220kv升压站设计.

第一章 绪论

毕业设计是我们在校期间最后一次综合训练，它将从思维、理论以及动手能力方面给予我们严格的要求。使我们综合能力有一个整体的提高。它不但使我们巩固了本专业所学的专业知识，还使我们了解、熟悉了国家能源开发策略和有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。

能源是社会生产力的重要基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。而变电站在改变或调整电压等方面在电力系统中起着重要的作用。它承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的责任。220KV变电站电气部分设计使其对变电站有了一个整体的了解。

第2章 电气主接线的设计

2.1 主接线概述

电气主接线是由电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络。用规定的电气设备图形符号和文字符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图。主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系[1]。

单母线接线及单母线分段接线[2] 1、单母线接线

单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。

2、单母分段接线

1

单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。

3、单母线分段带旁路母线的接线

单母线分段断路器带有专用旁路断路器母线接线极大地提高了可靠性，但这增加了一台旁路断路器，大大增加了投资。

双母线接线及分段接线 1、双母线接线

双母接线有两种母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点[5]。

2、双母线分段接线

为了缩小母线故障的停电范围，可采用双母分段接线，用分段断路器将工作母线分为两段，每段工作母线用各自的母联断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀地分布在两段工作母线上。双母接线分段接线比双母接线的可靠性更高，当一段工作母线发生故障后，在继电保护作用下，分段断路器先自动跳开，而后将故障段母线所连的电源回路的断路器跳开，该段母线所连的出线回路停电；随后，将故障段母线所连的电源回路和出线回路切换到备用母线上，即可恢复供电。这样，只是部分短时停电，而不必短期停电[6]。

3、双母线带旁路母线的接线

双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的[7]。

2.2 主接线设计原则

电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主题。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂和变电站的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。

2

电气主接线设计的基本原则是以设计任务为依据，以国家经济建设的方针、、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、实用、经济、美观的原则[8]。

2.3 主接线选择

本变电站属于中间变电站，高压侧220kV以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，其中220kV出线4回。因此220KV侧有四种接线方式：1、单母线接线方式 2、单母线分段接线方式 3、单母线分段带旁母4、双母线接线。比较以上四种接线方式，结果如下表：

表 2.1

接线方式 单母线接线 优点 接线简单、设备少，操作方便，经济性好，便于向两端延伸，扩建方便。 缺点 1、供电可靠性差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，造成全网或全厂长期停电。2、调度不方便。 单母线分段用分段断路器进行分段，接线 提高了灵活性，当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线继续工作，两段母线可看成是两个的电源，提高的供电的可靠性。 单母线分段带有专用旁路断路器母线带母线接线 接线极大地提高了可靠 1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和出线，这样就减少了系统的发电量，并使该段单回路供电的用户停电。 （2）任一出线断路器检修时，该回路必须停止工作。 线回路数为3～4回. (1)6～10kv:出线回路数为6回及以上; (2)35～63kV:出线回路数为4～8回; (3)110～220kV:出适用范围 适用于6-220kv出现回路较少，用户重要性等级较低的配电装置中。 一般在及以上的电 由于装设旁路母线投资大、力系统中，为防止结线复杂。 3

性。 双母线接线 供电可靠性得到提高，调度灵活，扩建方便 配电装置的构架及占地面线路停电造成重要负荷大面积受影响时可以采用。 出现带电抗器的积，投资费用都相应增加，6-10KV配电装置，配电装置复杂，不宜实现自动化。 35-60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时，110-220KV出线回路为5回及以上时。 综合变电站的地位和各接线方式的适用范围，同时结合经济性和扩建性，在220KV选择双母线接线方式。

现今的变电所都有无人值班的设计趋势，旁路母线给无人值班带来不便，故新建工程中基本上不再采用带旁母的接线方式。

综上所述，电气主接线的选择为：220KV侧采用双母线接线，110KV采用双母线接线，10KV侧采用单母线分段接线方式。如下图所示：

第3章 主变压器的选择

在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。

3.1 主变压器的选择原则

1、主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的70%～80%。

4

3、为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性[11]。

3.1.1 主变压器台数的选择

1、对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。

2、对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。

3、对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。

3.1.2 主变压器容量的选择

（1）主变压器容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷选择，适当考虑到远期10～20年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应与城市规划相结合。

（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。按其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷Smax的60％-70％选择，对于35-110KV变电站取60％，对于220-500KV变电所取70％，但当全部I、II类重要负荷超过上述比例时，应按满足全部I、II类重要负荷的供电要求选择，即：SN=(0.6-0.7)Smax/(n-1)(MVA)或SN＞=S(I+II)/(n-1)(MVA)

（3）同级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[13]。

3.1.3 主变压器型式的选择

选择主变压器，需考虑如下原则：

（1）当不受运输条件时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。

（2）当发电厂与系统连接的电压为500KV时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50%容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升到500KV的，宜选用三相变压器。

（3）对于500KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成

5

全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。

在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。

3.2 主变压器选择结果

根据原始资料设计的变电站为一发电厂的升压变电站，其容量为4×100=400Mw。因为发电机的总装机容量为400MW,所以此发电厂为大中型发电厂。该火电厂在电力系统中主要承担基荷，从而发电厂升压站务必考虑其可靠性。

100MW的发电机出口电压为10.5KV，变压器视在容量S=100/0.85=118MVA

查《电力工程电气设备手册：电气一次部分》，选定变压器的容量为180MVA。

由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查《大型变压器技术数据》选定主变型号为：SSFP9-180000/220

1、容量：180MVA

2、电压比（降压变压器）高压（无励磁调压）：220 + - 2 * 2.5 % kV 中压：115 或 121 kV 低压：10.5 kV 3、联结组标号：YNyn0d11 4、空载损耗：142 kW 5、负载损耗：585 kW 6、空载电流：0.42%

7、短路阻抗：高压-中压：13%； 高压-低压：23%； 中压-低压：8% 8、三个绕组的容量比为：100%/100%/50%

9、低压绕组在最里面（靠铁心），中压绕组在中间，高压绕组在最外面。 10、可以采用：强迫油循环风冷却。

第4章 短路电流的计算

4.1 变压器的各绕组电抗标幺值计算

11(UK(12)%UK(31)%UK(23)%)(13238)142211UK2%(UK(12)%UK(23)%UK(31)%)(13823)12211UK3%(UK(23)%UK(31)%UK(12)%)(82313)922 UK1%设SB=100MVA，UB=Uav

6

UK1%SB141000.078100SN100180UK2%SB1100XT2*0.006100SN100180UK3%SB9100XT3*0.05100SN100180 XT1*4.2 10KV侧短路计算

f(3)-1短路时, 示意图如下：

图4-2 f(3)-1短路的等值电路图

11XTI*0.0780.0392211X2*XT2*0.060.032211X3*XT3*0.050.02522 X1*因此由图可知：

X*(0.01870.039)//(0.170.03)0.250.065

7

因此：

IP*1X*115.3850.065

短路电流的有名值为：

SB1005.5KA3UN310.5IPIP*IB15.3855.5kA84.6kA IB冲击电流：

Ish2.5584.6215.73

短路容量：

Sk310.584.61538.MVA

4.3 220KV侧短路计算

f(3)-2短路时，示意图如下图所示。

图4-3 f-2短路的等值电路图

(3)

8

X4*(XBS*XT2*)//XT3*(0.170.06)//0.050.038

11X*(X4*XT1*)//XAS*(0.0380.078)//0.01870.01422 短路电流的标幺值：

IP*1X*171.430.014

短路电流的有名值：

SB1000.25KA3UN31.05220IPIP*IB71.430.25kA17.85kA IB冲击电流：

Ish2.5517.8545.52kA

短路容量：

Sk323117.857141.MVA

5.4 110KV侧短路计算

f(3)-3短路时

BXBS*0.017

XT2*-0.006XT2*-0.006

X5*0.033X5*0.0339

图4-4 f(3)-3短路的等值电路图

X5*(XAS*XT1*)//XT3*(0.01870.078)//0.050.033

11X*(X5*XT2*)//XAS*(0.0330.06)//0.01870.01522

短路电流标幺值：

IP*1X*166.670.015

短路电流有名值：

SB1000.5KA3UN31.05110IPIP*IB66.670.5kA33.47kA IB冲击电流：Ish2.5533.4785.35kA 短路容量：Sk311585.356666.55MVA

表5-1 短路计算成果表

短路点 f-1 基准电压 (K) 10.5 短路电流 (KA) 84.6 冲击电流 (KA) 215.73 短路容量S (MVA) 1538. f-2 231 17.85 45.52 7141. f-3 115 33.47 85.35 6666.55

第6章 导体和电气设备的选择

正确选择电气设备是电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。

10

在进行电器选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电气设备。

尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求确是一致的。电气设备要可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验动、热稳定性。

本设计，电气设备的选择包括：断路器和隔离开关的选择，电流、电压互感器的选择、避雷器的选择，导线的选择[4]。 一、电气设备选择的一般原则：

按正常条件选择导体和电器

按短路情况进行动，热稳定性校验（熔断器不用校验热稳定性）。 应力求技术先进与经济合理； 选择导体时应尽量减少品种；

扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致；

选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。 二、电气设备选择的一般条件：

按正常工作条件选择：导体和电器的正常工作条件是指额定电压、额定电流和自然环境条件三个方面。 1、额定电压选择：

在选择设备时一般按照导体和电器的额定电压UN不低于安装地点电网额 定电压UNS的条件选择，即：

UN≥UNs （5-1）

2、额定电流选择：

在规定的周围介质极限温度下，导体和电器的额定电流IN应不小于流过设备的最大持续电流IWmax，即：

IN＞Imax

由于发电机、调相机和变压器在电压降低5%时出力保持不变，故其相应回路的最大持续工作电流IWmax=1。05IN(IN为电机的额定电流)；母联断路器和母线分段断路器回路的最大持续工作电流，一般取该母线上最大一台发电机或一组变压器的；母线分断器回路的最大持续工作电流，按母线上事故切除最大一台发电机时，这台发电机额定电流的50%-80%计算；馈电线回路的最大持续工作电流，除考虑线路正常负荷电流外，还应包括线路损耗和事故转移过来的负荷。 二、按短路情况校验

11

㈠、短路热稳定校验:短路电流通过时，导体和电器各部件温度（或发热效应）应不超过允许值，既满足热稳定的条件为：

2 QdQr 或 ItjzIr2t

式中 Qd——短路电流产生的热效应；

Qr——短路时导体和电器设备允许的热效应；

。 Ir——时间t内允许通过的短时热稳定电流（或短时耐受电流）㈡、电动力稳定校验

电动力稳定是导体和电器承受短路电流机械效应的能力，亦称动稳定。满足动稳定的条件是：

ichidw 或 IchIdw

式中 ich、Ich——短路冲击电流幅值及其有效值；

idw、Idw——允许通过稳定电流的幅值和有效值。 下列几种情况可不校验热稳定或动稳定：

1.用熔断器保护的电器，其热稳定由熔断时间保证，故可不验算热稳定。 2.采用有限流电阻的熔断器保护的设备可不校验动稳定；电缆印有足够的强度，亦可不校动稳定。

3.装设在电压互感器回路中的裸导体和电器可不验算动、热稳定。

6.1 断路器和隔离开关的选择

断路器的选择，除满足各项技术条件和环境条件外，还应考虑到要便于安装调试和运行维护，并经济技术方面都比较后才能确定。根据目前我国断路器的生

12

产情况，电压等级在10KV~220KV的电网一般选用少油断路器，而当少油断路器不能满足要求时，可以选用SF6断路器。

断路器选择的具体技术条件如下： 额定电压选择：

UN≥UNs （6-1）

额定电流选择：

INImax 额定短路开断电流：

INbrI″ 额定短路关合电流：

iNcl ish 动稳定：

idsish 热稳定：

It2t>Qk (6-6)

6.1.1 220KV出线、主变侧

（1）、主变断路器的选择与校验 流过断路器的最大持续工作电流

Imax1.051800003220496.01(A)具体选择过程如下：

1.额定电压选择：UN≥UNs=220KV 2.额定电流选择：INImax=496.01A

13

（6-2）

6-3）

(6-4)

6-5）

（ （

3.额定短路开断电流选择：INbrI″=17.85KA 4、额定短路关合电流选择：INcrish=45.52KA 选择SW7—220，其SW7—220技术参数如下表：

表6-1 SW7—220/1600技术参数表

型号 额定电压（kv） SW7-220 220 252 1600 最高工作电压（kv） 额定电额定短额定关合电流动稳定电流4s热稳定电流合闸时分闸时流（A） 路开断电流间（s） 间（s） （kA） （kA） （kA） （kA） 20 55 55 21 0.2 0.035 具体校验如下：

1、.热稳定校验：It2t> Qk

Qr=It2t=212×4=17[（KA）2S]

取继电保护动作时间tb=1.5s，短路器的固有分闸时间为0.04电弧持续时间取0.06S，则热稳定时间为：tk =1.5+0.04+0.06=1.6S

通过短路计算可得：I//(0)=I(0.08)=I(1.06)=17.85(KA),由于短路时间tk>1s，所以短路电流热效应不考虑非周期分量的发热。短路电流热效应为：

Qk=17.8521.6=509.796[(KA)2S]

所以，Qr> Qk

满足热稳校验。

2、动稳定校验：ids=55kA＞ish=44.309KA满足校验要求 具体参数如下表：

表6-2 具体参数表

计算数据 UNs 220KV 14

SW6-220/1200 UN 220KV

Imax 496.01A I″ 17.85KA ish 45.52KA QK 509.796[（KA）2s] ish 45.52KA IN 1600A INbr 20KA INcl 55KA It2t 212×4=17[（KA）2s] ies 55KA 由表可知，所选断路器满足要求。 （2）、出线断路器的选择与校验

Imax2180000944.88A

3220由上表可知SW7-220/1600同样满足出线断路器的选择。 其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。 具体参数如下表所示：

表6-3 具体参数表

计算数据 UNs 220KV Imax 944.88A I17.85KA ″ SW6-220/1200 UN 220KV IN 1600A INbr 20KA INcl 55KA ish 45.52KA QK 509.796 It2t 212×[（KA）2s] 4=17[（KA）2s] ish 45.52KA ies 55KA （3）、母联断路器的选择和校验过程如下：

Imax180000472.39kA3220

15

由上表可知SW7-220/1600同样满足出线断路器的选择。

其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。 具体参数如下表所示：

表6-4 具体参数表

计算数据 UNs 220KV Imax 472.39A I″ 17.85KA ish 45.52KA QK 509.796 SW6-220/1200 UN 220KV IN 1600A INbr 20KA INcl 55KA It2t 212×4=17[（KA）2s] ies 55KA [（KA）2s] ish 45.52KA 4.主变侧隔离开关的选择及校验过程如下： 1.额定电压选择：UN≥UNs=220KV 2.额定电流选择：IN＞Imax=496.01A

由以上数据可知GW6-220D（W）/2000符合要求，其技术参数如下表：

表6-5 GW6—220D（W）/2000技术参数表

型号 额定电压 (KV) 最高电压 (KV) 额定电流 (A) 动稳定电流 (KA) 3s热稳定电流（有效值） (KA) GW6—220D（W） 220 252 20000 100 40 4.热稳定校验：It2t> Qk

It2t=402×4=00[（KA）2S]

16

所以， It2t> Qk 满足热稳校验。

5.动稳定校验：ies=100KA＞ish=45.52kA满足校验要求。 具体参数如下表：

表6-6 具体参数表

计算数据 UNs 220KV Imax 496.01A QK 509.796[（KA）2S] ish 45.52KA GW6-220D（W）/2000 UN 220KV IN 2000A It2t 402×4=00[（KA）2S] ies 100KA 由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。 （4）、出线侧隔离开关的选择及校验过程如下：

Imax2180000944.88A

3220由上表可知GW6—220D/2000同样满足出线隔离开关的选择。 其动稳定、热稳定计算与主变侧相同。 具体参数如下表：

表6-7 具体参数表

计算数据 UNs 220KV Imax 944.88A QK 509.796[（KA）2S] ish 45.52KA GW6-220D/2000 UN 220KV IN 1000A It2t 402×4=00[（KA）2S] ies 100KA 由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。 220KV母联隔离开关的选择和校验：

17

Imax180000472.39kA3220

上述GW6—220D（W）/2000隔离开关满足要求，其动、热稳定性的校验与主变

侧相同。 具体参数如下：

表6-8 具体参数表

计算数据 UNs 220KV Imax 472.39A QK 509.796[（KA）2S] ish 45.52KA GW6-220D/2000 UN 220KV IN 2000A It2t 402×4=00[（KA）2S] ies 100KA

6.1.2 主变110KV侧

1、主变断路器的选择与校验 流过断路器的最大持续工作电流

Imax1.05180000992.02(A)3110

具体选择及校验过程如下： 1.额定电压选择：UN≥UNs=110KV 2.额定电流选择：IN＞Imax=992.02A 3.开断电流选择：INbr＞I″=33.47KA 初选SW6—110/2000技术数据如下表所示：

表6-9 SW6—110/2000技术数据

18

型号 额定电压（kV） 最高工作电压（KV） 额定电额定短额定关合电流动稳定电流4s热稳定电流(kA) 合闸时间(s) 分闸时间（s） 流（A） 路开断电流（KA） （KA） （KA） SW6-110/2000 110 126 2000 40 100 100 40 0.2 0.05

4.热稳定校验：It2t>Qk

It2t=402×4=00[（KA）2S]

灭弧时间取0.06S，热稳定计算时间：tk=1.5+0.06+0.06=1.62S

取继电保护动作时间tb=1.5s，短路器的固有分闸时间为0.06电弧持续时间取0.06S，则热稳定时间为：tk =1.5+0.06+0.06=1.62S

通过短路计算可得：I//(0)=I(0.08)=I(1.06)=33.47(KA),由于短路时间tk>1s，所以短路电流热效应不考虑非周期分量的发热。短路电流热效应为：

Qk=33.4721.6=1792.39[（KA）2S] 所以，It2t> Qk满足热稳校验。

5.动稳定校验：ids=100kA＞ish=85.35KA满足校验要求。 具体参数如下表：

表6-10 具体参数表 计算数据 UNs 110KV Imax 992.02A I″ 33.47KA Ish 85.35KA QK 1792.39[（KA）2S] Ish 85.35KA

19

SW6-110/2000 UN 110KV IN 2000A INbr 40KA INcl 100KA It2t 4024=00 [（KA）2S] Ies 100KA

由表可知，所选断路器满足要求。 2、出线断路器选择和校验：

Imax21800001807.41kV

3115选择SW6—110/2000即可。 具体参数如下：

表6-11 具体参数表

计算数据 UNs 110KV Imax 1807.4A I″ 33.47KA Ish 85.35KA QK 1792.39[（KA）2S] Ish 85.35KA

SW6-110/2000 UN 110KV IN 2000A INbr 40KA INcl 100KA It2t 4024=00 [（KA）2S] Ies 100KA 由表可知，所选断路器满足要求。

一、110KV主变隔离开关的选择及校验过程如下：

1.额定电压选择：UN≥UNs=110KV 2.额定电流选择：IN＞Imax=992.02A 3．极限通过电流选择：Ies＞Ish=85.35KA 选择GW4—126/2500—100其技术数据如下表：

表6-12 GW4—126/2500—100技术数据

型号 GW4—126/2500

额定电压（kV） 126 额定电流（A） 2500 动稳定电流4s热稳定热稳定时间（kA） 电流（kA） （s） 100 20 40 4

4.热稳定校验：

It2t=402×4=00[（KA）2s] 所以，It2t> Qk满足热稳校验

5.动稳定校验：Ies=100kA＞Ish=85.35kA满足校验要求 具体参数如下表

表 6-13 具体参数

计算数据 UNs 110KV Imax 992.02A QK =1792.39[（KA）2S] GW4-126/2500—100 UN 126KV IN 2500A It2t =402×4=00[（KA）2S] ish 85.35KA 由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。 110KV侧出线隔离开关的选择和校验：

Imax21800001807.41kV

3115ies 100KA 型号为GW4—126/2500—100的隔离开关满足要求，其动、热稳定性与110kV主变侧的一致，故省略。 具体参数如下所示：

表 6-14 具体参数

计算数据 UNs 110KV Imax 1807.41A QK =1792.39[（KA）2S] ish 85.35KA 21

GW4-126/1000—80 UN 126KV IN 2500A It2t =402×4=00[（KA）2S] ies 100KA

110KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与主变中110KV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用SW6-126/2500型少油断路器和GW6-126/2500型隔离开关。

6.1.3 10KV限流电抗器、断路器隔离开关的选择

10KV侧的I//=84.6KV,选择不到合适的电气设备，故需要装设限流电抗器 （一）、限流电抗器的选择 1、按额定电压选择： UNUNS10KV 2、按额定电流选择：

INIgmax0.71801.347kA310.5

假设将电抗器后的短路电流到I″=25KA

(1)初选型号

根据以上条件初选XKK—10—4000 电抗器标么值： X*∑=

100IB 其中：I5.5KA BI”310.5(2)选择电抗值

电源至电抗器前的系统标么值：

X*1(0.01870.039)//(0.170.03)0.0250.065

XL%(IBINUB5.00010500X*1)100%(0.065)11.8%I//IBUN25550010000

根据额定电压、额定电流、电抗值故可选用型号为NKSL-10-3150-12的电抗器。

22

表6-15 NKSL—10—3150—12技术数据

型号 额定电压 KV 额定电流 A 电抗率 动稳定电热稳定电流峰值流（AKA NKSL-10-3150

当所选电抗值大于计算值时，应重算电抗器后短路电流，为计算短路电流，先计算电抗标么值为

X*LXL%IdUn5500100000.120.157InUd400010500 X*LS） 10 3150 12% .5 1800 X*X*10.0650.1570.222

加入电抗器后的短路电流:

I//*

1X*14.50.222

换算到有名值后得：

I//I//*

SB1004.524.77KV3UB310.5

1、校验动、热稳定性如下： 三相短路冲击电流为：

Ish=2.5524.77KA=63.16KA 则INcr=.5>63.16KA,满足动稳定性。

23

已知出线断路器QF拟采用ZN12-10I-IV，则继电保护动作时间tb=1.5s，全分闸时间toff=0.07s,则短路计算时间tk=1.5+0.07+0.06s=1.63s,因为tk>1s,，故不计非周期分量发热。电抗器后短路时短路电流的热效应为： QK=I//2tk=24.7724.771.63(kA2S)=1000.1(kA2S) Qr=Ir2tr=1.81.8=23963.04(kA2S) 则QK2、校验电抗器正常运行情况下的电压损失：

U%XL%

Imax1347sin0.120.62.42%5%IN4000

满足校验

3、校验电抗器后三相短路时母线残余电压：

Ur%XR%满足校验

I//247700.1274.3%60%70%IN4000

表 6-16具体参数

计算数据 UNs 10KV Imax 1347A QK 1000.1 [（KA）2s] Ish 63.16 KA 根据以上校验，选择满足要求。

限流后I″=24.77KA ish=2.55×24.77=63.16KA 3、断路器的选择和校验

流过断路器的最大工作电流： 1.0535Imax1414.4A310.5 具体选择及校验过程如下：

24

XKK—10—4000—12 UN 10KV IN 4000A QK 23963.04 [（KA）2s] Ies .5 KA

1.额定电压选择：UN≥UNs=10KV 2.额定电流选择：IN＞Imax=1414.4A 3.开断电流选择：INbr＞I″=24.77KA

选择ZN12-10I-IV，其技术参数如下表所示：

表6-17 ZN12-10I-IV 技术参数

型号 额定电压（kV） 最高工作额定电流额定短路开断电流额定关合电流动稳定电流4s热稳定电流合闸时间分闸时间电压（A） （kV） （s） （s） （kA） （kA） 31.5 80 （kA） （kA） 80 31.5 0.075 ZN12-10I-IV 10 11.5 1600 0.065 4.热稳定校验

It2tr=31.52×4=3969[（KA）2S]

取继电保护时间为1.5S，灭弧时间为0.06S，全分闸时间为0.07S

tk=1.5+0.06+0.07s=1.63s>1s，故不计非周期分量发热。

加入电抗器后短路时短路电流的热效应为： QK=I//2tk=24.7724.771.63(kA2S)=1000.1(kA2S)

因此QK5.动稳定校验：ies=80kA＞ish=63.16kA满足校验要求。 具体参数如下表：

表 6-18具体参数

计算数据 UNs 10KV 25

SN4-10G/5000 UN 10KV

Imax 1414.4A I″ 24.77KA Ish 63.16KA QK 1000.1 [（KA）2s] IN 5000A INbr 31.5KA INcl 80KA It2t 31.52×4=3969[（KA）2s] ish 63.16KA 由表可知，所选断路器满足要求。 隔离开关的选择及校验过程如下： 1.额定电压选择：UN≥UNs=10KV 2.额定电流选择：IN＞Imax=1414.4A 3.极限通过电流选择：Ies＞Ish=63.16KA 选择GN2-10/2000-100，其技术参数如下：

ies 80KA 表6-19 GN2-10/2000-100技术参数

型号 额定电压（kV） GN2-10/2000-100 10 额定电流（A） 2000 动稳定电流（kA） 100 4s热稳定电流（kA） 40 热稳定时间（s） 2 4.热稳定校验：It2t> Qk

It2t=402×2=3200[（KA）2s]

所以，It2t> Qk= 1000.1[（KA）2s]，满足热稳校验。 5.动稳定校验：ies=100kA＞ish=63.16kA满足校验要求。 具体参数如下表：

表 6-20 具体参数

计算数据 UNs 10KV Imax 1414.4A 26

GN2-10/2000-100 UN 10KV IN 5000A

QK 1000.1 [（KA）2S] It2t 402×2=3200[（KA）2S] ish 63.16KA 由表可知，所选隔离开关各项均满足要求。

ies 100KA 10KV母联断路器及隔离开关的最大工作条件与变低10KV侧应满足相同的要求，故选用相同设备。即选用ZN12-10I-IV型少油断路器和GN2-10/2000-100型隔离开关。

6.2 电流互感器的选择

电流互感器的选择和配置应按下列条件：

型式：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6～20KV屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

一次回路电压：ug(一次回路工作电压)un （6-6） 一次回路电流：

Igmax(一次回路最大工作电压)I（原边额定电流） （6-7） m准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。

二次负荷：

SnI2nZ2n(VA) （6-8）

式中， SnI2nZ2n(VA) （6-9）

S2I22nZ2n （6-10）

动稳定：

27

ish＜2ImKdw （6-11） 式中，Kdw 是电流互感器动稳定倍数。 热稳定：

(KtIN1)21Qk

Kt为电流互感器的1s热稳定倍数。

6.2.1 220KV侧电流互感器的选择

主变220KV侧CT的选择 一次回路电压：unug220KV 一次回路电流：

IN1Igmax

1.05180000496.01A3220

根据以上两项，初选LB6-220(1200/5)户外式电流互感器，其参数如下：

表6-21 LB6-220(1200/5)参数

型号 额定电流比 LB6-220(1200/5)

表6-22 LB6-220(1200/5)参数 LCW-220 28

级次组合 二次负荷 0.5 10P 准确限值系数 短时热电动稳定电流（倍数） 流（倍数） 1200/5 0.5/10P 50 50 20 42kA 110kA

设 备 项 目 un≥ug 产品数据 220KV 1200A 20.16KAS 186.65KA 2计算数据 220KV 496.01A 509.796KAS 45.52KA 2IeIgmax (ImKt)2＞Qk 2ImKdw＞ish 220KV母联CT：

由于220KV母联与变高220KV侧的运行条件相应，故同样选用LB6-220(1200/5)型CT。

6.2.2 110KV侧的电流互感器的选择

主变中110KV的CT的选择： 一次回路电压：unug110KV 一次回路电流：

IN1Igmax1.05180000992.02A3110

根据以上两项，初选LB1-110/(1200/5)户外式电流互感器，其参数如下：

表 6-23 LB1-110/(1200/5)参数

型号 额定电流比 级次组合 二次负荷 准确限值系数 LB1-110/(1200/5) 1200/5 0.5/10P 0.5 40 40 10P 15 42kA 110kA 短时热电动稳定电流（倍数） 流（倍数） 表 6-24 LB1-110/(1200/5)参数

29

设 备 项 目 un≥ug LB1-110/(1200/5) 产品数据 110KV 1200A 20.16KAS 186.65KA 2计算数据 110KV 992.02A 1792.36KAS 85.35KA 2IeIgmax (ImKt)2＞Qk 2ImKdw＞ish 110KV母联CT的选择：母联的工作条件与变中110KVCT应相同，所以同样选择型CT。

6.2.3 10KV侧电流互感器的选择

10KV主变进线回路CT的选择

由于10KV侧装设有型号为 NKSL—10—3150—12限流电抗器，因此UN=1OKV,IN=3150A

1、一次回路电压：UN1UN10KV 2、二次回路电流：IN1IN3150A

由此得，初选LMZB6-10/（3150/5)户外式电流互感器，其参数如下：

表 6-25 LMZB6-10/(3150/5)参数

型号 额定电流比 级次组合 二次负荷 准确限值系数 LMZB6-10/(3150/5) 3150/5 0.5/5P 0.5 40 30

30

短时热电动稳定电流（倍数） 流（倍数） 5P 10 100kA 100kA

表 6-26 LMZB6-10/（3150/5)参数

项 目 设 备 LMZD-10 产品数据 计算数据 10KV 3150A 1000.1KAS 63.16KA 22un≥ug 10KV 3150A 122500KAS 445.4KA IeIgmax (ImKt)2＞Qk 2ImKdw＞ish 10KV母联CT的选择：

由于10KV母联只在一台主变停运时才有大电流通过，与10KV母线侧电流互感器相同，所以同样选择户LMZB6-10/（3150/5)户外式电流互感器。

6.3 电压互感器的选择

电压互感器的选择和配置应按下列条件：

型式：6～20KV屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV～110KV配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。

1、一次回路电压的选择

1.1UN1U10.9UN1

UN1——电压互感器额定一次线电压。

2、二次电压选择：按下表6-24所示选用所需二次额定电压U2N。

表6-27 二次额定电压

绕组 主二次绕组 附加二次绕组 用于中性点用于中性点不直接接地系接地或经消弧统中心 31

高压侧接入接于线电压接于相电压方式 上 上 线圈接地

二次额定电压 100 100/3 100 100/3 3、准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：

用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为0.5级。

供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为１级。

用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般为3级即可。

在电压互感器二次回路，同一回路接有几种不同型式和用途的表计时，应按要求准确等级高的仪表，确定为电压互感器工作的最高准确度等级。

3、额定二次容量S2N的选择：S2N应不小于电压互感器的二次负荷容量S2，即：

S2＜S2N

6.3.1 220KV侧母线电压互感器的选择

型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压，电能测量及继电保护用。 电压：额定一次电压：U1n220KVU2n100/3V

准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级，查相关设计手册，选择PT的型号：JCC2—220。

额定变比：1100.1//0.1KV 336.3.2 110KV母线设备PT的选择

型式：采用串联绝缘瓷箱式电压互感器，作电压、电能测量及继电保护用。 电压：额定一次电压：U1n110KV32

U2n0.1/3V

准确等级：用户保护，测量、计量用，其准确等级为0.5级。 查《发电厂电气部分》，选定PT的型号为：JCC-110

1100.1//0.1KV3额定变比为：3

6.3.3 10KV母线设备电压互感器的选择

型式：采用树脂浇注绝缘结构PT，用于同步、测量仪表和保护装置。 电压：额定一次电压：U1n10KVU2n0.1KV

准确等级：用于保护、测量、计量用，其准确等级为0.5级。 查《发电厂电气部分》选定PT型号：JDJ-10 额定变比为：10/0.1KV

6.4 导体的选择与校验

导体选择的一般要求：

裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校验。 工作电流；

电晕（对110KV级以上电压的母线）； 动稳定性和机械强度； 热稳定性；

同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。

导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在20M以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。

一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线

33

和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必校验其机械强度。110KV及以上高压配电装置一般采用软导线。

6.4.1 220KV母线

这里采用钢芯铝绞线导体

Imax1.05180496.01A3220

按最大持续工作电流选择查设备手册选LGJ型钢芯铝绞线，其标称截面为800/100mm，长期允许载流量为1402A。

2707040温度修正系数 k————————————0.82

070257025KIN0.8214021149.6AIgmax496.01A

y1、热稳定校验:用最小允许截面法校验导线的热稳定性。

Qk=509.796[(kA)2S]

查发电厂电气部分表可得：C9710则：

Qk509.796106Smin232.77mm2800mm26C9710

满足热稳定性要求。

62、电晕校验：

UljUg1.05Un1.05220231KVUlj84kmx..r(1满足要求。

34

0.301a)lg299.55KV＞231KVr.r

由于为软母线，因此不需要校验动稳定性。

6.4.2 110KV母线

这里采用钢芯铝绞线导体

ImaxKIy

1.05180000992.02(A)3110

Imax按最大持续工作电流选择查设备手册选LGJ型钢芯铝绞线，其标称截面为630/55mm，长期允许载流量为1211A，外径为34.32mm。

2707040温度修正系数 k————————————0.82

070257025Ial40kImax0.821211993.02A＞992.02A

y1、热稳定校验：用最小允许截面法校验导线的热稳定性。

Qk=1792.39[(kA)2S]

查发电厂电气部分表可得：C9710则：

Qk1792.39106Smin436.5mm2630mm26C9710

6满足热稳定要求。 2、电晕校验：

UljUg1.05Un1.05110115.5KV

Ulj84Kmxr(10.301a)lg299.55KV＞Ug115.5KV

rr满足要求。

35

由于为软母线，故不需要校验动稳定性。

6.4.3 10KV母线的选择

1）按最大持续工作电流选择

Imax1.05351414.4A310.5

按最大持续工作电流选择2条1258矩形铝导线平放，额定载流为2670A，集肤效应系数为1.4，修正后的载流量为：Ial=2670×0.82=27.4>Imax。 1、热稳定校验：

经电抗器限流后，短路电流产生的热效应：

Qk=1000.1[(kA)2S]

查发电厂电气部分表可得：C9710则：

Qk1000.1106Smin326mm22000mm26C9710

6满足热稳定要求。 6)动稳定校验 相间距a=0.25m 冲击电流 ish=63.16KA

母线对垂直于作用力方向轴的截面系数W

Wb2h/682125/61333.33mm2

当三相母线水平布置且相间距离为a=0.25m时，三相短路造成的单位长度母线上所受最大相间点动力为：

fmax1.73107[ish(3)]2

12760.52(N)a

36

由此可得：

L222cmaxfmax2760.528.28106Pa701066W1333.3310

母线的动稳定性满足要求。

6.4.4 变压器220KV侧出线的选择与校验

按经济电流密度选择导体截面积：

Imax2180000944.88A

3220J1.3Amm2，则

查经济电流密度曲线，当Tmax=3600h时，经济电流密度

SJImax944.88726.83mm2 J1.3查阅资料选取LJ-800铝绞线。 当环境温度为40℃时

Kal80400.727al08025 （考虑日照影响：取80℃）

按长期发热允许电流校验：

Ial40cKIal0.72713771001AImax944.88A

满足要求。

2） 热稳定校验，正常运行时导体温度 I2max944.8820（al0）240(8040)75.6c

Ial10012QKKfSminC

37

查表得： C=85 Kf1

126.57＜800mm2

SminQKKfC6115.74310185满足热稳定要求。

选择LG-800铝绞线符合要求。

由于LG-800钢芯铝绞为软母线，因此不需要校验动稳定性。

6.4.5 变压器110KV侧出线的选择与校验

按经济电流密度选择导体截面积：

Imax992.02A

查经济电流密度曲线，当Tmax4600h时，J=1.07A/mm2，

Imax992927mm2J1.07

则：

SJ查阅资料选取LGJK-1250/150扩径钢芯铝绞线。长期允许载流量（考虑日照）：1430A

当环境温度40℃时

Kal80400.727（考虑日照影响：取80℃）

al08025按长期发热允许电流校验：

Ial40cKIal0.72714301039.61AImax992A

满足要求。

2） 热稳定校验，正常运行时导体温度

38

2Imax99220(al0)240(8040)76c 2Ial1039.61SminQKKfC

查表得： C=85 Kf1

157.77＜1250mm2

SminQKKfC6179.83110185满足热稳定要求。

选择LGJK-1250/150钢芯铝绞线符合要求。

由于LGJK-1250/150钢芯铝绞为软母线，因此不需要校验动稳定性。

6.4.6 变压器10KV侧电力电缆的选择与校验

10KV母线最大持续工作电流： 查表：

J0.98Amm2

导体经济面积：

SjImax1414.41443.26mm2J0.98

查表选取二条125mm10mm矩形硬铝导体平放： 竖放允许电流： 3152A 集肤效应系数： Kf=1.45

当环境温度40℃，温度修正系数：K=0.82

Ial40cKIal0.8231522553.12AImax1414.4A

39

热稳定校验：

正常运行时导体温度：

2Imax1414.420(al0)240(7040)46.04c

Ial31522查表得：C=95。则满足短路时发热的最小导体截面积：

Smin满足条件。

QkKfC148.3061061.4517.132mm22500mm2

95第七章避雷器的选择与校验

（1）220KV侧避雷器的选择与校验 ①型式的选择

根据规程及本设计，选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。

②额定电压的选择：

UbcUNnet220kV

因此选 FCZ-220避雷器，其参数如下表8-2所示。 ③灭弧电压校验：

最高工作电压：Umax1.15UNnet252kV

直接接地：UmicdUmax0.8252200kV，满足要求。

表7-2 避雷器参数

型号 额（kV） 灭弧值（kV） 工频放电电压冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（kV） 710 8/20s定电压电压有效有效值（kV） 不小于 FCZ-220 ④工频放电电压校验：

40

冲击残压不大于（kV） 不大于 580 220 252 503 740

下限值：上限值：

Ugfx503kVK0Uxg32523436.5kV ＜580kV

Ugfs1.2Ugfx1.2436.5523.8(kV)上、下限值均满足要求。

（kV）740kV，满足⑤残压校验：Ubc2.352Umi2.3522006要求。

⑥冲击放电电压校验：求。

综上，所选FCZ-220 型避雷器满足要求 （3）110KV侧避雷器的选择和校验 ①型式的选择

根据规程及本设计，选用FCZ系列磁吹阀式避雷器。 ②额定电压的选择：

Uchfs0.95Ubc0.956630(kV)710kV,满足要

UbcUNnet110kV

因此选FCZ-110避雷器，其参数如下表8-3所示。 ③灭弧电压校验： 最高工作电压： 直接接地：

Umax1.15UNnet1.15110126（kV）

UmicdUmax0.8126100.8kVKV，满足要求。

表7-3 避雷器参数

型号 额（kV） 灭弧值（kV） 工频放电电压冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（kV） 8/20s定电压电压有效有效值（kV） 不小于 不大于 冲击残压不大于（kV） 41

FCZ-110 110 126 255 290 345 365 ④工频放电电压校验：

下限值： Ugfx255kVK0Uxg31263218kV

上限值： Ugfs1.2Ugfx1.2218261(kV) ＜290kV 上、下限值均满足要求。

⑤残压校验：Ubc2.352Umi2.352100.8334＜365KV，满（kV）足要求。

（kV）⑥冲击放电电压校验：Uchfs0.95Ubc0.95334317＜345KV，满足

要求。

综上，所选FCZ-110 型避雷器满足要求。 （3）10KV侧避雷器的选择和校验 ①型式的选择

根据规程及本设计，选用FZ系列普通阀式避雷器。 ②额定电压的选择：

UbcUNnet35kV

因此选FZ-35避雷器，其参数如下表8-4：

表7-4 避雷器参数

型号 额（kV） 灭弧值（kV） 工频放电电压冲击放电电峰值（1.5/20s）不大于（kV） 134 8/20s定电压电压有效有效值（kV） 不小于 FZ-3

10 41 82 不大于 98 冲击残压不大于（kV） 134 第8章 变电站综合自动化

8.1 综合自动化概述及其特点

42

现代变电站综合自动化是二次设备完全用计算机实现对一次设备的安全运行监视与记录、安全操作监视、系统故障记录、故障分析、继电保护等多方面自动化的综合。其结构可以是一个功能一套设备，也可以是一体的或多机一体分层分布的。从某种角度上可以说，变电站的综合自动化由计算机继电保护和监控系统两大部分组成。

变电站综合自动化最明显的特征有以下四个方面：

(1)功能综合化.变电站综合自动化技术是从建立在计算机硬件技术、数据通信技术、模块化软件技术的基础上发展起来的。它综合了变电站内除交直流以外的全部二次设备。计算机保护代替了电磁式保护，监控装置综合了仪表屏、操作屏、模拟屏、变送器、远动装置、有载调压无功补偿、信号系统和光字牌；计算机保护和监控系统一起还综合了故障录波和故障测距、小信号接地等装置。

(2)结构电脑化。分布式、多CPU综合自动化系统内各主要插件全是计算机化的，采用分布式结构，网络总线连接。计算机保护、数据采集、监视控制等环节的CPU群构成了一个有机整体，以实现各种功能。一个系统往往有几个甚至几十个电脑同时并行运行。

(3)操作监视屏幕化。不管有人值班还是无人值班，操作人员不是在变电站内就是在远方调度室或操作中心内面对屏幕显示器进行变电站的全方位监视与操作。常规方式下的指针仪表读数被屏幕数据所代替；常规庞大的模拟屏被CRT屏幕上的实时接线画面所取代；常规在操作屏上进行的跳合闸操作被计算机键盘或鼠标操作所取代；常规光字牌报警被CRT屏幕画面闪光和文字提示所取代。简而言之，面对计算机的彩色可以窥视若大变电站内的瞬变万化。

(4)运行管理智能化。变电站综合自动化另一个特征是运行管理智能化。智能化不仅表现在常规的自动化功能上，如自动报警、自动报报表、电压无功自动调节、小信号接地自动选线、事故判别与处理等方面，还表现在能够在线自诊断并不断将自诊断的结果送向远方的主控端。这是区别常规二次系统的重要特征。简言之，常规二次系统只能检测一次设备，而对自己本身的故障诊断困难，必须更多的靠维护人员去检查发现；综合自动化系统不仅检测一次设备还时刻检查自己是否有故障，这就充分体现了其智能化。

8.2 变电站综合自动化系统的主要功能

变电站综合自动化主要包括安全监控、计算机保护、开关操作，电压无功控制、远动、低频减载以及自诊断等功能。

1、监控系统功能

监控系统功能包括数据采集、安全监视、事件顺序记录、电能计算、控制操作、与计算

43

机保护装置通信等。

(1)数据采集与显示。采集变电站电力运行实时数据和设备运行状态并通过当地或远方的显示器将运行工况以数据和画面两种方式反映给运行人员。其中，工频模拟量采用计算机交流采样，状态触点方式接入监控系统。

(2)安全监视。对采集的模拟量、状态量及保护信息进行自动监视。当有被测量越限、保护动作、非正常状态变化、设备异常时，能及时在当地或远方发出音响或语音报警、推出报 警画面、显示异常区域，为运行人员提供处理故障所需的全部信息，事故信息还可存贮和打印记录，供事后分析故障原因用。

(3)事件顺序记录。变电站发生故障时，对异常状态变化的时间顺序进行自动记录、存贮、远传。时间顺序记录分析率一般小于5ms,高压变电站可提高到小于1ms.

(4)电能计算。系统可实现对采集的电能量分时统计，旁路代送时可自动实现电量的累加。 (5)控制操作。系统可实现对断路器、隔离开关的开、合控制和变压器分接头的调整控制，具有防误操作措施，为防止系统故障时无法操作被控设备，在设计上应保留人工直接跳合闸手段。

(6)与保护装置通信、交换数据。向保护装置发出对时、召唤数据命令，传送新的保护定值；保护装置向监控系统报告保护动作参数（动作时间、动作性质、动作值、动作名称等），响应召唤命令回报当前保护定值以及修改定值的返校信息等。

2、计算机保护功能

(1)变压器保护。利用二次谐波制动的电流差动保护、过电流保护、重瓦斯保护等。 (2)进线线路保护。一般按用户要求配置。

(3)馈电线路保护。一般有电流速断保护、定/反时限过电流保护、三相自动重合闸功能。 (4)母线保护。

(5)电容器保护。包括过压保护和欠压保护、过电流保护、电流差动保护。 (6)用户提出的其他合理的保护配置。 3、电压和无功综合控制

以保证电压合格和优化无功补偿为控制目标，实现对有灾调压变压器分接头和并联补偿电容器组的综合调节和控制，既可提高供电质量，又具有节能的功效，同时具有自动统计电压合格率的功能。

4、远动功能

综合自动化系统具有很强的远动功能，不仅具有实现常规的遥测、遥信遥控遥调、事件记录远传功能，而且还具有保护定值远方监视与修改、故障录波与测距的远方传输功能。一

44

般综合自动化具有多个远方接口功能，必要时还可服从主站端的通信规约进行非常规的数据通信。

5、系统在线自诊断功能

系统的在线自诊断功能，能自诊断到各设备的插件级。

总结

通过本次设计我明白一切问题必须靠自己一点一滴的解决，而且要不断的更正以前的错误。设计是比较简单的，主要是解决主接线方式的问题，而主接线方式是一个很灵活的东西，它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力，它才是一个设计的灵魂所在。因此大部分时间是用在主接线方式上面的。我想这对自己以后的学习和工作都有很大的帮助。在本次课程设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，只有理论与实际相结合，才能更加深入的了解问题。

虽然本次课程设计是要求自己完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流，多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。

45