1、110KV 变电站初步设计- 1 -目 录第一部分 设计说明书第一章 主变压器的选择1第二章 主接线选择2第三章 短路计算5第四章 主变压器的选择7第五章 配置全所的继电保护11第六章 变电站自动化14第二部分 110KV 变电所初步设计计算书第七章 短路电流计算 19第八章 计算各回路最大持续工作电流 22第九章 高压断路器选择和校验 23第十章 隔离开关的选择和校验 31第十一章 母线的选择和校验 33第十二章 电压互感器的选择 38第十三章 电流互感器的选择 39第十四章配置全所的继电保护 42参考文献 45附 110kV 地方变电所电气主接线图110KV 变电站初步设计- 2 -前 言
2、根据变电站电气部分课程的要求，为了让同学们能够更好的掌握电气部分的发电、变电、输电、主系统的构成、设计和运行的基本理论及计算方法、并注重加强对电气设备性能和原理灵活应用于实践，培养自己的分析 和计算能力，特此制定出了该毕业设计。此设计分为十个部分：第一章对待设计变电所的分析；第二章主变压器选择；第三章变电所的主接线设计；第四章变电所自用电接线及自用变压器的确定;第五章短路电流的计算；第六章断路器和隔离开关的选择；第七章导体的选择；第八章变电所的防雷保护规划；第九章变电所的继电保护规划；第十章 变电所的仪表配置规划；附电气主接线。该设计由西安电力高等专科学校 11044 班杨婷同学设计，由西安电
3、力高等专科学校李依凡老师指导。可供同类专业的同学参考。由于设计时间仓促，难免会有错误和不足之处，恳切希望审阅该设计的老师和同学们提出批评指正意见。110KV 变电站初步设计- 3 -第一部分 110KV 变电所初步设计说明书第一章 主变压器的选择一、主变压器的选择概述：在合理选择变压器时，首先应选择低损耗，低噪音的 S9,S10,S11 系列的变压器，不能选用高能耗的电力变压器。应选是变压器的绕组耦合方式、相数、冷却方式，绕组数，绕组导线材质及调压方式。二、变电所主变压器的容量和台数的确定1. 主变压器容量的确定1.1 主变器容量一般按变电所建成 5-10 年的规划负荷选择，并适当考虑到远期。
4、10-20 年的负荷发展1.2 根据变电所所带负荷的性质，和电网结构，来确定主变压器的容量。1.3 同等电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。35KV 负荷计算负荷名称 近期最大负荷（ MW）功率因数 负荷同时率 有功功率（ KW）无功功率（Kvar）视在功率（ KVA）1#出线 6.38 0.8 0.85 5423 4067.25 6778.752#出线 2.125 0.8 0.85 1806.25 1354.7 2257.813#出线 15.0 0.85 0.85 12750 7901.74 150004#出线 12.22 0.85 0.85 10387
5、 6437.28 122205#出线 4.28 0.85 0.85 3638 2254.62 42806#出线 4.35 0.8 0.85 3697.5 2773.13 4621.887#出线 1.36 0.8 0.85 1156 867 14458#出线 10.2 0.8 0.85 8670 6502.5 10837.59#出线 备用小计 47527.75 32158.22 5738510KV 负荷计算负荷名称 近期最大负荷（ MW）功率因数 负荷同时率 有功功率（ KW）无功功率（Kvar）视在功率（ KVA）1#出线 3000 0.85 0.85 2550 1580.35 3000110
6、KV 变电站初步设计- 4 -2#出线 2000 0.85 0.85 1700 1053.57 20003#出线 2000 0.9 0.85 1700 823.35 1888.894#出线 2000 0.85 0.85 1700 1053.57 20005#出线 2000 0.85 0.85 1700 1053.57 20006#出线 2000 0.8 0.85 1700 1275 21257#出线 2500 0.8 0.85 2125 1593.75 2656.258#出线 2000 0.8 0.85 1700 1275 21259#出线 2000 0.85 0.85 1700 1053.5
7、7 200010#出线 2000 0.85 0.85 1700 1053.57 2000小计 18275 10540.3 21096.772. 主变压器台数的确定2.1 对大城市郊区的一次变电所在中低压侧，构成环网的情况下，变电所应装设 2台主变压器为宜。2.2 对地区性孤立的一次性变电所，或大型工业专用变电所，在设计时应考虑，装设 3 台主变压器的可能性。2.3 对于规划只装设 2 台主变压器的变电所，其变压器基础，应按大于变压器容量的 1-2 级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。单台容量设计应按单台额定容量的 70%85%计算。S96300/110 变压器参数额定电压（ ）kV损耗（
8、 ）kW参数 连接组标号高压 低压阻抗电压（%）空载电流（%）空载 负载，Y0ny10 0.4 4.0 1.9 0.2 1.04第二章 主接线选择一、主接线选择要求：1.可靠性 2灵活性 3.经济性二、对变电所电气主接线的具体要求：1 按变电所在电力系统的地位和作用选择。110KV 变电站初步设计- 5 -2.考虑变电所近期和远期的发展规划。3.按负荷性质和大小选择。4.按变电所主变压器台数和容量选择。5.当变电所中出现三级电压且低压侧负荷超过变压器额定容量 15%时，通常采用三绕组变压器。6.电力系统中无功功率需要分层次分地区进行平衡，变电所中常需装设无功补偿装置。7.当母线电压变化比较大而
9、且不能用增加无功补偿容量来调整电压时，为了保证电压质量，则采用有载调压变压器。8.如果不受运输条件的限制，变压器采用三相式，否则选用单相变压器。9.对 220kv 及以上的联络变压器通常采用自耦变。10.各级电压的规划短路电流不能超过所采用断路器的额定开断容量。11.各级电压的架空线包括同一级电压的架空出线应尽量避免交叉。三，首先根据原始资料及给定的各电压等级线路的出线回数选择电压主接线形式：110kv 侧：a110kv 侧出线最终 4 回，本期 3 回。所以根据出线回数电压等级初步可以选择双母不分段接线和双母带旁路母接线。1.双母不分段接线：优点：可靠性极高，故障率低的变压器的出口不装断路器
10、，投资较省，整个线路具有相当高的灵活性，当双母线的两组母线同时工作时，通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，当母联断路器断开后，变电所负荷可同时接在母线或副母线上运行。缺点：当母线故障或检修时，将隔离开关运行倒闸操作，容易发生误操作。2.双母线带旁路接线：优点：最大优化是提供了供电可靠性，当出线断路器需要停电检修时，可将专用旁路断路器投运，从而将检修断路器出线有旁路代替供电。两组接线相比较：2 方案更加可靠，所以选方案双母线带旁路接线。：35kv 侧b35kv 侧出线为 9 回所以根据电压等级及出线回数，初步确定，双母线不分段接线和单母线分段带旁110KV 变电站初步设计-
11、6 -路母线接线。1. 双母线接线优点：可靠性极高，故障率低的变压器的出口不装断路器，投资较省，整个线路具有相当高的灵活性，当双母线的两组母线同时工作时，通过母联断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上，当母联断路器断开后，变电所负荷可同时接在母线或副母线上运行。缺点：当母线故障或检修时，将隔离开关运行倒闸操作，容易发生误操作2.单母线分段带旁母：优点：供电可靠性高，运行灵活，但是主要用于出线回路数不多。但负荷叫重要的中小型发电厂及 35110kv 的变电所所以两个比较所以两个比较，双母线接线更加适用，所以选择双母线接线。接线图如下：C:10kv 侧：10kv 出线 10 回1.单母分段
12、带旁路母线：优点：供电可靠性高，运行灵活，但是主要用于出线回路数不多。但负荷叫重要的中小型发电厂及 35110kv 的变电所。3. 单母线带旁路母线：优点：供电可靠性高，断路器故障检修时，可不停负荷进行检修，供电可靠运行110KV 变电站初步设计- 7 -灵活，适用于重要用户供电，出线回数较多的变电所。所以选择单母线分段带旁路母线，第三章 短路计算短路：短路是电力系统常见的，并且对系统正常运行产生重要影响的故障。1、电力系统中可能发生的短路主要有:1）三相短路，2）两相短路，3）和单相短路。一般情况下三相短路电流大于两相和单相短路电流。三相短路时，由于短路回路中各相的阻抗相等，尽管三相的短路电
13、流比正常时的电流大，幅度增大，电压也比正常时急剧降低，但三相仍然保持对称，故称之为对抗短路。在计算短路电流时，通常把电源容量视为无穷大的电力系统，在这样的系统中，当某处发生短路时，电源电压维持不变，即短路电流周期分量在整个短路过程中不衰减，为了选择和校验电气设备，载流导体，一般应计算下列短路电流。短路电流周期分量有效值KI稳态短路电流有效值短路全电流最大瞬时冲击值bi短路全电流最大有效值BI短路容量KS2.短路的危害及预防：短路的原因：主要是电气设备载流部分之间的绝缘被损坏，引起绝缘损坏的原因有过110KV 变电站初步设计- 8 -电压，绝缘的自然老化和污秽，运行人员维护不同及机械损伤。危害：
14、 1.）电力系统发生短路时，短路回路的电流急剧增大这个急剧增大的电流称为短路电流，短路电流可能达到正常负荷电流的十几倍甚至几十倍，数值不能达到几十千安甚至几百千安，严重使导体发热损坏设备。2.）短路时往往伴随有电弧的产生，能量极大，温度极高的电弧不仅可能烧坏故障元件本身，还可能烧坏周围设备危害人身安全。3.）电力系统发生短路故障时，由于短路电流来势迅猛，电路中的阻抗主要是感性的。因此，短路电流基本上是感性的，它所产生的去磁的电枢反映使发电机端电压下降，同时巨大的短路电流会增大电力系统中各元件的电压损失，使系统电压大幅下降，严重时，可能造成电力系统电压崩溃直至系统瓦解，出现大面积停电的严重事故。
15、4.）短路时电力系统中功率分布的突然变化和电压严重下降，可能破坏各发电机并列运行的稳定性，使整个系统分裂成不同运行的几个部分。这时某些发电机可能过负荷，因此必须切除部分负荷，另一些发电机可能由于功率送不出去，而被迫减少出力，短路时，电压下降得越多，持续时间越长，系统运行的稳定性受到破坏的可能性越大。3.短路计算的目的：1.）在设计电气主接线时，为了比较各种方案，确定某种接线方式是否有必要采取限制短路电流的措施等。2）.在进行电气设备和载流导体的选择时，以保证各种电气设备和导体的正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作，需要根据短路电流对电气设备进行动、热稳定的校验。3）.在选择继电保护装置及进行
16、整定计算时，必须以各种不同类型短路时的短路电流作依据。4.）屋外配电装置时，要按短路条件校验，软导线的相间，相对地安全距离5）.设计接地装置。6）.进行电力系统运行及故障分析等。4.短路计算的一般原则。1.）计算短路电流用于验算电气和导体的开断电流，动稳定和热稳定时，应按本工程的设计规划内容计算。一般应以最大运行方式下的三相短路电流为依据。110KV 变电站初步设计- 9 -2）.计算短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式进行。短路点应选择在短路电流最大地点。3.）导体和电器的动稳定，热稳定，以及电器的开断电流。一般按三相短路电流验算。 5.短路电流实用计算的基本假设。1.）系统正
17、常运行，短路前，三项是对称的。2）.因为短路时，各元件磁路不饱和，也就是各元件的电抗与电流大小无关，因此可用叠加原理。3）.系统中发电机的电动势的相位在短路过程中相等，频率与正常时相同。4）.变压器的励磁电流忽略不计，相当于励磁开放，可以简化变压器等值电路5.）输电线路的分布忽略不计。第四章 主变压器的选择一、电气的选择原理：1.应满足正常运行，检修。 ，短路和过电压情况下要求，并考虑远景发展。2.应按当地环境条件校验.3.应力求技术先进和经济合理。4.与整个工程的建设标准协调一致。5.同类设备应尽量减少品种6 选用新品应具有可靠的试验数据，并经正式签订合同合格。在特殊情况下，应选用未鉴定的新
18、产品应经上级批准。7 选择高压电气设备，应满足各项电气技术要求。8 结构简单体积小，质量轻，便于安装和检修。9 在制造厂给定的技术条件下，能长期可靠的运行，有一定的机械寿命。二，高压电器的基本参数的选择。1 按额定电压选择，2 按最高电压选择3 按额定电流选择4 按额定开断电流选择5 按额定短路关合电流计算6 按断流容量选择110KV 变电站初步设计- 10 -7 按机械负荷选择8 按环境温度选择第一节 高压断路器的选择和校验高压断路器是变电所主要电气设备之一，其选择的好坏，不但直接影响变电所的正常运行，而且也影响在故障条件下是否能可靠地分断。断路器的选择根据额定电压、额定电流、装置种类、构造
19、型式、开断电流或开断容量各技术参数，并进行动稳定和热稳定的校验。1、断路器种类和型式的选择高压断路器应根据断路器安装地点（选择户内式或户外式） 、环境和使用技术条件等要求，并考虑其安装调试和运行维护，并经技术经济比较后选择其种类和型式。2、按额定电压选择3、按额定电流选择4、按开断电流和关合电流选择5、动稳定校验6、热稳定校验第一节 隔离开关选择隔离开关选择的原则：隔离开关的用途：变电所在有电压无负荷电流的情况下，应用隔离开关分、合电路，达到安全隔离的目的，因此隔离开关是高压电器中应用最多的一种电器。其主要用途为检修和分段隔离，倒换母线，开，合空载电力线路等。一，选用隔离开关的原则，1. 隔离
20、开关一般不需要专门的灭弧装置。2. 隔离开关在分闸状态下应有足够大的断口，同时不论隔离开关高压接线端电压是否正常，均要满足安全隔离的目的。3. 隔离开关在合闸状态下应能承受负荷电流及短路电流。4. 在环境方面，户外隔离开关应能承受大气污染并应考虑到温度突变，雨，雾，覆冰等因素的影响。5. 在机械结构上，需要考虑引线机械应力，风力，地震力和操作力的联合作用。110KV 变电站初步设计- 11 -其中包括隔离开关高压接线端在三个方面的耐受机械力。以及支持绝缘子的机械强度要求，此外，对垂直伸缩式隔离开关，还需提出静触头接触范围的要求。6. 隔离开关应具有手动，电动（气动）操动机构，信号及位置指示器与
21、联、闭锁装置等附属装置。7. 隔离开关应配备接地开关，以保证线路或其他电气设备检修时的安全。8. 应考虑配电装置空间尺寸的要求及引线位置与形式（加空闲或电缆）来选用合适开关。第二节 母线的选择一、母线型号的选择。矩形铝母线：220kv 以下的配电装置中，35kv 及以下的配电装置一般都是选用矩形的铝母线，铝母线的允许载流量较铜母线小，但价格便宜，安装，检修简单，连接方便，因此在 35kv 及以下的配电装置中，首先应选用矩形铝母线。一， 母线截面的选择1. 一般要求裸导体应根据集体情况，按下列技术调节分别进行选择和校验1. 工作电流2. 经济电流密度3. 电晕4. 动稳定或机械强度5. 热稳定裸
22、导体尚应按下列使用环境条件校验：1. 环境温度2. 日照3. 风速4. 海拔高度2 按回路持续工作电流选择gXUI导体回路持续工作电流，单位为 A。gI110KV 变电站初步设计- 12 - 相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期允许的载流量单XUI位 A。温度 25 C、导体表面涂漆、无日照、海拔高度 1000 及以下条件。o m母线的稳定校验一， 动稳定校验母线在发生三相短路时，母线受到的电动力为F=1.76 10 9.81 N2bial式中 短路冲击电流，单位 A；bi沿母线支持绝缘子之间的距离，单位 ；l cm相间距离，单位 。acm二，热稳定校验在母线出口发生三相短路时，
23、必须按式校验母线热稳定：=minsCIkat310 所须要得最小截面，单位 ；i 2 短路电流稳态值现在近似以三相短路电流有效值 计算；KI 3KI 短路电流遐想时间，一般为 0.2-0.3 秒；atC 母线常数。三、母线电晕校验110 及其以上的变电所母线均应当地气象条件下晴天不出现全面电晕为控制条V件，使导线 线安装处最高工做电压小于临界电晕电压。第三节 电压互感器选择电压互感器选择的一般原则：一、 按技术条件选择电压互感器正常工作条件时，按一次回路电压，二次电压，二次负荷，准确度等级，机械负荷条件选择。电压互感器承受过电压能力。按绝缘水平、泄露爬电比距条件选择。环境条件按环境温度、污秽等
24、级、海拔高度等条件选择，二、形式选择1.10kv 配电装置一般采用游侵绝缘结构；在高压开关柜中，可采用树脂浇铸绝缘结构。当需要零序电压时，一般采用三相五柱电压互感器。2.35110kv 配电装置一般采用油侵绝缘结构电磁式电压互感器。目前采用电容式110KV 变电站初步设计- 13 -电压互感器，实现无油化运行，减少电磁谐振。3.220kv 配电装置，当容量和准确度等级满足要求时，一般采用电容式电压互感器。4.按在 110kv 及以上线路侧的电压互感器，当线路装有载波通信时，应尽量与耦合电容器结合，统一选用电容式电压互感器。第四节 电流互感器的选择选择的电流互感器应满足变电所中电器设备的继电保护
25、、自动装置、测量仪表及电能计量的要求。一、额定电压的选择选择电流互感器一次回路允许最高工作电压 应大于或等于该回路的最高运行maxU电压，既maxUg式中 电流互感器最高电压，单位 。KV回路工作电压，几系统称标准电压，单位 。g二、动稳定的校验电流互感器可按式校验 bmani式中： 电流互感器允许通过的最大动稳定电流ani系统短路冲击电流b三、热稳定校验电流互感器短路时热稳定电流应大于或等于系统短路时的短时热稳定电流。35kv 级电流互感器分为户外型和户内型两类。户外型电流互感器，一般选用油侵箱式绝缘结构的户外型独立式电流互感器，常用 LB 系列，LABN 系列。10kv 户内配电装置和成套
26、开关柜中，母线一般选用 LMZ 型系列的电流互感器，配电柜一般选用 LA 型，LQJ 型，LZJ 型，LZZBJ912 型等电流互感器。第五章 配置全所的继电保护电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的安全经济运行，防止事故发生或扩大起重大作用。第一节 110kv 侧进出线及母线的继电保护依据电力装置的继电保护和自动装置设计规范分析，对变电所的 35110kV 电压110KV 变电站初步设计- 14 -母线，在 110kV 双母线接线情况下应装设专用的母线保护。安装地点 保护分类保护类型 动作条件 动作结果 故障范围110kV 侧母线上完全电流差动保护常用作单母线或
27、只有一组母线经常运行的双母线的保护动作于跳闸反应各电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流接地短路保护 发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行12 小时，不必立即跳闸主保护相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长110kV 侧进出线上零序电流保护发生相间短路时产生很大的不平衡电流动作于跳闸零序电流保护和相间电流保护一样，广泛采用三段式零序电流保护，可以保护线路全长并与相邻线路保护配合第二节 35kV 侧进出线及母
28、线的继电保护安装地点 保护分类保护类型 动作条件 动作结果 故障范围35kV 侧母线上完全电流差动保护常用做单母线或只有一组母线经常运行的双母线的保护动作于跳闸反应各电流互感器之间的电气设备故障时的短路电流相间短路保护线路上发生三相短 动作于跳故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽110KV 变电站初步设计- 15 -路或两相短路闸 快切除故障，可以保护线路全长35kV 侧进出线主保护接地短路保护 发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行12 小时，不必立即跳闸后备保护过负荷保护 线路产生
29、过负荷引起电流过大作用于信号过负荷保护只用一个电流继电器接于一相电流，经延时作用于信号第三节 10kV 侧出线的继电保护安装地点 保护分类保护类型 动作条件 动作结果 故障范围主保护相间短路保护线路上发生三相短路或两相短路动作于跳闸故障相中流过很大的短路电流时，要求继电保护装置尽快切除故障，可以保护线路全长10kV 侧出线接地短路保护 发生单相接地发出预告信号由于接地故障电流很小，而且三相之间线电压仍然保持对称对负荷供电没有影响，因此在一般情况下允许带一个接地点继续运行12 小时，不必立即跳闸后备保护 过负荷保护线路产生过负荷引起电流过大作用于信号过负荷保护只用一个电流继电器接于一相电流，经延
30、时作用于信号第四节 变压器的继电保护安装地点 保护分类 保护类型 重合闸方式110KV 变电站初步设计- 16 -瓦斯保护 三相一次重合闸主保护 纵联差动保护 三相一次重合闸过电流保护 三相一次重合闸零序保护 三相一次重合闸变压器后备保护过负荷保护 三相一次重合闸第六章 变电站自动化1. 变电站自动化的基本概念变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。变电站自动化的范畴包括综合自动化技术；变电站综合自动化是指将二次设备（包括控制、保护、测量、信号、自动装置和远动装置）利用微机技术经过功
31、能的重新组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统，它是自动化和计算机、通信技术在变电站领域的综合应用 变电站综合自动化系统应能实现的功能： 微机保护：是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护应具有下列功能：） 故障记录） 存储多套定值） 显示和当地修改定值） 与监控系统通信。根据监控系统命令发送故障信息，动作序列。当前整定值及自诊断信号。接收监控系统选择或修改定值，校对时钟等命令。通信应采用标准规约。 数据采集包括状态数据，模拟数据和脉冲数据） 状态量采集状态量包括：断路器状态
32、，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。保护动作信号则采用串行口（RS-232 或 RS485）或计算机局域网通过通信方式获得。） 模拟量采集常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值。馈线110KV 变电站初步设计- 17 -电流，电压和功率值，频率，相位等。此外还有变压器油温，变电站室温等非电量的采集。模拟量采集精度应能满足 SCADA 系统的需要。） 脉冲量脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。 事件记录和故障录
33、波测距事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。其 SOE 分辨率一般在 110ms之间，以满足不同电压等级对 SOE 的要求。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。 控制和操作闭锁操作人员可通过 CRT 屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：） 电脑五防及闭锁系统） 根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸
34、的操作闭锁功能。） 操作出口应具有同时操作闭锁功能） 操作出口应具有跳合闭锁功能 同期检测和同期合闸该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现，也可以由微机保护软件模块实现。 电压和无功的就地控制无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。 数据处理和记录历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：110KV 变电
35、站初步设计- 18 -） 断路器动作次数） 断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数） 输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录 的最大，最小值及其时间。） 独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间） 控制操作及修改整定值的记录根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。 人机联系 系统的自诊断功能：系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。与远方控制中心的通信本功能在常规远动四遥的基础上增加了远方修改整定保护定值、故障录波与测距信号的远传等，其信息量远大于传统的远动系统。根
36、据现场的要求，系统应具有通信通道的备用及切换功能，保证通信的可靠性，同时应具备同多个调度中心不同方式的通信接口，且各通信口及 MODEM 应相互独立。保护和故障录波信息可采用独立的通信与调度中心连接，通信规约应适应调度中心的要求，符合国标及 IEC 标准。变电站综合自动化系统应具有同调度中心对时，统一时钟的功能，还应具有当地运行维护功能。 防火、保安系统。从设计原则而言，无人值班变电站应具有防火、保安措施。变电站综合自动化的结构及模式 目前从国内、外变电站综合自动化的开展情况而言，大致存在以下几种结构：）分布式系统结构按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资
37、源的网络上实现分布式处理。这里所谈的分布是按变电站资源物理上的分布（未强调地理分布），强调的是从计算机的角度来研究分布问题的。这是一种较为理想的结构，要做到完全分布式结构，在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强110KV 变电站初步设计- 19 -的优势，然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的问题，如在分散安装布置时，恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等，就目前技术而言还不够十分成熟，一味地追求完全分布式结构，忽略工程实用性是不必要的。）集中式系统结构系统的硬件装置、数据处理均集中配置，采用由前置机和后台机构成的集控式结构，由前置机完成数据输
38、入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式，这种结构有以下不足：前置管理机任务繁重、引线多，是一个信息瓶颈，降低了整个系统的可靠性，即在前置机故障情况下，将失去当地及远方的所有信息及功能，另外仍不能从工程设计角度上节约开支，仍需铺设电缆，并且扩展一些自动化需求的功能较难。在此值得一提的是这种结构形成的原由，变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发，没有从整个系统设计的指导思想下进行，随着技术的进步及电力系统自动化的要求，在进行变电站自动化工程的设计时，大多采用的是按功能拼凑的方式开展，从而导
39、致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。）分层分布式结构按变电站的控制层次和对象设置全站控制级（站级）和就地单元控制级（段级）的二层式分布控制系统结构。站级系统大致包括站控系统（SCS）、站监视系统（SMS）、站工程师工作台（EWS）及同调度中心的通信系统（RTU）：站控系统（SCS）：应具有快速的信息响应能力及相应的信息处理分析功能，完成站内的运行管理及控制（包括就地及远方控制管理两种方式），例如事件记录、开关控制及 SCADA 的数据收集功能。站监视系统（SMS）：应对站内所有运行设备进行监测，为站控系统提供运行状态及异常信息，即提供全面的运行信息功能，如扰动记录、站内设备运行
40、状态、二次设备投入/退出状态及设备的额定参数等。站工程师工作台（EWS）：可对站内设备进行状态检查、参数整定、调试检验等功能，也可以用便携机进行就地及远端的维护工作。上面是按大致功能基本分块，硬件可根据功能及信息特征在一台站控计算机中实现110KV 变电站初步设计- 20 -4） 可扩展性和开放性较高，利于工程的设计及应用。5） 站内二次设备所需的电缆大大减少，节约投资也简化了调试维护。 基本的模式）基本配置：（） 集中处理集中布置：将集控式屏、台都集中布置在主控制室。（） 分布处理集中布置：将分布式单功能设备集中组屏仍集中布置在主控制室。（） 分布处理分散布置：将分布式单功能设备布置在一次设
41、备的机柜内或采用就地就近组屏分散设置的方式。）基本模式：（） 对于新建变电站的自动化系统的设计方式：对于容量较大、设备进出线回路数较多、供电地位重要且投资较好的变电站，可采用分层分布式结构的双机备用系统，辅之相应的保护、测量、控制及监测功能，并完成远方的功能。对于容量较小，主接线简单，供电连续性要求不高的变电站，宜取消常规的配置及前置机，采用单机系统，完成保护、测量、控制等功能的管理，并完成远方的功能。（） 对于扩建及改造现有的按常规二次系统设计的自动化系统设计方式：改造项目可采用新配置的具有三遥（或四遥）功能的 RTU,完成对老站保护动作信息、设备运行状态及部分功能的测量，并对原有的常规二次
42、设备进行必要的改造或增加数据采集板，使之能与增设的自动化设备构成整体。当扩建项目的范围较大，用户对自动化的要求较高，投资又允许时，通常采用自动化系统方案。110KV 变电站初步设计- 21 -第二部分 110KV 变电所初步设计计算书第七章 短路电流计算1.选择基准值 基准电压 Uj1=115KV Uj2=37KV Uj3=10.5KV基准容量 Sj=100MVA基准电流 I j1=0.5KA I j2=1.56KA I j3=5.5KA2.系统电抗标么值计算短路系统标么值等效电路图查表 1-12 得 SFSZ9-63000KVA/110KV 型变压器绕组电抗标么值为XT1*=0.1706 X
43、T2*=-0.0039 XT3*=0.10713. 、 点短路计算1f2三相短路电流标么值： 21.5708.5.4936.012.*1 ffI三相短路电流有名值：110KV 变电站初步设计- 22 -*1“21fffII 21.653102.53*1 BBfBUSI短路冲击电流： KAIKifmch 84.62.5.“121全电流： Ifch 58.39.01.)8( 21“ 三相短路容量： MVAIUSfNK .4.2603“1214. 点短路电流的计算3f点短路电流标么值：3f 16.328.015.*fI短路电流有名值为：13.16 =20.53KABffII*)3()3( 370短路
44、冲击电流：2.5520.53=52.36KA“33fchchIKi全电流： KAIchfch 96.30)1(22“3三相短路容量： MVIUSfNK 5.4.5)3(3 110KV 变电站初步设计- 23 -5. 点短路电流计算（10KV 分裂）4f点短路电流标么值：4f 095.67.12.0*fI点短路电流有名值为：4KAIIBff .3*“短路冲击电流： Iifmch 46.852.5.“44 全电流： KAIchfch 1.0)(12“4三相短路容量： VIUSfNK 57.8.33“44 6、 （并列）f110KV 变电站初步设计- 24 -点短路电流标么值：4f 68.1059.
45、13.0“*fI点短路电流有名值为：4KAUSIBff 72.58.10368.*4“ 短路冲击电流： KIichfch .4972.5.3“4 合电流： KAIchfch 6.8)1(22“45三相短路容量：1017.03KVA7.503“44fBfIUS三侧三相短路电流计算值：短路电流周期分量 短路冲击电流短路点 有效值 Ik稳定值 I有效值 Ib 最大值 ib短路容量K1 K2 110 侧 26.22 52.22 39.59 63.118 4993.53MVAK3 35 侧 20.53 13.17 30.98 52.36 1244.53MVAK4 10 侧 33.54 6.095 50.
46、61 85.44 580.57MVA10 侧 58.72 10.69 88.59 149.76 1017.03MVA表 1第八章 计算各回路最大持续工作电流1、三相变压器回路110KV：=1.056300/（ 110)=347.2ANgUS3/05.1Imax335KV：=1.056300/( 35)=1091.2Ag/.Iax110KV 变电站初步设计- 25 -10KV：=1.056300 /( 10)=1909.59ANgUS3/05.1Imax32、母联断路器回路110KV：=1.056300/( 110)=347.2ANg/.Imax35KV：=1.056300 /( 35)=109
47、1.2AgUS3/05.1Iax33、分段断路器回路10KV：=1.056300 /( 10)=1909.59ANg/.Imax4、馈线回路110KV：=1.056300 /( 110)=104.98ANgUS3/05.1Imax335KV：= / cos =15 103/( 350.85)=291.11AaxgIP10KV：架空线 = / cos =3000/( 100.85)=203.78AmaxgI3NU3电缆线= / cos =2000/( 100.8)=144.34AaxgIP最大持续工作电流一览表回路名称 电压等级 计算公式 最大持续工作电流110KV 347.235KV 1091
48、.2三相变压器10KV=1.05 =maxgINI/NS3U1909.59110KV 347.2母联断路器35KV一般为该母maxgI线上一组变压器的持续工作电流1091.2分段断路器 10KV 1909.59110KV 变电站初步设计- 26 -110KV 104.9835KV 291.11馈线回路10KV= /maxgIP3cosNU203.78/144.34第九章 高压断路器选择和校验按正常运行条件进行选择，并按各短路点三项短路条件进行校验。一、主变侧断路器校验。1、110kv(LW61110/315040）额定短路关合电流 100KA，峰值耐受电流 100KA，短时耐受电流 40KA/4S电压： =110KV =110KVgUNU电流： =347.34A
