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变电站辅助控制系统设计规程
1. 设计原则和目标，这部分规定了变电站辅助控制系统设计的
基本原则和目标，包括安全性、可靠性、高效性等方面的要求。
同
时也会对系统设计的整体思路和方法进行说明。
2. 系统架构设计，这部分规定了变电站辅助控制系统的整体架
构设计，包括系统的功能模块划分、各模块之间的关联和通讯方式、硬件和软件的选择等内容。
系统架构设计要求合理、可靠，能够满
足变电站运行的需要。
3. 技术指标和参数，这部分规定了变电站辅助控制系统的技术
指标和参数要求，包括系统的性能要求、响应时间、精度等方面的
规定，以及各种设备的选型标准。
4. 安全保护设计，这部分规定了变电站辅助控制系统的安全保
护设计要求，包括系统的防护措施、应急处理方式、故障诊断和处
理等内容，确保系统在异常情况下能够及时、有效地进行应对。
5. 系统集成和测试，这部分规定了变电站辅助控制系统的集成
和测试要求，包括系统集成的步骤和方法、测试的内容和标准，以
及验收和调试的程序。
总的来说，变电站辅助控制系统设计规程是为了规范和指导变电站辅助控制系统的设计、建设和运行，确保系统能够安全、稳定地运行，保障电力系统的正常运转。
在实际应用中，设计规程的严格执行对于提高变电站运行的安全性和可靠性具有重要意义。
摘要本设计是根据原始资料对矿35kV变电所的一次系统及部分二次系统的初步设计。
利用需用系数法算出了不同电压等级下的计算负荷，选择了低压变压器并且选择了主变压器；并对供电一次、二次系统并做了短路计算，为系统的安全运行选择可靠的继电保护；以及主控室控制屏的选择，保护接地系统和防过电压方案的确定，还对变电所室内外的布置作出合理的设计。
通过本设计为矿山供电及安全生产保驾护航。
关键词：变电所设计需用系数短路整定继电保护过电压AbstractThe design is according to the preliminary design of the original data on the 35kV substation mine a system and some secondary system. Required coefficient method to calculate the computational load under different voltage levels, choose a low-voltage transformer and select the main transformer; and supply primary and secondary systems and short-circuit calculations, and for the safe operation of the system to select a reliable relay protection; as well as the choice of the main control room screen to protect the grounding system and anti-voltage program, and also make the rational design of substation indoor and outdoor layout. Through the design for the production of mine supply and safety escort.Keywords：substation design required coefficient of short circuit tuning relay over voltage目录1 概述 (1)2 负荷计算与变压器选择 (2)2.1负荷分组与计算 (2)2.1.1 各个设备的负荷计算 (2)2.1.2 低压变压器的选择与损耗计算 (5)2.2 COSΦ补偿与电容器柜选择 (7)2.2.1 6kV母线上补偿前的总负荷 (7)2.2.2 cosΦ补偿 (7)2.2.3 电容器柜的选择 (8)2.2.4 补偿后6kV侧的计算负荷与功率因数 (8)2.3主变压器的选择 (9)2.3.1选择主变压器 (9)及全矿电耗、吨煤电耗的计算 (9)2.4COSΦ352.4.1 补偿后主变压器损耗计算 (9)2.4.2 补偿后35kV侧全矿总负荷与cosφ (10)352.4.3 全矿电耗与吨煤电耗 (10)2.5计算选择结果汇总 (10)3 供电系统拟定与短路计算 (11)3.1供电系统的拟定 (11)3.1.1 确定35kV进线回数 (11)3.1.2 确定35kV、6kV主结线 (11)3.1.3 负荷分配 (11)3.1.4 下井电缆回数确定 (11)3.1.5 供电系统简图 (12)3.2系统短路计算 (12)3.2.1 选取基准量 (13)3.2.2 计算各元件电抗标幺值 (13)3.2.3 各短路点的短路计算 (14)3.3限流电抗器的选择 (18)3.3.1 井下负荷计算 (18)3.3.3 选择限流电抗器 (18)3.3.4 选用电抗器的校验 (18)3.4短路参数表（含加电抗器后的修正） (20)4 变电所电气设备选择 (21)4.135K V电气设备的选择 (21)4.1.1 35kV断路器的选择 (21)4.1.2 35kV隔离开关的选择 (22)4.1.3 35kV电压互感器的选择 (22)4.1.4 35kV避雷器的选择 (22)4.26K V电气设备的选择 (22)4.2.1 高压开关柜的选择 (22)4.2.2 零序电流互感器的选择 (23)4.2.3 电压互感器、避雷器及熔断器的选择 (24)4.2.4 电抗器出线隔离开关的选择 (24)4.335K V输电线及母线的选择 (25)4.3.1 35kV母线的选择 (25)4.3.2 35kV输电线的选择 (25)4.46K V母线、电缆及架空线的选择 (26)4.4.1 6kV母线的选择 (26)4.5母线瓷瓶、穿墙套管及室外构架的选择 (29)4.5.1 母线瓷瓶的选择 (29)4.5.2 高压穿墙套管的选择 (29)4.5.3 室外构架的选择 (30)4.6选用设备汇总 (30)4.6.1 35kV侧选用设备 (30)4.6.2 6kV侧选用设备 (31)4.6.3 各侧母线、架空线及电缆 (31)4.6.4 母线瓷瓶及穿墙套管 (31)5 继电保护方案的拟定和整定 (33)5.1系统保护方案的分析设置 (33)5.1.11、2、3号断路器 (33)5.1.24、5号断路器 (33)5.1.3 8号断路器及6kV出线开关 (33)5.235K V进、出线与联络开关的保护整定 (34)5.2.1 1、2、3号断路器的保护整定 (34)5.2.2 4、5号断路器的保护整定 (35)5.3主变压器的保护整定 (36)5.3.1 计算主变压器各侧额定电流， (36)5.3.2 计算基本侧的一次动作电流 (36)5.3.3 确定线圈接线与匝数 (37)5.3.4 确定非基本侧（35kV侧）平衡线圈II的匝数 (38)5.3.5 验算Δf (38)5.3.6 初选短路线圈抽头 (38)5.3.7 校验最小灵敏系数 (38)5.46K V出线、联络开关的保护整定 (39)5.4.1 6kV母线开关保护整定（8号断路器） (39)5.4.2 各6kV出线开关继电保护整定 (39)5.5保护设置与整定结果汇总 (41)6 主控室各屏的选择 (42)6.1各屏选择说明 (42)6.1.1 控制屏 (42)6.1.2 继电保护屏和信号屏 (42)6.1.3 直流屏 (42)6.1.4 交流屏 (43)6.2选择结果汇总 (43)7 变电所的防雷与接地设计 (44)7.1保护接地网的设置 (44)7.1.1 接地电阻的确定 (44)7.1.2 接触电压 (45)7.1.3 跨步电压 (45)7.2变电所的过电压保护 (45)7.2.1 35kV线路的防雷 (45)7.2.2 6kv架空线防雷 (45)7.2.3 变电所电气设备及建筑物对直击雷的防护 (46)7.3结果汇总 (46)8 变电所的室内外布置 (47)8.1变电所室内外布置说明 (47)8.1.1 间隔配置 (47)8.1.2 配电装置布置形状 (47)8.1.3 各元件布置原则 (47)8.1.4 6kV室内布置 (47)8.1.5 主控制室布置 (47)8.2变电所平面布置图 (47)结论 (48)参考文献 (49)致谢 (50)前言本设计是根据原始资料对矿35kV变电所的一次系统及部分二次系统的初步设计。
电气系统计算机辅助设计电气系统计算机辅助设计（CAD）是一种将计算机技术和电气系统设计相结合的先进技术。
CAD的出现改变了传统的手工绘图方式，使设计师可以更快、更准确地完成设计工作，同时也能提高设计效率、降低设计成本、减少设计错误，确保电气系统的可靠性和安全性。
电气系统CAD软件一般包含电气系统绘图、计算、仿真、优化、测试等功能。
电气系统绘图是CAD的基础，通过CAD软件可以方便地对电气系统的线路、元件、设备等进行绘制和编辑。
CAD软件提供的绘图工具可以帮助设计师快速、准确地完成原理图、电路图、布线图、板图等各种电气图纸的绘制。
电气系统计算是CAD软件的关键部分，它可以帮助设计师分析电气系统的电路参数、电流、电压、功率等，以及计算各种电气设备的参数和性能。
计算功能可以支持多种算法和计算方法，如电容、电阻、电感、电流、电压等计算方法，实现基于理论知识的综合性能分析和电气系统的可靠性设计。
电气系统仿真是CAD软件的关键应用之一，它可以帮助设计师模拟电气系统的运行情况，包括电路的电流、电压、功率、功率因数等，以及各种设备的参数和性能。
仿真可以提供一个直观的电气系统运行情况视图，帮助设计师快速定位问题、分析、解决问题。
电气系统优化是CAD软件的另一个关键应用，它可以帮助设计师分析电气系统的性能和可靠性，以及寻找电气系统的最优解设计方案。
优化可以通过多种方法实现，如变量优化、参数优化、模型参数优化等，通过不断更新实现最优的设计方案。
最后，电气系统测试是CAD软件的关键应用之一，它可以帮助设计师对电气系统的性能进行测试和测量。
测试可以成为电气系统设计的最后一步，对整个电气系统进行全面检测和测试，以保证电气系统的可靠性和安全性。
总之，电气系统CAD软件应用领域非常广泛，在电力、通信、机械、石化、建筑和交通等领域得到广泛应用。
电气系统计算机辅助设计的出现和发展，不仅提高了电气系统设计的效率和精度，而且可以有效提高电气系统运行的可靠性和安全性，为社会经济的发展做出了重要贡献。
三维设计在变电站智能辅控系统设计中的应用摘要：在互联网发展的基础上，电力控制业务的覆盖范围也愈加广泛。
目前智能变电站主要采用的是二维平面设计，而三维模块化设计开始逐渐取代二维平面设计方式。
关键词：三维设计；变电站；智能辅控；系统设计；应用引言在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的今天，随着三维设计技术在各工业领域的大量应用，我国电力行业中的相关设计工作也广泛采用该技术，并在火力发电厂、水力发电厂、核能电厂中得到应用。
现有的三维设计依然侧重电网的基建与一次部分，还未在二次系统设计中得到普及，而其较好的三维展示能力，为二次系统的可视化设计带来了新的机遇，是未来二次系统设计可视化与数字化发展的重要支撑技术之一。
1三维设计技术特点三维设计技术是一种基于全信息三维模型，利用网络、数据库、图形处理等技术，结合多专业、多任务协同设计而形成的一种设计技术。
数字化三维技术首要直接目标是为了提升设计精度、效率和协同程度，同时可将全信息模型推广至设计施工一体化，包括数字化移交和工程全生命周期管理，相较于传统二维设计技术有如下特点：设计成品三维可视化程度高。
更直观、更精确、更贴近实际工程，可为非专业设计人员提供可视化工程资料，保证业主和非专业设计人员能更清晰地明白设计意图，减少项目前期沟通、评审中的分歧和误解；专业设计协同程度高。
各专业设计人员基于同一设计平台、同一三维空间、同一平面轴网进行协同设计，在一定条件下可实现多专业并行设计，专业间协同的紧密度大幅提高，有效避免传统设计中多专业交叉碰撞问题，沟通效率、设计效率大幅提升；以数据为核心。
设计阶段的全信息模型可传导至建造、运维等阶段，模型的唯一性和数据关联性可保证各阶段工程数据的准确性，为大数据分析、设计施工一体化、工程全生命周期管控等领域创造基础数据；产品交付形式多样化。
数字化三维设计成品不仅有全信息模型和工程数据库，也可生成传统二维施工图纸、数据表格和各类工程文件，可满足项目的精细化管理要求；设计产品附加值高。
变电站辅助系统的简介变电站辅助系统可以有效监控变电站消防、安防、视频、环境、照明等系统运行情况，在突发情况下能提醒运维人员并完成保障变电站的安全任务。
该系统作为电网安全生产所必须的重要技术手段之一，为电网的安全稳定运行提供了重要的保障。
随着智能化变电站、变电站无人值班以及变电运行集中监控等电网运行模式的推进，变电站辅助系统的重要性更加突出。
标签：变电站；辅助系统一、定义1.遵循统一技术规范，通过变电站内安全警卫、火灾报警、环境监控、照明、视频监控等设备的信息共享、应用功能集成、操作及告警联动，实现对变电站运行设备及运行环境全面监控的系统。
简称辅助系统。
2.变电站内的安全警卫、火灾报警、环境监控、照明、视频监控等辅助变电站安全运行的现场传感及控制设备。
简称辅助设备。
二、体系结构1.变电站辅助监控系统是变电站重要的组成部分，横向通过与站内一次系统、二次系统的信息集成，实现变电站设备及运行环境的全面监控，纵向实现上级应用系统对辅助设备的远程监视、控制及管理。
2.变电站辅助监控系统结构变电站辅助监控系统由综合服务器、数据通信网关机、存储单元、监控工作站、网络交换机、必要的安全防护设备以及辅助设备等组成，其中存储单元根据电压等级及实际工程规模可选。
变电站辅助监控系统实现变电站辅助设备等各类设备的信息集成，完成对变电站各种辅助设备信息的实时监控、告警联动及与上级应用系统的信息交互，通过与变电站自动化系统之间的信息集成，实现对变电站设备及运行环境的一体化监控。
三、系统功能1.总体要求系统应满足以下要求：支持对变电站辅助设备信息的一体化综合监控；支持采集接入、数据存储、告警处理、传输通信、联动、对时、管理和监控等功能。
2.主要功能要求（1）采集接入功能。
安全警卫、火灾报警、环境监控、照明、视频监控等设备为变电站辅助监控系统的必要设备但不仅限于这些设备。
实现对上述设备的接入功能，包括对实时数据的采集，设备运行状态的监视等。
综采供电计算机辅助设计系统摘要：综采供电计算机辅助设计系统的广泛应用，是为了更好的解决综采设备技术在实际工作中出现的问题，提高技术工作者的工作效率，将传统的枯燥乏味工作方式转变为高效率的、快捷的工作方式。
使综采供电设备的技术人员能够有更多的时间设计图纸，改变工作环境，提升工作速度。
本文通过对系统的开发工具及用户界面，综采供电系统计算机辅助设计的主要功能进行了简单的论述。
关键词：综采供电；计算机辅助设计；系统随着社会科学技术水平的不断发展，综采技术与其装备也在不断的发展和扩大。
综合性机械采煤技术的原动力是靠电力进行运转的，所以综采供电系统需要进行科学的、谨慎的设计方案和有效的计算。
由于煤矿采区移动性和变化性比较大，使得综采设备要经常性的进行调整，在进行调整的时候对供电系统进行重新的设计。
为了改变工作程序的复杂性，使用现代化的科学理念，将计算机应用到综采供电系统中，是设计改革的进步表现。
一、系统涉及的内容综采供电计算机辅助设计系统采用的是既可以满足普通的综采供电工作方面的内容，又可以满足高产量、高效率的综采供电工作方面的要求。
具体内容为：综采工作面的负荷统计；高压电缆截面校验；按长时负荷电流与机械强度要求初选低压电缆截面；按允许电压损失校验低压电缆截面；低压电网短路电流计算；热稳定和分断能力校验；过电流保护装置整定；绘制综采工作面供电系统图。
二、系统的开发工具及用户界面（一）开发使用的工具：BORLAND C++2.0版本BORLAND C++是一种新型的程序设计语言，广泛的适用与编制的系统软件和使用该软件面对的程序设计，是应用计算机在程序设计中的新型模式，它的计算机设计程序与传统的结构化设计程序完全不同，在研究和思考中，都要新的思路和想法，在解决问题的时候，更加的人性化。
从实际应用的角度可以看出，将设备硬件的内在潜力，充分的发挥出来，大大的降低了成本，为综采供电提供了软件开发中强有力的工具。
BORLAND C++和TURBO C强有力的融合，给C++编程提供了有利的、全面的功能，兼具功能扩展的能力，可以运用语言功能和混合型内存形式进行编写程序，将PC机的内在潜力发挥出来。
图1 工作票图图2 工作票图1 变电站工作票填写实况2018年11月18日，修试管理某处直流班在站内进行绝缘监察装置检查工作时开具的变电站第二种工作票，工作地点涉及5个保护小室，22面运行屏柜，涉及临近屏柜38面，如图1、图2、图3所示。
此工作票的内容大致包含工作任务、工作条件、安全措施以及危险点预控措施票中危险点以及预控措施这五大部分。
详细来说，工作任务需要工作负责人填写具体到设备区几号保护小室中的哪个屏工作，并具体写明做什么作业。
工作条件中需要工作负责人明确将要进行作业的屏柜目前的工作状态以及与之相邻的前后左右屏柜目前的运行情况。
安全措施中需要工作负责人清晰的表示出运行人员应该如何做安全措施，具体到挂什么标识牌，在哪里悬挂，详细的表示出前后左右屏，并悬挂标识牌。
工作危于单个工作地点的工作，当出现站内多处进行作业时查找电子图会显得捉襟见肘，手足无措。
每个工作地点进行导入，再挨个去查前后左右屏柜会变得非常繁复，工作量呈几何指数倍增加。
同时返工率极高，毕竟手动去查找电子图难以避免出现遗漏。
一来二去，光是工作负责人填写工作票提交，工作签发人审核签发工作票就需要多次返工，部分工程中甚至占整个工作50%的时间，费时费力焦头烂额。
此文提出的变电站工作票自动生成辅助系统，可以通过屏柜位置图形展示、图形开票、危险点预控票自动生成、自动链接压板图和excel交互等功能进行“图形”填写工作票，工作负责人只需要在界面上点点点，就可以生成一张完整的工作票，提交工作签发人审核签发的返工率极小，非常适合变电站内多处图3 工作票图图4 屏柜位置图绘制好的各变电站实际屏柜位置图上点选我们需要进行工作的屏柜，就可以将具体名称和小室位置录入工作票，剩下我们填写在屏上的作业内容即可，它会通过颜色的深浅来区分点到的位置和没有进行操作的位置。
点选工作屏柜后它会自动生成相邻位置屏柜的详细名称，同时各屏柜目前的工作状态一览无余，可以省去和站内运行人员进行核实工作状态的时间。
变电所一次部分计算机辅助设计系统
摘要：文章介绍了一个利用VB6.0开发的变电所一次部分计算机辅助设计系统，利用该系统由原始资料可以自动拟定主接线方案及进行主接线经济比较、短路电流计算和电气设备选择等内容，可以减轻工程设计人员的负担，大大缩短设计周期。
关键词：变电所计算机辅助设计
1 前言
电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电所的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。
由于变电所的设计内容多、范围广、逻辑性强，因此要求设计者有较高的专业水平，并熟悉各种设计规程和设计原理，工作量比较大，探求用计算机实现变电所的辅助设计是非
常必要的。
为了给用户提供一个使用方便、界面友好、简单易学的软件，我们采用VB6.0作为开发工具，VB是一种可视化、面向对象的Windows开发语言，具有强大的数据管理功能，使整
个软件的开发有一个良好环境。
2 设计内容
变电所一次部分的设计内容多、范围广，不同电压等级、不同类型、不同性质负荷的变电所设计时所侧重的方面是不一样的。
设计过程中要针对变电所的规模和形式，具体问题具体分析。
本文所阐述的辅助设计系统主要完成变电所一次部分设计中涉及计算的主要内容，
包括以下几个方面：
(1)主变压器选择：
主变压器选择包括容量、台数和类型的选择。
主变压器容量必须满足网络中各种可能运行方式时最大负荷的需要，考虑到负荷的发展，主变压器的容量应根据电力系统5～10年的发展规划进行选择，并考虑变压器允许的正常过负荷能力。
因此首先计算变电所各用户的计算负荷，然后计算变电所设计当年的计算负荷，最后计算计及负荷增长的变电所最大计算负荷，据此选择变压器的容量。
主变压器台数的选择可考虑如下：电力负荷季节性很强，适宜于采用经济运行方式的变电所，可装设两台等容量或不等容量的主变压器;变电所有重要负荷，应采用两台变压器;
除上述两种情况外，一般变电所设置一台主变压器。
农村变电所一般多采用双绕组三相变压器。
对于电压偏移较大的变电所可采用有载调压变压器。
容量较大的110kV及以上电压等级的变电所，为满足不同电压等级用户的要求，可
采用三绕组变压器。
(2)主接线方案的拟定：
电气主接线是变电所电气设计的首要部分，根据设计任务书的要求，可拟定若干个主接线方案。
因为对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量及母线结构等考虑的不同，会出现多种接线方案(近期和远期)。
应根据对主接线的基本要求，从技术上论证各方案的优缺点，淘汰一些明显不合理的方案，再进行可靠性定量分析计算比较，最后获得技术上最优
的2～3个主接线方案。
(3)主接线经济比较：
对符合设计要求和技术上先进的2～3个方案进行经济计算，以确定最佳方案。
经济计算是计算各种主接线方案的费用，包括设备综合投资和年运行费用两部分，然后做经济效益对比。
其具体方法是：求出各方案的综合投资Z和年运行费Fn之后，采用偿还年限法(农村变电所的标准偿还年限是5年)或最小费用法确定最佳方案。
对于农村变电所，由于其建设
工期较短，一般采用静态比较法。
(4)短路电流的计算：
在计算短路电流时，电力系统应处于最大运行方式，还要考虑到变电所计划发展的最终容量，并合理地确定短路计算点和正确地估计短路时间。
(5)电气设备的选择：
必须按正常运行条件即额定电压和额定电流进行选择，并且按短路条件校验其热稳定和
动稳定。
(6)配电装置尺寸的确定和校验：
配电装置是按主接线要求由开关设备、保护电器、测量仪表、母线和必要的辅助设备等组成。
配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的，它必须满足配电装置安全净距的要求。
(7)防雷接地系统：
根据变电所规模和所处地理位置的雷电活动情况选择避雷器和避雷针。
在布置变电所接地装置时，首先应保证无论施工或运行，在任何季节接地电阻都应不大于允许值;同时保证工作区域内电位分布较均匀，以使接触电压和跨步电压在安全值以下;另外应充分利用自然
接地体，以便降低工程造价。
3 功能实现
程序的设计采用窗口形式。
分为主窗口和辅窗口，两个窗口的结构形式类似，都采用菜单形式但功能不同。
主窗口完成主变压器选择、主接线拟定、主接线经济比较、短路电流计算和电气设备选择。
辅窗口完成配电装置尺寸的确定和校验以及防雷接地系统设计。
主窗口共有七个主菜单项，功能框图如图1所示。
图中"设备选择"菜单项所含的子菜单项包括所有的电气设备，如断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，具体选择时前面所拟订的主接线相对应。
"汇总表"菜单项是对前面工作的总结，可完成主接线和设备参数表的打印输出。
"其它"菜单项是软件说明及使用帮助等内容。
由于变电所一次部分设计内容是逐次递进的，所以各模块的执行顺序有一定的约束关系，即只有在前一项内容完成后才能进入下一项工作。
例如只有主变压器选择菜单项所包含的全部子菜单项完成以后，才能进行主接线选择
菜单项的内容。
图1 主窗口的功能框图
该系统根据用户输入的原始数据(包括负荷、负荷年递增率、网损率、发展年限、同时系数和需用系数)求变电所的计算负荷，然后确定变压器的容量，并在静态数据库中初选变压器的型号(如果后面的计算结果不满足设计规程的规定，还可重选变压器)，主变压器的选择界面如图2所示。
然后根据回路数和电压等级以及负荷性质拟定主接线方案，并作可靠性分析，通过经济比较最终确定主接线。
进而根据主接线绘制等效网络图，选择短路计算点，计算系统在最大和最小方式下的短路电流，按照正常工作条件和短路条件对主接线中的各个电气设备进行选择和校验。
如果校验合格，则输出结果;否则提示重新选择。
其程序框图如
图3所示。
图2 主变压器选择界面
图3 主程序框图
该系统采用静态数据库和动态数据库两种形式。
静态数据库用于存放各种电气设备的技术参数，包括主变压器型号库、基本接线形式库、开关设备库、电压互感器库、电流互感器库等。
技术不断进步，电气设备的型号也不断更新，因此用户可以随时增加和删除记录。
动态数据库用来记录、传送中间结果和存放设置信息，系统关闭后，动态数据库的信息全部消
失。
4 结束语
变电所设计工作是一项复杂、耗时的工作，涉及多方面的工程知识。
计算机辅助设计系统，它为工程设计人员提供一个界面友好的设计环境，使用方便，计算结果准确，可以大大
缩短设计周期。
