【導(dǎo)讀】電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。變電站由電器設(shè)備和線路按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)。可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的專設(shè)場(chǎng)所。利用用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，確定用戶等級(jí)。計(jì)選擇選擇兩臺(tái)主變壓器，主接線方式都采用單母線分段的接線方式。再進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇導(dǎo)線，選擇變電所高低壓電氣一次設(shè)備。包括斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器等。方式時(shí)的靈活性，使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)生故障時(shí)能全部瞬時(shí)切斷，主變壓器主要采用差動(dòng)保護(hù)。為提高供電質(zhì)量，對(duì)變電站進(jìn)行綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方案的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。最后，為了防止雷電對(duì)變電站的危害，對(duì)變電站進(jìn)行防雷保護(hù)。實(shí)現(xiàn)具有實(shí)用性的變電站電氣方案。

　　

【正文】 ???? ????? () ⑵ 靈敏系數(shù)校驗(yàn) 取最小短路電流： ( 3 ) 2m i n 211 0 . 5= 8 . 1 2 2 . 3 0 4 k37NKKNUI I AU? ? ? ?（ 3 ） () m i n m i n33= 2 . 3 0 4 1 . 9 9 522KKI I k A?? ? ? ?（ 2 ） （ 3 ） () 折算到電流互感器二次側(cè)： m i n2 m i n 1 . 9 9 5 1 0 0 0= 4 9 . 8 7 5n 4 0KKTAIIA?? ???（ 2 ）（ 2 ） () 由圖 4 可知當(dāng) zdI = 時(shí) cdI =，靈敏系數(shù)計(jì)算得： 2 m i nlmcd4 9 .8 7 5k = = = 3 .4 1 21 4 .6 5KI I ? ?（ 2 ） () 校驗(yàn)合格。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第七章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 28 第七章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)概述 變電所綜合自動(dòng)化是將變電所的二次設(shè)備（包括測(cè)量?jī)x表、控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)裝置）經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站電氣設(shè)備輸配電線路的自動(dòng)控制、自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量和保護(hù)，以及實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行和調(diào)度通信相關(guān)的綜合性自動(dòng)化功能。變電綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是利用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路組成的自動(dòng)化系統(tǒng)，替代了常規(guī)的控制設(shè)備、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備、信號(hào)設(shè)備和測(cè)量監(jiān)視儀表。用微機(jī)保護(hù)裝置替代了由分列元件組成的繼電保護(hù)屏，取消了常規(guī)的控 制屏、遠(yuǎn)動(dòng)屏和中央信號(hào)系統(tǒng)，變電站的綜合自動(dòng)化是自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等高科技在變電所的綜合應(yīng)用，變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力和邏輯判斷功能，方便地監(jiān)視和控制變電站內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行和操作。變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有功能綜合化、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)微機(jī)化、測(cè)量顯示數(shù)字化、操作監(jiān)視屏幕化、運(yùn)行管理智能化等特點(diǎn)。簡(jiǎn)言之，變電所綜合自動(dòng)化是集保護(hù)、測(cè)量、控制、遠(yuǎn)運(yùn)等為一體通過數(shù)字通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息共享的一套微機(jī)化的二次設(shè)備及系統(tǒng)。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 本站二次采用微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，按無人值班站設(shè)計(jì)，取消常規(guī)控制屏，實(shí)現(xiàn)全計(jì)算機(jī)監(jiān)控。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其示意圖見圖 5。主變保護(hù)測(cè)控、 35kV 保護(hù)測(cè)控及公用設(shè)備、交直流系統(tǒng)、通信布置在綜合保護(hù)室內(nèi)； 10kV保護(hù)測(cè)控就地布置在開關(guān)柜上。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能與站內(nèi)所有其他具有通信能力的智能設(shè)備通信。 全站的二次設(shè)備，包括控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)、遠(yuǎn)動(dòng)等都采用微機(jī)裝置，各裝置通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信息并實(shí)現(xiàn)資源共享。各間隔、保護(hù)通信室內(nèi)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)線進(jìn)行聯(lián)接。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第七章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 29 圖 5 系統(tǒng)分層分布結(jié)構(gòu)示意圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能 變電站層即主 站層，由監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主站等設(shè)備組成。因本站為 35kV 變電站，故此遠(yuǎn)動(dòng)主站雙機(jī)配置，監(jiān)控主機(jī)單機(jī)配置，設(shè)置在綜合保護(hù)室。遠(yuǎn)動(dòng)主站完成與縣調(diào)的通信；監(jiān)控主機(jī)除可進(jìn)行當(dāng)?shù)夭僮?、顯示各種接線圖并生成當(dāng)?shù)貓?bào)表外，還可與間隔層設(shè)備一起完成小電流接地選線、電壓無功綜合控制等功能。主變兩側(cè)電能表和各間隔層單元電能表通過電表的 485 接口聯(lián)網(wǎng)后，經(jīng)過規(guī)約轉(zhuǎn)換（或直接）接入綜自網(wǎng)，向縣調(diào)傳送需要的電能量。 站內(nèi)通信網(wǎng)媒體采用屏蔽對(duì)稱雙絞線電纜，以提高傳輸速率，增加可靠性。 各間隔的斷路器等設(shè)備，可以在調(diào)度端、站內(nèi)監(jiān)控主機(jī)和就地三處進(jìn)行控制，相互之間具有聯(lián)鎖功能，同一時(shí)間內(nèi)只能由一處控制。開關(guān)柜和控制保護(hù)屏上設(shè)有遠(yuǎn)方/就地切換開關(guān)和就地控制開關(guān)，公用屏上設(shè)遠(yuǎn)方 /就地切換開關(guān)。 監(jiān)控系統(tǒng)完成的功能主要包括： ⑴ 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理 對(duì)變電站的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)自動(dòng)定時(shí)進(jìn)行采集，并作必要的預(yù)處理。存于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，供實(shí)時(shí)畫面顯示、制表打印及完成各種計(jì)算。 ⑵ 限值監(jiān)視和報(bào)警處理 服務(wù)器 工作站通信系統(tǒng)前置機(jī)前置機(jī)通行層子站 子站 子站子站層主站層沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第七章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 30 實(shí)時(shí)監(jiān)視變電站各類設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，當(dāng)它們發(fā)生異常、運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變更或參數(shù)超越設(shè)定限值時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，包括事件順序記錄（ SOE）、故障報(bào)警記錄、參數(shù)越限報(bào)警與記錄、電氣主設(shè)備操作記錄、事故追憶等。 ⑶ 畫面顯示及漢字制表打印 ⑷ 制操作 在保護(hù)通信室通過監(jiān)控主機(jī)鍵盤對(duì)斷路器進(jìn)行控制操作，也可接收調(diào)度端的命令實(shí)現(xiàn)斷路器的跳合閘。 ⑸ 與微機(jī)保護(hù)裝置和其它智能設(shè)備通信 ⑹ 與縣調(diào)的通信 ⑺ 對(duì)時(shí)功能 ⑻ 在線自診斷功能 系統(tǒng)具有在線自診斷能力，可以診斷出通信通道、計(jì)算機(jī)外設(shè)、 I/0 模塊、電源等故障，并進(jìn)行報(bào)警。 ⑼ 自恢復(fù)功能 當(dāng)出現(xiàn)供電電源故障時(shí)，系統(tǒng)能有序地停止工作，當(dāng)供電電源恢復(fù)正常時(shí)應(yīng)具有自動(dòng)重新啟動(dòng)功能。 ⑽ 就地音響 當(dāng)站內(nèi)有人時(shí)，可發(fā)出事故或預(yù)告音響。 ⑾ 10kV母線電壓監(jiān)測(cè) 每段 AC 相裝設(shè)電壓監(jiān)測(cè)儀 1個(gè)。 不間斷電源 監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主站采用交、直流兩用逆變電源供電。正常時(shí)，由交流 220V 供電，經(jīng)逆變電源后供給監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主站；當(dāng)交流輸入消失時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)為由直流220V 供電，逆變后供給監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主站。從而保證監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)主站電源的沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第七章 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng) 31 不間斷性。 計(jì)量表計(jì) 測(cè)量 站內(nèi)不設(shè)常規(guī)測(cè)量?jī)x表。與調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化相結(jié)合，系統(tǒng)所發(fā)遠(yuǎn)動(dòng)信息量均在各功能單元的液晶屏幕或就地監(jiān)控機(jī)的顯示器上查看。 計(jì)量 設(shè)多功能電能計(jì)量表，主變 35kV 側(cè) （ 級(jí)）、主變 10kV 側(cè)（ 級(jí)）、 35kV出線（ ）電能表組屏放于綜合保護(hù)室內(nèi)， 10kV 線路、電容器的電能表（ ）就地安裝。 靜態(tài)保護(hù)屏接地 根據(jù)部頒反措要求，靜態(tài)保護(hù)屏下部設(shè)有截面不小于 100mm2 的接地銅排。屏柜上裝置的接地端子排用截面不小于 4mm2 的多股銅線和接地銅排相連。接地銅排用截面不小于 50mm2 的銅纜與保護(hù)室內(nèi)的等電位接地網(wǎng)相連。 遙測(cè)、遙信方式 交、直流系統(tǒng)的遙測(cè)、遙信以常規(guī)方式通過電纜接入綜合自動(dòng)化 系統(tǒng)，遙信為強(qiáng)電 220V 空接點(diǎn)開關(guān)量輸入 。 站內(nèi)二次電纜采用阻燃屏蔽電纜 。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第八章 變電站的防雷保護(hù) 32 第八章 變電站的防雷保護(hù) 變電站防雷概述 雷電引起的大氣過電壓將會(huì)對(duì)電器設(shè)備和變電所的建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，因此，在變電所和高壓輸電線路中，必須采取有效的防雷措施，以保證電器設(shè)備的安全。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)前變電所中采用的防雷保護(hù)措施是可靠的，但是雷電參數(shù)和電器設(shè)備的沖擊放電特性具有統(tǒng)計(jì)性，故防雷措施也是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的。 變電所的雷電危害主要來自兩個(gè)方面：一個(gè)是直接雷擊變電所的建筑物、構(gòu)筑物和熱破壞；另外一個(gè)是雷電感應(yīng)產(chǎn)生的高電壓波沿輸電線路侵入變電所內(nèi)，使主要電氣設(shè)備對(duì)地絕緣擊穿或燒毀。所以對(duì)于直接雷擊破壞，變電所一般采用安裝避雷針或者避雷線保 護(hù)，對(duì)于沿線路侵入變電所的雷電侵入波的防護(hù)，主要靠在變電所內(nèi)合理地配置避雷器。 變電站的防直雷保護(hù) 防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針，它是由金屬制成，比被保護(hù)設(shè)備高并具有良好的接地裝置，其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中，從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。 避雷針的設(shè)計(jì)一般有以下幾種類型： 1． 單支避雷 針的保護(hù) 2．兩支避雷針的保護(hù) 3．多支避雷針的保護(hù) 避雷針的保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言。單支避雷針的保護(hù)范圍是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓錐體。避雷針的保護(hù)半徑 xr 可按下式計(jì)算 ： 當(dāng) hhx ? 時(shí) phhr xx )( ?? () 當(dāng) hhx ? 時(shí) 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第八章 變電站的防雷保護(hù) 33 phhr xx )( ?? () 式中 ： h— 避雷針高度，單位 m xh — 被保護(hù)物的高度，單位 m p — 高度影響因數(shù)，當(dāng) mh 30? 時(shí)， p=1；當(dāng) mh 30? 時(shí)，hp ? 本變電所 35kV 進(jìn)線，在進(jìn)站 內(nèi)架設(shè)單避雷線，防雷擊于線路上；在變電所內(nèi)安裝４根避雷針，使變電所內(nèi)所有設(shè)備與建筑都在其保護(hù)范圍內(nèi) 。 變電站對(duì)雷電入侵波的防護(hù) 避雷器的作用 變電站內(nèi)安裝著類型繁多的高、低壓變、配電設(shè)備，這些設(shè)備均直接和供電系統(tǒng)的線路相連，而線路上發(fā)生雷電過電壓的機(jī)會(huì)較多，因此入侵波常常是變電站的主要雷害，所以必須對(duì)入侵波有足夠的防護(hù)措施。變電站中防護(hù)入侵波的主要裝置是安裝閥型避雷器，避雷器的作用是限制過電壓以保護(hù)電器設(shè)備，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)放電器，當(dāng)雷電入侵波或操作過電壓超過某一電壓值時(shí)，避雷器將先于與其并聯(lián)的被保護(hù)設(shè)備放電，使電壓值被限制，從而使電氣設(shè)備得到有效保護(hù)。 避雷器的選擇 變電站內(nèi)最重要的設(shè)備是主變壓器，它的價(jià)格高，絕緣水平又很低，為了減少變壓器所受過電壓幅值，閥型避雷器應(yīng)盡量安裝在電氣距離靠近主變壓器的地方。從保證保護(hù)的可靠性來說，最理想的結(jié)線方式是把避雷器和變壓器直接并聯(lián)在一起，但是考慮變電站的電氣設(shè)備具體布置時(shí)，由于變壓器和母線之間還有開關(guān)設(shè)備，按照設(shè)備相互之間應(yīng)留有一定的安全間距的要求，所以安裝在母線上的避雷器和主變壓器之間必然會(huì)出現(xiàn)一段距離 L，當(dāng)入侵波的波陡度和聯(lián)線距離較大時(shí)，則絕緣被擊穿而使變壓器破壞。本設(shè)計(jì)中 35kV 母線采用的避雷器型號(hào)為 35FZ? ， 10kV 母線采用的避雷器型號(hào)為 HY5WS－ 。 變電所 35kV 進(jìn)線 端 ， 內(nèi)采用架設(shè)單根避雷線保護(hù)，但為了減少臨近變電所 1 2km 內(nèi)雷電的繞擊和反擊，應(yīng)考慮變電所的進(jìn)線段保護(hù)，在進(jìn)線段裝設(shè)管型 GXS避雷器。管型 GXS 避雷器作用：斷路器在開斷狀態(tài)，又有雷電波入侵時(shí)，由于反擊電沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第八章 變電站的防雷保護(hù) 34 壓上升到 2 50U? %，使斷路器或隔離開關(guān)絕緣對(duì)地放電而引起短路。對(duì) 10kV 電纜出線采取電纜外殼接地，架空線路在進(jìn)線上裝設(shè)一組 FS－ 10型避雷器。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 35 參考文獻(xiàn) [1] 蘇文成．工廠供電 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， ． [2] 莫岳平，翁雙安．供配電工程 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， ． [3] 王玉華．供配電技術(shù) [M]．北京：北京大學(xué)出版社， ． [4] 戈東方，鐘大文．電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)：電氣一次部分 [M]．北京：中國電力出版社， . 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