【正文】 電力系統(tǒng)的變電站可分為兩大類： 發(fā)電廠的變電站，稱為發(fā)電廠的升壓變電站，其作用是將發(fā)電廠發(fā)出的有功及無(wú)功功率送入電力網(wǎng)。 前言 本 設(shè)計(jì)是 220KV 變電站。老師求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)，深厚的學(xué)術(shù)造詣和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我受益匪淺。 基于 CAN 總線的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一次將 CAN總線技術(shù)應(yīng)用于電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大膽嘗試。報(bào)表預(yù)覽打印與統(tǒng)計(jì)報(bào)表預(yù)覽打印與 Windows 的電子表格相連，使打印出的表格更具通用性。 2. 圖形設(shè)置 圖形處理菜單項(xiàng)在功能窗口中編輯和顯示系統(tǒng)中設(shè)備分布的拓?fù)鋱D，從而提高抄表的速度。如下圖所示。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)菜單選項(xiàng)的窗口中顯示系統(tǒng)的用戶及設(shè)備的詳細(xì)情況，包括設(shè)備的生產(chǎn)廠家、出廠日期、變壓器的變比、線路的長(zhǎng)度等。 抄表設(shè)置即管理系統(tǒng)抄收數(shù)據(jù)信息的多少，如： A、 B、 C 三相電壓、 A、 B、 C、 N四線電流、三相有功功率、無(wú)功功率、有功電量、有功電量、變壓器輸出電能（有功與無(wú)功）、三相功率因數(shù)、缺相、變壓器油溫、停電記錄、最大需量記錄。 抄表瀏覽器中的電表資源瀏覽器選項(xiàng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)抄表形為管理，包括手動(dòng)抄表和自動(dòng)抄表。事件觸發(fā)機(jī)制是可視化編程的一大特點(diǎn)，即程序的功能通過(guò)點(diǎn)擊菜單、按鈕等觸發(fā)方式組織在一起，這就決定了主站軟件的結(jié)構(gòu)是把各個(gè)功能分類組織在相應(yīng)的菜單項(xiàng)之下，用戶根據(jù)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，執(zhí)行相應(yīng)的操作。用戶分為普通用戶和系統(tǒng)管理員，分別有不同的操作權(quán)限。 在圖 中 : （ 1）主站發(fā)送的廣播凍結(jié)時(shí)間命令格式為： “ 0BBH” +CANADD+“ 0AAH” +cmnd+Byteh+Bytel+adrh+adrl+年 +月 +日+時(shí) +分 +chkxor+chksum 其中，年、月、日、時(shí)、分均為一個(gè)字節(jié)，即 Byteh=0、 Bytel= adrh=adrl=0。 設(shè)置命令流程圖如圖 所示。 “抄表命令”格式與 返回主界面 系統(tǒng)點(diǎn)名流程 報(bào)錯(cuò)，表站無(wú)法接通 LinkNum=3？ 查詢從集中器以及采集終端個(gè) 數(shù) 點(diǎn)名完成否？ Y N Y 撥號(hào)成功否？ 撥號(hào)，連接表站 發(fā)送點(diǎn)名命令 開(kāi)始 LinkNum+1 初始化各參數(shù)； LinkNum=0 Y N N 33 節(jié)中系統(tǒng)點(diǎn)名命令格式相同，只是， cmnd 命令號(hào)不同，主、從集中器的工作也不同。 adrh、 adrl—— 分別表示抄收對(duì)象的表型和表號(hào)。 cmnd—— 抄表命令號(hào)。類似的，采集終端下掛用戶電表，系統(tǒng)采集終端的個(gè)數(shù)也為 1～ 64 個(gè)，而每個(gè)采集終端最多可掛 16 個(gè)用戶電表。當(dāng)連接建立之后，主站即可發(fā)送命令，集中器則進(jìn)行命令的判斷，并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理工作?；谀K化的程序設(shè)計(jì)方法，本系統(tǒng)工作流程主要有系統(tǒng)工作流 30 程、系統(tǒng)點(diǎn)名流程、抄表命令流程、設(shè)置命令流程、廣播命令流程。 Visual Basic 繼承了 Basic 簡(jiǎn)便易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有友好的可視化編程界面，編程方便效率高，并且支持一套出色的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)，成為目前最流行的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用軟件變成工具之一 , 有利于在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的功能強(qiáng)大的并且易于操作的應(yīng)用軟件。 （ 7）系統(tǒng)計(jì)費(fèi)、計(jì)時(shí)精度高，無(wú)脈沖丟失產(chǎn)生，對(duì)電能計(jì)量不會(huì)附加任何誤差。 （ 3）每個(gè)采集器均設(shè)有一路電壓實(shí)時(shí)檢測(cè)終端。然后，系統(tǒng)即可依據(jù)主站命令，進(jìn)入正常的監(jiān)測(cè)、管理狀態(tài)。采集單元、采集模塊和采集終端都有不同的地址，以實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信。從集中器收到 CAN 總線的命令或數(shù)據(jù)后，再將其下傳到底層的 RS485 總線或進(jìn)行其它相關(guān)操作。 上 層星型通信網(wǎng) 基于 VB 的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以安裝在電力局管理中心的系統(tǒng)工作站為中心，通過(guò) PSTN 電話網(wǎng)以分散的形式，與帶 MODEM 的集中器（在本論文中稱為主集中器）進(jìn)行通信。采集終端的核心是單片機(jī)，具有一個(gè)與集中器相連接的RS485 通信接口。 圖 21 基于 CAN 總線的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 27 （ 4）采集模塊（ Acquisition module） 采集模塊是指用于采集單個(gè)用戶電能表電能量信息，并將它處理后通過(guò)信道將數(shù) 據(jù)傳送到系統(tǒng)上一級(jí)設(shè)備（中級(jí)器或集中器）的專用模塊。主、從集中器在結(jié)構(gòu)和功能上沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，均帶有RS485 總線以構(gòu)成底層通信系統(tǒng)，只是主集中器比從集中器多了 MODEM 通信功能。系通過(guò)主站計(jì)算機(jī)操作，用電管理人員可以隨時(shí)獲取所需要的各種數(shù)據(jù)和信息。由于 CAN 總線的開(kāi)支較大，因此系統(tǒng)從集中器的下行信道便采用了 RS485 總線。 25 第 7 章 變電站監(jiān)控系統(tǒng) 變電站監(jiān)控系統(tǒng) 系統(tǒng)的構(gòu)成 電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用電話線、 CAN 總線、以及 RS485 總線幾種通信信道。 電壓和無(wú)功綜合控制 以保證電壓合格和優(yōu)化無(wú)功補(bǔ)償為控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)有災(zāi)調(diào)壓變壓器分接頭和并聯(lián)補(bǔ)償電容器組的綜合調(diào)節(jié)和控制，既可提高供電質(zhì)量，又具有節(jié)能的功效，同時(shí)具有自動(dòng)統(tǒng)計(jì)電壓合格率的功能。 (4)母線保護(hù)。 (2)進(jìn)線線路保護(hù)。 (6)與保護(hù)裝置通信、交換數(shù)據(jù)。時(shí)間順序記錄分析率一般小于 5ms,高壓變電站可提高到小于 1ms. (4)電能計(jì)算。對(duì)采集的模擬量、狀態(tài)量及保護(hù)信息進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)視。 (1)數(shù)據(jù)采集與顯示。這種系統(tǒng)具有分布式結(jié)構(gòu)全部的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)便于擴(kuò)充、便于維護(hù)，一個(gè)環(huán)節(jié)故障不影響其他部件的正常運(yùn)行。將數(shù)據(jù)采集、控制單元和計(jì)算機(jī)保護(hù)單元就地裝在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)或其他一次設(shè)備附近就地安裝，相互之間有網(wǎng)絡(luò)電纜或光纜連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)分布分散式的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，如下圖 所示。 變電站綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式 22 歸納起來(lái)，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式有集中式、分布分散式和分布式結(jié)構(gòu)集中式組屏三種類型。變電站綜合自動(dòng)化另一個(gè)特征是運(yùn)行管理智能化。不管有人值班還是無(wú)人值班，操作人員不是在變電站內(nèi)就是在遠(yuǎn)方調(diào)度室或操作中心內(nèi)面對(duì)屏幕顯示器進(jìn)行變電站的全方位監(jiān)視與操作。分布式、多 CPU 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)各主要插件全是計(jì)算機(jī)化的，采用分布式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)總線連接。 變電站綜合自動(dòng)化最明顯的特征有以下四個(gè)方面： (1)功能綜合化 .變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是從建立在計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、模塊化軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。變壓器嚴(yán)重漏油使油面降低時(shí)，繼電器動(dòng)作，同樣發(fā)出“輕瓦斯動(dòng)作”信號(hào)。 m wrelop IKK KKI ? 式中， relK 為可靠 系數(shù)，對(duì) DL 型電流繼電器，取 ； wK 為接線系數(shù)，取 1； reK 為返回系數(shù)， DL 型電流繼電器，取 ； iK 為電流互感器的電流比； 為被保護(hù)線路在正常情況下的最大負(fù)荷電流，按下式計(jì)算： =（ ~3） I1NT 式中 , I1NT 為被保護(hù)變壓器的一次額定電流 . 該保護(hù)裝置的靈敏度應(yīng)按被保護(hù)線路末端 在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)： ??.IK IKS opi m ?? 已知 Ki(220)=750/5=150, Ki(110)=1000/5=200, Ki(10)=6000/5=1200 (220)=, (110)=, (10)=1732 20 校驗(yàn) : 220KV 級(jí)： opI (220)=(*1)/(*150)*= 整定為 5A pS (220)=(1*1670)/(150*5)= 校驗(yàn)合格 110KV 級(jí)： opI (110)=(*1)/(*200)*= 整定為 7A pS (110)=(1*3330)/(200*7)= 校驗(yàn)合格 10KV 級(jí)： opI (10)=(*1)/*1200)*1732= 整定為 13A pS (10)=(1*23910)/1200*13)= 校驗(yàn)合格 電流速斷保護(hù) 變壓器的電流速斷保護(hù)的速斷電流按下式整定： m wrelqb IKKKI ? 式中u KII ? uK 為變壓器的電壓比。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間大于 —— 時(shí)，應(yīng)加裝電流速斷保護(hù)。而在一個(gè)供電系統(tǒng)中，要想完全杜絕電路事故是不可能的。 110KV 等級(jí)選擇 JCC 系列電壓互感器，它分為單相、三繞組、串級(jí)絕緣、戶外安 18 裝互感器，適用于交流 50HZ 電力系統(tǒng)，作電壓、電腦測(cè)量和繼電保護(hù)。在高壓開(kāi)關(guān)柜中或布置地位狹窄的地方 ,可采用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)。 110KV 級(jí)： LCWB— 110，額定電流比 2*1000/5；準(zhǔn)確級(jí)組合 P/P/P/；準(zhǔn)確次級(jí) 5P，；二次負(fù)荷 50VA；短時(shí)熱穩(wěn)定電流 — 45KA；動(dòng)穩(wěn)定電流 80— 145KA。對(duì)于 S 級(jí)電流互感器取 3— 5。 不同用途的電流互感器，保證誤差準(zhǔn)確度的額定一次電流不同，測(cè)量用電流互感器，保證滿足規(guī)定誤差要求的一次額定電流的 50%120%特殊用途互感器 S 級(jí)，保證滿足規(guī)定誤差 要求一次額定電流的 10%120%。該系列隔離開(kāi)關(guān)為雙柱水平斷口式結(jié)構(gòu)，有單靜觸頭、雙靜觸頭兩種形式，易與其他電器構(gòu)成敞開(kāi)式組合電器。在切合電爐變壓器和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，配有專用的阻容吸收裝置或氧化鋅避雷器，可有效 地限制過(guò)電壓。該斷路器各斷口單元為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，每柱由兩個(gè)斷口組成，呈“ Y”形布置。短路種數(shù)，一般按三相短路驗(yàn)算，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇通過(guò)導(dǎo)體和電氣設(shè)備的短路電流為最大的那些點(diǎn)。 主變壓器選擇 主變參數(shù)：型號(hào) SFPSZ8— 90000/220 額定電壓 220/121/11KV 額定容量 90000/90000/90000KVA △ P＇ K（ 1－ 2） ＝ 395 △ P＇ K（ 1－ 3） ＝ 414 △ P＇ K（ 3－ 2） ＝ 280 最大負(fù)荷： 110KV Smax＝ 15＋ j8 10KV Smax＝ 5＋ j2 最小負(fù)荷： 110KV Smin＝ 8＋ j2 10KV Smin＝ 2＋ j1 高壓側(cè)的電壓為： V1max＝ 231KV V1min＝ 220KV 要求中壓側(cè)電壓不超過(guò) 110~121KV 范圍，低壓側(cè)電壓不超過(guò) 10~ 范圍。介紹了 Visual Basic 開(kāi)發(fā)工具的特點(diǎn)，論述了基于 VB 的電力遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站軟件的模塊設(shè)計(jì)思想和主要流 程，并對(duì)登錄管理界面、主界面和各菜單項(xiàng)進(jìn)行了說(shuō)明。這項(xiàng)技術(shù)將引起電力行業(yè)有關(guān)部門(mén)的重視，成為變電站設(shè)計(jì)核心技術(shù)之一 。 2 目 錄 摘 要 Abstract 第 1 章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及主接線的設(shè)計(jì)說(shuō)明 負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 電氣主 接線 第 2 章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及變壓器選擇 負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 主變壓器選擇 主變壓器參數(shù)計(jì)算 阻抗計(jì)算 分接頭選擇 無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算 第 3 章 短路電流計(jì)算 各支路最大負(fù)荷電流 短路點(diǎn)的選擇及短路電流計(jì)算結(jié)果表 第 4 章 主要電氣設(shè)備選擇 高壓斷路器 220KV 電壓級(jí) 110KV 電壓級(jí) 10KV 電壓級(jí) 隔離開(kāi)關(guān) 220KV 電壓級(jí) 110KV 電壓級(jí) 10KV 電壓級(jí) 互感器的選擇 電流互感器參數(shù)的選擇 電壓互感器參數(shù)的選擇 第 5 章 主變壓器繼電保護(hù) 定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 電流速斷保護(hù) 瓦斯保護(hù) 3 第 6 章 變電站綜合自動(dòng)化 綜合自動(dòng)化的特點(diǎn) 綜合自動(dòng)化的結(jié)構(gòu)形式 綜合自動(dòng)化的主要功能 第七章 變電站監(jiān)控系統(tǒng) 系統(tǒng)的構(gòu)成 系統(tǒng)的通信傳輸 上層星形通信網(wǎng) 中層 CAN 總線通信網(wǎng) 底層 RS485 總線通信網(wǎng) 系統(tǒng)的工作過(guò)程及功能 系統(tǒng)的特點(diǎn) 系統(tǒng)主站軟件的構(gòu)成 系統(tǒng)主站軟件流程 系統(tǒng)工作流程 系統(tǒng)點(diǎn)名流程 抄表命令流程 設(shè)置命令流程 廣播凍結(jié)命令流程 系統(tǒng)運(yùn)行 登陸管理 主界面 菜單功能說(shuō)明 致 謝 附錄 A 電氣一次接線原理圖 4 220KV 變電站 摘 要 ： 電力生產(chǎn)過(guò)程有別于其他工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)重 要特點(diǎn)，就是它的生產(chǎn)、輸送、變換、分配、消費(fèi)的幾個(gè)環(huán)節(jié)是在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)同步瞬間完成。變電站綜合自動(dòng)化應(yīng)該改變常規(guī)的保護(hù)裝置不能與外界通信的缺陷，取代常規(guī)的測(cè)量系統(tǒng)，如變送器、錄波器、指針式儀表等；改變常規(guī)的操作機(jī)構(gòu)，如操作盤(pán)、模擬盤(pán)、手動(dòng)同期及手控?zé)o功補(bǔ)償?shù)妊b置；取代常規(guī)的告警、報(bào)警裝置，如中央信號(hào)系統(tǒng)、光字牌等；取代常 規(guī)的電磁式、機(jī)械式防誤閉鎖設(shè)備；取代常規(guī)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置等。 結(jié)構(gòu)電腦化。這些裝置盡管功能不一樣，其硬件配置卻大體相同，除