110kV 模块化智能变电站二次系统的设计与研究
发表时间：2019-11-29T16:44:33.367Z 来源：《中国电业》2019年第12期下作者：杨帆王鹏程王毅
[导读] 随着经济和各行各业的快速发展，二次系统设备模块作为户外模块化智能变电站的重要构成部分摘要：随着经济和各行各业的快速发展，二次系统设备模块作为户外模块化智能变电站的重要构成部分，它的研发优化可以明显减少变电站建设的人力及物力消耗，缩短工程建设周期，降低工程投资。整站二次系统设备模块由厂家集成，在工厂内以最优方式对设备进行模块化集成及相关加工、安装、配线、调试等工作，并作为一个整体运输至工程施工现场。可以发现，采用模块化集成的二次系统建设流
程精简，较传统模式明显减少了设计、施工、调试消缺的工作量，大大缩减工程的建设周期，建设效率明显提高。目前，国内许多地方供电公司已陆续开展模块化智能变电站试点工程的建设，但建设技术尚未成熟，有待进一步改善与推进。论文基于笔者自身工程实践设计经验，从设计角度浅谈模块化智能变电站二次系统设计过程中存在的问题，并对110kV模块化智能变电站预制舱式组合二次设备配置方案及模块化集成重点研究。
关键词:智能变电站;二次系统；设计
引言
随着我国经济的高速发展，智能变电站在智能电网中得到了广泛应用和发展。智能变电站对信息数字化要求高，所以要对智能变电站网络信息进行有效的安全防护，保证智能电网运行的安全性和可靠性。因此，分析智能变电站二次系统安全防护目标和特点，将计算机技术和自动化技术应用于智能变电站二次系统安全防护，结合智能变电站二次系统安全防护的实际要求，提出智能变电站二次系统安全防护的策略，以期为我国智能变电站的发展提供借鉴。
1智能变电站二次系统安全防护特点
智能变电站二次系统在安全防护方面具有动态闭合性特点。二次系统动态闭合性是二次系统在安全防护过程中，所有的程序运行都安照顺序进行执行。二次系统安全防护首先要构建二次系统安全防护体系，通过系统防护的检测方式检测危险源，再通过系统检测的结果制定相应的防护响应措施。二次系统安全防护的闭环性主要是二次系统的安全防护在防护和检测过程中形成一个封闭的环形体系。智能变电站二次系统安全防护的动态闭环性特点。智能变电站二次系统安全防护体系建立要具有系统性原则，以弥补系统安全防护的不足，突出自身安全防护的优势。遵守可靠性原则可以及时应对黑客攻击，并对攻击行为进行防护。全面性原则要可以做到安全防护的实时性和连续性，强化边界安全防护，建立统一的安全防护体系。
2二次系统采样方案优化设计
2.1二次设备模块化集成
模块设置主要按照设备功能及间隔对象进行划分，尽量减少模块间二次接线工作量。1)主要模块划分(1)站控层设备模块包含监控系统站控层设备、调度数据网络设备、二次系统安全防护设备、辅助控制系统等。(2)公用设备模块包含站域保护控制装置、公用测控装置、时钟同步系统、故障录波及网络记录分析装置、火灾报警系统等。(3)一体化电源系统模块包含站用交流电源、直流电源、交流不间断电源(UPS)、蓄电池等。(4)110kV间隔设备模块包含110kV线路(分段)保护测控集成装置、过程层交换机等。(5)主变间隔层设备模块包含主变压器保护装置、主变测控装置等。(6)通信设备模块包含光纤系统通信设备、站内通信设备等。2)设备配置优化方案一个规模较大的110kV智能变电站，最佳的配置方案是:在110kV配电装置区空隙场地配置一个Ⅲ型间隔层设备预制舱，尺寸为12200mm×2800mm×3133mm，舱内含110kV系统设备模块、主变系统设备模块、直流系统设备模块以及故障录波、公用测控、时钟同步等公用设备模块。其他模块采用预制式二次组合设备布置于二次设备室内。35kV及10kV保护测控装置就地安装于配电室开关柜内。预制舱式二次组合设备采用前接线、前显示式装置。
2.2整体框架设计
系统运行的整体框架质量从根本上决定整个安全防护系统的运行质量，具体设计工作中，需要应用合理方法完成该项工作。本文基于对二次防护系统功能的分析，制定了整体框架，安全区Ⅰ的作用是实现对智能变电站中各类设备和电力参数的实时获取、分析及整理，并在此基础上制定系统的运行方案。通过控制区的交换机，可以向整个系统发布整个变电站相关设备的控制指令。后续运行中，安全区的作用是在确定智能变电站系统出现运行故障时，及时向调度中心传递相应的故障状态，同时分析整个系统在运行中出现的问题；在控制系统运行中，通过对这类内容的研究与分析，找到最佳的设备运行状态调整方案，以提高整个系统的运行状态。安全区Ⅱ的作用是获取和处理非即时信号，但是本身不具备控制智能变电站相关设备的功能。具体的运行中，该区域和安全区Ⅰ有很强的联系，该系统的最典型功能为记录变电站运行中的故障波形，同时完成电能采集工作。
2.3二次系统安全防护策略
智能变电站制定二次系统的安全防护策略，与传统的二次系统安全防护策略相比，要把边界安全防护和过程安全防护结合在一起，共同构建一套完整的安全防护体系。对不同安全区域之间相互交界的区域建立安全防护区，结合智能变电站实际运行情况，针对各个不同的安全区建立相应的安全防护措施，并构建可信计算机的过程安全防护体系。过程安全防护是针对二次系统的操作系统和应用系统等，在进行计算处理的过程中采用安全防护措施对计算过程进行安全防护的一种技术。过程安全防护可以防止外界入侵等行为对计算进行干扰或者破坏，从而避免事故的发生。过程安全防护是针对二次系统中各个分区的操作系统、应用系统和主要芯片，在进行计算处理的过程中，建立基于可信计算机技术的安全防护策略。过程安全防护策略的重要内容是在计算处理过程中同时引入安全防护策略，安全监控计算过程的每一个环节，以实现计算和安全防护，同时控制二次系统的整个计算过程。过程安全防护是一种新的主动安全防护策略，可以有效分析和处理边界安全防护中存在的问题。过程安全防护过程安全防护策略具有实时性和安全性，在智能变电站二次系统安全防护中起到了重要的安全防护作用。
结语
二次设备配置方案模块化集成能更好地推进模块化智能变电站建设。基于工程设计实践经验，从设计角度总结模块化智能变电站建设中存在的问题，并重点研究110kV模块化智能变电站预制舱式组合二次设备配置方案及模块化集成，优化方案可显著减少变电站二次设备及屏柜数量，减轻现场施工及调试工作量。即系统整体框架设计、系统逻辑关系设计及系统中相关器件设计。技术应用中，使用的方法是首先根据设计方案完成对整个系统的设计工作，其次是对安全系统的装配和应用，最后是完成对整个系统的建设和应用。
110kv变电站110kv线路保护及主系统设计 1课题来源 本课题为某110kv中心变电站110kv线路保护记主系统设计课题。该变电站是最末一个梯级电站，装机容量600万千瓦，年发电量301亿千瓦时，用地总面积为8070.1374公顷。向家坝水电站110kV中心变电站为向家坝水电站提供施工供电电源和电站建成以后作为厂用电备用电源的一座变电站。设计容量为3 50MVA，电压等级为110/35/10kV, 110kV进出线有5条，中压35kV侧有10 回出线，低压10kV侧有20 回出线. 2 设计的目的和意义 110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。它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。电气主接线是发电厂变电所主要环节，电气主接线连接直接影响运行的可靠性、灵活性。它的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定。 随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。 3 国内外的现状和发展趋势 目前，我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，一方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术；另一方面，可以通过媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。 当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用了新技术; 其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、
毕业设计（论文、作业）毕业设计（论文、作业）题目： 110kV变电站电气部分设计 分校（站、点）： 年级、专业： 09秋机械 教育层次：本科 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期： 2012年5月5日
中文摘要 变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。 本论文《110kv变电站一次部分电气设计》，首先通过对原始资料的分析及根据变电站的总负荷选择主变压器，同时根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求，选择了两种待选主接线方案进行了技术比较，淘汰较差的方案，确定了变电站电气主接线方案。 其次进行短路电流计算，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的母线时，其短路稳态电流和冲击电流的值。再根据计算结果及各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行主要电气设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等）。 最后，并绘制了电气主接线图、电气总平面布置图、防雷保护配置图等相关设计图纸。 关键词电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择；设计图纸 Abstract Power system substation as an important part of the entire power system directly affects the safety and economic operation. To be designed in this paper is a step-down substation substation in the system plays the role of aggregation and distribution of electric energy, charged with the factory to the region, the important task of rural electrification. The completion of the substation will not only strengthen the local power grid network structure, but also for the local industrial and agricultural production provides enough power, so that the regional power grid so as to achieve safe, reliable and economic operation purposes. The paper "110kv substation once part of the electrical design," the first original data through the analysis and selection based on total load of the substation main transformer, the main wiring under both economical and reliable, flexible operation requirements, select the main connection of two programs to be selected A technical comparison, out of poor program to determine the main electrical substation connection program. Second, the short-circuit current calculation, obtained from the three-phase short circuit calculation occurs when short-circuit the voltage level of the bus, its steady-state current and the impact of short-circuit current value. According to the results and the voltage level of voltage and maximum continuous operating current of the main electrical equipment selection and validation (including circuit breaker, disconnecting switch, current transformer, voltage transformer, etc.). Finally, the main draw of the electrical wiring diagram, electrical general layout map, lightning protection and other related design layout plan drawings.
110KV变电所电气设计说明 所址选择： 首先考虑变电所所址的标高，历史上有无被洪水浸淹历史；进出线走廊应便于架空线路的引入和引出，尽量少占地并考虑发展余地；其次列出变电所所在地的气象条件：年均最高、最低气温、最大风速、覆冰厚度、地震强度、年平均雷暴日、污秽等级，把这些作为设计的技术条件。 主变压器的选择： 变压器台数和容量的选择直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应依据电力系统5-10年的发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。 选择主变压器型式时，应考虑以下问题：相数、绕组数与结构、绕组接线组别（在电厂和变电站中一般都选用YN，d11常规接线）、调压方式、冷却方式。 由于本变电所具有三种电压等级110KV、35KV、10KV，各侧的功率均达到变压器额定容量的15%以上，低压侧需装设无功补偿，所以主变压器采用三绕组变压器。为保证供电质量、降低线路的损耗此变压器采用的是有载调压方式，在运行中可改变分接头开关的位置，而且调节范围大。由于本地区的自然地理环境的特点，故冷却方式采用自然风冷却。 为保证供电的可靠性，该变电所装设两台主变压器。当系统处于最大运行方式时两台变压器同时投入使用，最小运行方式或检修时只投入一台变压器且能满足供电要求。 所以选择的变压器为2×SFSZL7-31500/110型变压器。 变电站电气主接线： 变电站主接线的设计要求，根据变电站在电力系统中的地位、负荷性质、出线回路数等条件和具体情况确定。 通常变电站主接线的高压侧，应尽可能采用短路器数目教少的接线，以节省投资，随出线数目的不同，可采用桥形、单母线、双母线及角形接线等。如果变电站电压为超高压等级，又是重要的枢纽变电站，宜采用双母线带旁母接线或采用一台半断路器接线。变电站的低压侧常采用单母分段接线或双母线接线，以便于扩建。6~10KV馈线应选轻型断路器，如SN10型少油断路器或ZN13型真空断路器；若不能满足开断电流及动稳定和热稳定要求时，应采用限流措施。在变电站中最简单的限制短路电流的方法，是使变压器低压侧分列运行；若分列运行仍不能满足要求，则可装设分列电抗器，一般尽可能不装限流效果较小的母线电抗器。 故综合从以下几个方面考虑： 1 断路器检修时，是否影响连续供电； 2 线路能否满足Ⅰ,Ⅱ类负荷对供电的要求； 3大型机组突然停电对电力系统稳定运行的影响与产生的后果等因素。 主接线方案的拟定： 对本变电所原始材料进行分析，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，综合考虑。在满足技术、经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电可靠，经济合理的主接线方案。此主接线还应具有足够的灵活性，能适应各
新一代智能变电站概念设计 发表时间：2018-04-28T16:31:41.250Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：代春凤 [导读] 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。 （国网新疆奎屯供电公司新疆奎屯市 833200） 摘要：随着科学技术的进一步发展，电网技术的得到了飞速发展，随即智能电网的概念被提出，智能变电站为满足日益增长的信息化、自动化、互动化需求应运而生。智能变电站是加强智能电网的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头和命令执行单元，是智能电网建设的重要组成部分。为了实现智能电网进一步加强，对智能变电站的要求就进一步加强，因此，在新一代智能变电站的设计上就要做到科学合理，为此，本文针对当前只能变电站的设计问题进行深入的分析探讨，在实际的理念方面做出深入的分析，以期为以后智能变电站的建设提供设计的理论基础。 关键词：智能变电站；顶层设计；技术路线 引言：就目前而言，智能变电站相关的试点工程虽然在设备、建设以及日常的运行维护管理反面取得了较大的进展，但是在其他方面仍然存在着问题，比如系统相对较多并且功能也比较分散，不管是在设计理念上，还是相关技术和管理上都需要进一步加强。 一、当前智能变电站设计存在的问题 （一）设计模式存在问题 目前，大多数的变电站设计采取的都是分专业进行涉及的模式，并且是由供应商为主导进行的，在变电站的整体优化上非常难实现。不管是在设计的理念上，还是设计的方法上都收到了设备技术的限制，在设备的配置、整体布局以及控制上的设计都还有进步提升的空间。因此新一代智能变电站应该将供应商主导进行的分专业设计向整体集成化的设计方向发展，研制设备，优化主接线和总体的平面布局，进一步提高智能变电站的整体设计的水平，确保先进的设计理念实施到位。 （二）一次设备的一体化设计理念实施不到位 就目前而言，现在大部分的变电站在一次设备的一体化上的设计理念实施不到位，不仅在绝缘设计上不到位，并且在机械设计上也配合不当。同时缺少厂内一体化调试，设备现场联调时，出现通信接口、模型配置不统一等问题，影响工程进度。新一代智能变电站将实现一次设备智能化向智能一次设备转变。通过智能组件、传感器与一次设备的一体化设计，实现设备有效集成，功能高度整合，达到安装快捷、运行智能、检修方便。 （三）二次系统的配置独立分散，信息共享度低 智能变电站中各个二次系统的配置独立分散，信息共享度低，采样处理重复，维护工作量大对调控一体化的支撑力度不够，尚不满足电网运维管理体制的转变要求。因此，新一代智能变电站应实现分散独立系统向一体化业务系统的转变。要整合原来各分系统功能，构建一体化业务系统深化高级功能应用，全面支撑“大运行”、“大检修”采用层次化保护控制，实现安全稳定的“三道防线”。 二、新一代智能变电站设计理念 （一）系统高度集成 新一代智能变电站应遵循高度集成的设计理念，要进一步整合系统的功能，通过优化系统的结?布局、并采用一体化机器设备和一体化的通信网络以及一体化的系统，作为最基本的技术?架，能够有效地促进变电站的优化集成设计水平的进一?提升，在高度集成方面，不仅要保证一次与二次设备的高度集成，并且在其他如网络、站域平台、设备空间以及IED装置这几个方面都要保证高度集成。 （二）结构布局要合理 针对新一代智能变电站的设计，要保证电网设备在足够安全的条件下，在对变电站的主接线进行优化，并且针对互感器的数量要适当降低；在位置的选择上要做到科学化合理化，选择适合的位置，可以有效地节约变电站的设备费用以及基础建设的费用；另外，要将一次设备和传感器在整体上进行优化，在电子互感器成熟稳定之后，可以将电子互感器集成于一次设备当中，在设备的高度集成上进一步优化加强。这样不仅可以减少设备的占地面积，还能够利用节约出来的空地将二次设备放到一次设备的附近地区，利用空地进行就地摆放以及安装。同时，在设备的检修方面，可以引进或是采用最新型的检修设备以及安装机械设备，做到在恶劣天气或是较恶劣的自然环境下，能够进行及时且精确地检修以及维修保护等等。 （三）装备先进?用 变电站使用的机械设备要先进适用。现在新一代智能变电站，在设备的选用上，采用的是智能化的一次设备以及集成化的二次系统，但是在这个基础上，应积极地改进现有的设备，积极地研制更加新型化的设备，不管是在技术指标上，还是使用寿命的周期上，还是其他别的方面，都要做到指标现金，性能稳定，安全实用的寿命周期要长。同时，要采用在设计、配置、调试工具方面具有方便高效的变电站设计和调试技术，比如，采用基于图形用户界面的设计、配置成套工具，或是二次虚端子接线设计与变电站配置文件的无缝结合等。才能在提高变电站在设计、安装、调试方面的效率。 （四）支?调控一体 要优化设备告警信息直传和变电站全景远程浏览等功能，在一体化的监控系统的配置方面要做好优化简化，在一键式顺序控制应用发个面要更加的深化，进一?提升在高级功能方面的应用水平，节约人力，做到即使没有人值守，也可以正常?行的管理模式的需求，实现变电站的自动化。 （五）经济节能环保 新一代的智能变电站使用的设备在整体上已经相对都比较节能和环保了，比如在IED、网络交换机、占地面积、建筑面积的使用上以及进行现场安装的工作量上，都相应的?少了30%以上，甚至都?到了40%-50%左右，?大的节约了人力和无力，既经济又环保。但这不能是追求的经济环保的?限，应继续积?的优化变电站设备，集成系统的强度要更加优化，进一?实现智能变电站的集成化、一体化、和标准化。 三、结语 总之，在新一代智能变电站的设计上，要做到高度集成化的系统，做到经济节能环保，减少人力和物理的浪费，实现自动化管理，不
110kv变电站安全距离110kv变电站设计规范 110kv变电站安全距离 国家《电磁辐射管理办法》规定100千伏以上为电磁强辐射工程，第二十条规定：在集中使用大型电磁辐射设备或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求，在规划限制区内不得修建居民住房、幼儿园等敏感建筑。 不过，据环保部门介绍，我国目前对设备与建筑物之间的距离有一定要求。比如一般10KV —35KV变电站，要求正面距居民住宅12米以上，侧面8米以上；35KV以上变电站的建设，要求正面距居民住宅15米以上，侧面12米以上；箱式变电站距居民住宅5米以上。 北京市规划委（2004规意字0638号）110千伏的地下高压变电站工程项目，明确要求距离不得少于300米。 35～110KV变电站设计规范 第一章总则 第1.0.1条为使变电所的设计认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求，制订本规范。 第1.0.2条本规范适用于电压为35～110kV，单台变压器容量为5000kV A及以上新建变电所的设计。 第1.0.3条变电所的设计应根据工程的5～10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。 第1.0.4条变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理地确定设计方案。 第1.0.5条变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。 第1.0.6条变电所设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准和规范的规定。第二章所址选择和所区布置 第2.0.1条变电所所址的选择，应根据下列要求，综合考虑确定： 一、靠近负荷中心； 二、节约用地，不占或少占耕地及经济效益高的土地； 三、与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空和电缆线路的引入和引出； 四、交通运输方便； 五、周围环境宜无明显污秽，如空气污秽时，所址宜设在受污源影响最小处； 六、具有适宜的地质、地形和地貌条件（例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所），所址宜避免选在有重要文物或开采后对变电所有影响的矿藏地点，否则应征得有关部门的同意； 七、所址标高宜在50年一遇高水位之上，否则，所区应有可靠的防洪措施或与地区（工业企业）的防洪标准相一致，但仍应高于内涝水位； 八、应考虑职工生活上的方便及水源条件； 九、应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。 第2.0.2条变电所的总平面布置应紧凑合理。 第2.0.3条变电所宜设置不低于2.2m高的实体围墙。城网变电所、工业企业变电所围墙的高度及形式，应与周围环境相协调。 第2.0.4条变电所内为满足消防要求的主要道路宽度，应为3.5m。主要设备运输道路的宽度可根据运输要求确定，并应具备回车条件。 第2.0.5条变电所的场地设计坡度，应根据设备布置、土质条件、排水方式和道路纵坡确定，
智能变电站状态图元的规范与设计 发表时间：2016-07-19T15:46:42.537Z 来源：《电力设备》2016年第8期作者：杜鹏侯丹贺思亮张亮 [导读] 智能电网建设是全国电网建设的大趋势，最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。 杜鹏侯丹贺思亮张亮 （国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山 063000） 摘要：按照“调控一体化”建设模式，梳理调控业务需求、更新信号类型、建立新型图元、制定专属监控信号，已经成为当务之急。遵照“异常上光字、变位不告警”技术原则，提出新增空挂断路器、保护图元、状态图元等新概念并根据智能站新需求与主站监控界面新增重合闸状态监视界面，避免因信号告警方式错误，图元制作不规范等原因影响运行及监控人员对故障的准确判断，提高调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率，确保调控一体化系统高效稳定运行。 关键字：智能变电站信息图元分类规范 一、研究背景 智能电网建设是全国电网建设的大趋势，最终要实现电网的无人化、智能化是电网建设的最终目的。智能电网调度技术支持系统建设是智能电网建设的重要组成部分，为保障电网安全、稳定、经济、优质运行和 “大运行”体系改革、电网智能化建设奠定了坚实基础。为了实现电网的智能化建设唐山电网对于新投的110kV以上变电站要求全部按照智能变电站标准建设。新的智能变电站建成投运后，在信号及监控界面方面发现了若干问题，影响了调度、运行人员的日常操作和事故应急处理效率，影响了自动化维护人员对故障的及时排查。对智能站特有的信息及监控界面的优化规范与梳理已成为必要之举。 二、现状调查 随着智能变电站建设步伐的加快，智能变电站与常规站信号的差异日渐突显，由于智能变电站的设备与传统变电站由较大区别，导致主站调控一体化监视系统新增了许多以前没有的信号，例如：重合闸充电指示、重合闸投入软压板、智能终端就地操作、开关机构就地操作等等，而且智能变电站很多信号长期处于触发状态，老的图形绘制原则将导致监控人员监控复杂、操作不变，给调度与监控工作带来的极大不便，从而致使电网事故判断与处理效率下降。 三、存在的问题 1．新信号的图形制作问题 新投智能站把开关取消并加入智能终端，因此需要对相应的远方就地进行划分，同时对于属于保护信号并同时为变位信息的信号图元重新制作。对于新增信号图形制作问题，首先听取监控员意见，由于有些信号长时间为触发状态，小组人员讨论决定变位信息不上光字牌，这样不会触发间隔的光字牌，从而降低了对监控员的干扰。 2．保护信号的遥控问题 智能站中新增重合闸软压板、备自投软压板等压板类保护信号且这些信号需要主站监控员进行遥控，对于着这种情况需要在图形上进行重新制作。 3．重合闸信号是否异常问题 智能站中新增的重合闸充电指示、重合闸压板投入信号，这就为监控员根据充电指示、压板投入情况和开关位置判断信号是否异常增加了难度和工作量，导致监控员需要检查多幅间隔图中信号，并根据计算才能判断信号情况，根据这种情况需要增加新的监控信号并根据三种信号的情况制作公式判定。 四、状态图元的规范与设计 4.1对于智能站新增和改进信号进行系统分类 为便于调度监控人员更简便、准确的掌握信息，将保护信号中的变位信息分为以下几类。 1）仅状态变化的变位信息：主要反映相关设备“二次把手‘远方/就地’”的相关变位信息，仅用于监控员观察其状态以判断其是否属于异常，信号主要包括智能终端就地操作、刀闸及接地刀闸就地操作、开关就地操作、开关机构就地操作、主变有载调压机构就地操作。 2）不可遥控的变位信息：主要反映重合闸设备是否充电开关是否具备重合闸功能的变位信号。信号主要包括重合闸充电指示、备自投充电指示、备自投方式XX充电指示。 3）可遥控的变位信息：主要是智能站独有的相关软压板投入退出的变位信号，该信号可有主站监控员进行远程遥控操作。信号主要包括智能终端置远方压板投入、备自投软压板投入、自投闭锁压板投入、重合闸软压板投入。 4.2规范图元模型对应信息制作不同图元 根据上面对智能站变位信息的分类对每类信息制作专门类型的图元，同时我们为了使图形更整齐划一，我们对所有图元的绘制采用相同的参数。 1)对于“远方/就地”仅状态变化这类信息制作成状态图元。 2）对于充电指示这种不需遥控的变位信息制作成保护图元。 3）对于软压板投入这种需要遥控的变位信息必须使用设备图元代替最终使用空挂断路器来实现。 五、实时效果 通过对上述信息的详细分类，并根据分类采用标准化参数制作对应图元，极大地规范了间隔图内容，防止信息出现混乱从而产生光字时常动作的情况发生，减少了监控员的工作量提高了工作效率。 在今后所有新投变电站的信息分类、图形绘制过程中，均需严格按照对应原则对信息进行分类并使用标准图元模板进行一次图和间隔图的绘制，并在今后的工作中，认真总结工作经验，勇于创新，持续改进不足，保障调控一体化系统高效稳定运行。 参考文献： [1]《调控一体化系统信号与监控界面优化分析》，《电工技术》，2013（1）：28-30 作者简介： 杜鹏，男，高级技师，从事调控一体化运维工作,侯丹，女，高级工，从事电力系统营销工作,贺思亮，女，工程师，从事调控一体化运
中文摘要 变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多。因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，开展智能变电站的设计及研究具有重要意义。 本设计主要研究内容如下： 首先，阐述智能变电站的研究背景、基本概念及技术特征、研究现状，提出了智能化变电站主要支撑技术；其次，进行智能变电站技术特征及架构体系的研究，提出了智能变电站的主要技术原则及技术特征，并对三层两网结构的智能变电站的架构体系进行了详细的介绍，详细分析了过程层网络和站控层网络的结构；作为智能变电站的主要通讯手段，本文对智能变电站的IEC61850通讯标准进行了详细的介绍。 在介绍智能变电站的主要支撑技术、技术原则、技术特征及通讯标准后，对智能变电站的高压设备技术特征、组成架构进行了介绍，并对智能变压器、智能开关设备进行了初步设计。 最后，基于上述的工作，对智能变电站二次设备与监控系统进行进一步的研究，给出了智能变电站站控层设备集成优化设计方案及完成了智能变电站在线监测系统多层分布结构设计。并以220kV、110kV电压等级为例，给出了220kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案及110kV电压等级智能变电站通用设计三层两网设计方案。 关键词智能变电站，架构体系，三层两网，IEC61850，在线监测系统 Abstract Substation is an important part of the power system, it is responsible for the heavy tasks of power conversion and power redistribution, and plays an important role in the safety and economic operation of power grid. Substation, as the information source and executive terminal of power transmission and distribution system, requires more and more information and integrated control. Therefore, the current substation urgently needs a simple and intelligent system to realize information sharing, so as to reduce investment and improve operation and maintenance efficiency. These requirements of operation and management make the Smart Substation become a new direction of substation automation system. With
BY市110kv降压变电所设计--牛
课程设计 电气工程及其自动化_专业班级 题目BY市110kV降压变电所设计 姓名 学号 指导教师 二О年月日
一．变电站概括 1.1变电站总体分析 BY市变电站位于市边缘，供给城市和近郊工业、农业及生活用电，是新建地区变电所。变电站做为电力系统中起着重要的连接作用，是联系发电厂与负荷的重要环节。本课程设计主要是关于本变电站的一次设计，为了是变电站的一次设计能够很好的接入电力系统，使电力系统安全可靠的运行，下面对本变电站做初步分析的原始数据进行分析。 1．变电站类型：110KV地方降压变电站 2．电压等级：110/10KV 3．线路回数：110KV：2回，备用2回；10KV：13回，备用2回； 4．地理条件：平均海拔100m，地势平坦，交通方便，有充足水源，属轻地震区。年最高气温+42℃，年最低气温-18℃，年平均温度+16℃，最热月平均最高温度+32℃。最大风速35m/s,主导风向西北，覆冰厚度。5．负荷情况：主要是一、二级负荷，市内负荷主要为市区生活用电、棉纺厂、印染厂等工业用电；郊区负荷主要为郊区变电站及其他工业用电。 6．系统情况：根据任务书中电力系统简图可以看到，本变电站位于两个电源中间，有两个发电厂提供电
能，进而经过该变电站降压后用于工业、农业等负荷用电，需要一定的可靠性。 1.2 负荷分析及主变压器的选择 负荷计算的目的： 计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线选得过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又将使电器和导线电缆处子过早老化甚至烧毁，造成重大损失，由此可见正确确定计算负荷重要性。 负荷分析 10KV 侧: 近期负荷：P 近=(2＋2＋1＋1＋2＋3＋2＋1.5＋1.5＋1.5)MW=17.5MW 远期负荷: P 远=（３＋３＋1.5＋1.5＋3＋4.5＋3.5＋2＋2＋2＋2＋2）=30MW ∑=n i Pi 1=17.5MW+30MW=47.5MW 综合最大计算负荷计算公式: S js =Kt*1 cos n i i i P φ =∑*(1+α%) (注:Kt:同时系数，取85%; %:线损,取5%) S js 近=Kt*max 1cos n i i i P ? =∑近 *(1+α%)
110kV变电所设计 第一章任务书 第一节的主要内容 本次设计为110kV变电站初步设计，共分为任务书、计算书、说明书三部分，同时还附有12张图纸加以说明。该变电站有3台主变压器，初期上2台，分为三个电压等级：110kV、35kV、10kV，各个电压等级均采用单母分段的主接线方式供电，本次设计中进行了短路电流计算，主要设备选择及校验（包括断路器、隔离开关、电流互感器、母线等），并同时附带介绍了所用电和直流系统、继电保护和微机监控系统、过压保护、接地、通信等相关方面的知识。 第二节应完成的成果 说明书：电气主接线，短路电流计算及主要设备的选择，各电压级的配电装置及保护，微机监控系统等。 计算书：短路电流，主要设备选择（DL、G、CT、母线），变压器差动保护整定计算。 图纸：电气主接线图，电气总平面布置图，继电保护及综合自动化系统配置图，间隔断面图，直流系统接线图，所用电系统图，GIS电气布置图等共12张。 第三节应掌握的知识与技能 1、学习和掌握变电站电气部分设计的基本方法。 2、对所设计的变电站的特点，以及它在电力系统中的地位、作用和运行方式等应有清晰的概念。 3、熟悉所选用电气设备的工作原理和性能，及其运行使用中应注意的事项。 4、熟悉所采用的电气主接线图，掌握各种运行方式的倒闸操作程序。 5、培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。 第二章说明书 第一节概述 一、设计依据 1、中华人民共和国电力公司发布的《35kV～110kV无人值班变电所设计规程》（征求意见稿） 2、110kV清河输变电工程设计委托书。 3、电力工程电气设计手册（电气一次部分） 二、设计范围 1、所区总平面、交通及长度约20米的进所道路的设计。 2、所内各级电压配电装置及主变压器的一、二次线及继电保护装置。 3、系统通信及远动。
信息工程学院 综合课程设计报告书 题目:110KV 降压变电所电气一、二次设计 专业：电气工程及其自动化 班级：___________________ 学号：____________ 学生姓名：______________ 指导教师：__________ 声明：本作品用以交差之用无实
际理论意义不确保准确性与实践性 2012 年10 月10 日 、八 前言 变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的场所。 110KV 变电站属于高压网络，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直关系着全厂电气设备的选择、是变电站电气部分投资大小的决定性因素。 首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式来选择。根据主变容量选择适合的变压器，主变压器的台数、容量及形式的选择是很重要，它对发电厂和变电站的技术经济影响大。 本变电所的初步设计包括了：（1 ）总体方案的确定（2）短路电流的计算（3 ）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（4 ）继电保护的选择与整定（5）防雷与接地保护等内容。
最后，本设计根据典型的110kV 发电厂和变电所电气主接线图，根据厂、所继 电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，而后进行校验
第1章短路电流的计算 1 ．1 短路的基本知识 所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接触并产生超出规定值的大电流。 短路电流的大小也是比较主接线方案，分析运行方式时必须考虑的因素。系统短路时还会出现电压降低，靠近短路点处尤为严重，这将直接危害用户供电的安全性及可靠
国内智能变电站研究现状 国家电网公司和南方电网公司组织中国电力科学研究院和国内的各大电力设备制造厂商从2001年开始关注AEC 61850系列标准，并开始对该标准进行翻译，目前已经发布和出版了IEC 6185o系列标准的正式版，并组织了6次互操作实验，国内较有影响力的电力自动化设备供应商积极响应并参与了互操作性试验。 为有效推进智能变电站建设的规范化，国家电网公司在近年近百个各种类型数字化变电站项目实施经验的基础上，组织下系列标准和规范的讨论，并由智能电网部牵头编写了e／GDw 383－2009《智能变电站技术导则》、e／GDwZ410下2010《高压设备智能化技术导则》、《智能变电站设计规范》、O／GDw441－2010《智能变电站继电保护技术规范》、《智能电网试点项目评价指标体系与评价方法研究》等。这些标准和技术规范的出台，为智能变电站的实施试点项目提供了规范化的依据。 1．实际工程应用 2007年5月，河南首个智能变电站——洛阳金谷园110kv变电站正式投入运行。该站基于“网络化二次系统”概念，采用vLAN技术将局域网内的设备按网络化保护和控制功能逻辑划分成若干个网段，保证了控制的实时性，实现了网络的安全隔离；在间隔层采用了GOOSE网络传输技术，实现了数字化变电站三层结构的一体化应用；利用GOOSE网络实现了设备跳合闸命令传输、智能操作，实现了变电站过程层、间隔层、站控层一体化的五防操作逻辑闭锁功能；利用网络化实现了母线保护、备自投、低频低压减载功能；采用基于SNMP协议的网络在线监视与诊断服务技术，实时监视各网络节点的工作情况，实现了变电站二次设备的网络可视化监控。特别是在“网络化二次系统”及“网络化保护”方面处于国际领先水平。河南金谷园110kⅤ变电站智能化改造成功，标志真正意义上的智能变电站投人运行，也为智能电网的建设打下了良好的基础工作。
模块化智能变电站建设模式研究 发表时间：2017-11-02T12:16:46.597Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：张海文[导读] 摘要：随着全球经济的飞速发展，人们对能源的高效利用日益重视，变电站的作用就显得格外重要，本文就化智能变电站这一课题，探讨其建设背景、模块划分以及典型的设计技术，希望对读者有所助益。 （国网海北供电公司青海 812200）摘要：随着全球经济的飞速发展，人们对能源的高效利用日益重视，变电站的作用就显得格外重要，本文就化智能变电站这一课题，探讨其建设背景、模块划分以及典型的设计技术，希望对读者有所助益。 关键词：模块化智能变电站设计 1智能变电站模块化建设背景 1.1研究背景 随着国际国内能源形势的深刻变化，加快建设智能电网的需求迫在眉睫。变电站是电力网络的节点，它连接线路、输送电能，担负着变换电压等级、汇集电流、分配电能、控制电能流向等功能，变电站的智能化运行是实现智能电网的基础环节之一。模块化智能变电站是变电站建设的一种创新模式，从设计到建设阶段将全过程遵循“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”的管理理念，通过电气一、二次集成设备最大程度实现工厂内规模生产、集成调试、模块化配送，减少现场安装、接线、调试工作，建筑物采用装配式结构，工厂预制、现场机械化安装，将工业建筑实现标准化设计，统一建筑结构、材料、模数等，实现设计、建设标准化，有效提高建设质量、效率，提升电网建设能力。 1.2研究现状 2012年以来，新一代智能变电站概念设计方案应运而生，构建了以集成化智能设备、一体化业务系统及站内统一信息流为特征的新一代智能变电站设计方案。2013年，变电站模块化建设研究工作和试点工程又取得了突飞猛进的进展，提出了“模块化建设”的工程建设理念。设备厂商设计生产的电气设备质量的提高和电网可靠性的增加及电网发展的需求，推动了变电站设计模块化方案的可行性。 2智能变电站的模块化划分 智能变电站是随着科学技术的普及而出现的一种新型变电站形式，具有自动化和信息化的特点。对于它的模块化来说，属于变电站建设的一种新型模式，是时代发展的产物，它的模块化建设主要涉及到主变压器、高压开关、中压开关、中压配套设备和综合自动化等五个部分，它们相互作用、联系，共同构成智能化变电站。 第一，主变压器。它是通过拔插的方式，和高压进线电缆接头相互连接，在全封闭和多股电缆母线桥架，来实现和中压出线的相互连接。 第二，高压开关。它是在进出线部位选择拔插的具体方式，在气体绝缘封闭方式的利用下，来实现和组合电器的相互连接。 第三，中压开关。它是选择一体化的预装性质的组合电器。 第四，中压配套设备。这一设备中，它的结构构成主要是以消弧线圈、接地变压器以及无功补偿装置为主的o 第五，综合自动化。它属于是选择一体化预装式的控制室。 在实际的变电站建设中，这五个功能模块都是需要在事前进行调试的，在开始安装操作时，依次选择的是一次电缆、连接变压器、开关和配套设备、综合自动化选择通讯线路、电缆连接，在各个部分连接完成之后，最后开始进行整体上的调试工作，对各个功能组成进行性能的测试，以确保智能变电站模块化建设的顺利进行。 3 智能变电站模块化典型设计技术 3.1预制舱式二次组合设备设计 针对原来变电站单独配置的二次设备室，占地面积相对比较大，新一代智能变电站通过设计优化，提出了预制舱式二次组合设备，用体积较小的舱体来替代二次设备室，从而节省了变电站占地面积。 预制舱式二次组合设备按设备对象模块化设计，以方便运行、维护，变电站根据需要设置公用设备预制舱、间隔设备预制舱等，可根据变电站具体建设规模、布置方式等进行选择调整组合设计。预制舱内二次设备采用前接线、前显示式装置，屏柜采用双列靠墙布置，屏正面开门，屏后面不开门。舱体内集成二次设备及相应辅助设施，包括安防、消防、暖通、照明、检修、接地等。舱内与舱外光纤联系采用预制式光缆，舱内与舱外电缆联系可采用预制式电缆。舱内设备在工厂内完成相关接线、调试等工作，从而缩短施工周期。 3.2预制电缆设计 现有智能变电站中使用最多的控制电缆大多为4芯、7芯、14芯铠装电缆，接线芯数较多，容易出现接头不牢固而断线，采用预制电缆，按双端、单端预制方式，统一航空插头、电缆的型号，从而大大减小断线概率。预制电缆可以使用于主变压器、GIS本体与智能控制柜之间二次控制电缆连接。对于AIS变电站，断路器、隔离开关与智能控制柜之间二次控制电缆宜采用预制电缆。预制电缆可采用穿管、槽盒、电缆沟等敷设方式，从而使屏柜内的电缆接线简洁清晰，便于运行与维护。 3.3装配式建筑物设计 结合实际工程出线情况，对于采用组合电器（GIS）的工程规模，在组合电器全部为架空出线的情况下，可以利用架空出线套管作为后期试验、耐压的场所。充分利用建筑本身的结构，考虑后期设备运行、检修的移动，适当考虑取消目前GIS室双层层高的现状，能够优化建筑体量，实现建筑和设备的紧凑布局： 3.4配电装置选型设计 模块化设计要求设备选型均严格按照工厂预制现场装配的理念设计，一次设备本体加智能组件的方式实现一次设备智能化，智能组件统一由一次设备厂家场内集成，体现模块化设计的高效；电气装置的布置方式采用“单元”布置方式，一台主变所带设备成“单元”分区就近布置，并满足二次接线的要求。开关设备同无功补偿设备分区明确，充分体现电气布置模块化。一、二次设备高度集成，现场只需完成合并单元及保测装置至二次设备室的相关交直流电源电缆及光缆的敷设，全站电缆大幅减少，电缆敷设、电缆施工接线的工作量相应减轻，缩短电缆施工安装周期，节约工程造价。
110KV变电站设计 学院： 专业： 年级: 指导老师： 学生： 日期：
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
Abstract:This paper mainly carries on the design of 110KV substation. According to the mandate given by the system and the load line and all parameters of the substation and line consideration and the data of load analysis, meet the safety, economy and reliability requirements of 110KV, 35KV, 10KV side of the main connection form is determined, and then through the load calculation and determine the scope of supply the number, size, and type of the main transformer, thus obtains the parameters of each element, the equivalent network simplification, and then select the short circuit short circuit calculation, the calculation results and the maximum continuous working current according to short-circuit current, selection and calibration of electrical equipment, including bus, circuit breaker, isolating switch, voltage transformer, current transformer etc., and determine the distribution device. According to the load and short circuit calculation for the line, transformer, bus configuration of relay protection and setting calculation. At the same time, this paper makes a simple analysis of lightning protection and grounding and compensation device, and finally carries out the electrical main wiring diagram and the 110KV distribution unit interval section drawing. Key words: substation design, transformer, electrical main wiring, equipment selection