110kv变电站二次系统设计

110kv变电站二次系统设计（共9篇）

篇1：110kv变电站二次系统设计

毕业设计（论文）开题报告

题目名称: 110KV变电所电气二次部分设计

学生姓名

专业

电气工程及其自动化

班级

一、选题的目的意义

电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的一次部分经济合理，二次部分安全可靠，只有这样变电所才能正常的运行工作，为国民经济服务。变电站内的高压配电室、变压器室、低压配电室等都装设有各种保护装置，这些保护装置是根据下级负荷地短路、最大负荷等情况来整定配置的，因此，在发生类似故障是可根据具体情况由系统自动做出判断应跳闸保护，并且，现在的跳闸保护整定时间已经很短，在故障解除后，系统内的自动重合闸装置会迅速和闸恢复供电。这对于保护下级各负荷是十分有利的。这样不仅保护了各负荷设备的安全利于延长是使用寿命，降低设备投资，而且提高了供电的可靠性，这对于提高工农业生产效率是十分有效的。工业产品的效率提高也就意味着产品成本的降低，市场竞争力增大，进而可以使企业效益提高，为国民经济的发展做出更大的贡献。生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。可见，变电站的设计是工业效率提高及国民经济发展的必然条件。

二、国内外研究综述

通过网络及杂志我们可以发现，近年来一些发达国家的能源不是很丰富，进而导致电力资源不是充足。为了满足国内的需求，减少在网路中的损耗，这些发达国家已经形成了完善的变电设计理论。比较完善的变电站设计理论，是真正的做到了节约型，集约型，高效型。发达国家通过改善优化变电站结构，降低变电站的功率损耗，尽可能地提高变电站的可靠性，尽可能地使变电站的灵活性提高，尽可能地提高经济性。

然而在国内，变电站的设计中仍然存在很多问题，比如可靠性还欠提高。我国经济的发展给电力行业带来两个问题：一是电力能源的需求持续增长，城市和农村用电量和密度越来越来高，需要更多的深入市区农村的变电站，以减少线路的功率损耗，提高电力系统的稳定性等，然而这些变电站占地面积大；

二、国内外研究综述

二是城区地价昂贵，环境要求严格，在稠密的市区选择变电站址相当困难。在农村，农田的保护非常严格。我国开始开发新的技术，即建设地下变电站。而建设地下变电站可以利用城化绿化带或者利用大厦的地下室。例如前者有上海人民广场，北京王府井220kV变电站，还有北京西单110kV变电站。

此外计算机的渗透已经达到每一个角落，电力系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。我国变电站综合自动化技术应用的越来越成熟。变电站综合自动化系统以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。

三、毕业设计（论文）所用的方法

对110KV变电所电气二次部分设计，首先应该了解并掌握110KV变电所电气二次部分的国内外现状特点和发展前景，并结合相关的设计手册，辅助资料和国家有关规程，主要完成该变电站的二次部分设计，参考国内外最新的设计方法、研究成果和新的电气设备，对线路保护、变压器保护、母线保护、所用变保护和电容器保护设计。同时完成二次部分原理接线图、二次部分展开图、控制回路接线图和信号回路接线图。

四、主要参考文献与资料获得情况

（1）中国电力出版，张保全，尹项根 《电力系统继电保护》（2）中国电力出版社，谷水清《电力系统继电保护》（3）中国电力出版社夏道止《电力系统分析》（4）重庆大学出版社马永翔《电力系统继电保护》（5）变电所设计（10-220KV）.辽宁科学技术出版社（6）和本次毕业设计有关的图书馆及网上资料

五、指导教师审批意见 年月日

篇2：110kv变电站二次系统设计

4间隔启动试运行方案

一、工程概况

1、根据业主改造方案及设计要求，110kV玉柴变电站本期只对玉柴变存在安全隐患阵旧二次系统及10kV开关柜更新改造,因为110kV玉柴变电站的主变器、断路器、电流互感器、线路电压互感器，避雷器等一次设备已更新改造过了，所以110kV玉柴变电站本期110kV区一次配电装置不作改造，只改造保护测控装置部份及其控制电缆，现110kV玉柴变电站：110kV望柴线104开关间隔已改造完毕，具备投运条件。

2、投运电源220kV长望变电站110kV望柴线145开关供给，为了避免设备在冲电受电过程中可能出现的事故扩大化，要求110kV玉柴变电站柴金线183间隔、望柴线184间隔、1801间隔及1号主变、2号主变间隔由运行状态转备用状态。

二、试运行前的准备工作

（1）运行单位准备好操作用品、用具，消防器材配备齐全并到位，本次运行设备印制好编号。

（2）所有启动试运行范围内的设备均按有关施工及验收规程、规定的要求进行安装调试，且经启动委员会工程验收组验收合格，并向启动委员会呈交验收结果报告，启动委员会认可已具备试运行条件。

（3）启动试运行范围内的设备图纸及厂家资料齐全，有关图纸资料报送报玉林供电局地调。

（4）启动试运行范围内的设备现场运行规程编写审批完成，并报生产技术部、安监部备案。

（5）施工单位和运行单位双方协商安排操作、监护及值班人员和班次，各值班长和试运行负责人的名单报地调备案。

（6）与启动试运行设备相关的厂家代表已经到位。

三、启动试运行范围

110kV玉柴变电站：110kV柴金线183间隔、110kV望柴线184间隔相关二次设备。

四、启动试运行项目

220kV长望变电站：110kV望柴线145开关对110kV玉柴变电站柴金线183开关、望柴线184开关充电。

五、启动试运行电网风险分析及措施

（一）电网风险 有发生误操作的可能。

（二）防范措施

严格执行“两票”制度，防止误操作。

六、启动时间安排

计划 2015年06月08日17:00—18:00

七、启动的组织及指挥关系 组 长：陈庚 副组长： 刘超新 玉柴站侧投运负责人：

八、启动试运行应具备的条件

（1）启动试运行设备相关的远动信息能正常传送到玉林地调，并且变电站与玉林地调之间通信能满足调度运行要求。

（2）所有启动试运行范围的继电保护装置调试完毕并已按调度下达的定值单整定并核对正确。

（3）所有现场有关本次启动试运行设备的工作完工，已验收合格，并且临时安全措施拆除，所有施工人员已全部撤离施工现场，现场具备送电条件。（4）启动试运行前，有关人员应熟悉启动试运行设备的操作及使用，并根据批准的启动试运行方案准备好操作票。

（6）运行单位就启动试运行设备提前向玉林地调报启动试运行申请。

九、启动试运行前系统方式、调度操作配合 220kV长望站：

1.110kV望柴线145开关冷备用。

110kV玉柴站：

2.110kV柴金线183开关冷备用。

3.110kV望柴线184开关冷备用，1号主变冷备用，2号主变冷备用。

十、启动前现场准备和设备检查

由投运组长下令，现场值班人员和试运行人员按试运行方案操作，并采取措施保证进行了检查和做了准备工作的设备不再人为改变，启动前完成。一次设备检查 110kV玉柴站：

1)检查181、182、183、184开关，1811、1821、1831、1833、1841、1843、1801刀闸，18117、18217、18317、18337、18338、18417、18437、18438地刀全部在断开位置，有关接地线已全部拆除。二次设备检查和保护投退 110kV玉柴站：

2)220kV长望站：退出110kV望柴线145开关重合闸。

十一、启动试运行步骤 1、220kV长望站110kV望柴线145开关对玉柴变110kV望柴线184开关、柴金线183开关充电。

1)110kV玉柴站：合上110kV望柴线1843、1841刀闸。

2)220kV长望站：合上110kV望柴线145开关对望柴线184开关充电。3)110kV玉柴站：检查110kV望柴线184开关、电流互感器充电正常。4)110kV玉柴站：合上110kV望柴线184开关。运行正常后断开184开关。5)220kV长望站：断开110kV望柴线145开关。2、220kV长望站110kV望柴线145开关对玉柴变110kV柴金线183开关充电。6)110kV玉柴站：合上110kV柴金线1833、1831、1801刀闸。7)220kV长望站：合上110kV望柴线145开关对柴金线183开关充电。8)110kV玉柴站：检查110kV柴金线183开关、电流互感器充电正常。9)110kV玉柴站：合上110kV柴金线183开关。

10)220kV长望站：投入110kV柴金线145开关重合闸检无压。2、110kV玉柴站110kV柴金线183电流互感器带负荷测量。

11)110kV玉柴站：恢复2号主变主变运行，110kV柴金线183开关带上负荷后对电流的回路进行测量。

投运结束运行方式安排： 1、110kV玉柴站1、2号主变运行方式由玉柴公司的运行维护部门安排。

2、玉柴站110kV望柴线184开关、柴金线183开关经24小时试运行正常后，由玉林供电局地调安排。

十二、启动试运行工作结束后

1、启动试运行工作结束后，将变电站实际运行状态情况汇报玉林供电局地调。

2、启动试运行工作结束，经24小时试运行正常后，所有本次启动试运行范围设备移交给玉柴集团运行维护管理。

十三、安全措施及注意事项

（1）所有参加试投运人员必须遵守《电业安全工作规程》、《南方电网电气操作导则》。

（2）各项操作及试验必须提前向调度部门申请，同意后方可执行。（3）试验和操作人员应严格按照试运行指挥系统的命令进行工作。（4）凡已经拆除接地线或断开接地刀闸的设备或线路均视为带电，任何人不得攀登。

（5）所有操作均应填写操作票，操作票的填写及操作由运行单位负责，操作过程由施工单位监护，施工单位负安全责任。

（6）试验人员需要在一次设备及相关控制保护设备上装、拆接线时，应在停电状态下、在工作监护人监护下进行。

（7）每个项目完成后，应得到各方的报告，确认运行系统及试验正常，调度员下令后方能进行下一个项目的工作。

（8）试运行期间发生的设备故障处理及试验工作，立即停止工作，并向试运行组汇报情况，经试运行组同意后方可实施；试运行过程中如果正在运行设备发生事故或出现故障，应暂停试运行并向启动委员会汇报。

（9）试运行期间，非指挥、调度、运行当值及操作监护人员不得随意进入试

运行设备区域，任何人不得乱动设备，以确保人身和设备安全。

十四、有关厂站及电气主接线图

篇3：110kV变电站二次系统设计

1.1 综合自动化的特征

变电所综合自动化最明显的特征表现在以下四个方面: (1) 功能综合化。 (2) 结构微机化。 (3) 操作监视屏幕化。 (4) 运行管理智能化。

1.2 分布式综合自动化系统

由于分布式系统具有投资少、功能强、装置维护方便、扩充灵活、可靠性高等特点, 因而是当今的主流和发展方向。分布式系统的主要优点: (1) 不同电气设备均单独安装对应的微机保护装置和微型RTU, 其中任一装置出现故障, 均不影响系统正常运行。 (2) 系统内装置间信息的传送均为数字信号, 所以系统抗干扰能力强。 (3) 分布式系统为多CPU工作方式, 各装置都具有一定数据处理能力, 从而大大减轻了主控制机的负担。 (4) 系统扩充灵活、方便。 (5) 实时检测数据和保护信息分别存放在数据库中, 调度中心直接从前置机中获取, 为无人化建立了可靠的白动化监控系统。 (6) 系统自诊断能力强, 能自动对系统内所有装置巡检, 发现故障能白动检山, 并加以隔离、可诊断到每块板。 (7) 具有事件顺序记录功能, 分辨率可达lms, 为事故分析提供了有效的数据。

1.3 分层分布式系统结构和功能

从层次上说, 一般分为变电站层和间隔层。间隔层在横向按站内一次设备 (一台主变压器、一条线路等) 分布式的配置, 各间隔的设备相对独立, 仅通过站内通信网互联, 并同变电站层的设备通信。

在功能分配上, 采用可以下放的尽量下放的原则。凡是可以在本间隔就地完成的功能绝不依赖通信网。这样的系统明显的优点是:可靠性提高, 任一部分设备有故障时只影响局部;可扩展性和灵活性提高;站内二次接线大大简化, 节省投资也简化维护。

2 变电站采用综合自动化模式

若按无人值班变电所考虑, 可依照上节介绍的分层分布式微机综合自动化系统, 该系统具有常规变电所所有的测控、保护功能。各自动化装置通过网络由后台机统一管理, 从而组成变电所自动化监控管理系统。自动化装置相互独立, 互不影响。全站自动化装置均集中组屏, 布置在主控制室内。全站电度表集中组屏, 也布置在主控制室。

2.1 监控系统应具有功能

(1) 数据采集与显示:采集变电站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以数据和画面方式显示反映运行工况。工频模拟量采用交流采样, 状态量采用接点方式接入系统;

(2) 安全监控:对采集的模拟量, 状态量及变化信息进行自动监控。当被测量越限、保护动作、非常状态变化、设备异常时能及时在当地或远方发出音响或注意语音报警, 推出报警画面, 显示异常区域。事故信息应可存储和打印记录, 供事后分析故障原因用。

(3) 事件顺序记录:发生故障时, 应对异常状态变化的时间顺序自动记录、存储、远传, 事件记录分辨率小于5ms。

(4) 电能计算:可实现有功和无功电度的计算和电能量分时统计, 运行参数的统计分析。

(5) 控制操作:可实现断路器及主变负荷开关的跳、合闸的控制, 并具有防误操作功能。

(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。

2.2 报警处理功能

(1) 事故报警处理:事故发生时, 系统公用事故音响装置喇叭响, 后台机事故音响报警音箱发出音响报警, 后台机CRT画面上弹出红色报警条文, CRT画面相应开关改变颜色和闪烁, 打印机打印报警信息, 远动主站向调度中心发送报警信息, 报警信息在后台机中形成历史数据供查询。报警信息手动确认, 一旦确认后, 声光停止, 报警条文消失。后面发生的事故报警不能覆盖前面的事故报警信息。可随时手动试验报警装置, 试验信息不予传送、记录。

(2) 预告报警处理:在正常操作的设备变位、系统 (装置) 异常、断路器气压油压异常, 主变温度过高, 冷却器故障, 轻瓦斯动作, l0k V, 35k V系统接地, 直流系统接地, 断路器控制回路断线, 模拟量越限/复限等情况下, 系统公用事故音响装置警铃响, 后台机事故音响报警音箱发出音响报警, 其他处理同事故报警处理。

2.3 保护功能

(1) 主变高压侧采用负荷开关和熔断器作为保护, 不另配置保护装置。低压侧配置自动化装置, 实现测控、保护功能, 保护配置为:过电流保护, 运作于跳闸;过负荷保护, 动作于信号;主变重瓦斯、轻瓦斯、压力释放、温度升高、油位高或低均动作于信号。

(2) 10k V线路配置自动化装置, 实现测控、保护功能, 保护配置为:两段式过电流保护, 三相一次重合闸, 小电流接地自动选线及低频低压减载。

2.4 人机交互功能

(1) 通过各装置的液晶显示器和按键实现人机交互。

(2) 通过变电所当地监控管理系统实现人机交互。

(3) 通过远方调度主站实现人机交互。

2.5 控制功能

(1) 设备安装处就地人工控制。

(2) 变电所当地监控管理系统的人机交互画面的按键控制。

(3) 调度主站遥控。

三种控制操作相互闭锁, 即同一时间只接收一种控制指令。

2.6 其他功能

除能完成上述的控制、保护任务外, 还具有远动功能, 能按要求实现四遥功能, 既遥信、遥测、遥控、遥调。

2.7 直流电源系统

按规程规定, 变电站应设置二组蓄电池。现阶段, 应用于大中型变电站的蓄电池组包括固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池和阀控式铅酸蓄电池。对于铅酸蓄电池, 可选用的充电设备包括2种方式, 即硅整流充电装置和高频开关电源。硅整流充电装置伴随固定型铅酸蓄电池广为应用, 但在性能方面明显弱于高频开关电源。高频开关电源是现代科学技术发展的产物, 其与传统硅整流装置比较, 具有很大的优越性, 如可靠性高、重量轻、体积小、维护方便、效率高、稳压精度高、输出纹波系数小等。

3 结语

近年来, 综合自动化技术已成为变电站二次系统设计的首选, 也成为电网建设的发展方向。变电站综合自动化系统将二次设备 (包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等) 经过功能的组合和优化设计, 利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术, 实现对全站的主设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护以及调度通信等综合性的自动化功能, 代替常规的控制屏、中央信号系统和远动屏, 用微机保护代替常规的继电保护, 改变常规继电保护装置无通信功能的缺陷。因此, 变电站综合自动化技术既可成为改造传统常规变电站的一个良好途径, 也能为新变电站的设计创造良好的效益。

参考文献

[1]宋修臣.浅谈数字化变电站自动化技术[J].黑龙江科技信息, 2008 (12) :34.

[2]程水添.浅论110kV变电系统设计[J].广东科技, 2008 (16) :110～111.

篇4：110kv变电站二次系统设计

关键词：110KV变电站;继电保护;二次设计;变压器保护

继电保护是保障电力设备安全及有效防止电力系统由于大面积长时间停电的一种最基本也是最重要的技术手段，所以加强对继电保护的设计是保证电网安全稳定运行的基础。在进行变电站二次继电保护设计时，既要把握设计重点，又要注重每个细节，充分考虑继电保护的组屏原则以及配置方式，并结合具体情况与常见问题，进行科学设计。另外，电网中运用继电保护设施和二次回路是确保电网体系安全的方法之一，110kV变电站继电保护是电力系统中重要组成部分，本文简单解析了110kV变电站继电保护和二次回路，期望为加强电网安全性与稳定性和现实操作带来有利的根据。

1.二次设备选型问题

1.1零序保护

在电压等级超过110KV的系统中，故障发生率最高的是单相接地故障，其故障率在总故障中高达百分之九十以上。零序电流保护是及时切除单相接地故障实现线路保护的常规采用模式，零序电压3UO与零序电流3I0组成的方向元件是零序保护常常采用的元件类型。

1.2母线电压切换

当变电站中采用双母线接线时，二次母线电压与直流电源要实现二次切换必须得通过运行相应的母线侧隔离刀闸。如果在运行过程中，隔离刀闸出现接触不良现象，就会导致距离保护失压，容易出现距离保护误动作情况。因此，应将其切换继电器改装为双位置继电器在电压切换箱中。

1.3变电站后台系统

工作人员在对其进行设计时，应选择性能较强的工控机。要使后台监控系统处于长期稳定运行状态，还应在后台监控机上配置优质不间断电源，保证其运行的稳定性。

2.110kV 变电站继电保护要素

2.1 110kV 变电站的继电保护技术运用的解析

在110kV变电站中，继电保护设备的运用主要是凭借电子互感器设备来实施对电网体系的掌控，从而在变电站产生障碍问题的第一时刻就把损坏元件和别的设备分隔开，减小元件受损度。继电保护和电子互感器设备之间输送的媒介是数据信号，电子互感器在110kV 变电站检验的过程中可以测查到数据信号，而数据信号经过光纤线路所带有的光数据信号输送性能把数据信号输送到110kV变电站低压处，然后被继电保护设备接收，最后达到对110kV变电站运作情况的良好控制。110kV变电站中的继电保护设备由核心调控单元、开入单元、出口单元、接收单元等板块构成，这些设备对110kV变电站实行多次地、良好地管理。因此，110kV变电站可以安全、稳固、准时、灵便性地运作重点源于继电保护技术。

2.2 解析在110kV 变电站中新样式继电保护技术的使用

如今，用电量的需求在大幅度的提升，110kV变电站就需要供给更多的电量，电量的增多就将对110kV变电站的安全性、稳固性带来相应的威胁。为保证110kV变电站在提高电量传送状况下仍然稳固、安全，就需全面展现110kV变电站中的继电保护设备的作用，把先进的、适宜的继电保护技术使用在110kV变电站中，提高了它对110kV变电站调控的水准。当前新样式的继电保护技术重点是智能型继电保护技术。智能型继电保护技术具有信号接收快速，检验结果准确、信号接收完整、灵敏度高等特征。使110kV变电站全面且精准地掌控110kV变电站，保证了110kV变电站对各个等级电压运作安全性的合理调控。

3.电力系统中继电保护二次回路

3.1继电保护二次回路的优点

（1）更加安全。现今继电保护二次回路通常采用新式的体系与现代化设施，这样的模式能够很好地保证继电保护的及时、精准、安全地运作，可以在体系上减少产生继电保护障碍的可能性，同时有助于预防与减少继电保护维护与检修中产生的安全故障，加强了继电保护在电力网络上的稳固性能的实现，有利于电力网络安全运作的进行。

（2）更加经济。继电保护二次回路的构造比较简化，材质取材宽广，做成的继电保护二次回路未有太大的体积与太重的重量，不但有助于继电保护二次回路的操作，也助于继电保护二次回路的维护，不仅在经济上能够大大滴减少了投资，而且在维护与修理职工上也带来了较大的节省。

（3）功能强大。继电保护设备在运作中会被外界条件的影响而产生绝缘部位的腐蚀现象，而继电保护二次回路能够很好地提高对设备的抗腐蚀能力，在预防电磁效应对继电保护设备影响的同时，以提升继电保护设备的抗干扰性能为前提，大大地提高了继电保护设备的功能。

（4）自动化优点。在继电保护二次回路的稳固且持续的工作下就能获得继电保护设备的性能保证，保证在电力体系产生障碍后及时进行处理，给出有关信号，实施适合性的动作，取得对电力网与电力设施的保护作用。

3.2继电保护二次回路损害

（1）继电保护二次回路的数据损坏。继电保护二次回路产生损坏会直接对电力网络带来影响，直接在电能表与计量仪器上展现出不同的波动，这会造成电能表与计量仪器产生示数与计量的错误，并有可能对计量仪器产生毁灭性的破坏，产生电力数据的丢失与损害，使电力网工作受到一定的影响。

（2）继电保护二次回路的线路损坏。继电保护二次回路线路损坏阻挡了继电保护二次回路差动保护设备性能的正常操作，产生线路短路问题，就会出现差动保护构造杂乱，若障碍在较长时间里不能给与处理，也会由此影响到电力系统二次回路的运作。

（3）继电保护二次回路的安全问题。继电保护二次回路会出现静电、电磁等方面的感应，对电力体系作业带来很大的扰乱，引起电力体系运作的错误运作。差动保护设备在产生故障后易产生各样的电磁现象，给差动保护正常作业的安全运作产生一定的影响。

3.3强化继电保护二次回路检修与维护工作

（1）搞好继电保护二次回路的构造检测。由解析数据信息是电力体系操作的必经过程，差动保护涉及到的电力信息是不同方面的，这便需要进行好各样信息的分类处理。继电保护二次回路体系解析包括了体系界面、性能等可经过模拟仿真来检测体系中的继电保护状况。

（2）搞好继电保护二次回路性能检测。应采购操作系统，对硬件资源、体系版块构造图、版块设计说明书等层面全面考虑，最后由编程者做完体系构造的编排设计，获得对性能的系统性、整体性检测。

（3）搞好继电保护二次回路调试检测。技术人员在装置系统后也应适宜地调整操作，对使用的数据库、软件、图形等都有效地调节一下，保证无误后才可放到差动保护运作中。图形等都有效调整一下，保证无误后才可放到差动保护操作中。

（4）回路操作检测。在建立操作体系时要看重体系检测环节的设置，经过装置有关的检验设备对体系进行检验，及时掌控数据信息的详细情况，按照差动保护二次回路的实际需求设计策略。

结束语：

目前，我国变电站的继电保护与直流系统的二次设计都显得不完善、不精细，导致系统存在的安全隐患对电力系统的安全稳定性造成严重破坏，并相继出现了各种不同程度的设备损坏事故。特别是变电站继电保护的组屏方案、配置原则都有存在着较大的差异，十分不利于工作人员运行、维护以及管理设备。因此，怎样让二次继电保护设计的更加科学合理，提高设计水平成为二次设计人员越来越关注的问题。

参考文献：

[1]张巧玲，李西安.变电站二次典型设计中继电保护技术原则[J].中国电力，2009（6）.

[2]刘贵水，赵逢荣.变电二次设计相关问题探讨[J].科技资讯，2008（19）.

篇5：110kv变电站二次系统设计

1.原始资料

(1)电压等级：110/10kV，回路数110kV进出线2回，10kV出线8回，35kV出线6回。

(2)10kV负荷情况：2回10KM线，每回送1500KW,cosΦ=0.85;Tmax=3000h/年;2回10KM线，每回送1500KW,cosΦ=0.85;Tmax=30000h/年;4回20KM线，每回送1500KW,cosΦ=0.85;Tmax=6000h/年。

(3)35kV负荷情况：2回40KM线，每回越送2800KW;Tmax=5600h/年;4回50KM线，每回越送2800KW;Tmax=5600h/年，并且Ⅰ、Ⅱ类负荷占70%。

(4)自然条件：当地年最高气温37摄氏度，年最低气温-10摄氏度，当地海拔1000米，当地雷暴日30日/年，地震裂度：3.5级;污秽等级：0级。

(5)系统情况：Xsmax=0.25，Xsmin=0.3(Sd=100MVA)。

(6)地区变电所采用LW6-126型断路器，后备保护动作时间为3.5s.

2.选题目的及意义

变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点之一，所以成为热点，是建设的需要。日前全国投入电网运行的35-110kV变电站18000座(不包括用户变)，220kV变电站有1000多座，500kV变电站大约有70座。而且每年变电站的数量以3%-5%的速度增长，也就是说每年都有数千座新建变电站投入电网运行。同时，根据电网的`要求，特别是自上个世纪末在我国全范围内开始的大规模城乡电网改造，不但要新建许多变电站，现有将近一半以上的建设于上世纪六、七十年代、甚至还有五十年代的老旧变电站因设备陈旧老化而面临改造。二是市场的因素，采用综合自动化系统，可在远方设立集控站，通过远方遥控、遥信、遥测、遥调、遥视等五遥功能集中监控若干个变电站，变电站现场实现无人值班，节约了大量的人力;它通过SCADA系统与MIS系统结合实现了办公自动化，提高了管理效率，为管理人员的决策提供了切实有力的依据。

3.主要参考文献

(1)电力工程电气设计手册(电气一次部分、电气二次部分)，水利电力出版社，1990

(2)王锡凡，电力工程基础，西安交通大学出版社，

篇6：110kv变电站二次系统设计

一、选题目的及意义

变电站自动化自20世纪90年代以来一直是我国电力行业中的热点之一，所以成为热点，是建设的需要。日前全国投入电网运行的35-110kV变电站18000座(不包括用户变)，220kV变电站有 1000多座，500kV变电站大约有70座。而且每年变电站的数量以3%-5%的速度增长，也就是说每年都有数千座新建变电站投入电网运行。同时，根据电网的要求，特别是自上个世纪末在我国全范围内开始的大规模城乡电网改造，不但要新建许多变电站，现有将近一半以上的建设于上世纪六、七十年代、甚至还有五十年代的老旧变电站因设备陈旧老化而面临改造。二是市场的因素，采用综合自动化系统，可在远方设立集控站，通过远方遥控、遥信、遥测、遥调、遥视等五遥功能集中监控若干个变电站，变电站现场实现无人值班，节约了大量的人力；它通过SCADA系统与MIS系统结合实现了办公自动化，提高了管理效率，为管理人员的决策提供了切实有力的依据。

三、论文提纲

1、毕业设计的主要内容

（1）课题研究的意义及目的，国内外研究的现状；（2）变电站综合自动化系统的组成和主要功能；（3）变电站综合自动化系统的一次系统设计；（4）变电站综合自动化系统的二次系统设计；

（5）线路微机保护系统设计（速断、过流、零序保护设计）（6）配电变压器微机保护系统设计（7）主要电气设备选择；

（8）监控软件的设计及图形界面的设计

2.设计实现的主要功能

实时显示变电站综合自动化系统的运行参数（包括电压、电流、功率、频率、cosφ等参数）和运行趋势图，故障报警显示，建立实时和历史数据库，实现SCADA功能。实现无人值守变电站综合自动化功能。3.主要技术指标

功率因数不低于0.9，可靠性和经济性满足变电站综合自动化要求。结论

4.设计的思想及过程

（一）电气一次部分的设计

1.变电所主接线方案的设计

2．负荷的计算和主变的选择：

（1）负荷的计算和无功补偿

本变电所的电压等级为110/35/10kV，主要的负载在35kV和10kV的线路上。负荷的计算就是把35kV和10kV电压等级上的总的负载算出来。一方面，为了提高电网的有功功率，也就是降低无功功率，要对电网进行无功补偿，这样就使选择的主变压器的容量减小，降低了成本。另一方面，为使变电所的功率因数不低于0.9，要对系统进行无功补偿，也就是把10kV和35kV线路上负载的功率因数从0.8提高到0.9，而在具体的补偿中，使用并联电容器的补偿方式。

（2）主变压器的容量选择

在本设计中，为了满足运行的灵敏性和供电的可靠性，应选两台三绕组变压器，主变压气容量应根据5—10年的发展规划进行选择，并考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。所以每台变压器的额定容量按Sn=0.7PM（PM上一步无功补偿后的视在功率，即供电容量）选择，同时每台主变压器的容量不应小于一、二级负荷之和，依据上述要求选择所用变压器的型号。3．短路电流的计算： 短路电流的计算主要是为了选择电气设备、校验电气设备的热稳定性和动稳定性，进行继电保护的设计和调整。对于整个电网来说，要考虑在不同地点同时发生短路时的情况，将设计的主接线按其阻抗的形式转化为电力系统界限的示意图，再根据所选主变的参数、线路的阻抗进行短路电流的计算。4．一次设备的选择与校验：

按正常运行的条件进行选择，对110kV、35kV和10kV的母线按经济的电流密度算出其截面，按照截面面积和环境的要求选择适合的母线；对断路器的选择依据其额定电压、额定电流和开断电流来选择，隔离开关按其通过的额定电流必须大于此回路的电流来选择，电压互感器和电流互感器均依据一次侧和二次侧的电压和电流进行选择；对所选的母线和电气设备要进行热稳定性和动稳定性的校验，看所选的母线和设备是否满足设计的要求，校验时遵循短路时的情况来校验。

（二）二次部分及监控部分的设计

电力系统继电保护的设计与配置是否合理直接影响到电力系统的安全运行，如果设计与配置不合理，保护将可能误动或拒动，从而扩大事故停电范围，有时还可能造成人身和设备安全事故。因此，合理地选择保护方式和正确地整定计算，对保证电力系统的安全运行具有非常重要的意义。

为了安全、经济的提供电能，必须及时而准确的掌握系统的实际运行的情况，随时进行分析，做出正确的判断和决策，必要时采取相应的措施，及时处理事故和异常情况，必须对电力系统实施监视和控制。也就是说要对系统中的一些器件进行监视和控制，在这一部分中，最基本的是监视控制与数据采集系统，首先要对电器设备编号，完成模拟量和数字量的采集，然后使用组态软件对其采集到的信息进行编程，最后通过人机界面实现对电气设备的控制。

参考文献

四、论文写作进度安排

三、毕业设计（论文）工作进度安排

周 次 1 2 3 4

设 计 内 容

熟悉工艺要求和设计内容，查阅资料 熟悉工艺要求和设计内容，查阅资料

总体方案设计和硬件配置

一次系统图设计

完 成 情 况

教 师 检 查

二次系统电气原理图

二次系统电气原理图

控制程序软件设计与调试

控制程序软件设计与调试

监控组态软件和通讯软件设计

监控组态软件和通讯软件设计

绘图，整理说明书

篇7：110kv变电站二次系统设计

变电所一次系统设计探究

摘要：随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。变电所是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。目前，国内110kv及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。关键词：变电所 /安全/可靠/经济

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计 我国电能与变电站现状

电能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，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能源[3]。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡[2]。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。

变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用[2]。因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范。安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求[10]。

（1）变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。

（2）变电所的设计应根据工程的5~10年发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。

（3）变电缩的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。

（4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考虑确定[1]。设计变电站着手方面

2.1 电气主接线方案的选定

电气主接线是整个变电所电气部分的主干。变电所电气主接线指的是变电所中汇集、分配电能的电路，通常称为变电所一次接线，是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的。[4]它是电力系统总体设计的重要组成部份。变电站主接线形式应根据变电站在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求[2]。主接线设计的基本要求为：

(1)供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。

(2)适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变 2

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

运行方式时操作方便，便于变电站的扩建。

(3)经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。

(4)简化主接线。配网自动化、变电站无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。

(5)设计标准化。同类型变电站采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修[1]。

随着电力系统的发展、调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用，变电站电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路、1个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等[6]。

1997年后建成的变电站中接线型式以单母、桥形和线路变压器组为主。达到了85％。而带旁路母线的，接线型式只有1座，仅占5％[5]。我国变电站设计开始趋向于变电站接线方案简单，近期国内新建的许多变电站220 k V及110kV电压等级的接线采用双母线而不带旁路母线。采用GIS的情况下，优先采用单母线分段接线。终端变电站中，尽量采用线路变压器组接线等。大量采用新的技术，变电站电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。从形式上看，主接线的发展过程是由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。在70年代，由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约，为了提高系统供电可靠性，产生了从简单到复杂的主接线演变过程。在当今的技术环境中，随着新技术、高质量电气产品广泛应用，在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全，变电站主接线日趋简化。因此，变电站电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。

电气主接线方案的选定对变电所电气设备的选择，现场布置，保护与控制所采取的方式，运行的可靠性、灵活性、经济性，检修、运行维护的安全性等，都有直接的影响，因此，选择优化的电气主接线方式，具有特别重要的意义。选择更安全可靠的一次电气设备

3.1 变电所主要电气设备及其作用

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（1）高压断路器（或称高压开关）线路正常时，用来通断负荷电流；线路故障时，用来切断巨大的短路电流。断路器具有良好的灭弧装置和较强的灭弧能力。按灭弧介质划分，断路器分为油断路器、空气断路器、SF6断路器等。

（2）负荷开关 线路正常时，用来通断负荷电流，但不能用来切断短路电流。负荷开关只有简易的灭弧装置，其灭弧能力有限。负荷开关在断开后具有明显的断开点。

（3）隔离开关（或称高压刀闸）隔离开关没有灭弧装置，其灭弧能力很小。仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点，以保证检修人员的工作安全。

（4）高压熔断器 在过负荷或短路时，能利用熔体熔断来切除故障。在某些情况下，熔断器可与负荷开关或隔离开关配合使用，以代替价格昂贵的高压断路器，以节约工程投资[17]。

（5）电流互感器 将主回路中的大电流变换为小电流，供计量和继电保护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A[16]，使用中二次侧不允许开路。

（6）电压互感器 将高电压变换成低电压，供计量和继电保护用。电压互感器二次侧额定电压通常为100V[16]，使用中二次侧不允许短路。

（7）避雷器 避雷器主要用来抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压可操作过电压，以保护电器设备免受损害。

（8）所用变压器 向变电所内部动力及照明负荷、操作电源提供电力[8]。如上所述，各种电器对我们的变电站设计都有至关重要的作用。所以合理的配置是关键中的关键。

首先就要说到具备更高可靠性的SF6和真空断路器全面取代少油或多油式断路器。设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。SF6断路器和真空断路器的检修周期可长达20年，在变电所中选用了SF6断路器和真空断路器后，断路器检修几率大为减少，提高单回线路供电可靠性的根本措施转变为建设第二供电回路．因为在单回线路供电情况下中断供电的主要因素已经是线路故障．而不是断路器检修。故随着近十多年来SF6和真空断路器在110kV变电站中的普遍应用，带旁路母线的接线方式在110kV及其以下电压等级已告别了历史舞台。其他设备我们也应该按照计算和设计的需要合理选择，从而保证安全性 4

永城化工厂110kV降压变电所一次系统设计

和经济性。

3.2 电气配置

3.2.1 隔离开关的配置

（1）中小型发电机出口一般应装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点[11]。

（2）在出线上装设电抗器的6—10KV配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关[11]。

（3）接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。（4）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关[12]。

3.2.2电压互感器的配置

（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压[11]。

（2）6—220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。旁路母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。

（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器[11]。

（4）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置[15]。

3.2.3 电流互感器的配置

（1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。

（2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。

（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。

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（4）一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器[11]。

3.2.4 避雷器的装置

（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。（2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。

（3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。

（4）三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。（5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器

1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为 单台变压器运行时。

3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。（6）发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。

（7）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。（8）110—220KV线路侧一般不装设避雷器[11]。做好变电站的防雷和保护接地

变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，并在在保证可靠性的前提下力求经济性。[14]防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成。[13]避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据公式进行，校验是否在保护范围之内。[13]同时做好变电站的接地电网，也可以有效的防止电力事故的发生。

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4.1 所用变的设置

为保证重要变电所的安全用电，所以需装设两台所用变以备用。为了保证供电的可靠性应在低电压等级即10KV母线上各装设一台变压器（每段各一台）。这样就可以避免由于低压线路故障率较高所引起的所内停电事故，从而保证变电所的不间断供电[11]。

4.2 继电保护的配置

在电力系统的运行中，变电所可能出现各种故障和不正常运行状态。最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路，其中包括相间短路和接地短路。此外，还可能发生输电线路断线，旋转电机、变压器同一绕组的匝间短路等，这样，供电系统就不能顺利完成输送电。此时，继电保护就显的很重要。继电保护系统的主要作用：保护作用、控制作用、监视作用、事故分析与事故处理作用、自动化作用。继电保护装置在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统可靠性，是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的重要技术措施之一。在现在电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持系统正常运行[7]。

鉴于其在系统中的重要性，有如下要求：（1）选择性，即仅将故障元件从系统中切除，保证非故障元件正常运行，提高系统供电可靠性；（2）速动性，快速地切除故障元件可以提高系统并列运行的可靠性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，以缩小故障元件的损坏程度。只要求速动性是不行的，要根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定，例如当发电厂或母线电压低于允许值时，继电保护动作等；（3）灵敏性，它要求保护装置在事先规定的保护范围内发生故障时，不论短路点的位置，短路类型，以及短路点是否有过渡电阻，都应敏锐感觉，正确反应；（4）可靠性，它主要针对保护装置本身的质量和运行维护水平而言，一般来说，保护装置的组成元件的质量越高，回路中继电器的触电就越少，保护装置的可靠性就越高，同时，正确的设计和整定计算，保证安装、调试试验的质量，提高运行维护水平，对提高保护装置的可靠性有重要作用[9]。因此在电气设计中将继电保护配置好是一个很重要的环节，同时我们应该按照要求进行合理配置。

现如今在我国，变电所设计还存在很多不足，面临很多问题比如损耗和可靠

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性问题。我国经济的发展也电力带来了很多问题比如：（1）对电能的需求日益增长，城市和农村用电密度每天都在变化，所以给变电所的容量设计带来了很多麻烦。（2）我国国土面积大，尤其是西北地区电力用户较分散，电力的传输需要导线，这样就会使线路的功率损耗增加。（3）建立稳定的变电所必须占用较大的土地，然而在城市土地单价昂贵环境要求严格在用电用户稠密的地域建设变电所相对较困难，从而增加了在线路上的电能损耗。以上所说的问题都是我国先目前变电手面临的问题，这些问题正期待我们的解决[2]。

如果上面所述的部分我们都能够很好的综合考虑那么变电站的初步设计就会相对来说比较安全经济。这也就达到我们的提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。

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结束语

电网运行的最基本要求是安全与稳定。电网安全稳定的核心问题是要建立一个与该供电网络相适应的、合理的电网结构[19]。110kV电力网络和变电站在系统中的地位和功能发生了很大变化。110kV电力网络已下降为配电网络，大多数110KV变电站也沦为负荷型的终端变电站[5]。配电电压升高，电力系统安全更要时刻抓紧。建设变电站时，在保证安全的前提下还要保证其经济性和灵活性。随着电力人不断的努力，变电站的设计一定会不断完善的。

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参考文献

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[3] 何仰赞.温增银.《电力系统分析》（上、下册）.华中科技大学出版社 [4] 熊信银.张步涵《电气工程基础》.华中科技大学出版社 [5] 蔡伟君.电站电气装置型式变化情况及前景探讨.《广东科技》 [6]李景禄.《实用配电网技术》.中国水利水电出版社

[7]国家电力调度通信中心组编.《发电机变压器继电保护应用》.中国电力出版社 [8]卓乐友《电力工程电气设计》.中国电力出版社 [9]刘学军.《继电保护原理》.中国电力出版社 [10]南京工学院.《电力系统》.电力工业出版社

[11]国家电力公司农电工作部.《35kv及以上工程》（上、下）.电力工业出版社 [12]西安理工大学.余健明.同向前.苏文成.《供电技术》.机械工业出版社 [13]胡国根.王战铎.《高电压技术》.重庆大学出版社 [14]郭仲礼.于曰浩.《高压电工实用技术》.机械工业出版社 [15]隋振有.《中低压配电实用技术》.机械工业出版社

[16]王宁会.《电气工程常用数据速查手册》.中国建材工业出版社 [17] 刘从爱.徐中立.《电力工程》.机械工业出版社

篇8：110kv变电站二次系统设计

在目前的变电站中, 其二次系统全面集中了自动化监控管理的重要设备, 可以充分实现众多功能, 从而使电力调度自动化得以安全有效的运行。但由于该系统较为复杂, 线路纵横交错, 所以雷雨天气时, 当雷电对附近大地、线路等所形成的冲击过电压产生时, 极易使这种过电压通过各端口侵入到自动化系统中来, 从而导致雷击事故的发生。

2 雷击的途径

2.1 电源线引入雷电

雷电可以通过电源线进入到自动化系统中, 同时其在侵入时引发的瞬时高压会使电源模块无法正常工作, 甚至导致模块的损坏, 或是烧毁元器件。

2.2 信号线引入雷电

变电站内的自动化系统需要与外界进行联系时, 会通过通信线路来进行, 在变电站内的通信线路主要有载波线、RS232、RS485信号控制线、CAN网电缆连接到后台监控主机、RS422连接到10kv馈线保护测控装置、电话拨号音频与MODEM相连接线等, 通过这些信号线可以实现与外界的联系, 这些线由于需要与机房终端的设备相连, 所以其出线都较长, 同时在实际敷设工作中还往往以架空的线路较多, 这样就导致发生的雷击的概率较大, 当雷击侵入到线路时, 则会直接加诸在二次设备上, 从而使二次设备的端口及芯片在雷击作用下发生毁损。

2.3 GPS馈线引入雷电

站内的时钟同步GPS系统因为有馈线与设备进行相互连接, 所以其发生雷击的概率较大, 当雷击发生时, 瞬间的强电流会直接导致GPS系统的端口被损坏。

2.4 接地不规范

当雷击发生时, 如果接地存在着不规范的地方, 则各接地点之间的电位差则会较高, 同时通过接地线进入到自动化系统当中, 从而导致二次系统各功能模式发生损坏的情况。

3 变电站雷击解决措施

在通常情况下, 往往是下行雷会对变电站产生影响。下行雷会直接击在电气设备上或是通过架空线路所关生的感应雷或是雷电波来侵入到变电站。所以在变电站的日常工作中, 需要做好对直击雷和感应雷的防护工作, 从而保证二次系统的正常运行。

在变电站的防雷措施上, 对直击雷的防护则较为简单, 采用避雷针、避雷器、避雷线和避雷网作为接闪器, 同时还要保证接闪器具有限流的作用, 这样接闪器可以通过接地装置将雷电流引入大地, 同时限流接闪器还能对所通引入大地的电流起到限制其幅值的作用, 从而避免发生雷电反击的现象发生。

而对感应雷的防护工作则较为复杂, 需要建立起三维防护体系来达到从整体和系统上的保护。具体措施如下:

3.1 电源的防护

因综合自动化装置的电源均取自变电站内10kv/380V所内变压器, 且经验证明变电站内60%的累积事故均为电源系统防雷措施不完善造成的, 故对综合自动化装置的防雷, 电源系统防护应放于首位。

级电源保护:由于自动监控系统的控制电源及采集机构的需要, 必须将交流电转换成直流电, 因此直流电源的安全稳定是控制及采集机构安全稳定的基础, 为防止雷电电磁脉冲对直流电源造成损害, 我们在整流电源侧以及各控制装置及采集机构前加安KJRA系列电源型电涌保护器, 进而从根本上解决雷击对直流系统的损害。

通过逐级的防护, 可以将雷电流最大限度的控制在自动化装置允许的耐受范围之内, 以确保设备稳定运行。

3.2 通信系统的防护

变电站二次自动化设备中包括很多网络设备如网卡, 调制解调器等。这些设备通过网线和电话线同局域网和广域网相连。所以应该在其通信线路两端加装信号电涌保护器, 包括保护电话线的音频电涌保护器和保护网络连接设备的RJ45型电涌保护器, 以及在通信设备电源处加设电涌保护器。并针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器, 这样能够针对变电站中的网络传输系统就有了一个比较全面的保护。

3.3 信号采集及控制线路的防护

在监控系统中, 不可避免的要有采样信号和控制信号的传递, 在变电站二次自动化设备中也是如此, 在现有的使用二次自动化设备的变电站中绝大多数是使用串口进行信号传输的, 同时通过并口连接打印设备。这就需要我们就计算机的串口和并口两种信号传递端口进行保护, 在两种端口前端加设DB9和DB25两种电涌保护器。在信号采集和控制的执行机构前增加控制信号电涌保护器, 并且针对雷电电磁脉冲产生的地电位反击而安装等电位连接器, 这样能够比较完善的保护信号采集及控制线路。

3.4 计量及保护系统的防护

为了提高防护质量, 应该同电源防护一样进行分级防护, 一级防护:在电流互感器或电压互感器的低压侧安装电流、电压互感器型电涌保护器;二级防护:在电流互感器或电压互感器线路进入控制配电柜处安装电流、电压互感器型电涌保护器。如此, 经过双层保护, 使从互感器窜入的雷电流基本能够控制在线路能够承受的额度之内, 从而保证了整个系统的正常运行。

3.5 温度检测系统的防护

变压器作为变电站的核心设备, 其他的设备都是为了保证变压器得以稳定的运行, 所以保证变电器稳定的运行是非常重要的, 所以在很大一部分变电站二次综合自动化系统中都加入了温度检测系统, 从而实现对变压器温度的检测工作, 当变压器温度较高时, 则温度控制器、降温风扇和警玲组成的报警回路则会接通, 从而实现对变压器进行自动降温和报警, 一旦发生雷击时, 则会在回路中产生非常高的感应电压, 从而使回路中的设备受到损坏, 因此为了有效的保护回路中的装置, 则应在温度传感器和温度控制器处安装电涌保护器, 从而实现对装置的保护作用, 使变压器得以正常的运行。

4 结束语

近年来, 由于电网结构改造的不断进行, 变电站进入了快速建设阶段, 对于二次系统的防雷工作则应在变电站进行设计阶段就予以考虑, 可以根据各变电站自身的特点及雷害发生的频繁来制订切实可行的防雷方案, 同时在设备的选择上也应选用质量可靠的设备, 做好接地装置, 从而使接地网能有效的实现防雷和接地的功能, 使变电站可以有效的避免受到雷击的危害, 确保安全稳定的运行。

摘要：变电站作为电力系统安全稳定运行的基础, 其站内一次系统和二次系统所包含的设备较多, 通常二次系统中涉及到保护、自动化、计算机、监控等一些设备, 这些设备在升级换代时需要充分考虑到其过电压的情况, 要采取必要的措施防止过电压的发生, 同时在一次设备发生雷击时会反作用到二次系统上, 从而导致二次控制系统失去作用, 出现部分瘫痪或是全部瘫痪的情况, 从而引发变电站内发生毁灭性的事故。文章分析了110kv变电站二次系统的发现雷击的情况, 并进一步对变电站二次系统雷击的途径及防止雷击所采取的措施进行了具体的阐述。

关键词：变电站二次设计,现状,途径,措施

参考文献

[1]韦建新.综合自动化变电站二次系统防雷措施及应用[J].云南电业, 2010 (3) .

[2]杨熙.提高二次系统协调性高效性[N].华东电力报, 2011.

篇9：110kv变电站二次系统设计

【关键词】110kV 变电站；综合自动化；电气二次设计；分析

在有关变电站电气二次设计思维与理念不断发展、更新的背景下，整个变电站的二次电气系统已逐步自传统面向功能为主的设计模式转变成为了面向对象的设计模式。简单来说就是，相对于整个变电站电力运行系统而言，电气二次设计过程当中不单单考虑某一个参数或设备，而将设计的目的确定为：为满足某一设备保护、监控、测量、计量在内相关功能有效实施的综合性装置，确保特定性功能的顺利完成。而这对于整个系统分布式、开放性特征的实现而言也是至关重要的，因此，做好电气二次设计也相当于保障了整个综合自动化变电站运行的可靠与稳定。本文即针对以上相关问题作详细分析与说明。

1.变电站综合自动化系统和变电站电气二次部分之间的区别和联系

变电站的综合自动化将计算机技术、数据处理技术以及通信技术等对变电站进行监控，并能够保障在变电站综合自动化系统中电气设备是能够进行信息的交换的，实现了系统内部的资源信息的共享，能够对变电站的运行状况进行控制和监视。变电站中的电气二次部分与变电站的电气一次部分相比较来看的话，能够对电气一次设备进行保护，并对电气一次设备的运行情况进行监控，调节电气一次设备中的等级变换，保证设备输送电能、功能分配的正常进行。变电站综合自动化系统可以看成是电气二次设备中的一部分，为电气一次设备提供保障和服务的。变电站二次设备是使用电工技术来协助各类功能的实现和完成，例如：跳合闸操作、小电流接地选线、直流系统、低周减载、继电保护、四遥以及防误闭锁等功能。在变电站的功能完成的过程中，变电站综合自动化系统和变电站二次部分在功能完成的过程中所发挥的作用之间存在着较大的差异。

2.继电保护设计要点分析

从继电保护的角度上来说，其作为整个变电站的运行核心所在，一旦没有了继电保护，也就无法确保整个变电站的稳定运行。因此，变电站所对应的继电保护单元需要与监控系统保持独立运行的状态。换句话来说，在整个系统软件、硬件发生故障并退出运行的情况下，要求继电保护单元仍然能够稳定且持续的运行。现阶段的技术条件支持下，对于110kV变电站而言，在综合自动化技术的不断发展并应用的背景下，对于变电站内，包括进出线线路、母线、电容器装置、接地变配电装置、以及变压器在内的相关一次性设备均配置有与之相对应的保护测控装置。通过对该装置的应用，能够完成对间隔层部分的电流数据、以及电压数据的实时且动态采集。同时，还可以通过对保护测控装置内部中央处理器的应用，建立在逻辑判断的基础之上，完成相对于整个间隔层的保护功能。

3.跳合闸操作设计要点分析

从跳合闸操作的角度上来说，在综合自动化系统的应用背景下，110kV变电站所对应的隔离开关、断路器操作、以及接地刀闸操作均实现了其远程摇控性，最终建立在二次回路的基础之上，确保操作的正确性、可靠性。从这一角度上来说，跳合闸操作状态下，电气二次设计的核心目的在于：如何可靠且合理的设计操作机构，确保在综合自动化系统运行状态下，所发送跳合闸弱电信号能够实现与跳合闸线圈强电回路之间的对立性电平转换。结合实践工作经验来看，对于110kV电压等级变电站而言，要求面向断路器配置与之相对应的操作箱，并独立运行。

4.防误闭锁设计要点分析

电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁；其防误功能随二次接线而定，不宜增加和修改。微机、防误闭锁是通过用软件编写断路器、隔离开关、接地刀闸问的操作闭锁规则，将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化。

5.备自投设计要点分析

在现阶段的技术条件支持下，对于110kV综合自动化变电站而言，变电站备自投所采取的供电方式可以在以下两种方案当中加以选取：方案一是母联分段供电方式。此种备自投方案的核心思路在于：在分段開关处于断开状态的前提条件下，由工作电源分别面向设备进行供电。在整个供电作业过程当中，两个电源相互属于备用关系状态；方案二是双进线向单母线进行供电的方式。此种备自投方案的核心思路在于：1#线路进行进线作业，2#线路则作为备用线路。实践工作当中，多将方案一称之为暗备用方式，而将方案二称之为明备用方式。对于110kV电压等级变电站而言，在充分考虑综合自动化系统运行特性的基础条件下，变电站备自投装置设计方案的选取需要结合电压、电流、断路器位置信号等因素进行综合考量。同时需要遵循的基本原则是：110kV综合自动化变电站电气二次设计的主要任务是选取合适的备自投装置和备投方式，设计装置与PT、CT、断路器辅助接点的电缆连接。

6.后台监控设计要点分析

从后台监控的角度上来说，对于110kV综合自动化变电站而言，较常规意义上变电站在后台监控方面的运行特性来看，两者之间的主要差别体现在：取消了中央控制屏装置，同时以监控器的方式加以替代。后台监控器的主要组成为计算机。在该计算机装置当中，支持安装并运行相应的监督控制系统软件，集成包括定期传送、五防、以及操作票操作在内的相关功能，使整个变电站的运行更加的一体化与集成化。同时，在有人值班模式下，人机联系功能可应用于后台监督控制系统，并面向相关操作人员，提供通过对计算机外置装置（包括键盘、鼠标在内）的运用，使运行人员对整个后台监控系统进行可靠的调度。而在无人值班模式运行状态下，人机联系功能则能够自动在当地的监控系统后台机上持续运行。更加关键的一点是：后台监控系统与变电站综合自动化系统之间的连接仅通过通信线的方式加以实现。因此，在二次设计当中，可以不需要再做考量。但需要注意的一点是：由于计算机对于电源的需求为交流模式，供电的可靠性水平相对较低，因此需要在二次设计过程当中，为其配置专门性的交直流供电，从而确保供电的持续性与稳定性。

7.结束语

在整个输变电系统的运行过程当中，变电站所发挥的重要意义是毋庸置疑的，其也可以说是电网系统运行状态下的监控点所在。特别是在现代计算机技术不断发展，相关技术与电力系统充分融合的背景下，综合自动化技术已成为变电站运行过程当中的关键载体与依赖。建立在综合自动化技术的基础之上，分散式的变电站综合自动化系统已成为了现阶段变电站综合自动化技术发展的主要方向与趋势所在。 [科]

【参考文献】

[1]吴尚恒，菅晓清.HGIS变电站电气二次设计优化方案及其注意事项[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（24）.

[2]莫剑森.变电站电气二次设计质量研究[J].北京电力高等专科学校学报（自然科学版），2012，（29）.

[3]孟祥忠，王博.电力系统自动化[M].中国林业出版社，北京大学出版社，2006.