220kV智能变电站设计及可靠性分析

220kV智能变电站设计及可靠性分析

发表时间：2018-09-07T09:39:31.147Z 来源：《防护工程》2018年第9期作者：刘新辉1 胡烨1 伍星玥2

[导读] 本文针对如何加强城市电网做核心论题，并将智能变电站的概念融入城市电网的建设中，分析可行性的同时并对尚且存在的问题提出一些建议。

刘新辉1 胡烨1 伍星玥2

1.国网河南省电力公司郑州供电公司河南郑州 450000；

2.国网河南省电力公司中牟县供电公司河南中牟 451450

摘要：随着社会的飞速发展与电气设施的普及，原有的老旧电力系统已经很难满足当前人们的日常使用强度，甚至频繁出现老旧电网崩溃的事故发生，不但造成了诸多企业的财产损失，更对城市居民的使用日常有了严重的影响，所以新的城市电网建设相对于城市发展迫在眉睫。本文针对如何加强城市电网做核心论题，并将智能变电站的概念融入城市电网的建设中，分析可行性的同时并对尚且存在的问题提出一些建议。

关键词：智能电网；变电站设计；可靠性

1 220kV智能变电站技术概述

1.1强大的交互性

智能变电站技术要为智能电网提供准确、可靠、完整、实时信息。为了满足电网的控制和运行需要，智能变电站要及时采集数据信息并实现全站共享，与电网的高级应用程序互动，为智能电网运行的安全可靠经济提供基本保障。

1.2高度集成

智能变电站技术与计算机技术、现代通信技术、电力电子技术和传感测量技术等进行高度融合，兼容虚拟电厂和微网技术，能够简化智能变电站的数据采集方式，形成统一的信息支持平台。

1.3信息互动化

顺序控制：其主要功能是实现变电站的就地顺序控制以及远程监控，主要包括实现间隔层设备的“运行、检修、备用”状态的转换、双母线倒闸操作、变压器各侧跨电压等级操作、开关柜运行操作等。电压无功自动分析控制：结合应用调度、集控主站系统和变电站自动化系统，把各类节点参数进行处理，整合出VQC和A VC最优方案，最后再把方案反馈下发至变电站自动化系统，以实现无功调节命令。

1.4低碳、环保

智能变电站采用光纤替代传统电缆，站内设备应用功耗低、高度集成的电子元件，由电子互感器替代传统充油互感器，不仅减少资源消耗，降低建设成本，而且减少了辐射、噪声、电磁干扰和污染，净化了电磁环境，优化了变电站性能。

1.5高度可靠性

高度可靠性是电网设计中的应用智能变电站技术的最基本要求。不仅要求变电站本身及其设备具有高度可靠性，还要求变电站具备自我诊断和治愈功能，并能够提前防范设备故障，在故障发生时迅速做出反应，有效减少故障造成的供电损失。

2关于220kV智能变电站的设计与可靠性分析探讨

2.1网络化二次设备的使用

二次设备的网络化即主要利用IEC61850标和网络通信技术实现信息传输的网络化，保证智能变电站的全景监控。

2.1.1网络化间隔层设备的使用。间隔层主要是由保护系统、故障录波系统、调度自动化系统、计量系统等组成。它在站控层监测系统损坏失灵的时候，还可以独立自主地控制本层的设备运转，是一个二次系统的保护措施。它被安装在每个间隔层的配置接口处，实现使用一个间隔数据后可以再次作用，即在智能传感器、控制器、远方输出输入之间通信。而且在间隔层的各个设备之间也安装了智能变电站通用协议，可以完成自我监测的工作，也可以自我解析数据及传输数据至站控层。

2.1.2网络化过程层设备的使用。设备组成主要包括一次设备和智能组件。而智能组件一般由状态单元、控制单元、保护单元、测量单元、计量单元、监测单位中的一个或多个组成。其设备一般都是一一对应搭配连接的，过程层就如同智能变电站的过渡层，只不过其设备之间同样安装了变电站通用协议，不仅可以完成自我检测发现故障，而且可以将一次设备采集到的数据共享给二次设备，真正实现一次设备状态监测技术与二次技术的融合，实现信息共享畅通。经过总接线端口的一一对接后，智能变电站的继电保护装置可以与站控层终端通信。

2.1.3网络化站控层设备的使用。站控层是由控制系统、站域监测系统、通信系统组成的。其设备的网络化是结合已经智能化的设备元器件，制造出一个无人值班的监控室，从而实现网络控制及智能管理的目的。因此它可以对间隔层和过程层智能控制管理，甚至对整个智能变电站设备全景监控与网络管理。

2.2可靠性分析探讨

220kV智能变电站的可靠性主要取决于电气一次和二次系统运行的可靠性。从系统工作的可靠性来说，系统是如何工作的，很明显智能变电站系统依靠智能化网络进行工作。其网络结构采取一种既独立又互补的网络拓扑结构，分别应用于站控层和过程层。采用这种结构对于通信非常有利，天然的分割了变电站和监控中心的通信路线。从设备工作的可靠性来说，智能化一次设备是220kV智能变电站中最基础的元器件，整个变电站系统的智能化程度取决于一次设备的智能化水平，智能断路器和电子式互感器又是智能化一次设备的重要组成部分，换言之，设备的可靠性取决于智能断路器的可靠性和电子式互感器的可靠性。智能断路器把现代的电子技术和智能控制结合起来组成执行单元，从而取代传统的机械手动开关和继电器。其智能诊断为系统故障的预防提供了保障，比传统机械操作机构的断路器更为可靠。电子式互感器采用光纤通信，比传统的数据传输抗干扰能力强，其寿命更长更稳定，这两者确保了设备运行的可靠性。因此，220kV智能变电站相比于传统变电站更加可靠。

2.3智能化一次设备的使用

智能化一次设备是220kV智能变电站中最基础的元器件，根据短板效应，整个变电站系统的智能化程度取决于一次设备的智能化水平，

《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告

电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告

《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告 一、课题的目的和意义 随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。 本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。 二、文献综述 1 变电站的概述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 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。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1] 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠

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

220kV变电站电气一次部分设计

毕业设计（论文）任务书

220kV变电站设计 摘要 本设计书主要介绍了220kV区域变电所电气一次部分的设计内容和设计方法。设计的内容有220kV区域变电所的电气主接线的选择，主变压器、所用变压器的选择，母线、断路器和隔离刀闸的选择，互感器的配置，220kV、110kV、35kV线路的选择和短路电流的计算。设计中还对主要高压电器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和计算，提高了整个变电所的安全性。 关键词：变电站；主接线；变压器

220kV substation design ABSTRACT The design of the book introduces the regional 220kV electrical substation design a part of the content and design. The design of the contents of the electrical substation 220kV main regional cable choice, the main transformer, the transformer used in the choice of bus, circuit breakers and isolation switch option, the configuration of transformer, 220kV, 110kV, 35kV line choice and short-circuit current calculations. The design of the main high pressure also had a choice of electrical equipment and computing, such as circuit breakers, isolating switches, voltage transformers, current transformers and so on. In addition, a lightning protection design and computing, increased the safety of the entire substation. Keywords: substation; main connection; transformer

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。

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)

220kV西泾智能变电站二次系统的设计

第39卷第5期2011年5 月Vol．39No．5 May2011 220kV西泾智能变电站二次系统的设计 娄悦，秦华，孙纯军 （江苏省电力设计院，南京211102） 摘要：简要介绍了常规变电站二次系统设计表达需求。针对智能变电站网络化信息共享的特点，根据220 kV西泾智能变电站实施方案，提出“SV/GOOSE信息流图+SV/GOOSE信息逻辑配置表+装置光缆联系图”的智能化变电站二次施工图设计方法。SV/GOOSE信息流图表达逻辑原理，SV/GOOSE信息逻辑配置表将原理映射为虚回路的具体输入输出信号关联，装置光缆联系图描述物理介质连接方法。指导了西泾变电站工程的数据模型配置、施工及调试情况。在此基础上提出加快开发智能站二次系统设计工具的需求。 关键词：智能变电站；二次系统；设计表达；信息流图；逻辑配置；SV/GOOSE 作者简介：娄悦（1983-），女，工程师，硕士，主要从事变电站电气设计工作。 中图分类号：TM63文献标志码：A文章编号：1001-9529（2011）05-0732-05 基金项目：国家电网公司智能变电站试点依托工程项目 Secondary System Design Technology for220kV Xijing Intelligent Substation LOU Yue，QIN Hua，SUN CHun-jun （Jiangsu Electric Power Design Institute，Nanjing211102，China） Abstract：General introduction is made about the design expression requirements for conventional substation secondary system．And based on the implementation scheme of220kV Xijing intelligent substation，this paper proposes a de-sign method for network information sharing，"SV/GOOSE information-flow charts+SV/GOOSE information logic configuration tables+Optical cable connection charts"method：SV/GOOSE information-flow charts describe logical principle of virtual circuit；SV/GOOSE information logic configuration tables map the principle to concrete link be-tween input and output signals；Optical cable connection charts show physical connection of equipments．This method provides an effective solution to data model configuration，construction and commissioning for the Xijing project．With the implementation experience，this paper also points out that it is necessary to speed up the development of design tools for the secondary system of intelligent substation． Key words：intelligent substation；secondary system；design expression；information-flow charts；logic configuration；SV/GOOSE Foundation items：The Experimental Intelligent Substation Project of State Grid Corporation of China 智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求［1］，网络化信息共享是智能变电站的重要特征［2］。基于IEC 61850标准的智能变电站通过数据模型配置及数据流连接实现功能，网络通信实现多路信息复用，少量光纤代替大量电缆［3，4］。但与此同时，依赖于电缆接线的大量硬件回路的取消，也导致传统基于设备和回路的二次系统设计方式不再适用［5］。本文基于220kV西泾变电站设计方案，在现有技术可支持的前提下，提出了“SV/GOOSE 信息流图+SV/GOOSE信息逻辑配置表+装置光法，使设计人员在智能化变电站施工图设计过程中能准确反映二次设备之间的逻辑关系和物理连接，同时根据实施经验分析目前设计方式的弊端并提出改进建议，为智能变电站设计技术的发展提供思路。 220kV西泾变电站是国家电网公司首批智能变电站试点之一，自动化系统在逻辑功能上由站控层、间隔层和过程层3层设备组成，采用分层、分布式网络系统实现连接，整个体系为“3层设备2层网络”结构。220kV过程层采样值采用点对点方式，GOOSE采用组网方式，220kV线路

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

220kV智能变电站设计关键问题分析

220kV智能变电站设计关键问题分析 发表时间：2018-07-03T10:34:10.910Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：桑文杰王民现尹发海张永军[导读] 摘要：220kV智能变电站有其不可比拟的优势和技术特征，在实时、在线监测的技术运用和集成化的设备模块条件下，可以较好地保障智能变电站的运行安全与稳定。 (云南能鑫电力设计有限公司云南昆明 650000) 摘要：220kV智能变电站有其不可比拟的优势和技术特征，在实时、在线监测的技术运用和集成化的设备模块条件下，可以较好地保障智能变电站的运行安全与稳定。在实际应用中需要根据220kV智能变电站的运行要求，加强设计优化，促进220kV智能变电站运行的稳定性及安全性，以促进我国的智能电网的建设，提升智能变电站的运行效果。基于此本文分析了220kV智能变电站设计关键问题。 关键词：220kV；智能变电站；设计 1、智能变电站综述 智能变电站在计算机网络时代显现出信息化共享、集成化结构模块的特征，它在运用自动化设备的前提下，实现了对相关信息数据的实时采集、计量检测、控制保护等操作，是基于实时自动控制、在线分析决策的高级智能化调节变电站。 220kV智能变电站是一个复杂的多系统结构，围绕其终极目标而运行。具体包括以下架构内容:（1）站控层。在光纤电缆传输的前提下，实现站控层与间隔层的通讯传递，通过其通信子系统、对时子系统、站域子系统模块实现对智能变电站的实时监测、闭锁操作、智能诊断、控制保护等。（2）间隔层。它是在站控层的制约和控制的前提下运作的部分，重点实现对变电站设备的保护控制、故障控制等内容，并且在继电保护装置、测控装置、故障录波等二次设备的应用条件下，可以较好地实现信息数据的传输与接收作业。（3）过程层。它也同样处于站控层的控制下，由复合传感器、基于罗科夫斯基的TA、接地开关、隔离开关、分压型VD等一次设备构成。 2、智能变电站设计中的关键技术 2.1、IEC62850标准 随着大规模集成电路的出现，为微型处理器的发展提供了平台，也是变电站自动化的基础。变电站在处理通讯信息、保护信息、系统监控信息时，急需一种互操作性强、高效的通讯协议来保证智能变电站各种信息传输的标准化。IEC61850标准为智能变电站信息共享和交互提供了国际标准并且是实现电力系统无缝通信的基础。IEC61850标准在智能变电站中的应用实现了信息的互操作性，同时也为变电站功能的扩展和自由分布提供了良好的环境。其功能的实现具有以下技术支撑：智能变电站功能分层、信息模型、数据自描述和配置语言。 2.2、电子式互感器 电子式互感器是智能变电站重要的技术环节。传统电磁式互感器由于其成本高、绝缘复杂精度低不适用于智能变电站中。其暂态输出电流的畸变可能导致电网运行的安全性受影响，同时PT也会由于电磁谐振而产生过电压，使得电气设备无法正常运行。智能变电站中的电子式互感器可以适应小功率信号和数字信号的输入，其得以广泛应用的基础即IEC61850标准。目前所用的电子式互感器可以分为两种，包括光电式电子互感器和线圈式电子互感器。这两种电子互感器的传感原理有所不同。其中光电式互感器又可以分为光学电压互感器、光学电流互感器和组合式光学互感器。光电式互感器的技术要点是光纤传感技术。线圈式电子互感器采用的原理为电容、电感和电阻的分压原理，其主要的技术要点是利用空心线圈或者磁铁芯感应得到二次电流。电子式互感器具有很多传统电磁式互感器不具备的优点，其抗电磁干扰性强，测量精确、频率响应范围宽、不会出现PT谐振和体积小的优势使得电子式互感器得以广泛应用于智能化变电站中。 2.3、智能化开关 智能开关是智能化变电站中的重要设备。智能开关是利用计算机技术、电子式互感器以及电力电子技术将信息技术与传统的高压电器设备组合起来的智能化高压电器。智能开关是有微机控制的，其执行单元为电力电子器件，智能开关可以测量大量的数字量和模拟量信息，其控制装置必须就地安装。具有的功能包括：智能感知，波形精确控制的跳、合闸角度和时间，故障预报，运行状态的智能化评估和监测，专家人工智能判定和信息网络化共享。 3、220kV智能变电站设计方案优化 3.1、解决电子式互感器接入合并单元规约存在的问题 现阶段，智能电网在运行过程中，存在电子式互感器接入合并单元规约问题，当电流互感器与电压互感器接入到一起时，会发生延时现象。为了解决这一问题，应解决电流及电压输出问题，将电子式互感器的输出信号与到达合并单元之间的时间控制在2m/s内，在220kV智能变电站中要适当的增加合并单元数量，性控制好智能组件柜的体积。 3.2、优化二次接线方式 为了确保二次回路功能设计的合理性，在对220kV智能变电站进行设计时，应加大对数字化技术的应用，做好优化设计工作，改进后的智能变电站二次系统的接线形式有两种，一种是利用网络方式来形成网路跳闸方式，通过对二次回路线路进行分析可知，该种方式下的线路较为简单，凸显了网络的共享性，并且网络延时不会对点对点跳闸方式产生任何影响。另外一种保护线路的方式是光纤线路，能够将跳闸信息快速的传输到智能终端设备中，该种传输形式信息的稳定性较强，提升了信息传输效率。在对220kV智能变电站进行优化设计时，要做好二次设计及电气施工工作，严格按照标准的施工要求，开展各项施工及设计工作。 3.3、加强细节问题优化 （1）构建全站一体化信息平台，实现高级应用功能 建立全站一体化信息平台，实现顺序控制、智能操作票及全景智能防误、智能告警及事故辅助分析决策、状态检修、经济运行与优化控制、站域控制等高级应用，提高生产运行的自动化、智能化水平，为生产运行提供辅助决策。（2）设置智能辅助控制系统，实现全站联动控制 在220kV变电站利用智能辅助控制系统建立传感测控网络，实现图像监视、安全警卫、火灾报警、采暖通风、运行温度监测等辅助系统的集成应用和联动控制。整合原有分散的各子系统资源，提高智能化和自动化水平，满足智能变电站无人值班的要求。（3）采用智能交直流一体化电源系统，实现电源系统统一管理 将交流、直流、UPS、通信电源系统统一设计、生产，建立电源系统统一监控平台，统一智能监控。

220kV变电站电气设计

摘要 随着我国科学技术的发展，特别是计算机技术的进步，电力系统对变电站的更要求也越来越高。 本设计讨论的是220KV变电站电气部分的设计。首先对原始资料进行分析，选择主变压器，在此基础上进行主接线设计，再进行短路计算，选择设备，然后进行防雷接地以及保护、配电装置设计。 关键字：变电站；短路计算；设备选择；防雷保护。

目录 摘要 (1) 引言 (4) 任务书 (5) 第一章主变压器的选择 (6) 1.1主变压器的选择原则 (6) 1.1.1 主变压器容量和台数的选择原则 (6) 1.1.2 主变压器容量的选择 (6) 1.1.3 主变压器型式的选择 (7) 1.1.4 绕组数量和连接形式的选择 (7) 1.2主变压器选择结果 (8) 1.3所用变选择 (8) 第二章电气主接线的设计 (10) 2.1主接线概述 (10) 2.2主接线设计原则 (10) 2.3主接线的选择 (10) 第三章 220KV变电站电气部分短路计算 (14) 3.1变压器的各绕组电抗标幺值计算 (14) 3.210KV侧短路计算 (15) 3.3220KV侧短路计算 (18) 3.4110KV侧短路计算 (20) 第四章导体和电气设备的选择 (22) 4.1断路器和隔离开关的选择 (23) 4.1.1 220KV出线、主变侧 (23) 4.1.2 主变110KV侧 (27) 4.1.3 10KV断路器隔离开关的选择 (29) 4.2电流互感器的选择 (34) 4.2.1 220KV侧电流互感器的选择 (34) 4.2.2 110KV侧的电流互感器的选择 (36) 4.2.3 10KV侧电流互感器的选择 (37) 4.3电压互感器的选择 (38) 4.3.1 220KV侧母线电压互感器的选择 (38) 4.3.2 110KV母线设备PT的选择 (39) 4.3.3 10KV母线设备电压互感器的选择 (39) 4.4导体的选择与校验 (39)

220kV智能变电站方案

浙江220kV 智能变电站过程层解决方案江苏西电南自智能电力设备有限公司

目录 一．智能一次设备说明 (3) 1.1智能一次设备的概念 (3) 1.2设备智能化演变 (3) 1.3智能一次设备在智能电网中的作用 (4) 1.4智能一次设备现况 (4) 1.5变压器智能化 (5) 1.6断路器智能化 (6) 二、智能一次设备解决方案及建议 (9) 2.1PSSC600系列智能组件简介 (9) 2.2互感器及智能组件技术方案 (13) 2.2.1 220kV及110kV线路、母联电子式互感器技术方案 (13) 2.2.2 变压器220kV侧电子式互感器技术方案 (16) 2.2.3 变压器110kV侧电子式互感器技术方案 (17) 2.2.4变压器35kV侧电子式互感器技术方案 (17) 2.2.5 35kV出线电子式互感器技术方案 (18) 2.2.6 35kV母线电压技术方案 (19) 2.3TDC－05户外柜 (19) 2.3.1 户外柜的技术特点 (20) 2.3.2 户外柜的专利 (21) 三．组屏方案及即插即用方案 (21) 四．在线监测方案分析 (23) 4.1概述 (23) 4.2在线监测及状态检修系统配置的必要性及可行性分析 (23) 4.3主变压器在线监测范围及参量选择必要性分析 (23) 4.3.1主变压器油色谱在线监测配置的必要性分析 (23) 4.3.2主变压器局放在线监测配置的必要性分析 (24) 4.3.3主变压器套管介损在线监测配置的必要性分析 (27) 4.3.4主变压器绕组光纤测温在线监测配置的必要性分析 (27) 4.4断路器三相分合闸同期性监测的的必要性分析 (27) 4.5避雷器 (28) 四．过程层设备配置一览表 (29)

220kV变电站设计说明书

220kV变电站设计说明书1.1 220kV变电站在国发展现状与趋势 电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。它即为现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，电力行业的发展水平越来越高，特别是在电的输送方面有了更高的要求。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。在选择主变压器时，要根据原始资料和设计变电所的自身特点，在满足可靠性的前提下，要考虑到经济来选择主变压器。 1.2 220kV变电站设计规 （1）国家电网公司《关于印发<国家电网公司110（66）～500kV变电站通用设计修订工作启动会议纪要>的通知》（基建技术〔2010〕188号) （2）《国家电网公司220kV变电站典型设计》（2005版） （3）《国家电网公司输变电工程通用设备（2009年版）》 （4）《国家电网公司输变电工程典型设计-220kV变电站二次系统部分》（2007年版）（5）Q/GDW166-2007 《国家电网公司输变电工程初步设计容深度规定》 （6）Q/GDW204-2009 《220kV变电站通用设计规》 （7）Q/GDW383-2009 《智能变电站技术导则》 （8）Q/GDW393-2009 《110（66）～220kV智能变电站设计规》 （9）Q/GDW161-2007 《线路保护及辅助装置标准化设计规》 1.3变电站位置的选择 图1为广西大学西校园用电量比较大的建筑物简化地图，对于变电站位置的选取，我

220kv变电站电气部分设计

220kv变电站电气部分设计

******毕业生论文 题目：220kV降压变电所电气部分设计 系别电力工程系＿ 专业供用电技术 班级 ********** 学号*********** ＿ 姓名

Keywords: main electrical wiring；transformers；short circuit current；lightning protection。 目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 引言 (6) 第一章电气主接线选择 (7) 第1节概述 (7) 第2节主接线的接线方式选择 (6) 第二章主变压器容量、台数及型式的选择 (9) 第1节概述 (9) 第2节主变压器台数的选择 (9) 第3节主变压器容量的选择 (10) 第4节主变压器型式的选择 (10) 第三章短路电流计算 (12) 第1节概述 (14) 第2节短路计算的目的及假设 (15) 第四章电气设备的选择 (18) 第1节概述 (18)

第2节断路器的选择 (19) 第3节隔离开关的选择 (21) 第4节高压熔断器的选择 (23) 第5节互感器的选择 (23) 第6节母线的选择 (25) 第7节支持绝缘子及穿墙套管的选择 (27) 第8节限流电抗器的选择 (29) 第五章电气总平面布置及配电装置的选择 (30) 第1节概述 (30) 第2节高压配电装置的选择 (31) 第六章继电保护配置规划 (33) 第1节变电所主变保护的配置 (37) 第2节 220KV、110KV、10KV线路保护部分 (34) 第七章防雷设计规划 (35) 第1节概述 (35) 第2节防雷保护的设计 (36) 第3节主变中性点放电间隙保护 (37) 结论 (38) 致谢 (38) 参考文献 (38)

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

某220kV变电站电气部分设计

某220kV变电站电气部分设计 摘要 本设计的主要内容是对一座220kV变电站的电气部分进行设计。设计要求采用2回220kV进线，110kV出线7回，10kV出线9回。分三期完成，一期完成220kV进线2回，110kV出线3回，10kV出线3回。具体设计项目包括：主变容量选择、电气主接线方案设计、电气总平面布置、短路电流计算、一次设备的选择及校验、各级电压配电装置的布置、二次回路方案的选择及继电保护的整定所用电设计、防雷接地方案的设计。 本设计中所涉及的主要计算包括：短路计算、一次设备校验计算、继电保护整定计算。 关键词：220kV；变电站；设计；短路计算；校验

Design for the electrical part of a 220kV substation Abstract The main target of this design is the electrical part of a 220kV substation. Design requires that using two 220kV back into line, seven to 110kV line and 9 to 10kV line. The whole project is divided into tree periods while two 220kV back into line, three 110kV line and three 10kV line are planed to be accomplished in the first period. This design includes following parts: selection of the capacity of the main transfer, main connection, plane arrangement, short circuit calculation, first side facility selection and verification, plane arrangement for each voltage part, rely protection design, substation-used electricity design, lightning protection design. The main calculation mentioned in this design including: short circuit calculation, verification calculation for first part facility, rely protection calculation. Keyword: 220kV；Substation；Design；Short circuit calculation；verification

220kv变电站计算书

220k v变电站计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

第一章220KV 变电站电气主接线设计 第节原始资料 变电所规模及其性质： 电压等级220/110/35 kv 线路回数220kv 本期2回交联电缆（发展1回） 110kv 本期4回电缆回路（发展2回） 35kv 30回电缆线路，一次配置齐全 本站为大型城市变电站 2．归算到220kv侧系统参数（SB=100MVA,UB=230KV） 近期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0= 近期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0= 远期最大运行方式：正序阻抗X1=；零序阻抗X0= 3．110kv侧负荷情况： 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 4．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路） 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 5．环境条件：当地年最低温度-24℃，最高温度+35℃，最热月平均最高温度+25℃，海拔高度200m，气象条件一般，非地震多发区，最大负荷利用小时数6500小时。 第节主接线设计 本变电站为大型城市终端站。220VKV为电源侧，110kv侧和35kv侧为负荷侧。220kv 和110kv采用SF6断路器。 220kv 采取双母接线，不加旁路。 110kv 采取双母接线，不加旁路。 35kv 出线30回，采用双母分段。 低压侧采用分列运行，以限制短路电流。

第节电气主接线图

第二章主变压器选择和负荷率计算 第节原始资料 1．110kv侧负荷情况： 本期4回电缆线路最大负荷是160MW 最小负荷是130MW 远期6回电缆线路最大负荷是280MW 最小负荷是230MW 2．35kv侧负荷情况：（30回电缆线路） 远期最大负荷是240MW 最小负荷是180MW 近期最大负荷是170MW 最小负荷是100MW 3．由本期负荷确定主变压器容量。功率因数COSφ= 第节主变压器选择 容量选择 (1)按近期最大负荷选： 110 kv侧：160 MW 35 kv侧：170 MW 按最优负荷率选主变压器容量 每台主变压器负荷 110 kv侧：80 MW 35 kv侧：85 MW 按最优负荷率选主变压器容量。 S N=P L/×η)=(80+85)/×= MVA 或S N==（160+170）/= MVA 选S N=240MVA，容量比100/50/50的220kv三绕组无激磁调压电力变压器 负荷率计算 由负荷率计算公式: η=S/S B 110kv最大,最小负荷率: η=80/×120)=% η=65/×120)=% 35kv最大,最小负荷率