 (16)

220KV变电站设计毕业

引言 随着经济的腾飞，电力系统的发展和负荷的增长，电力网容量的增大，电压等级和综合自动化水平也不断提高，科学技术突飞猛进，新技术、新电力设备日新月异，该地原有变电所设备旧，占地较大，自动化程度不高，为满足该地区经济的持续发展和人民生活的需要，电网正在进行大规模的改造，对变电所的设计提出了更高、更新的要求。建设新的变电所，采用先进的设备，使其与世界先进变电所接轨，这对提高电力网的供电可靠性，降低线路损耗，改善电能质量，增加电力企业的经济效益有很大的现实意义。 1、绪论 由于经济社会和现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越复杂。除了常规变电所之外，还出现了微机变电所、综合自动化变电所和无人值班变电所等。目前，随着我国城乡电网建设与改革工作的开展，对变电所设计也提出了更高、更新的要求。 1.1 我国变电所发展现状 变电技术的发展与电网的发展和设备的制造水平密切相关。近年来，为了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业也在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建成的500kV变电所有近200座，220kV变电所有几千座；500kV电网已成为主要的输电网络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量都有了较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用；代表现代输变电技术最高水平的750kV直流输电，500kV交流可控串联补偿也已经投入商业运行。

我国电网供电的可靠性近年来也有了较大的提高，在发达国家连续发生严重的电网事故的同时，我国电网的运行比较稳定，保证了经济的高速发展。 1.2 变电所未来发展需要解决的问题 在未来，随着经济的增长，变电技术还将有新的发展，同时也给电力工程技术人员提出了一些需要解决的问题，例如：高压、大容量变电所深入负荷中心进入市区所带来的如何减少变电所占地问题、环境兼容问题；电网联系越来越紧密，如何解决在事故时快速切除隔离故障点，保证电力系统安全稳定问题；系统短路电流水平不断提高，如何限制短路电流问题；在保证供电可靠性的前提下，如何恰当的选择主接线和电气设备、降低工程造价问题等。 1.3 地区变电所的未来发展 变电所实现无人值班是一项涉及面广、技术含量高、要求技术和管理工作相互配套的系统工程。它包括：电网一、二次部分、变电所装备水平、通信通道建设、调度自动化系统的建立以及无人值班变电所的运行管理工作等。所以要实现变电所的无人值班，必须满足一定的条件，主要有以下几个方面： ⑴变电所的基础设施要符合要求。如：主接线力求简单，运行方式改变易实现，变压器要具有调压能力（可以是有载调压变压器或由调压器与无载调压变压器相配合来实现调压），主开断设备要具有较高的健康水平，操作机构要能满足远方拉合要求等。另外，所还要具备一定的基础自动化水平，用以完成对一些辅助性设备实现控制（如主变风扇的开停、电容器的投切等），以减轻调度端的工作量。 ⑵调度自动化系统在达到部颁发的《县级电网电力调度自动化规》中所要求的功能的基础上，通过扩展“遥控”、“遥调”，实现“四遥”功能，达到实用

110KV变电站设计文献综述

110KV变电站设计文献综述 摘要：本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV以及站用电的主接线，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。 关键词：变电站变压器接线 1变电站的概述 纵观20世纪的社会和经济发展，一个突出的特点是，电力的使用已经渗透到社会经济，生活领域。发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务，而变电站更是电力工业建设中不可缺少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面不一样。 变电站是电力系统中变换电压等级、汇集电流和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高，而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃。对变电站的设计提出了更高的要求，更需要我们知识应用水平。 结合我国现状，为国民经济各部门和人民提供充足.可靠.优质.廉价的电能，因此新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。在此我为满某地区重点需要，提高电能的质量。我拟建一座110KV变电站。 110KV变电站电气部分设计的内容 通过查阅书籍，了解了电力工业的有关政策，技术规程等方面的知识，理清自己的设计思路，清楚设计任务，如电气主接线，短路电流计算，设备的选择，防雷接地等，涉及以下内容： 1 现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完

110KV变电所毕业设计毕业设计

“发电厂及电力系统”专业大学毕业设计任务书 设计题目：区域电力网及降压变电所设计 毕业设计任务书 一、区域电网的设计内容 1、根据负荷资料，待设计变电所的地理位置。据已有电厂的供电情况。作出功率平衡。 2、通过技术经济综合比较，确定电网供电电压、电网接线方式及导线截面。 3、进行电网功率分布及电压计算，评定调压要求，选定调压方案。 4、评定电网接线方案。 二、在区域电网设计的基础上，设计110 kV；kV A降压变电所的电气部分。具体要求如下： 1、对B 变电所在系统中的地位作用及所供用户的分析。 2、选择变电所主变压器的台数、容量、型式。 3、分析确定高低压主接线方式及配电装置型式。 4、分析确定所用电接线方式。 5、进行继电保护及互感器的配置。 6、进行选择设备所必须的短路电流计算。 7、选择变电所高低压侧回路的断路器、隔离开关。 8、选择10kV 硬母线。 9、进行防雷及保护接地的规划。 三、设计文件及图纸要求： 1、设计说明书一份； 2、计算书； 3、图纸（2号）。 （1）区域电网接线图； （2）变电所一次接线图；

原 始 资 料 一、区域电网设计的有关原始资料 1、发电厂、变电所及新选定变电所地理位置（见附图一）：D 图； 2、原有发电厂、变电所主接线图及设备规范（见附图二）； 3、新变电所有关资料； 变电所 编 号 最大负荷 MW 功率因数 COSφ 二次侧 电压kV 调 压 要 求 负荷曲线 性 质 重要负荷 % A 20 0.92 10 顺 A 60 B 23 0.9 10 逆 B 51 C 27 0.9 10 逆 B 60 D 20 0.92 10 常 A 70 4、典型日负荷曲线 典型日负荷曲线（A ） % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

110KV降压变电所设计_毕业设计论文

《发电厂电气部分》结业论文 110KV降压变电所设计 课程名称：发电厂电气部分 任课教师：姜新通 所在学院：信息技术学院 专业：电气工程及其自动化 中国·大庆 2012 年 5 月 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

110KV变电站一次设计文献综述教学内容

精品文档变电站电气一次系统设计110kV一、选题意义随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划[1]。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，变电站的建设迅猛发在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、[2]。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面优化通道”的技术改造思路[3]积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。 二、变电站建设的国内外现状和发展趋势 为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势。 1、无人值守变电站： 同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，

变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV和330 kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站 [4]之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 1提高了运行可靠性；2加快了事故处理的速度；3提高了劳动生产率；4降低了建设成本。[5] 2、城市变电站建设 随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加 快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城 市变电站，在精品文档． 精品文档 多种变电站的型式中户内型变电站受到各方面的重视，在这几年 中得到飞[6]。由于户内变电站允许安全净距小且可以分层布置而 使占地面积速发展较小。室内变电站的维修、巡视和操作在室内 进行，可减轻维护工作量，不受气候影响。、数字化智能变电 站3光特别是智能化开关、在变电站自动化领域中，智能化电气 的发展，电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技 术即将进入新阶段[7]。变电站自动化系统是在计算机技术和网络

500KV变电站毕业设计的设计正文

摘要 本毕业设计是500kV（500/220/35）变电站工程电气部分初步设计。其中500kV、220kV侧采用 GIS方案，为了保证供电的可靠性和一次性满足远期负荷的要求，按照远期负荷规划进行设计建设，从而保证变电站能够长期可靠供电。 根据毕业设计任务书的要求，综合所学专业知识及变电站设计相关书籍的有关内容，设计过程中完成了主变选择、电气主接线的拟定、短路计算、电气设备选择、配电装置的规划、继电保护和自动装置的规划和防雷保护的规划等主要工作。并且绘制了一套电气图纸（电气主接线图、平面布置图、配电装置断面图）。 关键词 500kV变电站 GIS方案电气主接线配电装置 Abstract This graduate design thesis is a (500/220/35 )kV a declining to press to change to give or get an electric shock an electricity parts of first steps design. For the sake of dependable that guarantee the power supply with a request that contented long-term burthen, carries according to the forward the programming proceeding design developments, from but guarantee to change to give or get an electric shock can long-term dependable power supply. According to requirements of design task, comprehensive knowledge learned and the "Substation Design" and related books, the design process to complete the main lining selection, the development of main power, short circuit calculations, electrical equipment selection, power distribution equipment planning, relay protection and automatic protection devices and mine planning for planning major work. And draw a set of electrical drawings (electrical main wiring diagram, with a total floor plan, power distribution unit cross section). Key words：500kV substation GIS scheme main electrical connection power distribution equipment

(完整版)110kv变电站一次系统设计毕业设计

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编 辑。 沧州职业技术学院 毕业设计 《110kv变电站一次系统设计》

目录 引言................................................................................................................................... - 1第1章概述..................................................................................................................... - 2第2章负荷计算及变压器选择..................................................................................... - 4 2.1负荷计算................................................................................................................. -4 2.1.1 计算负荷的目的.............................................................................................. - 4 2.1.2 负荷分析.......................................................................................................... - 4 2.2主变压器的选择..................................................................................................... -5 2.2.1 主变压器台数和容量的确定.......................................................................... - 5 2.2.2 变压器型号的选择.......................................................................................... - 5 2.3本变电站站用变压器的选择................................................................................. -6 2.4小结......................................................................................................................... -7第3章无功补偿装置的选择......................................................................................... - 8 3.1补偿装置的意义..................................................................................................... -8 3.2无功补偿装置类型的选择..................................................................................... -8 3.2.1 无功补偿装置的类型...................................................................................... - 8 3.2.2 常用的三种补偿装置的比较及选择.............................................................. - 8

220kV变电站设计

引言 发电厂及电力系统的毕业设计是培养学生综合运用所学理论知识，独立分析和解决工程实际问题的初步能力的一个重要环节。 本设计是根据毕业设计的要求，针对220/60KV降压变电所毕业设计论文。本次设计主要是一次变电所电器部分的设计，并做出阐述和说明。论文包括选择变电所的主变压器的容量、台数和形式，选择待设计变电所所含有的各种电气设备及其各项参数，并且通过计算，详细的校验了公众不同设备的热稳定和动稳定，并对其选择进行了详尽的说明。同时经过变压器的选择和变电所所带负荷情况，确定本变电所电气主接线方案和高压配电装置及其布置方式，同时根据变电所的电压等级及其在电力网中的重要地位进行继电保护和自动装置的规划设计，最后通过对主接线形式的确定及所选设备的型号绘制变电所的断面图、平面图、和继电保护原理图，同时根据所绘制的变电所平面图计算变电所屋外高压配电装置的防雷保护，并绘制屋外高压配电装置的防雷保护图。

第一篇毕业设计说明书 1 变电所设计原始资料 1.1 设计的原始资料及依据 (1) 待设计变电所建成后主要向工业用户供电，电源进线为220KV两回进线，电压等级为220/60KV。 (2) 变电所地区年平均温度14℃，最高温度36℃，最低温度-20℃。 (3) 周围空气无污染。 (4) 出线走廊宽阔，地势平坦，交通方便。 (5) 变电所60KV负荷表： （重要负荷占总负荷的80%，负荷同时率为0.7，线损率5%，Tmax=5600小时） 表1.1 变电所60kV负荷表 序号负荷名称最大负荷（KW）功率 因数出线 方式 出线 回路数 附注 近期远期 1 建成机械厂18000 25000 0.95 架空 2 有重要负荷 2 化肥厂8000 10000 0.95 架空 2 有重要负荷 3 重型机械厂10000 13000 0.95 架空 2 有重要负荷 4 拖拉机厂15000 20000 0.9 5 架空 2 有重要负荷 5 冶炼厂10000 15000 0.95 架空 2 有重要负荷 6 炼钢厂12000 18000 0.95 架空 2 有重要负荷 (6)电力系统接线方式如图所示： 图1.1 电力系统接线方式图 系统中所有的发电机均为汽轮发电机，送电线路均为架空线，单位长度正序电抗为0.4欧姆/公里

220KV降压变电所的设计文献综述

专业文献综述题目: 220KV降压变电所的设计 专业: 农业电气化与自动化

220KV降压变电所的设计 摘要：随着我国国民经济的快速增长，用电已成为制约我国经济发展的重要因素。为保证正常的供配电要求，各地都在兴建一系列的供配电装置。本文针对220kV降压变电所的特点，阐述了220kV降压变电所的设计思路、设计步骤，并进行了相关的计算和校验。文中介绍的220kV降压变电所的设计方法、思路及新技术的应用可以作为相关设计的理论指导。 关键词：降压变电所；设计方法；供配电 Design of the 220 KV step-down substation Abstract：With the fast growth of the our country national economy，use the important factor that the electricity also becomes an economic development of the check and supervision in our country。Everyplace all be building a series of use to go together with to give or get an electric shock device。This text aims at the characteristics of the 220 KV step-down substation, Elaborate design way of thinking, design step of the 220 KV step-down substation and carry on the related calculation ,check it 。The text introduce the design method, way of thinking and new technique of the 220 KV step-down substation can be the theories of related design instruction。 Key words: the step-down substation ; method of design ; supply and install electric 1 前言 近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理开发利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。但现代变电所是一个十分庞大而又高度自动化的系统，在各个专业系统之间和各个环节之间，既相互制约又能在一定条件下相互支持和互为补充。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。 本次所设计的课题是某220kV降压变电所的设计，该变电所是一个地区性重要的降压变电所，它主要担任220kV及110kV两电压等级功率交换，把接受功率全部送往110kV 侧线路。因此此次220kV降压变电所的设计具有220kV、110kV、及10kV三个电压等级，220kV侧以接受功率为主，10kV主要用于所用电以及无功补偿。本次所设计的变电所是枢纽变电所，全所停电后，将影响整个地区以级下一级变电所的供电。

110kV变电站电气一次系统设计文献综述

110kV变电站电气一次系统设计文献综述 一、引言 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。 国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来110kV 变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。 二、什么叫变电站 变电站是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。 变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站主要组成为：馈电线（进线、出线）和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器（主变），站用变，电压互感器TV （PT＞、电流互感器TA（CT），避雷针。 变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力 系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站（27.5kV、50Hz）; 1000kV、750kV、 500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV 等电压等级的变电站。 变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路 的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。目前分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流[3]O 三、研究的主要内容 设计110kV变电站，电压等级为110/35/6kV，进出线数2/4/11。 35kV 侧：最大35MW，最小15MW Tmax=52O0」、时，cos ? =0.90 6kV 侧：最大12MW，最小6MW，Tmax=500（小、时，cos ? =0.85

10KV变电站的设计毕业论文

10KV变电站的设计毕业论文 目录 第一章绪论..................................................... - 1 - 1.1 变电站发展的历史与现状.................................. - 1 - 1.1.1 概况............................................... - 1 - 1.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则..................... - 1 - 第二章变电站的负荷计算和无功率补偿计算......................... - 3 - 2.1 负荷计算................................................ - 3 - 2.3变电所主变压器的选择..................................... - 5 - 2.4变电所安装位置........................................... - 6 - 第三章变电站主接线设计......................................... - 7 - 3.1 电气主接线的基本要求.................................... - 7 - 3.2 常用的主接线............................................ - 7 - 3.3工厂变电所主要接线方案选择............................... - 9 - 第四章短路电流计算............................................ - 11 - 4.1短路电流计算的目的...................................... - 11 - 第五章电气设备的选择及校验.................................... - 15 - 5.2变电所一次一次设备的选择校验............................ - 16 - 5.2.1高压侧电气设备的选择校验.......................... - 16 - 5.2.2低压侧电气设备的选择校验.......................... - 19 - 5.3变电所进出线的选择及校验................................ - 20 - 5.3.1导线选择的原则.................................... - 21 - 5.3.2变电所导线的选择.................................. - 21 - 第六章变电所继电保护.......................................... - 24 - 6.1电力变压器的故障形式.................................... - 24 -

35kV降压变电所电气设计-毕业设计

目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 设计的原始资料 (3) 1.2 设计的基本原则： (3) 1.3 本设计的主要内容 (4) 2主接线的设计 (5) 2.1 电气主接线的概述 (5) 2.2 电气主接线基本要求 (5) 2.3 电气主接线设计的原则 (5) 2.4 主接线的基本接线形式 (6) 2.5 主接线的设计 (6) 2.6 电气主接线方案的比较 (6) 3 负荷计算 (8) 3.1 负荷的分类 (8) 3.2 10kV侧负荷的计算 (8) 4 变压器的选择 (10) 4.1 主变压器的选择 (10) 4.1.1 变压器容量和台数的确定 (10) 4.1.2 变压器型式和结构的选择 (10) 4.2 所用变压器的选择 (11) 5 无功补偿 (12) 5.1 无功补偿概述 (12) 5.2 无功补偿计算 (13) 5.3 无功补偿装置 (13) 5.4 并联电容器装置的分组 (14) 5.5 并联电容器的接线 (14) 6 短路电流的计算 (15) 6.1 产生短路的原因和短路的定义 (15) 6.2 电力系统的短路故障类型 (15) 6.3 短路电流计算的一般原则 (15) 6.4 短路电流计算的目的 (16) 6.5 短路电流计算方法 (16) 6.6 短路电流的计算 (17) 7 高压电器的选择 (19)

7.1 电器选择的一般原则 (19) 7.2 高压电器的基本技术参数的选择 (20) 7.3 高压电器的校验 (20) 7.4 断路器的选择选择 (21) 7.5 隔离开关的选择 (24) 7.6 电流互感器的选择 (26) 7.7 电压互感器的选择 (28) 7.8 母线的选择 (29) 7.9 熔断器的选择 (30) 8 继电保护和主变保护的规划 (31) 8.1 继电保护的规划 (31) 8.1.1 继电保护的基本作用 (31) 8.1.2 继电保护的基本任务 (31) 8.1.3 继电保护装置的构成 (31) 8.1.4 对继电保护的基本要求 (31) 8.1.5 本设计继电保护的规划 (32) 8.2 变压器保护的规划 (33) 8.2.1 变压器的故障类型和不正常工作状态 (33) 8.2.2 变压器保护的配置 (34) 8.2.3 本设计变压器保护的整定 (34) 9 变电所的防雷保护 (36) 9.1 变电所防雷概述 (36) 9.2 避雷针的选择 (37) 9.3 避雷器的选择 (38) 结论与展望 (40) 致谢 (41) 参考文献 (42)

ZY市郊110KV变电站设计 毕业设计(论文)

绪论 毕业设计是专业学习的一个重要组成部分,做毕业设计的目的是通过设计实践,综合所学知识,贯彻学习我国电力工业有关的方针政策,培养理论联系实际,独立分析解决问题的能力。 在本次设计中,首先温习了相关内容和有关学习资料,熟悉了设计中各个项目的要求和方法步骤,然后再进入实际设计阶段,力争做到有根据,有过程,有论证,简洁明快,条理清晰。. 电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。 我国目前电力工业的发展方针是：1.在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。2.电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。3.发挥水电优势，加快水电建设。4.建设大型矿口电厂，搞好煤，电，运平衡。5.在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。6.政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。7.因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。8.节约能源，降低消耗9.重视环境保护，积极防止对环境的污染。 变电所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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类： 1.枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330~500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。 2.中间变电所高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2~3个电源，电压为220~330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。 3.地区变电所高压侧一般为110~220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。 4.终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。 在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继