【正文】 常規(guī)變電所的二次部分主要由繼電保護、故障錄波、就地監(jiān)控和遠動裝置所組成。很自然的就提出了用綜合自動化來優(yōu)化設計全微機化的變電所二次部分。硬件標準化。隨著自動控制裝置的和被控設備可靠性的提高，變電所的控制可由就地操作過渡到遠方操作和自動操作。各項新技術的發(fā)展為綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定了技術基礎。同時，通信技術中光纖通信技術正在迅速取代金屬電纜和同軸電纜，并用于遠距離通信和短距離大容量信息的傳輸。由于它們能很好地滿足電力系統(tǒng)一些特殊要求，因此該項技術在變電站綜合自動化中得到廣泛的應用。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。 由《電力工程電氣一次設計手冊》第二章第二節(jié)中的規(guī)定可知：35—110KV線路為兩回以下時，宜采用橋形，線路變壓器組線路分支接線。 故10KV采用單母分段連接。 主接線中的設備配置 為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長度宜裝設1—2組接地刀閘或接地器，每兩接地刀閘間的距離應盡量保持適中。電壓互感器的配置應能保證在運行方式改變時，保護 裝置不得失壓，同期點的兩側都能提取到電壓。（5） 發(fā)電機出口一般裝設兩組電壓互感器，供測量、保護和自動電壓調(diào)整裝置需要。（3） 對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配置。（1） 配電裝置的每組母線上，應裝設避雷器，但進出線裝設避雷器時除外。（5） 下列情況的變壓器中性點應裝設避雷器 ① 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點為分級絕緣且裝有隔離開關時。 ⑤ SF6全封閉電器的架空線路側必須裝設避雷器。（2） 二級負荷：中斷供電將造成設計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負荷。三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。 2) 尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。但不適合用電設備臺數(shù)少，各臺間容量懸殊且工作制度不同時的電力負荷計算。利用系數(shù)法以概率論為基礎，根據(jù)設備利用率并考慮設備臺數(shù)以及各臺間功率差異的影響確定計算負荷與平均負荷間的偏差量（這反映在最大系數(shù)中大于1的部分），從而求得最大負荷。式中 —同時系數(shù)，出線回數(shù)較少時，～，出線回數(shù)較多時，～； —線損，取5% ={2+}（1+5%） = (32) 主變壓器臺數(shù)的確定 對企業(yè)用電的一次變電所，在低壓側已構成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設兩臺主變壓器為宜。社會日新月異，在今天科技已十分進步，變壓器的制造、運輸?shù)鹊纫巡怀蓡栴}，故有以上規(guī)程可知，此變電所的主變應采用三相變壓器。在選擇電氣設備時，為保證在正常運行和故障情況下都能安全、可靠地工作，需要進行全面的短路電流計算。計算出基準值如下表41所示：表41 基準值37 計算變壓器和線路的等值電抗本次設計選取的變壓器為S9系列的雙繞組變壓器，因此變壓器的電抗值只有一個，計算如下： (41)線路的等值電抗計算如下（35KV進線側的電線長約20km，）， (42) 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖如下圖41所示：圖41 系統(tǒng)等值網(wǎng)絡圖 短路計算點的選擇及短路電流的計算 選擇等值電抗圖中的ddd3點為短路點，如上圖(41)所示。（5） 同類設備應盡量減少種類。計算回路的最大持續(xù)工作電流I max 時，應考慮回路在各種運行方式下的持續(xù)工作電流，選用最大者。 高壓斷路器及隔離開關的選擇 35KV電壓等級的斷路器及隔離開關的選擇（1） 出線側斷路器、母聯(lián)斷路器的選擇流過斷路器的最大持續(xù)工作電流：額定電壓選擇：額定電流的選擇：開斷電流選擇: (點短路電流)選用SW335型斷路器，其技術參數(shù)如下表23所示：表23 型斷路器的技術參數(shù)斷路器型號額定電壓KV額定電流A最高工作電壓KV額定斷流容量KA極限通過電流KA熱穩(wěn)定電流KA固有分閘時間S峰值4S35200017熱穩(wěn)定效驗：，熱穩(wěn)定時間為：因此需要計入短路電流的非周期分量，查表得非周期分量的等效時間T=，所以，滿足熱穩(wěn)定效驗。其動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定計算與母聯(lián)相同。因此所選斷路器合適。（3）共振效驗，L=，則當固有頻率在30～160HZ以外時，有β≈1或p1，在此情況下，可不考慮共振的影響，取β=1（4） 動穩(wěn)定效驗相間電動力的數(shù)值為：相間應力的數(shù)值為：根據(jù)，可以查得形狀系數(shù)條間電動力為：最大允許襯墊跨距：鋁雙條導體的取1003，則襯墊臨界跨距為：，因此不需裝設襯墊。條間計算應力：所以 可以滿足動穩(wěn)定要求所選母線符合要求 絕緣子和穿墻套管的選擇 35KV母線的絕緣子的選擇初選 型支柱式絕緣子，機械負載為,受到機械荷載為：滿足動穩(wěn)定性要求所選母線符合要求 10KV母線的絕緣子的選擇初選 型支柱式絕緣子，機械負載為,受到機械荷載為：滿足動穩(wěn)定性要求所選母線符合要求 10KV母線的穿墻套管的選擇初選型穿墻套管，機械負載為,5S時的熱穩(wěn)定電流為75KA 。繼電保護發(fā)展現(xiàn)狀，電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術、計算機技術與通信技術的飛速發(fā)展又為繼電保護技術的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。微機保護技術的發(fā)展趨勢：① 高速數(shù)據(jù)處理芯片的應用② 微機保護的網(wǎng)絡化③ 保護、控制、測量、信號、數(shù)據(jù)通信一體化④ 繼電保護的智能化。整定方案通常可按電力系統(tǒng)的電壓等級或者設備來編制，并且還可按繼電保護的功能劃分小方案分別進行。② 動作時限的整定。就線路來講，其主要故障為單相接地、兩相接地和三相接地。3) 變壓器的不正常運行過負荷、由于外部短路引起的過電流、油溫上升及油位過低。其中電流速斷保護為主保護，不帶時限，0s跳閘。 1) 10kV線路電流速斷保護：是根據(jù)短路時通過保護裝置的電流來選擇動作電流的，以動作電流的大小來控制保護裝置的保護范圍；有無時限電流速斷和延時電流速斷，采用二相二電流繼電器的不完全星形接線方式，本設計選用無時限電流速斷保護。4) 變壓器縱聯(lián)差動保護：是按照循環(huán)電流的原理構成。④采用間歇角原理。對于高壓側為35kV及以上的總降壓變電所主變壓器來說，也應裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護；在有可能過負荷時，也需裝設過負荷保護。 當在系統(tǒng)中的同一地點或不同地點裝有兩套保護時，其中有一套動作比較快，而另一套動作比較慢，動作比較快的就稱為主保護；而動作比較慢的就稱為后備保護。除此之外，它還有另外的意義。②近后備和遠后備： 當主保護或斷路器拒動時，由相臨設備或線路的保護來實現(xiàn)的后備稱為遠后備保護；由本級電氣設備或線路的另一套保護實現(xiàn)后備的保護，就叫近后備保護； ③輔助保護： 為補充主保護和后備保護的性能或當主保護和后備保護退出運行而增設的簡單保護，稱為輔助保護。（油流速度與變壓器的容量、接氣體繼電器導管的直徑、變壓器冷卻方式、氣體繼電器形式有關）。瓦斯保護的接線原理圖如下：：（主保護） 作用：用來反映變壓器繞組和引出線上的相間短路、中性點直接接地系統(tǒng)中系統(tǒng)側繞組和引出線的單相接地短路以及繞組匝間短路、容量在10000kVA及以上的變壓器應裝設縱差動保護。 計算Ie及電流互感器變比 S =4000kVA U1e = 35kV U2e=10 kV 變壓器縱差動保護用互感器變比選擇名 稱各側數(shù)據(jù)高壓（H）低壓（L）額定電壓Y（35kV）Δ（10kV）變壓器各側額定電流變壓器接線方式YΔCT接線方式ΔY選擇CT一次電流的計算值CT計算變比實選CT變比nl2550CT二次回路額定電流不平衡電流Ibp 平衡系數(shù)1確定基本側基本側非基本側由上表可以看出，35kV側電流互感器的二次回路額定電流大于10kVA側。Δfza—繼電器整定匝書數(shù)與計算匝數(shù)不等而產(chǎn)生的相對誤差，暫無法求出。代入數(shù)據(jù)得 （）選用差動線圈與一組平衡線圈匝數(shù)之和較WcdjsI小而相近的數(shù)值，作為差動線圈整定匝數(shù)WcdZ。 差動保護靈敏度要求值本系統(tǒng)在最小運行方式下，10kV側出口發(fā)生兩相短路時，保護裝置的靈敏度最低。靈敏系數(shù)： （） 故靈敏度滿足要求?？刹捎枚〞r限或反時限特性的繼電器。對1～2km 雙側電源的短線路，當采用上述保護不能滿足選擇性、靈敏性或速動性的要求時，可采用帶輔 助導線的縱差保護作為主保護，并裝設帶方向或不帶方向的電流保護作后備保護。2) 對雙側電源線路可裝設帶方向或不帶方向的電流電壓保護。3) 并列運行的平行線路，可裝設橫聯(lián)差動保護作主保護，并應以接于兩回線電流之和階段式保護或距離保護作為兩回線同時運行的后備保護及一回線斷開后的主保護及后備保護。電流保護多采用三段式，即由電流速斷保護、限時電流速斷保護和過電流保護組成。 35kV線路三段式電流保護整定計算 第一段 無時限電流速斷保護 1) 應躲過d3點的最大短路電流整定。4) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，~?！煽肯禂?shù), ——返回系數(shù), ——考慮電動機自起動使電流增大的自起動系數(shù),= （） (線路負荷電流取電流互感器額定一次側電流) （）2) 繼電器的動作電流為： （）3) 過電流保護應分別按本線路末端（d2點）及下一線路末端（d3點）短路時的最小短路電流校驗靈敏系數(shù)。繼電器的動作電流為： （）考慮到系統(tǒng)發(fā)展時仍能適應，選用DL11/50型電流繼電器，～50A，故動作電流整定值為30A。3) 由于其動作時間為0s，為防止其在線路上管型避雷器放電時誤動，~。變電所中的電氣部分通常被分為一次設備和二次設備。常規(guī)變電所的二次系統(tǒng)主要由繼電保護、就地監(jiān)控、遠動裝置、錄波裝置等組成。由于各設備安裝在不同地點，因而變電所內(nèi)電纜錯綜復雜。遠動功能不夠完善，提供給調(diào)度控制中心的信息量少、精度差，且變電所內(nèi)自動控制和調(diào)節(jié)手段不全，缺乏協(xié)調(diào)和配合力量，難以滿足電網(wǎng)實時監(jiān)測和控制的要求。作為變電所自動系統(tǒng)，應該確保實現(xiàn)以下要求： (1).檢測電網(wǎng)故障，盡快隔離故障部分。(5).確保通信要求。常規(guī)變電所的二次部分主要由繼電保護、故障錄波、就地監(jiān)控和遠動裝置所組成。很自然的就提出了用綜合自動化來優(yōu)化設計全微機化的變電所二次部分。硬件標準化。隨著自動控制裝置的和被控設備可靠性的提高，變電所的控制可由就地操作過渡到遠方操作和自動操作。各項新技術的發(fā)展為綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定了技術基礎。同時，通信技術中光纖通信技術正在迅速取代金屬電纜和同軸電纜，并用于遠距離通信和短距離大容量信息的傳輸。由于它們能很好地滿足電力系統(tǒng)一些特殊要求，因此該項技術在變電站綜合自動化中得到廣泛的應用。變電綜合自動化系統(tǒng)是利用多臺微型計算機和大規(guī)模集成電路組成的自動化系統(tǒng)，替代了常規(guī)的控制設備、遠動設備、信號設備和測量監(jiān)視儀表。變電所綜合自動化系統(tǒng)是各技術密集，多種專業(yè)技術相互交叉、相互配合的系統(tǒng)。、分層化綜合自動化系統(tǒng)是一個分布式系統(tǒng)，其中微機保護、數(shù)據(jù)采集和控制以及其他智能設備等子系統(tǒng)都是按分布式結構設計的，每個子系統(tǒng)可能有多個 CPU同時并列運行，以實現(xiàn)變電站自動化的所有功能，這樣一個由龐大的CPU群構成了一個完整的、高度協(xié)調(diào)的有機綜合（集成）系統(tǒng)。由此可構成分散（分布）式綜合自動化系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)具有較高的抗電磁干擾的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳送、滿足實時性要求，容易擴展，可靠性大提高，而且大大簡化了常規(guī)變電站繁雜的各種電纜連接，方便施工。綜合自動化系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)二次系統(tǒng)各專業(yè)界限和設備劃分原則，改變了常規(guī)保護裝置不能與調(diào)度中心通信的缺陷。這不僅減輕了值班人員的勞動，而且提高了測量精確度和管理的科學性。這種結構形式是按變電所的規(guī)模配置相應容量、功能的微機保護裝置和監(jiān)控主機及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它們安裝在變電所主控室內(nèi)。，軟件復雜，修改工作量大，調(diào)試難度大。 分層分布結構集中組屏的變電所綜合自動系統(tǒng)隨著微機技術和通信技術的發(fā)展，特別是在20世紀80年代后期，單片機的性能價格比越來越高，給變電站綜合自動化系統(tǒng)的研究和開發(fā)工作注入了新的活力，使研制者有條件將微機保護單元和數(shù)據(jù)采集單元按一次回路進行設計。設備層主要是指變電所內(nèi)的變壓器和斷路器、隔離開關及輔助觸點，電流互感器、電壓互感器等一次設備，圖2－2是變電所綜合自動化系統(tǒng)的分層構示意圖 間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，包括測量、控制和繼電保護部分。 變電所自動化系統(tǒng)應充分考慮系統(tǒng)用于進行變電所監(jiān)控的環(huán)境，所采用的技術應滿足安全性、可靠性、先進性、