西安电力高等专科学校
毕业设计开题报告
题目：110kV智能变电站系统及继电保护设计
学生姓名：郭飞飞学号：29
专业：继电保护及其自动化专业班级：12091
指导教师：**
2012 年4 月25日
一、选题背景和意义
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，智能变电站离我们越来越近。
建设智能变电站（即数字化变电站）的必要性：
1. 电力市场化改革的需要
变电站作为输配电系统的重要组成部分，市场化改革对其也提出了新的要求：从变电站外部看，更加强调变电站自动化系统的整体信息化程度，和与电力系统整体的协调操作能力；从变电站内部看，体现在集成应用的能力上，也不同于传统的变电站自动化装置的智能。
2．现有变电站自动化系统存在的不足
1）装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。
2）二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也增加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。
3）装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。
4）缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局
限了其在站内的应用，另一方面也给集控中心对信息的集成和维护带来困难。
数字化变电站是基于IEC61850标准体系上，采用了非常规互感器、智能化的一次设备、网络化的二次设备，能够实现智能设备之间的互操作和信息的共享。因为IEC61850技术的先进性，它将推动我国电力系统自动化控制的变革，为我国电力系统稳健、持续的发展奠定坚实的基础，也将产生巨大的效益。数字化变电站是智能电网发展的主要方向。
二、国内外研究现状
我国的智能变电站的发展及研究现状：
国家电网公司在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中明确担出在‘十一五’期间要研究、实施示范智能变电站。国内各网省公司纷纷开始智能变电站试点工程的建设。
目前，智能变电站技术很多，有些已成熟，有些还在研究阶段，有的还处于概念阶段。如：
1）一次设备智能化的实践：目前已有应用，如淮北桓潭110kV智能变电站。
2）二次功能网络化的实践：目前已有工程应用，如洛阳金谷园110kV数字化变电站。
3）设备状态检修的实践：智能一次设备状态检修的实践，继电保护二次设备状态检修的实践，目前正在开展研究。
4）站内智能高级应用方案研究：智能告警及分析决策经济运行与优化控制等，正在研究阶段。
5）分布协同智能控制与智能保护研究：目前正在研究阶段。
6）主变压器应用新型光栅式温度在线监控系统：目前正在研究阶段。
7）GIS组合电气应用SF6压力、微水在线监测系统。
智能变电站研究、建设工作尚处于赴阶段，重点工作主要集中在智能化开关设备的研究开发，尚不具备大范围推广应用的基本条件。主要
问题表现在：
1）智能变电站没有相应的设计规范、验收规范、装置检验规程、计量检定规程、运行规范等，需要在实践中不断研究、摸索并制定。
2）智能变电站技术尚不成熟，在智能设备检测装置、一体化信息、平台开发等方面还存在不足之处。
3）智能变电站的投产，使得原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，亟待研究新的检测方法，配置相应的检测仪器。
4）智能变电站与传统变电站的导致在维护界限、人员分工等方面需要重新划分。
国外的变电站自动化技术的发展：
国外的变电站自动化技术的发展是从20世纪80年代开始的，以德国西门子公司为例，该公司于1985年投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国及欧洲投运的该型变电站自动化系统达300多套，LSA-678变电站综合自动化系统1995年在中国正式投运。LSA-678系统结构有两类：一类是全分布式系统；另一类是集中与分布式相结合的系统。这两类系统均由64MB测控系统、7S/7U保护系统和8TK 开关闭锁系统三部分构成。
20世纪90年代，日本在多座高压变电站采用了以计算机监控系统为基础的运行系统，其主要特点是继电保护装置下放至开关站，并设置微机控制终端，采集测量值和断路器触点信息，通过光缆传输到主控制室的后台计算机系统中，断路器及隔离开关的操作命令也由主控制室通过光缆下达至终端执行。
总体上来看，国外变电站自动化技术的发展趋势同国内的发展趋势基本上一致，分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流。
三、设计的主要了解内容
主要研究内容：
1）分析智能变电站和传统变电站的区别。
2）分析智能变电站需求和功能
3）了解数字化变电站三层网络的含义，在变电站内，三层网络内各智能设备的类型和特点是什么。
4）了解GOOSE、MMS、SV的组网特性。
5）以浙江110KV云林变为例，对站内的二次设备产品、网络、监控后台进行设计和配置。其中包括：
Ⅰ.完成智能变电站一次系统设计
包括变压器的选择：变压器型号及台数的确定；变压器中性点接地方式选择、变压器容量的选择等；电气主接线设计：主接线设计的原则、常见的主接线方式、主接线的经济技术方案比较、主接线的确定；短路电流计算的相关要求和规定、短路点的选取、短路电流的计算；电气设备选择的原则、主要电气设备的选择等。
Ⅱ. 完成智能变电站二次系统设计
包括通信方式设置，通讯系统协议等。
四、设计的主要内容
1）设计110kv变电站主接线方式，并根据电网继电保护配置原则，制定全网继电保护配置方案。
2）说明智能变电站技术应用情况。
3）对110kv智能变电站结构图进行了解学习。
4）画出智能变电站中保护的配置图。
