【正文】 次部分主要由繼電保護(hù) 、故障錄波、就地監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)裝置所組成。 在微處理器應(yīng)用之前，這些裝置不僅功能不同，實(shí)現(xiàn)的原理和技術(shù)也不同， 80年代由于微處理器的普遍應(yīng)用，因而長(zhǎng)期以來(lái)形成了不同的專業(yè)和相應(yīng)的技術(shù)管理部門(mén)。這些裝置都開(kāi)始采用微機(jī)技術(shù)而成為微機(jī)型繼電保護(hù)裝置、微機(jī)監(jiān)控和微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)裝置。這些微機(jī)型的裝置盡管功能不同，其硬件配置都大體相同，除微機(jī)系統(tǒng)本身外，無(wú)非是對(duì)各種模擬量的數(shù)據(jù)采集，以及輸入輸出接口電路，并且裝置所采集的量和要控制的對(duì)象還有許多是共同的，因而顯得設(shè)備重復(fù)，互連復(fù)雜。很自然的就提出了用綜合自動(dòng)化來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)全微機(jī)化的 變電所二次部分。從控制、測(cè)量、信號(hào)及遙信角度考慮，要求微機(jī)控制管理的集中性越高越好，數(shù)據(jù)事件信息的集中度、實(shí)時(shí)性越高越好，但從保護(hù)動(dòng)作特性和快速維護(hù)角度來(lái)考慮，要求微機(jī)管理的獨(dú)立性、物理空間單一性越明確越好，即微機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，影響面越小越好。 變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)是 :遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)、監(jiān)控、安全自動(dòng)裝置和經(jīng)濟(jì)自動(dòng)裝置融為一體 :控制集中、布置分散 ?？刂品桨胳`活，由用戶自行設(shè)計(jì) 。硬件標(biāo)準(zhǔn)化 。簡(jiǎn)化了變電站的運(yùn)行操作。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)一些功能分散的過(guò)程，實(shí)行集中監(jiān)視和控制。即以分散的控制適應(yīng)分散的過(guò)程對(duì)象，以集中的 監(jiān)視、操作和管理達(dá)到掌握全蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 2 局的目的。隨著自動(dòng)控制裝置的和被控設(shè)備可靠性的提高，變電所的控制可由就地操作過(guò)渡到遠(yuǎn)方操作和自動(dòng)操作。 變電所綜合自動(dòng)化方式的特征，就是將站內(nèi)當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能 SCANDA信號(hào)采集、遠(yuǎn)動(dòng)功能以及數(shù)字保護(hù)信息結(jié)合為一個(gè)統(tǒng)一的整體，以全微機(jī)化的新型二次設(shè)備取代傳統(tǒng)的機(jī)電式的二次設(shè)備，用不同模塊化軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)電式設(shè)備的各種功能，用計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)通信來(lái)替代大量信號(hào)的連接，通過(guò)人機(jī)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電所的綜合自動(dòng)化管理、監(jiān)視、測(cè)量、控制及打印記錄等功能。由此取消了傳統(tǒng)的集中控制屏。 目前，變電所綜合自 動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，已進(jìn)入大面積推廣應(yīng)用階段。各項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。目前，在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中廣泛使用的新技術(shù)主要有下述幾個(gè)方面。 （ DSP）技術(shù)的應(yīng)用 20世紀(jì) 80年代末 90年代初， DSP技術(shù)的應(yīng)用，使得隨一次設(shè)備布置的分散式測(cè)控單元很快發(fā)展起來(lái)，而且還提供了強(qiáng)有力的功能綜合優(yōu)化手段，如電壓、功率和電能的測(cè)量，可以直接從輸電線路、變壓器等設(shè)備上直接交流采樣，通過(guò) DSP得出各相電流、電壓的數(shù)字波形，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算不僅可計(jì)算出各相電流、相電壓的基波和諧波有效值， 以及各相有功、無(wú)功、電壓主、在功電量等測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還能進(jìn)一步計(jì)算出功率因數(shù)入、頻率以及零序、負(fù)序參數(shù)等值，并和有關(guān)的輸入、輸出觸點(diǎn)一起集成在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中。 20世紀(jì) 80年代以來(lái)，數(shù)字通信設(shè)備的發(fā)展應(yīng)用，大大提高了通信系統(tǒng)的通信容量和可靠。同時(shí)，通信技術(shù)中光纖通信技術(shù)正在迅速取代金屬電纜和同軸電纜，并用于遠(yuǎn)距離通信和短距離大容量信息的傳輸。光纖通信除具有頻帶寬、信道多和衰減小的特點(diǎn)外，還具有抗強(qiáng)電磁干擾的最大優(yōu)點(diǎn)。由于光纖通信實(shí)際上幾乎不受電磁干擾、浪涌、暫態(tài)分 量和各端間地位差的影響，非常適用于變電站強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境，是保護(hù)和監(jiān)控裝置最佳的通信信道。 . 20世紀(jì) 80年代以來(lái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)得到了很大的發(fā)展，特別是局域網(wǎng)（ LAN）技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用成為一種潮流。由于它們能很好地滿足電力系統(tǒng)一些特殊要求，因此該項(xiàng)技術(shù)在變電站綜合自動(dòng)化中得到廣泛的應(yīng)用。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和顯示技術(shù)的不斷提高和有機(jī)結(jié)合，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)正朝著功能綜合化，結(jié)構(gòu)微機(jī)化，操作監(jiān)視屏幕化，運(yùn)行智能化的方向發(fā)展，這必將使綜 合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)入新的起點(diǎn)。從變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向來(lái)看，它的最終目標(biāo)是最大限度的提高變電所的自動(dòng)化水平，利用計(jì)算機(jī)來(lái)代替人的手工操作，最終實(shí)現(xiàn)變電所無(wú)人值班。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 電氣主接線的設(shè)計(jì) 電氣主接線概述 發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、 可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) （ 1） 發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用 （ 2） 發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模 （ 3） 負(fù)荷大小和重要性 （ 4） 系統(tǒng)備用容量大小 （ 5） 系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料 主接線設(shè)計(jì)的基本要求 （ 1） 可靠性 （ 2） 靈活性 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性 35KV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 35KV 側(cè)是以雙回路與系統(tǒng)相連。 由《電力工程電氣一次設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ]4[ 第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知： 35— 110KV線路為兩回以下時(shí)，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。 故 35KV 側(cè)采用橋形的連接方式。 10KV 側(cè)主接線的設(shè)計(jì) 10KV 側(cè)出線回路數(shù)為 8 回。 由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ]4[ 第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：當(dāng) 6—10KV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)采用單母分段連接。 故 10KV 采用單母分段連接。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 4 主接線方案的比較選擇 由以上可知，此變電站的主接線有兩種方案 方案 一： 35KV 側(cè)采用外橋接線的連接方式， 10KV 側(cè)采用單母分段連接，如圖21 所示 圖 21 35KV 電氣主接線方案一 方案二： 35KV 側(cè)采用內(nèi)橋形的連接方式， 10KV 側(cè)采用單母分段連接，如圖 22所示 圖 22 35kv 電氣主接線方案二 此兩種方案的比較 方案一 35KV 側(cè)采用單母分段的連接方式，便于變壓器的正常投切和故障切除，10KV 采用單母分段連線，對(duì)重要用戶可從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一 段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時(shí)兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟(jì)性的要求。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器使蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 5 用，容易誤操作。 由以上可知，在本設(shè)計(jì)中采用第一種接線，即 35KV 側(cè)采用內(nèi)橋形的連接方式，10KV 側(cè)采用單母分段連線。 主接線中的設(shè)備配置 為保證電器和母線的檢修安全， 35KV 及以上每段母線根據(jù)長(zhǎng)度宜裝 設(shè) 1—2 組接地刀閘或接地器，每?jī)山拥氐堕l間的距離應(yīng)盡量保持適中。母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開(kāi)關(guān)和母聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)上，也可裝于其他回路母線隔離開(kāi)關(guān)的基座上。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。 （ 1） 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。電壓互感器的配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù) 裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。 （ 2） 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。 （ 3） 當(dāng)需 要監(jiān)視和檢測(cè)線路側(cè)有無(wú)電壓時(shí)，出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。 （ 4） 當(dāng)需要在 330KV 及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。 （ 5） 發(fā)電機(jī)出口一般裝設(shè)兩組電壓互感器，供測(cè)量、保護(hù)和自動(dòng)電壓調(diào)整裝置需要。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。 （ 1） 凡裝有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置要求。 （ 2） 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓 器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。 （ 3） 對(duì)直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。 （ 4） 一臺(tái)半斷路器接線中，線路 — 線路串可裝設(shè)四組電流互感器，在能滿足保護(hù)和測(cè)量要求的條件下也可裝設(shè)三組電流互感器。線路 —變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 1） 配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線裝設(shè)避雷器時(shí)除外。 （ 2） 旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè) 備的電氣距離是否滿足要求而定。 （ 3） 220KV 及以下變壓器到避雷器的電氣距離超過(guò)允許值時(shí)，應(yīng)在變壓器附近增設(shè)一組避雷器。 （ 4） 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。 （ 5） 下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器 ① 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開(kāi)關(guān)時(shí)。 ② 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。 ③ 接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。 ④ 發(fā)電廠變電所 35KV 及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處 應(yīng)裝設(shè)避雷器。 ⑤ SF6 全封閉電器的架空線路側(cè)必須裝設(shè)避雷器。 ⑥ 110—220KV 線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 主變壓器的選擇 負(fù)荷分析 負(fù)荷分類及定義 （ 1） 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回，帶來(lái)極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 （ 2） 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長(zhǎng)時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線 路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。 （ 3） 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許較長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線路供電。 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 1) 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用 30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 2) 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午 周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 3) 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 負(fù)荷計(jì)算的方法 負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式法等幾種。 需要系數(shù)法公式簡(jiǎn)單，計(jì)算方便，適用于各類變、配電所和供配電干線以及長(zhǎng)期運(yùn)行而且負(fù)載平穩(wěn)的用點(diǎn)設(shè)備和生產(chǎn) 車間（如鍋爐引風(fēng)機(jī)、水源泵站、集中空壓站）的負(fù)荷計(jì)算。但不適合用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少，各臺(tái)間容量懸殊且工作制度不同時(shí)的電力負(fù)荷計(jì)算。 二項(xiàng)式法將負(fù)荷分為基本部分和附加部分，后者系考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備的影響。適用于機(jī)修類用電設(shè)備的計(jì)算，其他各類車間和車間變電所設(shè)計(jì)亦常采用。二項(xiàng)式法所得計(jì)算結(jié)果一般偏大。 利用系數(shù)法以概率論為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備利用率并考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)以及各臺(tái)間功率差蘭州理工大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 8 異的影響確定計(jì)算負(fù)荷與平均負(fù)荷間的偏差量（這反映在最大系數(shù)中大于 1的部分），從而求得最大負(fù)荷。這種計(jì)算方法更具客觀性和普遍性，適用于各種類型負(fù)荷 的計(jì)算，所求得的結(jié)果更接近實(shí)際。但由于國(guó)內(nèi)對(duì)利用系數(shù)缺乏切實(shí)的工作和數(shù)據(jù)的積累，計(jì)算方法本身也較上述兩種方法復(fù)雜，故尚未得到廣泛采用。 在本次設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法確定 最大綜合計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算可按照公式： ? ?%1c o s1 m a a x ?? ?????????? ??miiit PKS （ 31） 求得。 式中 tK — 同時(shí)系數(shù)，出線回?cái)?shù)較少時(shí)，可取 ～ ，出線回?cái)?shù)較多時(shí)，取～ ； %? — 線損，取 5% ? ?%1c o s1 m a a x ?? ?????????? ??miiit PKS = { )630500800( ?? 2+ 160020xx? }（ 1+5%） = (32) 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 對(duì)企業(yè)用電的一次變電所，在低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主