《110kV变电站电气二次系统设计》.doc

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1、西南交通大学网络教育毕业设计（论文） IV目 录 摘 要IAbstractII第1章 电气一次部分11.1 变电站的总体分析11.2 变电站的建设相关情况21.2.1 建设规模21.2.2 电气主接线设计2第2章 短路电流的计算82.1 短路电流的概述82.1.1 短路的形式82.1.2 计算短路电流的目的82.2 短路电流的计算92.2.1 计算短路电流的前提条件92.2.1 短路电流的计算方法9第3章 电气二次部分163.1 电气二次接线163.1.1 概述163.1.2二次回路参数163.1.3防误操作闭锁173.1.4计量173.2 计算机监控系统173.2.1 监控系统结构173.2

2、.2 控制和操作183.2.3 监控系统功能183.2.4监控系统通信接口193.3 直流系统和二次交流电源193.3.1直流系统193.3.1.1 110kV变电站标准设计直流系统计算20第4章 电力变压器保护224.1 电力系统继电保护的作用224.2 电力系统继电保护的类型244.3 变压器装设的保护254.3.1 变压器装设的保护种类254.4 变压器保护的整定方法284.4.1 变压器电流速断保护284.4.2 变压器纵联差动保护284.4.3 变压器后备保护294.4.4 变压器过负荷保护294.4.5 变压器过电流保护304.5 变压器保护的整定计算30第5章 输电线路保护365

3、.1 输电线路保护配置365.2 输电线路保护的整定计算375.2.1 线路纵联保护配置375.2.2 线路纵联差动保护整定计算38总结44致谢45摘 要本次设计任务旨在体现对本专业各科知识的掌握程度，同时检验本专业的学习结果。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， 10kV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

4、路计算的计算结果，做出线路保护，变压器保护，防雷保护。从而完成了110kV电气二次部分的设计。关键词：电力系统，短路电流，继电保护。AbstractDesign the task this time is aim at intensity of mastering of every subject knowledge of this speciality reflecting, and of test this specialitys study result. first, analyze the tend of load department according to all parame

5、ter of load about system and circuit on task book. It expounds the necessity to this situation from the rspect of increasing load. Then through to the generalization of planning to build the transformer substation and the analysis of the load materials, safe, economy and dependability are considered

6、, has confirmed the mainly wiring form of 110kV, 10kV. Calculated and supplied power in the range and confirmed TV stations number of the main voltage transformer through load finally, capacity and type, capacity and type of using the voltage transformer stand surely at the same time, finally, the r

7、esult of calculation of calculating that and short out according to the electric current of largest lasting job, make the circuit to protect, the voltage transformer is protected, prevent the thunder from protecting. Thus finished electric designs of the part two times of 110kV. Key Words：Power syst

8、em；short out in the electric current；relay protection.西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 第 48页第1章 电气一次部分1.1 变电站的总体分析随着社会的发展，电能被日益广泛的应用于工农业生产以及人民的日常生活中。电能可以方便的转化为期他形式的能源，例：机械能、热能、光能、磁能等，并且电能的输送和分配易于实现，可以输送到需要它的人和工作场所和生活场所。电能的应用规模也很灵活以电能作为动力，可以促进工农业的机械化和自动化。保证产品质量大幅度提高劳动生产率。同时提高电气化程度以电能代替其它形式的能源，是节约能源消耗的一个重要的途径。QY市城区

9、近几年工业发展非常迅速，供电量以3040的速度增长。工业的快速发展，带动当地经济腾飞，人民生活水平提高。由于中心城区配套生活设施齐全，人们必然向中心城区聚集，加快中心城区的扩展。同时，工业的发展，会带来大量的流动人口以及商业机会，进一步带动中心城区第三产业的发展。展望“十一五”期间，随清远中心城区的快速扩展，社会用电需求将跳跃式增长。尤其是房地产业、医院、学校、购物中心等生活配套设施的建设，负荷发展的相当迅猛。为了满足市区生产和生活的供电要求，决定要在QY市新建一所110kV变电站，变电站的站址选择伸入负荷中心，有良好的交通运输条件，同时也为变电站职工的生活提供了方便。在QY城区内的110kV

10、变电站共有四座，主变容量共计500MVA，总体的备用容量是足够的，但布点较为分散。城区以北江为界，北岸为旧城区，南岸为新城区，旧城区的区域由A站和B站联合供电，新城区则由站与C站供电，对于负荷密集和发展迅速的新建城区却难以兼顾。变电站位于新城区范围内，按照供电区域的划分，以北江、广清大道为分隔，与C站东西遥相呼应，分别向新城区的负荷供电。根据负荷允许停电程度的不同，可以将负荷分为三个等级，即一级负荷、二级负荷、三级负荷。等级不同，对电力系统供电可靠性与稳定性的要求也不同。如果停电，一级负荷将造成人身伤亡或引起对周围环境严重污染对工厂将造成经济上的巨大损失，如重要的大型的 设备损坏，重要产品或用

11、重要原料生产的产品大量报废，还可能引起社会秩序混乱或严重的政治影响。二级负荷会造成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏、产品大量报废或减产；还可能引起社会秩序混乱或较严重的政治影响。三级负荷造成的损失不大或不会造成直接经济损失。由此可知，供电的稳定性直接影响经济的发展，负荷等级不同，对供电的要求也不相同：对于一级负荷，必须有二个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证对全部一级负荷不间断供电。对特别重要的一级负荷应该由二个独立电源点供电。对于二级负荷，一般要有两个独立电源供电，且任何一个电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷供电。对于三级负荷，一般只需一个电源供电。本期拟建110kV站正处在

12、负荷密度高，负荷最重的中部。供电负荷主要以市政府、会议中心、各行政事业单位、商业中心、医院等重要用电负荷为主，辅以高层商住楼及多个大型住宅小区等，供电可靠性要求较高。1.2 变电站的建设相关情况1.2.1 建设规模根据电力系统规划，本变电站的规模如下： 电压等级：110/10.5kV，主变压器：50MVA 2台线路回数：110kV近期2回，远期2回，共4回 10kV近期12回，共12回无功补偿：按主变容量20配置，5000kVar并联电容器组共4组1.2.2 电气主接线设计（1）电气主接线的设计要求变电所主接线设计是电力系统总体设计的组成部份。变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作

13、用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线设计的基本要求为：a、供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。b、适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便，便于变电所的扩建。c、经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。d、简化主接线。配网自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。e、设计标准化。同类型变电所采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准

14、化，有利于系统运行和设备检修。参考35110kV变电所设计规范第3.2.1条：变电所的主接线应根据变电所所在电网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。（2）电气主接线选择原则电气主接线是指发电厂或变电站中的一次设备按照设计要求连接起来表示生产、汇集和分配电能的电路,也称为主电路.主接线形式于电力系统原始资料,发电厂,变电站本身运行的可靠性,灵活性和经济性的要求等密切相关,并且对电气设备的选择,配电装置布置,继电保护和控制方式的拟定都有较大的影响。电气主接线是由高压电器通过主接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电

15、路，组成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。主接线代表了发电厂或变电所电气部分主体结构，是电力系统的重要组成部分。它直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，主接线的正确、合理设计，必须综合处理各方面的因素，经过技术、经济论证比较后方可确定。对电气主接线的基本要求，概括地说应包括可靠性、灵活性和经济性三个方面。安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线最基本的要求。停电不仅使发电厂造成损失，而且对国民经济各部门带来的损失将更加严重，往往比少发电能的价值大几十倍，至于导致人身伤亡、设备损坏、

16、产品报废、城市生活混乱等经济损失和政治影响，更是难以估量。因此，主接线的接线形式必须保证供电可靠。因事故被迫中断供电的机会越少，影响范围越小，停电时间越短，主接线的可靠程度就越高。电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或电气设备检修及故障时，也能适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地转换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。因此，电气主接线必须满足调度灵活、操作方便的基本要求，既能灵活地投、切某些机组、变压器或线路，调配电源和负荷，又能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳

17、定运行，即具有灵活性。在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。一般应当从以下几方面考虑：a、投资省 主接线应简单清晰，以节省开关电器数量，降低投资；要适当采用限制短路电流的措施，以便选用价廉的电器或轻型电器；二次控制与保护方式不应过于复杂，以利于和节约二次设备及电缆的投资。b、占地面积少 主接线设计要为配电布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积减少。同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量发电厂或变电所，在可能和允许条件

18、下，应采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益。c、电能损耗少 在发电厂或变电所中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的型式、容量、和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。（3）电气主接线形式的确定目前变电所常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段我们在比较各种电气主接线的优劣时，主要考虑其安全可靠性、灵活性、经济性三个方面。首先，在比较主接线可靠性的时候，应从以下几个方面考虑：断路器检修时，能否不影响供电；线路、断路器或母线故障时以及母线或隔离开关检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对、类用户的供电；变电

19、站全部停电的可能性；大型机组突然停电时，对电力系统稳定性的影响与后果因素。其次，电气主接线应该能够适应各种运行状态，并且能够灵活地进行运行方式的切换。不仅正常时能安全可靠的供电，而且在电力系统故障或电气设备检修时，也能够适应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地切换运行方式，使停电的时间最短，影响的范围为最小。再次，在设计变电站电气主接线时，电气主接线的优劣往往发生在可靠性与经济性之间，欲使电气主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的电气设备和现代化的自动化装置，从而导致投资的增加。因此，电气主接线在满足可靠性与灵活性的前提下做到经济合理就可以了。参考35110kV变电所设计规范第3.2.3条：351

20、10kV线路为两回及以下时，宜采用桥形线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形单母线或单母分段的接线形式，3563KV线路为8回及以上时，亦可采用双母线接线，110KV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。第3.2.4条：在采用单母线、分段单母线或双母线的35110kV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可以设置旁路设施。当有旁路母线时，首先宜采用分段断路器或母联断路器兼做旁路断路器的接线，当110kV线路为6回及以上，3563kV线路为8回及以上时，可装设专用的旁路断路器，主变压器35110kV回路中的断路器，有条件时，亦可接入旁路母线，采用断路器的主接线不宜设旁路设施。第3.

21、2.5条：当变电站装有两台主变时，610KV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时亦可采用双母线。当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。综合以上规程规定，结合本变电站的实际情况，110kV侧有4回出线（近期2回，远景发展2回）， 10kV侧有12回出线（近期12回，远景发展0回）。故可对各电压等级侧主接线设计方案作以下处理：1）110kV侧：110kV侧是本站的进线段，它对本站的可靠性有很大影响。下面拟定两种接线方案。图1-1单母分段的适用范围：(1)610kV配电装置出线回路数为6回及以上时。(2)3566kV配电装置出线回路数为68回时。(3)110kV220kV配电装置出线回路数为

22、34回时。双母接线的适用范围当母线回路数或母线上电源较多、输送和穿越功率较大、母线故障后要求迅速恢复供电、母线或母线设备检修时不允许影响对用户的供电、系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用，各级电压采用的具体条件如下：（1） 610kV配电装置，当短路电流较大、出线需要带电抗器时。（2） 110220kV配电装置出线回路数为5回及以上时，或当110kV220kV配电装置，在系统中的重要地位，出线回路数为4回及以上时。表1-1 单母分段与双母接线比较方案项目方案I 单母分段方案II 双母接线可靠性用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠。供电可靠，通过两组

23、母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条回路和与此隔离开关相连的该组母线，其它回路均可通过另外一组母线继续运行。灵活性当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电。调度灵活，各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。综合本站实际情况，110kV级是本站的进线侧，而且不需要经常倒闸操作，它对本站的供电可靠性至关重要。因此选择方案，即单母分段接线。2）10kV侧：对10kV侧的主

24、接线拟定了两种方案表1-2 单母分段与单母接线比较方案项目方案I 单母分段方案II 单母接线可靠性用断路器把母线分段后,对重要用户可从不同段引出两个回路,保证不间断供电，可靠。灵活性和可靠性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所连接的电源，与之相连的所有电力装置在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的供电。灵活性当一回线路故障时,分段断路器自动将故障段隔离,保证正常段母线不间断供电,不致使重要用户停电。图2-2单母线接线的适用范围：一般适用于一台主变压器的以下三种情况：(1)610kV配电装置的出线回路数不超过5回。(2)3566kV配电装置的出线回

25、路数不超过3回。(3)110kV220kV配电装置的出线回路数不超过2回。根据本站实际情况，在10kV负荷中一、二类负荷比较大，供电负荷主要以市政府、会议中心、各行政事业单位、商业中心、医院等重要用电负荷为主，辅以高层商住楼及多个大型住宅小区等，供电可靠性要求较高。因此要尽可能保证其供电可靠性。因此选择方案，即单母分段接线。表1-3 电气主接线方案表110kV10kV单母线分段接线单母线分段接线第2章 短路电流的计算2.1 短路电流的概述2.1.1 短路的形式电力系统不可避免会发生短路事故。短路事故威胁着电网的正常运行中，并有可能损坏电气设备。因此，在电力系统的设计和运行中，都要对供电网络进行

26、短路电流计算，以便正确地选用和调整继电保护装置，正确地选择电气设备，确保电力系统的安全、可靠运行。短路的种类有以下几种：（1）三相短路。（2）两相短路。（3）两相短路接地。（4）单相短路（接地）。三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍然是对称的，只是三相电流特大。除三相短路外的其他短路都是不对称性短路，每相电流和电压数值不相等，相角也不同。2.1.2 计算短路电流的目的（1） 短路冲击电流：用来校验电气设备和母线的动稳定。（2） 短路全电流最大有效值Ich（第一周期短路全电流有效值）：用来校验电气设备和母线的动稳定。（3）超瞬变短路电流有效值I：用来作继电保护的整定计算和校验断路器的短流

27、量。（4） 短路后0.2秒后的短路电流周期分量有效值：用来校验断路器的断流量。（5）稳态短路电流有效值：用来校验电气设备和载流部分的热稳定。（6） 短路后0.2S后的短路容量：用来校验断路器的遮断容量。2.2 短路电流的计算2.2.1 计算短路电流的前提条件为了简化短路电流的计算方法，在保证计算精度的情况下，忽略次要因素的影响，做出一下规定：（1） 所有的电源电动势相位角均相等，电流的频率相同，短路前，电力系统的电势和电流是对称的。（2） 认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于不饱和状态，即电抗值不随电流的变化而变化。（3） 输电线路的分布电容略去不计。（4） 每一个电压级采用平均电压，

28、这个规定在计算短路电流时，所造成的误差很小。因为电抗器的阻抗通常比其他元件阻抗大的多。（5） 计算高压系统短路电流时，一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗，因为这些元件X/3R时，可以略去电阻的影响。（6） 短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应该考虑对短路电流值的影响。有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响：在母线附近的大容量电动机正在运行时，在母线上发生三相短路，短路点的电压立即降低。此时，电动机将变为发电机运行状态，母线上电压低于电动机的反电势。（7） 在简化系统阻抗时，距短路点远的电源与近的电源不能合并,两个容量相差很大的电源不能够合并。（8） 以供电电源为基准

29、的电抗标幺值3.5,可以认为电源容量为无限大容量的系统,短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。2.2.1 短路电流的计算方法短路电流计算,根据电力系统的实际情况,可以采用标幺值或有名值计算,那种方法方便就采用那种方法.在高压系统中通常采用标幺值计算. （一） 标幺值计算法所谓标幺值,是实际值与基准值之比. 标幺值没有单位.设所选顶定的基准值电压,基准电流,基准容量及基准电抗分别为,则这一元件的各已知量的标幺值分别为, （2-1） （2-2）式中：S、U、I、X-以有名单位表示的容量(MVA)、电压(KV)、电流(KA) 、电抗； 、-以基准量表示的容量(KVA)、电压(KV)、电流(KA)

30、、电抗。工程计算上通常先选定基准容量和基准电压，与其相应的基准电流和基准电抗,均可由这两个基准值导出。基准容量可采用电源容量或一固定容量，为了计算一致，通常采用=100MVA为基准容量；基准电压一般采用短路点所在级的网路平均额定电压，即=。表21电力系统各元件阻抗值的计算公式序号元件名称给定参数电抗平均值计算公式通用式=100MVA1发电机（或电动机）额定容量超瞬变电抗百分数2变压器额定容量阻抗电压百分比310（6）KV电缆平均电压每千米电抗线路长度L0.08410（6）KV架空线路平均电压每千米电抗线路长度L0.4535kV架空线路平均电压每千米电抗线路长度L0.4256电抗器额定电压额定电

31、流电抗百分数（二） 有名值计算法在有名值计算法中，每个电气元件的单位是有名的，而不是相对值。在比较简单的网路低电压电网，常采用有名值计算法计算短路电流。采用此方法计算，须将各电压等级的电气元件参数都归算到同一电压等级上来。凡涉及发电机、变压器、电动机、电抗器等元件的百分数电抗值（铭牌上一般有标出）均应换算成有名值来计算。电力系统各元件阻抗有名值的计算公式如下：（1）发电机（电动机） （2-3）式中：-发电机的超瞬变电抗值；-发电机以额定值为基准的超瞬变电抗的百分数；-发电机额定容量（MVA）； （2）变压器： （2-4） （2-5） （2-7）当电阻值允许忽略不计时， （2-8）式中： 、-变

32、压器的电阻、电抗、阻抗；-变压器以额定值为基准的阻抗电压百分数；-变压器短路损耗（KW）（3）电抗器 （2-9）式中： -电抗器以额定值为基准的电抗百分数；-电抗器的额定电流和额定电压（KV、KA）；（4）线路 （2-10） （2-11）式中： 、-线路单位长度的电阻和电抗（）；-线路运行的额定电压（KV）；2.3 最大运行方式下的短路电流将有名值转换成标幺值：1、 选择基准容量，基准电压为各级电压的平均额定电压。线路电抗取，系统阻抗取0.02：线路L1: 线路L2: 变压器T1/T2: 110kV侧短路点：先将它化成简化接线：将、化成。将、化成,将、化成：在网络的110kV电压级，基准电流为

33、： 在网络的10kV电压级，基准电流为：当d1点发生短路时：短路电流周期分量有效值为 冲击电流为 （为冲击系数）； 全电流最大有效值为 当d2点发生短路时(分列运行时)：短路电流周期分量有效值为 冲击电流为 （为冲击系数）； 全电流最大有效值为 当d2点发生短路时(并列运行时)：短路电流周期分量有效值为 冲击电流为 （为冲击系数）； 全电流最大有效值为 2.4 短路电流计算结果短路点（kA）（kA）（kA）备注d19.2623.5614.08d2（分列）13.9635.621.22d2（并列）24.662.737.4由上表短路电流计算结果看：由于10kV侧两台主变压器并列运行短路电流过大，不允

34、许长时间并列运行，只可以切换负荷时短时间并列。第3章 电气二次部分变电站采用南京南瑞继保电气有限公司RCS-9000变电站综合自动化系统，该系统具有系列化、成套化、模块化的特点，采用单元式密封结构集中组屏安装，它包括了变电站所需要的各种继电保护与自动装置，并设有断路器操作回路插件，大部分装置具有通信功能，完成与监控系统的通信。监控系统由此实现各种远方“四遥”功能，监视保护运行情况，正常时可查看保护定值，保护动作或装置自检出错时取得详细动作信息及时知道诊断信息，对信息进行远方复归、校时等，构成一个完整的变电站综合自动化系统。3.1 电气二次接线3.1.1 概述本方案按综合自动化设计，站内公用、1

35、10kV及主变部分布置在主控室，其余部分下放置10kV高压开关柜。柜体尺寸采用2260H800H600（800）mm，颜色为国际灰，其中2260H800H800mm柜采用前开门型式。3.1.2二次回路参数直流电压110V，交流电压380V/220V。电流互感器二次电流1A，电压互感器二次电压100V。3.1.3防误操作闭锁10kV配电装置采用带五防功能的开关柜，其余部分采用微机五防。3.1.4计量全站配置一套计费装置，电度表则按省局有关文件精神在关口点设置双方向0.5S级有功2级无功复费率电度表，电度表一律采用带通信口的三相四线或三相三线制多功能电子表,其余表计的功能则由站内监控系统实现,具体

36、配置参照电测量仪表装置设计技术规程GBJ63-90。3.2 计算机监控系统按无人值班综合自动化变电站设计，通过站内计算机监控系统实现远方控制。监控系统采用分层、分布、开放式网络结构，以间隔为单位，按对象进行设计。3.2.1 监控系统结构a、监控系统由站级屋和间隔层两部分组成，网络按双网考虑，电气二次设备室至10kV配电装置室之间的通信介质采用光纤，其余为双绞线，详见附图二：监控系统网络结构图。b、站级层采用以太网方式组网，包括：当地监控主机/操作员工作站一套、微机“五防”工作站一套、远动工作站两套、继保工作站一套和打印机等。远动工作站能同时支持网络通道和专线通道两种方式与各级调度连接，并可根据

37、实际需要灵活配置; 继保工作站按保护信息管理子站功能配置。c、间隔层测控单元采用双以太网接口与监控双网相连，按间隔配置。主变测控与保护分开，置于电气二次设备室，10kV测控与保护合二为一，置于10kV开关柜; 其他智能设备可通过通信接口接入计算机监控系统。3.2.2 控制和操作a、控制范围：全站的断路器和电动隔离开关。b、控制方式：采用三级控制方式，断路器在远方、监控系统和测控屏上控制，电动隔离开关在远方、监控系统和就地配电装置处控制。c、操作：为使整个系统能安全可靠地运行，监控系统须具有相应的安全、保护措施。1）设置操作权限：依据操作员权限的大小，规定操作员对系统及各种业务活动的使用范围。2

38、）操作的唯一性：在多种操作方式下，如确定一种操作方式，那就必须闭锁其它操作方式。3）对运行人员的任何操作计算机都将做命令合法性检查和闭锁条件检查。4）操作应按选点、校验、执行的步骤进行等。3.2.3 监控系统功能监控系统应具备如下功能： a、运行监视功能；主要包括变电站正常运行时的各种信息和事故状态下的自动报警，站内监控系统能对设备异常和事故进行分类，设定等级。当设备状态发生变化时推出相应画面。事故时，事故设备闪光直至运行人员确认，可方便地设置每个测点的越限值、极限值，越限时发出声光报警并推出相应画面。b、具有事故顺序记录和事故追忆功能；对断路器、隔离开关和继电保护动作发生次序进行排列，产生事

39、故顺序报告。c、运行管理功能；可进行自诊断，在线统计和制表打印，按用户要求绘制各种图表，定时记录变电站运行的各种数据，采集电能量，按不同时段进行电能累加和统计，最后将其制表打印。d、无功/电压控制；通过控制主变压器低压侧电容器、电抗器的自动投切及主变分接头的位置来控制主变压器高、低压侧的电压和无功功率。f、具有主变联调功能；当一台主变抽头位置发生变化时，监控系统应根据情况对与其并列运行的其它主变抽头位置进行调节，并列运行的各主变抽头位置相差不能大于1个档位。g、远动功能；在站级层设置远动终端，按双通道考虑。可从计算机网络上直接获得站内全部运行数据，可与调度端的EMS主站进行通信，将其所需的各个

40、遥测、遥信和电能信息传给调度端，同时也可接收调度端发来的各种信息，并具有通道监视功能。i、运行管理功能；记录设备的各种参数，检修维护情况，运行人员的各种操作记录，继电保护定值的管理，操作票的开列。j、监控系统应具备完善的网络安全防护及二次防雷措施。3.2.4监控系统通信接口监控系统应具备与下列设备或系统的通信接口：1）远动通信接口（预留接入局域网手段）；2）与保护装置的通信接口；3）与直流系统的通信接口；4）与电度表的通信接口；5）与微机五防的通信接口；6）与消防报警装置的通信接口；7）与GPS的对时接口，GPS的对时精度为1ms，其与系统内各装置的对时可采用硬对时，也可采用软对时或混合对时方

41、式，但必须满足对时精度；8）与图像监控系统的接口；9）与380V/220V智能站用电系统的通信接口。3.3 直流系统和二次交流电源3.3.1直流系统全站电气部分设一套直流系统，用于站内一、二次设备及事故照明等的供电，直流系统电压选用110V，容量为300Ah，全站事故停电时间按2h考虑。详见2.3.1.1 110kV变电站标准设计直流系统计算直流系统采用单母线分段接线，设分段开关，分段开关与直流进线开关相互联锁，每段母线各带一套充电装置和一组蓄电池，充电装置采用高频开关电源，模块按N+1配置，蓄电池采用阀控式密封铅酸电池，放置方式采用蓄电池支架安装，置于专用蓄电池室，直流充电屏、直流馈线屏各组

42、屏两面，置于主控室内。 直流系统采用混合型供电方式。主变部分采用放射型供电，每一间隔的保护、操作、测控装置应分别配置直流空气开关，并分别从直流馈线屏获取电源; 10kV部分则按母线分段情况设置，每一段母线按双回路电源配置。设专用于断路器弹簧操作机构储能的储能小母线。此外供电方式还须符合继电保护和反事故措施要求。直流系统设有绝缘在线监测及接地故障定位装置，电池监测装置，系统监控单元，并能通过统一接口与综合自动化系统通信达到远方监控的目的。3.3.1.1 110kV变电站标准设计直流系统计算a) 负荷统计110kV 变电站标准设计直流系统计算内 容负荷1(按3台主变考虑)放电时间110kV出线4回

43、50H4=200W110kV出线 3H12回20H36=720W10kV电容器 3H2回20H6=120W站用变 2台 20H2=40W接地变 3台20H3=60W10kV分段 2套20H2=40W备自投 2套20H2=40W主变压器 3台80H3=240W监控系统 1套1kW操作机构电机1.5kW其它1.5kW经常负荷5460W2h事故照明 1套1.5kW1h直流逆变电源5 kW2h b) 蓄电池容量计算 按直流规程要求：经常负荷事故放电按2小时考虑，同时结合南方电网公司企业标准，故放电时间按2小时考虑。查电力设计手册第二册图24-31。终止电压按1.75计:事故放电容量：Csx=54600

44、.61102+50000.61102+150011101=128 Ah蓄电池容量：CC=KKCSxKC=1.4H1280.66=272Ah 经过蓄电池端电压水平的验算，满足直流系统最低电压的要求，可选用标称容量300Ah的蓄电池组。c) 充电装置选择本设计充电装置采用高频开关电源，由于直流电压为110V，故建议选用20A模块。经常电流 I jc=54600.611029.8A基本高频充电模块个数：n 1=（1.0I 10+ I jc)/ I me=(1.030+29.8)/20=3个附加高频充电模块个数：n 2=1个（当n 16时）每组高频充电模块个数：n= n 1+n 2=3+1=4个，即选用420A充电模块由于110kV，10kV断路器均采用弹簧操作机构，因此站内无大的冲击电流。蓄电池容量可不按冲击电流校核。本标准设计建议按2小时考虑事故放电，因此建议3台变选用300Ah蓄电池组。 本标准设计充电装置采用高频开关电源，模块按N+1配置，由于直流电压为110V，故建议选用20A模块，每套充电装置模块个数为3+1。3