某用戶35kV變電所及其綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)

《某用戶35kV變電所及其綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《某用戶35kV變電所及其綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)（20頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、某用戶35kV變電所及其綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要: 35kV變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要為無(wú)人值班形式，其設(shè)計(jì)應(yīng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的總體設(shè)計(jì)，其配置、功能包括設(shè)備的布置應(yīng)滿足電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。因此,本次設(shè)計(jì)我們將以此作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則展開(kāi)設(shè)計(jì)工作。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包括總降壓變電所電氣設(shè)計(jì)、10kV中性點(diǎn)接地設(shè)計(jì)與所用電設(shè)計(jì)、微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。我們將從各種相關(guān)方案中比較確定出最佳設(shè)計(jì)方案。其中總降壓變電所采用內(nèi)橋式的接線方式，10kV中性點(diǎn)采用經(jīng)過(guò)小電阻接地，所用電采用接地變壓器兼所用變壓器的形式。本設(shè)計(jì)提供一整套可用于指導(dǎo)施工的工程設(shè)計(jì)圖紙。

2、 關(guān)鍵詞：變電所，綜合自動(dòng)化，微機(jī)保護(hù)，中性點(diǎn)接地 Design on Customer 35kV Substation And The Synthesize Automation System Abstract: The complex automatic system nobody's form on duty 35kV transformer substation mainly it designs overall design that should obey automation of dispatching of power netwoks , it dispose,

3、including equipment to decorate and should meet electric wire netting safe, high-quality, economical operation and information strata transmit, principle of resource-sharing function. Design we regard this as and design guideline launch the design work this time. Whole design process including elect

4、ric to design to step down transformer substation always, 10 kV neutral some earth design with power consuming design, computer protect and complex automatic system design. We will relatively determine the best plan of design from various kinds of relevant schemes . Step down transformer substation

5、wiring way of bridge type in adopting always among them, 10 kV neutral to adopt through disappear arc coil earth a bit, adopt the earth voltage transformer and concurrently form of the voltage transformers used with the electricity. Design and offer a whole set of can with use for project design dra

6、wing constructed to guide originally. Keyword: The transformer substation, comprehensive automation, the computer protect 第一章 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想 變電站及配電所在配電網(wǎng)中具有十分重要的地位。它既是變壓器側(cè)配電網(wǎng)中的負(fù)荷，又是下一級(jí)配電網(wǎng)的電源，其自動(dòng)化程度的高低直接反映了配電自動(dòng)化的水平。1995年，國(guó)家調(diào)度中心要求現(xiàn)有35kV~110kV變電站在條件具備時(shí)逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站，新建變電站可根據(jù)調(diào)度和

7、管理需要以及規(guī)劃要求，按無(wú)人值班設(shè)計(jì)。欲實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站，其中變電站的綜合自動(dòng)化程度很重要。 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)作為電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的一個(gè)子系統(tǒng)，應(yīng)服從電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化的總體設(shè)計(jì)，其配置、功能包括設(shè)備的布置應(yīng)滿足電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及信息分層傳輸、資源共享的原則。因此本次設(shè)計(jì)我們將以此作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則展開(kāi)設(shè)計(jì)工作。 按我國(guó)的實(shí)際情況，目前變電站還不大可能完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，即使是無(wú)人值班，也有一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、調(diào)試和應(yīng)急處理的問(wèn)題，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮遠(yuǎn)方與就地控制操作并存的模式。同樣，保護(hù)單元亦應(yīng)具有遠(yuǎn)方、就地投切和在線修改整定值的功能，以遠(yuǎn)方為主，就地為鋪，并應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造上保證同一時(shí)間只允許

8、其中一種控制方式有效。 要積極而慎重地推行保護(hù)、測(cè)量、控制一體化設(shè)計(jì)，確保保護(hù)功能的相對(duì)獨(dú)立性和動(dòng)作可靠性。保護(hù)、測(cè)量、控制原則上可合用電壓互感器，對(duì)電量計(jì)費(fèi)、功率總加等有精度要求的量可接量測(cè)電流互感器，供監(jiān)測(cè)用的量可合用保護(hù)電流互感器。 變電站自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先采用交流采樣技術(shù)，減輕電流互感器和電壓互感器的負(fù)載，提高測(cè)量精度。同時(shí)可取消以前經(jīng)常采用的光字牌屏和中央信號(hào)屏，簡(jiǎn)化控制屏，由計(jì)算機(jī)承擔(dān)信號(hào)監(jiān)視功能，使任一信息做到一次采集、多次使用，提高信息的實(shí)時(shí)性、可靠性，節(jié)約占地空間，減少屏柜，二次電纜和設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)工作量。 變電站內(nèi)存在強(qiáng)大的電磁場(chǎng)干擾。從抗電磁干擾角度考慮，在選

9、擇通信介質(zhì)時(shí)可優(yōu)先采用光纖通信方式，這一點(diǎn)對(duì)分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)尤為適用。例LSA678，DISA－2，DISA－3型等均采用了光纖通信方式。但鑒于光纖安裝、維護(hù)復(fù)雜及費(fèi)用相對(duì)較高，因此本次設(shè)計(jì)的變配電站宜以電纜為通信介質(zhì)。??? 由上面的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想可以看到我們這里無(wú)人值班變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量使一些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題得以解決，使供配電質(zhì)量能進(jìn)一步提高。 第二章 總降壓變電所設(shè)計(jì) §2.1負(fù)荷分級(jí)及供電要求 根據(jù)負(fù)荷資料可知：由用戶確定主要為一、二級(jí)負(fù)荷，根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書我們可以很清楚地看到一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩

10、個(gè)電源供電，這樣當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不致同時(shí)受到損壞，以維持繼續(xù)供電。 一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。常用的應(yīng)急電源有發(fā)電機(jī)組、干電池、蓄電池或供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路。 同樣，我們也可以看到二級(jí)負(fù)荷也需要有兩個(gè)電源供電。做到當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或電力線路常見(jiàn)故障時(shí)不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。 §2.2供電電源取得 根據(jù)所給的資料可知，當(dāng)?shù)毓╇姴块T可提供兩個(gè)35kV供電電源，分別來(lái)自距離用戶4km外的220/35kV地區(qū)變電所和5.5km外的110/35kV地區(qū)變電所。 §2.3電壓選擇

11、 從用電容量、用電設(shè)備特性、供電距離、供電線路的回路數(shù)、當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀等多方面的因素考慮，對(duì)于該用戶的變電所設(shè)計(jì)，我們擬訂35/10kV降壓變電所一座，供電給8個(gè)35/10kV車間變電所，這樣我們就可以兼顧到一、二級(jí)負(fù)荷的要求了。采用這中做法還有一 個(gè)好處就是：使高壓電源深入負(fù)荷中心，減小配電半徑，降低電纜投資，提高供電質(zhì)量。 §2.4 35kV變配電所主接線方案確定 通過(guò)閱讀各類相關(guān)資料可知，為了降低電能損耗，應(yīng)選用低損耗節(jié)能變壓器。在電壓偏差不能滿足要求時(shí)，35kV降壓變電所的主變壓器應(yīng)首先采用有載調(diào)壓變壓器。 35kV變電所主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力網(wǎng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)

12、備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。變電所主接線要滿足安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的基本要求。其中，安全包括設(shè)備安全及人身安全；可靠應(yīng)滿足一次接線應(yīng)符合一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求；靈活即用最少的切換來(lái)適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，檢修時(shí)操作簡(jiǎn)便，另外，還應(yīng)能適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展，便于擴(kuò)建。；經(jīng)濟(jì)盡量做到接線簡(jiǎn)化、投資省、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低。 在我們這組設(shè)計(jì)中35kV變電所主接線一般有單母線、單母線分段、雙母線接線、單元接線、內(nèi)橋式、外橋式方式可以考慮其可行性。具體分析如下： 單母線優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少，但可靠性與靈活性不高。（見(jiàn)下圖1、2）

13、一般供三級(jí)負(fù)荷，兩路電源進(jìn)線的單母線可供二級(jí)負(fù)荷。 由于在該設(shè)計(jì)中用戶不僅有二級(jí)負(fù)荷而且還有一級(jí)負(fù)荷，并且這里我們要考慮到無(wú)人值班變電所的因素，可靠性和靈活性顯得尤為重要，鑒于這些方面的原因，單母線的優(yōu)點(diǎn)顯然不足以使用戶滿意，也有背于我們?cè)O(shè)計(jì)無(wú)人值班變電所的基本思想和初衷，因此我們這里不考慮單母線的方式。 單母線分段，母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。兩路電源一用一備時(shí)，分段斷路器接通運(yùn)行。任一段母線故障，分段斷路器可在繼電保護(hù)裝置作用下自動(dòng)斷開(kāi)。兩路電源同時(shí)工作互為備用時(shí)，分段斷路器則斷開(kāi)運(yùn)行。任一電源故障，分段斷路器可自動(dòng)投入。 見(jiàn)圖2.4.1和圖2.4.2 圖2.1

14、 一路電源 圖2.2 兩路電源一用一備 圖2.3單母線分段 從上圖2.4.3可以看出單母線分段雖然也能供給一級(jí)負(fù)荷，并且由于采用分段形式，變壓器一用一備，較之單母線確實(shí)也在一定程度上大大提高了供電的可靠性和靈活性，與我們的設(shè)計(jì)似乎有些相投，但我們也可以看到母線分段后帶來(lái)的問(wèn)題，比如母線分段后，我們需要在母線分段部位采用聯(lián)絡(luò)柜，這樣就增加了投資經(jīng)費(fèi)，而且也會(huì)增加選擇時(shí)的計(jì)算，并且還要考慮到和母線之間的匹配問(wèn)題。因此我們?cè)賹⑵渌鼛追N接線方式做一翻討論，看看有沒(méi)有那一種接線方式能比

15、單母線分段更出色，既能提高供電的可靠性和靈活性又能使投資建設(shè)經(jīng)費(fèi)降到最低，使變電所的接線方式盡量在最大程度上滿足設(shè)計(jì)要求。 雙母線接線方式能保證所有出線的供電可靠性，用于有大量一、二級(jí)負(fù)荷的大型變配電所。但我們也知道，我們?cè)O(shè)計(jì)的變電所并非大型變配電所，而是中小型變配電所，而且雙母線在形式上多了一根母線，這樣也增加了投資成本，這也是用戶所不愿意看到的。因此，即使雙母線能保證可靠性，并且適用于一、二級(jí)負(fù)荷，這里也不考慮采用。 單元接線，當(dāng)有兩路電源進(jìn)線和兩臺(tái)主變壓器時(shí)，可采用雙回線路－變壓器組單元接 線，再配以變壓器二次側(cè)的單母線分段接線，則可靠性大大提高，見(jiàn)圖2.4.4所示。這種接線方式

16、同樣也與單母線分段方式相同的是投資成本并不會(huì)隨著沒(méi)有母線的存在而減少，因此我們還有必要繼續(xù)討論橋式接線。 橋式接線，分內(nèi)橋式和外橋式兩種：能實(shí)現(xiàn)電源線路和變壓器的充分利用，如變壓器T1故障，可以將T1切除，由電源1和電源2并列給T2供電以減少電源線路中的能耗和電壓損失。（接線方式見(jiàn)圖2.4.5）但我們也可以從接線圖中看出兩者之間的區(qū)別： 內(nèi)橋式，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，倒閘操作多，恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，而當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，倒閘操作少，恢復(fù)時(shí)間短。而外橋式的操作特點(diǎn)則恰恰與內(nèi)橋式相反。因此內(nèi)橋式接線適用于線路較長(zhǎng)或不需要經(jīng)常切換變壓器的情況。由本次設(shè)計(jì)的基本思想可以看到，我們這里所要設(shè)計(jì)的是無(wú)人值

17、班邊電所，對(duì)于變壓器自然不會(huì)有多次的切換操作，而且我們這里35kV總降壓變電所是由供電部門提供的，因此線路長(zhǎng)是在所難免的，加上內(nèi)橋式接線是無(wú)母線制，這樣可以省去母線的投資費(fèi)用，在形式上，它比單母線分段又少了分段部分的聯(lián)絡(luò)部分，這樣又可以省去聯(lián)絡(luò)柜，綜合以上多方面的因素，我們認(rèn)為內(nèi)橋式接線方式基本綜合了前面所述的各種接線方式的優(yōu)點(diǎn)，滿足安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的基本要求，因此決定采取內(nèi)橋式的接線方式。 圖2.4：?jiǎn)卧泳€ 圖2.5：橋式接線 根據(jù)前面的概括，我們已經(jīng)知道35kV變電所的主接線

18、方式采取內(nèi)橋式，那么在本章中我們將重點(diǎn)討論35kV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體過(guò)程。 §2.5變電所結(jié)構(gòu)形式選擇 從用戶所給出的工程概況我們可以看到，所供給的車間變電所都為動(dòng)力照明。 變配電所所址選擇 根據(jù)規(guī)范我們可以得出以下結(jié)論： 變配電所所址的選擇應(yīng)盡量滿足以下條件： ①. 接近負(fù)荷中心或大容量用電設(shè)備處，以減小低壓供電半徑，降低電纜投資，節(jié)約電能損耗，提高供電質(zhì)量； ②. 進(jìn)出線方便； ③. 接近電源側(cè)； ④. 設(shè)備運(yùn)輸方便； ⑤. 還應(yīng)注意防塵、防腐、防火、防爆，防水等。 變配電所型式選擇： 35kV變配電所型式一般分為戶

19、內(nèi)式和戶外式兩種，從規(guī)范里我們可以看出這兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。戶內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。而戶外式則節(jié)省土建費(fèi)用，可以設(shè)置報(bào)警，散熱條件好。我們也可以看出戶內(nèi)式的優(yōu)點(diǎn)幾乎就是戶外式的缺點(diǎn)，綜合著兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)我們這里取一種較為折中的方式即：半戶內(nèi)式，僅主變壓器為戶外布置。35kV、10kV配電裝置均為戶內(nèi)式布置。這樣將變壓器置于戶外就可以直接利用自然條件使變壓器直接散熱，也可以省去一筆建造變壓器室的土建費(fèi)用，但是考慮到安全方面的因素我們可以在變壓器的周圍建設(shè)圍墻。這樣安全、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行維護(hù)方便等方面的要求基本都可以兼顧到了。 變配電所的布置： 根據(jù)規(guī)范可知，總體的布置應(yīng)緊湊合理，便于設(shè)備的

20、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和巡視，還要考慮發(fā)展的可能性。從這里我們也可以看出35kV主變壓器室應(yīng)靠近10kV配電室。配電室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150~300㎜。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，我們這里的戶內(nèi)變電所選用雙層布置，變壓器室在底層。高壓配電室內(nèi)各種通道的寬度不應(yīng)小于200㎜，背面離墻不應(yīng)小于50㎜ §2.6主變壓器選擇： 電力變壓器型式選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組型式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組別等，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、免維護(hù)的新產(chǎn)品。 聯(lián)結(jié)組別： 35～110/6.3～10.5kV總降壓變壓器Y,d11 10/0.

21、4kV配電變壓器 Y,yno、D,yn11 從用戶所給資料可知，由于本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷均為一、二級(jí)負(fù)荷，根據(jù)建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī) 范，我們可以取同時(shí)系數(shù)為K∑=0.9，COS_Φ=0.9，根據(jù)需要系數(shù)法計(jì)算出該用戶總的計(jì)算負(fù)荷（詳細(xì)計(jì)算經(jīng)過(guò)及結(jié)果見(jiàn)附錄部分），可以知道SC=23489.977kVA，經(jīng)過(guò)計(jì)算補(bǔ)償電容容量可知，補(bǔ)償之后的容量SˊC=24376.17kVA。根據(jù)規(guī)范我們可以得到下列結(jié)論： 對(duì)兩臺(tái)變壓器（一般為等容量，互為備用）滿足條件： SNT≈0.7Sc且SNT≥ScⅠ+ Sc Ⅱ 經(jīng)過(guò)計(jì)算我們可以得出變壓器的容量為額定容量為SNT=17063.3

22、2kVA。 為了降低電能損耗，應(yīng)選用低損耗節(jié)能變壓器。在電壓偏差不能滿足要求時(shí)，35kV降壓變電所的主變壓器應(yīng)首先采用有載調(diào)壓變壓器。 由于我們這里設(shè)計(jì)的是無(wú)人值班變電所，因此為便于變電所無(wú)人值班管理，同時(shí)兼顧到經(jīng)濟(jì)性，主變壓器選用35kV低損耗雙繞組戶外自冷型油浸式變壓器。根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況，為保證供電電壓質(zhì)量，35kV側(cè)采用有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)。主變壓器容量根據(jù)業(yè)主需要在12500~20000kVA選用。結(jié)合最近的樣本以及各方面的因素考慮，我們這里選用型號(hào)為SZ9-20000/35，接線組別為Y，d11，電壓比為35±3×2.5%/10.5，阻抗電壓為UK=8%。結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況考慮我們決定選用江蘇

23、常州變壓器廠生產(chǎn)的此類產(chǎn)品，這種產(chǎn)品中溶入了東芝技術(shù)，變壓器質(zhì)量相對(duì)高一些。 §2.7無(wú)功補(bǔ)償 我們也知道，供電部門對(duì)一些新建企業(yè)一般要求其月平均功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。當(dāng)企業(yè)的自然總功率因數(shù)較低，單靠提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)必要的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，以進(jìn)一步提高企業(yè)的功率因數(shù)。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆绞接泻芏嘀校Y(jié)合實(shí)際情況我們這里采用并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)姆绞? 根據(jù)無(wú)功管理及供用電規(guī)則，我們可以得出，并聯(lián)電容器裝置的容量和分組按就地補(bǔ)償、便于調(diào)整電壓及不發(fā)生諧振的原則進(jìn)行配置。設(shè)兩組并聯(lián)電容器裝置分別接在兩段10kV母線上，每組電容器容量按2400kvar配置，也可以根

24、據(jù)實(shí)際無(wú)功補(bǔ)償需要配置。 補(bǔ)償裝置為戶內(nèi)式成套裝置，選用難燃介質(zhì)的干式銀鋅復(fù)合鍍膜電容器，包括放電線圈、避雷器等由制造廠成套供貨。 考慮到10kV每段母線僅設(shè)單組電容器和較少有諧波污染，故不裝設(shè)限制涌流和諧波分量的串聯(lián)電抗器。為了減小涌流，電容器組宜在10kV母線分段情況下關(guān)合。參考各種相關(guān)的樣本，結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況我們這里選用由江蘇寶應(yīng)開(kāi)關(guān)電器集團(tuán)生產(chǎn)的GRJ-Z系列的高壓電容自動(dòng)補(bǔ)償柜。 這種產(chǎn)品的特點(diǎn)是：每路電容器組設(shè)二相式電流保護(hù)，一次回路設(shè)熔斷器、氧化鋅避管器及電抗器保護(hù)電容組。同時(shí)設(shè)事故燈光、音響。及時(shí)進(jìn)行報(bào)警。電容器組的投切采用性能優(yōu)越的真空接觸器。電源側(cè)主控柜采用三相式

25、電流保護(hù)及過(guò)電壓。 §2.8高壓電器的選擇： 在我們討論高壓電器的選擇之前，我們必須知道，選擇高壓電器的最基本的前提是短路電流計(jì)算。在三相交流系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路故障主要有三相短路、兩相短路和單相短路，通常，三相短路電流最大。因此，我們?cè)谟懻摳邏弘姎獾倪x擇之前重點(diǎn)討論一下三相短路電流計(jì)算以及它的目的及意義。 短路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)備容量或額定參數(shù)；求出最小短路值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)裝置和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的依據(jù)。一般需要計(jì)算下列短路電流值： ich——短路沖擊電流（短路全電流最大瞬時(shí)值或短路電流峰值）； Ich——短路全電流最大有效值（第一周期的短路

26、全電流有效值） Ik〞或I〞——瞬時(shí)變短路電流有效值（起始或0s的短路電流周期分量有效值） I0.2——短路后0.2s的短路電流周期分量有效值； Ik——穩(wěn)態(tài)短路電流有效值（時(shí)間為無(wú)窮大短路電流周期分量有效值）； S〞——超瞬變短路容量； Sk——穩(wěn)態(tài)短路容量。 我們這里采用表么值法計(jì)算短路電流，35kV系統(tǒng)的短路電流按不大于20kA，具體計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)附錄計(jì)算短路電流部分，這里就不贅述了。下面我們?cè)敿?xì)討論電氣設(shè)備的選擇。 電氣設(shè)備的選擇，必須滿足供電系統(tǒng)正常工作條件下和短路故障條件下工作要求，同時(shí)電氣設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 根據(jù)規(guī)范以及相關(guān)書籍可以

27、看出：為了保證高壓電器的可靠運(yùn)行，高壓電器應(yīng)按下列條件選擇： （1） 按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選擇； （2） 按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和持續(xù)時(shí)間校驗(yàn)； （3） 按環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇； 下面結(jié)合本次設(shè)計(jì)涉及到的有關(guān)電力電氣具體敘述： 按正常工作條件選擇，就是要考慮電氣設(shè)備的環(huán)境條件和電氣要求。 環(huán)境條件是指電氣設(shè)備的使用場(chǎng)所、環(huán)境溫度，海拔高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求，據(jù)此選擇電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)類型。 電氣要求是指電氣設(shè)備在電壓、電流頻率等方面的要求，即所選電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于所在線路的額定電壓、電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不

28、小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流；即 對(duì)一些開(kāi)斷電流的電器，如熔斷器、斷路器和負(fù)荷開(kāi)關(guān)等，則還有斷流能力的要求，即最大開(kāi)斷電流應(yīng)不小于它可能開(kāi)斷的最大電流。 1） 對(duì)斷路器，其最大開(kāi)斷電流應(yīng)不小于它可能開(kāi)斷的線路最大短路電流。即 2） 對(duì)負(fù)荷開(kāi)關(guān)，其最大開(kāi)斷電流應(yīng)不小于它可能開(kāi)斷的線路最大負(fù)荷電流。即 3）對(duì)熔斷器，其最大開(kāi)斷電流應(yīng)不小于它可能開(kāi)斷的線路最大短路電流。即 （對(duì)非限流型熔斷器） （對(duì)限流型熔斷器） 在本次設(shè)計(jì)中由于高壓部分并未采用熔斷器裝置，因此我們?cè)诟邏哼@部分對(duì)熔斷器姑且不做討論，計(jì)算部分也忽略。 按短路故障條件校驗(yàn) 就是要按最大

29、可能的短路故障時(shí)的熱穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。 對(duì)于一般電器，滿足力穩(wěn)定的條件是： 對(duì)于一般電器，滿足熱穩(wěn)定的條件是： 對(duì)于載流導(dǎo)體，滿足熱穩(wěn)定的條件是： 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)： 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)，主要是按環(huán)境條件選擇結(jié)構(gòu)類型，按正常工作條件選擇額定電壓、額定電流并校驗(yàn)開(kāi)斷能力，按短路故障條件校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，并同時(shí)選擇其操動(dòng)機(jī)構(gòu)和操作電源。 鑒于各方面的考慮，我們這里決定選取由江蘇寶開(kāi)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的ZN-35/1000A，16kA戶內(nèi)高壓真空斷路器。這種斷路器的優(yōu)點(diǎn)是免維護(hù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)斷能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，操作功能齊全，無(wú)爆炸危險(xiǎn)，維修簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，變電所

30、等配電系統(tǒng)的控制或保護(hù)，尤其適用于開(kāi)斷重要負(fù)荷及頻繁操作的場(chǎng)所。 電流互感器的選擇與校驗(yàn) 1. 電壓、電流的選擇 電流互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)電路的額定電壓；其額定一次電流應(yīng)不小于電路的計(jì)算電流；而其額定二次電流一般為5A。 2. 按準(zhǔn)確級(jí)要求選擇 電流互感滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的條件，是其二次負(fù)荷S2不得大于額定準(zhǔn)確級(jí)所要求的額定二次負(fù)荷S2N，即 S2N≥S2 對(duì)于保護(hù)用電流互感器來(lái)說(shuō)，其復(fù)合誤差限值為10%。 通過(guò)查閱資料，得出可以選擇LDJ-35（Q）系列的產(chǎn)品，這種產(chǎn)品為環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注全封閉式結(jié)構(gòu)，供戶內(nèi)50-60Hz額定電壓為35kv及以下的電力系統(tǒng)中

31、作電流、電能的測(cè)量和繼電保護(hù)。通過(guò)電壓、電流及準(zhǔn)確級(jí)要求的校驗(yàn)可以看出這種電流互感器能夠滿足設(shè)計(jì)要求（詳細(xì)計(jì)算過(guò)程及其結(jié)果見(jiàn)附錄部分）。 35kV開(kāi)關(guān)柜的選擇 開(kāi)關(guān)柜是金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的俗稱，是按一定的電路方案將有關(guān)電氣設(shè)備組裝在一個(gè)封閉的金屬外殼內(nèi)的成套配電裝置。就其結(jié)構(gòu)類型可以分為鎧裝式、間隔式、箱式。 鎧裝式：各室間用金屬板隔離且接地，如KYN型和KGN型。這種方式能使開(kāi)關(guān)柜安全性提高 間隔式：各室間是用一個(gè)或多個(gè)非金屬板隔離，如JYN型。這種方式經(jīng)濟(jì)性好但安全性不是太理想。 箱式：具有金屬外殼，但間隔數(shù)目少于鎧裝式或間隔式，如XGN型 另外我們也看到根據(jù)低壓的電器布置形式可

32、以分為手車式和固定式，由于固定式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，而手車式具有操作安全、易于檢修及維護(hù)、更換故障開(kāi)關(guān)容易的優(yōu)點(diǎn)，權(quán)衡這兩種布置方式各自的特點(diǎn)我們可以看出在這次的設(shè)計(jì)中已不能僅僅局限于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，我們這里主要考慮的還應(yīng)是其安全性和可靠性，當(dāng)然手車式開(kāi)關(guān)柜的便于檢修和維護(hù)也是我們這里考慮選用它的主要原因之一。 鑒于幾個(gè)方面的因素，我們決定選用鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，由江蘇寶開(kāi)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，型號(hào)為KYN10-40.5。這種類型的開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)了可靠的“五防”閉鎖系統(tǒng)，能保證設(shè)備的可靠運(yùn)行和靈活性以及變電所無(wú)人值班的要求。 第三章 10kV中性點(diǎn)

33、接地設(shè)計(jì)與所用電設(shè)計(jì) §3.1 10kV中性點(diǎn)接地設(shè)計(jì) 低壓配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地型式通常有兩種：中性點(diǎn)接地和中性點(diǎn)不接地兩種接地形式，其中中性點(diǎn)接地分為中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地兩種，通常我們將中性點(diǎn)直接接地歸為大電流接地系統(tǒng)，而將另外兩種接地方式歸為小電流接地系統(tǒng)，在我們這里選用小電流接地系統(tǒng)，具體分析如下： 根據(jù)文獻(xiàn)《交流電氣安裝的過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合》中規(guī)定“3~10kV鋼筋混淋土或金屬桿塔的架空線路當(dāng)單相接地故障電容電流超過(guò)10A，3kV~10kV電纜線路當(dāng)單相接地故障電容電流超過(guò)30A，又需要在接地故障條件下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采用消弧線圈接地方式”。該標(biāo)

34、準(zhǔn)還規(guī)定：“6kV~35kV主要由電纜線路構(gòu)成的送、配電系統(tǒng)，單相接地故障電容電流較大時(shí)，可采用低電阻接地方式，但應(yīng)考慮供電可靠性要求，故障時(shí)瞬態(tài)電壓、瞬態(tài)電流對(duì)電氣設(shè)備的影響、對(duì)通信的影響和繼電保護(hù)技術(shù)要求以及本地的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等?！蓖ㄟ^(guò)查閱各類資料可知，在我國(guó)城市配電系統(tǒng)中，全電纜出線變電站的單相接地故障電容電流超過(guò)30A時(shí)采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地；全架空線路出線變電站的單相接地故障電容電流超過(guò)10A時(shí)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，但在本次設(shè)計(jì)中，我們可以由前面的敘述看出，本方案中采用的是架空線和電纜線混合線路，那么在這樣的情況下我們應(yīng)該采取什么樣的接地方式呢？一般來(lái)說(shuō)確定配電系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式，應(yīng)

35、從供電可靠性、內(nèi)過(guò)電壓、對(duì)通信線的干擾、繼電保護(hù)以及確保人身安全諸方面綜合考慮。下面我們就這幾個(gè)方面展開(kāi)討論。 1． 供電可靠性 單相接地故障可分為永久性故障和非永久性故障，若在電纜與架空線混合線路電纜上發(fā)生永久性故障，一般是電纜本體或終端、中間接頭擊穿；若發(fā)生在架空線上，一般為絕緣子碎裂、絕緣導(dǎo)線斷線或外物碰及裸導(dǎo)線等。對(duì)于永久性接地故障，都應(yīng)停電排除故障后恢復(fù)供電。在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)可短時(shí)（不超過(guò)2h）帶故障運(yùn)行，但是小接地電流系統(tǒng)中確定單相接地線路的“自動(dòng)選線裝置”在消弧線圈補(bǔ)償后往往不準(zhǔn)，只能試?yán)€路確定故障線路，試?yán)瓡r(shí)實(shí)際上已對(duì)很多用戶（往往是數(shù)條線路上的用戶）短時(shí)停電。確

36、定某條線路為接地故障后后仍舊要停電，只是可在停電前轉(zhuǎn)移負(fù)荷或通知用戶，但也僅限于重要用戶。在發(fā)生單相接地時(shí)，另外兩相電壓升高，可能會(huì)發(fā)生其他電纜的另一相接地故障。發(fā)生非永久性接地故障，只會(huì)在架空線路的裸導(dǎo)線處，一般是雷擊時(shí)絕緣子對(duì)地閃絡(luò)或刮風(fēng)時(shí)樹(shù)枝碰線；在中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地時(shí)，線路將跳閘。但從各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)資料顯示，發(fā)生非永久性接地故障在日常生活中是很少出現(xiàn)的。 2． 內(nèi)過(guò)電壓 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地可降低單相接地工頻過(guò)電壓，而且能迅速切除故障線路，工頻電壓升高持續(xù)時(shí)間很短，這對(duì)于有累積效應(yīng)的電纜絕緣有利，也為氧化鋅避雷器的安全運(yùn)行創(chuàng)造了良好條件。 弧光接地過(guò)電壓影響范圍大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備絕緣有

37、很大的威脅。在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，弧光點(diǎn)燃和熄滅過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的弧光接地電壓。其最大可達(dá)最高工作相電壓峰值的4.76倍中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地后，電弧點(diǎn)燃和熄滅過(guò)程中積聚的多余電荷可通過(guò)電阻泄漏入地，中性點(diǎn)電位很快衰減，所以重燃產(chǎn)生的過(guò)電壓幅值明顯降低，區(qū)莊變?cè)诮拥仉娮铻?0≈Ω時(shí)弧光接地過(guò)電壓只有最高工作相電壓峰值的1.52~1.89倍。 3． 對(duì)通信線的干擾 配電網(wǎng)接地故障電流以及正常運(yùn)行時(shí)的零序電流，都會(huì)對(duì)通信線產(chǎn)生影響，具體表現(xiàn)為對(duì)通信線的干擾和電磁危險(xiǎn)影響。配電線路對(duì)通信線路均的雜音干擾與兩線路間的距離有關(guān)為，目前通信線路我們都采用電纜，這些通信電纜有靜電屏蔽層，抗干

38、擾能力強(qiáng)，按規(guī)定可不必考慮中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地時(shí)配電線路對(duì)通信線路的雜音干擾。 4． 繼電保護(hù) 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的配電系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時(shí)繼電保護(hù)裝置只發(fā)預(yù)告音響，靠試?yán)€路確定故障線路，在發(fā)生2條線路同處2處接地時(shí)極易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，使調(diào)度和運(yùn)行人員難確定線路。對(duì)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地時(shí)，應(yīng)加裝零序電流互感器并增加零序電流保護(hù)。為保證繼電保護(hù)的選擇性，零序電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)被保護(hù)線路的單相接地電容電流。 5． 確保人身安全 采用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，在發(fā)生高壓線斷線的情況下，可以立即跳閘，避免發(fā)生高壓觸電事故。 經(jīng)過(guò)以上的比較，我們可以得出選用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的接地方式，查資料可知，采

39、用阻值為10Ω的電阻接地，以將大的阻性電流疊加在故障點(diǎn)上。其優(yōu)點(diǎn)是： （1） 能快速切除故障，過(guò)電壓水平低，無(wú)諧振過(guò)電壓，可采用絕緣水平較低的電纜和設(shè)備。 （2） 減少絕緣老化效應(yīng)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。 （3） 能把異相故障率衰減到最低限度。 （4） 為采用簡(jiǎn)單、有選擇性、有足夠靈敏度保護(hù)提供可能性。 §3.2所用電設(shè)計(jì) 10kV接地變壓器。本變電所10kV均為電纜出線，按每回電纜長(zhǎng)1km估算，所用電計(jì)算容量為50kVA，接地變壓器容量相應(yīng)選用兩臺(tái)160kVA。 接地變壓器帶二次繞組，作為所用電源，選用DSBC-160/10.5-50/0.4型三相樹(shù)脂澆注干式鐵芯接地變壓器（具

40、體設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)附錄部分）， 接地變壓器選擇：由于本變電所主變壓器接線組別為YN，d11，低壓側(cè)無(wú)中性點(diǎn)引出，故考慮裝設(shè)專用接地變壓器，將其中性點(diǎn)引出后用來(lái)引接10Ω電阻。 接地電阻運(yùn)行系統(tǒng)電壓為10kV，接地電阻額定電壓為kV。 接地變壓器兼作所用變壓器，可以帶一個(gè)容量低于額定容量的二次繞組，作為變電所的所用電源。經(jīng)本變電所所用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算，所用電計(jì)算容量為39.1kVA，選擇接地變壓器的二次繞組容量（連續(xù)負(fù)荷）SS=50kVA，電壓為400/230V。 接地變壓器的容量應(yīng)與接地電阻及所用電容量匹配： 取所用電=0.8， =0.6 則接地變一次繞組容量計(jì)算為 根據(jù)產(chǎn)品系

41、列選用較接近的接地變壓器容量（2h負(fù)載）Sj=160kVA。 根據(jù)用戶給定資料，我們可以統(tǒng)計(jì)出所用負(fù)荷（具體統(tǒng)計(jì)內(nèi)容見(jiàn)附錄） 接地（所用）變壓器應(yīng)能同時(shí)滿足接地和所用電兩種工況，即2h負(fù)載160kVA，連續(xù)負(fù)載50kVA。 為滿足接地變壓器零序阻抗低，空載阻抗高，損失小的特性要求，采用曲折形接法的接地變壓器，接線組別為ZN，yn0。 第四章 微機(jī)保護(hù)及綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)各方面的考證，我們先擬訂這里的二次系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本情況如下： 電氣二次設(shè)備室內(nèi)布置主變壓器保護(hù)柜、交流柜、直流柜、通信機(jī)柜、通信電源及匯控柜等。 二次回路監(jiān)控、保護(hù)、測(cè)量均采用DC220V和AC1

42、00V/5A。35kV側(cè)不設(shè)電壓互感器，35kV橋斷路器備自投電壓取自10kV母線。 10kV系統(tǒng)應(yīng)無(wú)電源線。 各元件就地測(cè)量表計(jì)均采用測(cè)控或保護(hù)裝置所帶顯示功能，不再另設(shè)表計(jì)。其中電能計(jì)量?jī)H為內(nèi)部考核使用，計(jì)費(fèi)專用電能計(jì)量應(yīng)另行設(shè)計(jì)安裝。 35kV 和10kV斷路器與隔離開(kāi)關(guān)之間防誤操作利用開(kāi)關(guān)柜本身的機(jī)械五防閉鎖裝置，故不再另設(shè)閉鎖措施。 §4.1變電所操作電源的選擇 變配電所的操作電源是供高壓斷路器控制回路、繼電保護(hù)回路、信號(hào)回路、監(jiān)測(cè)裝置及自動(dòng)化裝置等二次回路所需的工作電源。 操作電源對(duì)變配電所的安全可靠運(yùn)行起著極為重要的作用，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)能保證斷路器的合閘和跳閘；事故

43、狀態(tài)下，在母線電壓降低甚至消失時(shí)，應(yīng)能保證繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠地工作，所以要求充分可靠，容量足夠并具有獨(dú)立性。 操作電源按其性質(zhì)分，有直流操作電源和交流操作電源兩大類。 直流操作電源 目前在較重要的中、大型變配電所選用的直流操作電源大多為帶免維護(hù)鉛酸蓄電池或鎘鎳電池組儲(chǔ)能的硅整流電源或高頻開(kāi)關(guān)電源成套裝置。由于蓄電池組本身是獨(dú)立的化學(xué)能源，因而具有較高的可靠性。 交流操作電源 小型10kV配變電所一般采用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，且繼電保護(hù)也較簡(jiǎn)單，則可以選用交流操作電源，可以從所用變壓器或電壓互感器取得220V電壓源，從電流互感器取得電流源。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于高壓部分是35kV配變電所設(shè)

44、計(jì)，而且考慮到我們這里是為無(wú)人值班變電所設(shè)計(jì)服務(wù)，這樣即考慮到安全以及便于微機(jī)監(jiān)控和供電以及維修的方便，有考慮到無(wú)人值班時(shí)的可靠性，我們這里采用直流操作電源，根據(jù)樣本參考擬訂選用由江蘇無(wú)錫斯達(dá)電器公司無(wú)錫市斯達(dá)自控設(shè)備廠生產(chǎn)的微機(jī)型高頻開(kāi)關(guān)直流電源柜：GZDW-5型的產(chǎn)品，由于這種直流電源系統(tǒng)適用于10-500kV變電站和中小型發(fā)電廠，可作為高壓開(kāi)關(guān)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、事故照明等的操作電源和控制電源，是替代傳統(tǒng)的相控電源的理想產(chǎn)品。同時(shí)采用大屏幕中文漢字顯示，突出了對(duì)電池的智能化管理，可以檢測(cè)單個(gè)電池電壓、內(nèi)阻，自動(dòng)職能充電轉(zhuǎn)換、自動(dòng)活化放電，具備遠(yuǎn)方通訊功能，可實(shí)現(xiàn)四遙，以滿足變電所綜合自

45、動(dòng)化的要求。具體設(shè)計(jì)如下： 變電所操作電源采用直流電壓220V。設(shè)兩組蓄電池，一組充電裝置。直流系統(tǒng)為單母線接線。蓄電池選用閥控式密閉鉛酸蓄電池：50Ah、12V、18只。直流柜留有遠(yuǎn)方監(jiān)控接口，可在遠(yuǎn)方對(duì)直流系統(tǒng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控(具體計(jì)算見(jiàn)附錄)。 §4.2變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是將變電所的繼電保護(hù)裝置、控制裝置、測(cè)量裝置、信號(hào)裝置綜合為一體，以全微機(jī)化的新型二次設(shè)備替代機(jī)電式的二次設(shè)備，用不同的模塊化軟件實(shí)現(xiàn)機(jī)電式二次設(shè)備的功能，用計(jì)算機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)通信替代大量信號(hào)電纜的連接，通過(guò)人機(jī)接口設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電所的綜合自動(dòng)化管理、監(jiān)視、控制及打印記錄等所有功能。 與

46、常規(guī)變配電所的二次系統(tǒng)相比，變配電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)： （1） 功能綜合化 （2） 操作監(jiān)視屏幕化 （3） 結(jié)構(gòu)微機(jī)化 （4） 運(yùn)行管理智能化 在本次設(shè)計(jì)中變電所綜合自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)和保護(hù)裝置采用分布式的微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)終端，具有遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，安裝在各個(gè)間隔單元內(nèi)。所有信息經(jīng)微機(jī)匯控單元，發(fā)送至控制端以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制端對(duì)本變電所的遠(yuǎn)方監(jiān)控，所內(nèi)不設(shè)當(dāng)?shù)匚C(jī)操作界面，留有當(dāng)?shù)乇O(jiān)控接口。具體“四遙”內(nèi)容如下： 一、 遙控量 （1） 主變壓器35kV側(cè)三相電流。 （2） 主變壓器10kV側(cè)電量。 （3） 主變壓器10kV側(cè)有功功率， （4） 主變壓器上層油溫。

47、（5） 35kV橋一相電流。 （6） 10kV母線電壓。 （7） 10kV分段一相電流。 （8） 10kV出線一相電流。 （9） 10kV出線有功電量。 （10） 10kV電容器三相電流。 （11） 10kV電容器無(wú)功功率。 （12） 交流所用電壓。 （13） 直流系統(tǒng)電壓。 二、 遙信量 （1） 主變壓器35kV隔離開(kāi)關(guān)位置。 （2） 主變壓器10kV側(cè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)器位置。 (3) 主變壓器有載分接開(kāi)關(guān)位置。 (4) 主變壓器及有載分接開(kāi)關(guān)瓦斯動(dòng)作信號(hào)。 (5) 主變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。 (6) 主變壓器后備保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。 (7)

48、 主變壓器10kV側(cè)斷路器彈簧未儲(chǔ)能。 (8) 主變壓器超溫信號(hào)。 (9) 主變壓器油位信號(hào)。 (10) 35kV線路及橋斷路器、隔離開(kāi)關(guān)位置。 (11) 35kV線路及橋斷路器彈簧未儲(chǔ)能。 (12) 35kV橋保護(hù)動(dòng)作。 (13) 35kV橋路備自投動(dòng)作信號(hào)。 (14) 10kV分段備自投動(dòng)作信號(hào)。 (15) 10kV線路及分段斷路器、隔離開(kāi)關(guān)位置。 (16) 10kV線路保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。 (17) 10kV分段保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。 (18) 10kV線路重合閘動(dòng)作。 (19) 10kV線路及分段斷路器彈簧未儲(chǔ)能。 (20) 10kV電容器斷路

49、器、隔離開(kāi)關(guān)位置。 (21) 10kV電容器保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。 (22) 10kV電容器斷路器彈簧未儲(chǔ)能。 (23) 35kV控制回路斷線。 (24) 10kV控制回路斷線。 (25) 10kV交流電壓回路斷線。 (26) 10kV系統(tǒng)接地選線信號(hào)。 (27) 直流接地信號(hào)。 (28) 直流電壓異常。 (29) 充電裝置故障。 (30) 通信電源故障信號(hào)。 (31) 所用電失電信號(hào)。 (32) 全所事故總信號(hào)。 三、 遙調(diào)量 主變壓器有載分接開(kāi)關(guān)調(diào)整。 四、 遙控量 所有35kV及10kV斷路器的分、合。 §4.3變電所微機(jī)保護(hù)設(shè)計(jì)

50、在我們這里說(shuō)到微機(jī)保護(hù)必須提到目前一種先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)即SCADA系統(tǒng)，該系統(tǒng)的中文即為配電網(wǎng)監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，我們可以看到配電網(wǎng)SCADA系統(tǒng)包括 進(jìn)線監(jiān)視，10kV變電所自動(dòng)化（SA），饋線自動(dòng)化（FA），變壓器巡檢與無(wú)功補(bǔ)償 。其中進(jìn)線監(jiān)視是指對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)線變電站的開(kāi)關(guān)位置，母線電壓，線路電流，有功和無(wú)功功率以及電量的監(jiān)視。饋線自動(dòng)化（FA）是指在正常情況下，遠(yuǎn)方實(shí)時(shí)監(jiān)視饋線分段開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和饋線電壓、電流的情況，而且能完成線路開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)方合閘和分閘操作，在發(fā)生故障時(shí)獲取故障記錄，并自動(dòng)判別和隔離饋線故障區(qū)段以及恢復(fù)對(duì)非故障區(qū)域供電。變壓器巡檢是指對(duì)配電網(wǎng)中變壓器、箱式變的

51、參數(shù)遠(yuǎn)方監(jiān)視。無(wú)功補(bǔ)償是指對(duì)補(bǔ)償電容器的自動(dòng)投切和遠(yuǎn)方投切等。 從各種資料我們可以看出利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（微處理器）采集和處理來(lái)自電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)值計(jì)算迅速而準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)中發(fā)生故障的范圍，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密邏輯過(guò)程后有選擇性地執(zhí)行跳閘等命令。這種基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，就是微機(jī)保護(hù)。 微機(jī)保護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）有極強(qiáng)的綜合分析與判斷能力，自動(dòng)識(shí)別，排除干擾，可靠性高。 （2）微機(jī)保護(hù)的特性主要是由軟件決定的，具有較大的靈活性，保護(hù) 性能的選擇和調(diào)試方便。 （3）具有較完善的通信功能，便于構(gòu)成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn) 行的自動(dòng)化水平。 我們這里由于是

52、35kV總降壓變電所設(shè)計(jì)，而且涉及到的都為一、二級(jí)負(fù)荷，因此為安全性考慮起見(jiàn)，我們這里需要增設(shè)備用電源自動(dòng)投切裝置（以下簡(jiǎn)稱備自投） 在要求供電可靠性較高的變配電所中，通常設(shè)有兩路及以上的電源進(jìn)線。如果裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置（APD），則當(dāng)工作電源線路突然斷電時(shí)，在APD作用下，自動(dòng)將工作電源斷開(kāi)，將備用電源投入運(yùn)行，從而大大提高供電可靠性，保證對(duì)用戶的不間斷供電。 對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的基本要求 （1）不論什么原因失去工作電源，APD都能迅速起動(dòng)并投入備用電源； （2）必須在工作電源確已斷開(kāi)、而備用電源電壓也正常時(shí)，才允許投 入備用電源； （3）APD應(yīng)只動(dòng)作一次，以免將備

53、用電源重復(fù)投入永久性故障回路中； （4）當(dāng)電壓互感器二次回路斷線時(shí)，APD不應(yīng)誤動(dòng)作。 在變電所綜合自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，微機(jī)保護(hù)自然要作為重點(diǎn)討論，在我們這里微機(jī)保護(hù)的保護(hù)內(nèi)容重點(diǎn)又表現(xiàn)為變壓器的微機(jī)保護(hù)，可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)： 變壓器差動(dòng)保護(hù)、后備保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、溫度保護(hù)、備自投保護(hù)，彈簧未儲(chǔ)能、斷路器分合閘等等。 變壓器瓦斯保護(hù)：根據(jù)規(guī)定，容量在320kVA以上的變壓器都裝設(shè)瓦斯保護(hù)。在本次設(shè)計(jì)中35kV變電所用2臺(tái)20000kVA油浸式變壓器，重瓦斯、輕瓦斯保護(hù)都必須具備。但瓦斯保護(hù)只能反映變壓器內(nèi)部的故障，包括漏油、漏氣、油內(nèi)有氣、匝間故障、繞組相間保護(hù)等。而對(duì)變壓器外部端

54、子的故障無(wú)法反映，因此除設(shè)瓦斯保護(hù)外，還需要設(shè)置過(guò)電流、速斷保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)。 變壓器過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)：降壓變電所的變壓器一般設(shè)置過(guò)電流保護(hù)，因?yàn)檫^(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間超過(guò)0.5s，為了使故障變壓器迅速的從系統(tǒng)中切除，還需增設(shè)電流速斷保護(hù)。由于保護(hù)裝置設(shè)置在電源側(cè)，因而即能反映外部故障，也可以作為變壓器的內(nèi)部故障的后備保護(hù)。 變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)：35kV變電所采用兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，在工作中可能過(guò)負(fù)荷，所以要裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。由于過(guò)負(fù)荷電流在大多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的，因此過(guò)負(fù)荷保護(hù)只要采用一個(gè)電流繼電器裝于一相電流中，保護(hù)裝置作用于信號(hào)。 變壓器差動(dòng)保護(hù)：變壓器的過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保

55、護(hù)、瓦斯保護(hù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此我們認(rèn)為在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們有必要為變壓器設(shè)置差動(dòng)保護(hù)。具體地說(shuō)，變壓器差動(dòng)保護(hù)是反映被保護(hù)元件兩側(cè)電流的差額而動(dòng)作的保護(hù)裝置。差動(dòng)保護(hù)的原理是將變壓器兩側(cè)的電流互感器同級(jí)相連，取兩側(cè)電流互感器二次電流之差，即不平衡電流。在變壓器正常工作和保護(hù)范圍內(nèi)，不平衡電流小于差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流，故保護(hù)裝置不動(dòng)作。如不平衡電流大于差動(dòng)保護(hù)電流，保護(hù)裝置動(dòng)作，使變壓器兩側(cè)的斷路器同時(shí)跳閘，將故障變壓器退出工作。 對(duì)變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定，我們有如下規(guī)定： （1） 運(yùn)行情況下，為防止電流互感器二次回路斷線時(shí)引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)大于變壓器的最大負(fù)荷電流。當(dāng)負(fù)

56、荷電流不確定時(shí)，可采取變壓器的額定電流。 （2） 躲過(guò)保護(hù)范圍外部故障時(shí)的最大不平衡電流。 （3） 躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁電流。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作電流大于1.3倍的變壓器額定電流才能躲過(guò)勵(lì)磁電流的影響。 在一般情況下，變壓器差動(dòng)保護(hù)的整定可以按照上述的規(guī)定實(shí)現(xiàn)，但我們這里的差動(dòng)保護(hù)是微機(jī)差動(dòng)保護(hù)，因此一般不按照上面的方法整定。 第五章 主要設(shè)備及材料表 序號(hào) 名稱 型號(hào)規(guī)格及主要參數(shù) 單位 數(shù)量 備注 1 35kV有載調(diào)壓變壓器 SZ9-20000/35戶外三相油浸 20000kVA，Y，d11，UK=

57、8% 外絕緣泄漏比距為2.5cm/kV 臺(tái) 2 技術(shù)條件書另提 2 10kV接地變壓器 DSCB-160/10.5-50/0.4 UK=6%，ZN，yn0 臺(tái) 2 技術(shù)條件書另提， 裝于10kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi) 3 35kV手車式開(kāi)關(guān)柜 KYN10-40.5進(jìn)線柜，配真空斷路器，含微機(jī)保護(hù)裝置及分布監(jiān)控終端 35kV，1000A，20kA 臺(tái) 2 技術(shù)條件書另提 4 35kV手車式開(kāi)關(guān)柜 KYN10-40.5分段柜，配真空斷路器，含微機(jī)保護(hù)裝置及分布監(jiān)控終端 35kV，1000A，20kA 臺(tái) 2 技術(shù)條件書另提 5 35kV手車式開(kāi)關(guān)柜 KY

58、N10-40.5主進(jìn)線變壓器隔離柜， 35kV，630A 臺(tái) 2 技術(shù)條件書另提 6 35kV封閉母線 與35kV開(kāi)關(guān)柜配套35kV，1000A m 9 7 銅排 TMY-63×8 8 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 主進(jìn)線，配真空斷路器，含微機(jī)保護(hù)裝置及分布監(jiān)控終端 10kV，1600A，16kA 臺(tái) 2 9 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 分段隔離柜，1600A 臺(tái) 2 10 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 接地（所用）變壓器柜，含所用變壓器160kVA） 臺(tái) 2 11 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 消弧線圈柜（含75kVA消弧線圈自動(dòng)調(diào)

59、協(xié)裝置） 臺(tái) 2 12 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 JDZJ-10電壓互感器、Y5C3-12.7/45W避雷器柜 臺(tái) 2 13 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 電容器饋線柜，配真空斷路器含微機(jī)保護(hù)裝置及分布監(jiān)控終端10kV，630A，16kA 臺(tái) 2 14 10kV手車式開(kāi)關(guān)柜 饋線柜，配真空斷路器10kV，630A，16kA 臺(tái) 12 15 10kV封閉母線 10kV，1500A m 20 與10kV開(kāi)關(guān)柜供貨廠配套 16 10kV成套電力電容器裝置 GRJ-Z干式，難燃介質(zhì)，三相組銀鋅復(fù)合鍍膜，系統(tǒng)電壓10kV，電容器組容量2400kva

60、r 組 2 含配套的避雷器、接地開(kāi)關(guān)、放電線圈 17 鋼芯鋁絞線 LGJ-70 m 30 18 匯控柜 臺(tái) 1 含有載開(kāi)關(guān)自動(dòng)調(diào)壓及無(wú)功補(bǔ)償 19 控制電纜 YJV22-10-3*95銅芯 km 3 低壓進(jìn)線 20 控制電纜 YJV22-10-3*70銅芯 km 2 低壓出線 20 控制電纜 TJV22-10-3*50銅芯 km 6 低壓出線 22 控制電纜 YJV22-10-3*35銅芯 km 4 低壓出線 23 電力電纜 YJV22-10-3*35銅芯 km 2 10kV電容器電纜 24 直流

61、電源柜 GZDW-5，800mm×600mm×2260mm 圖紙目錄 序號(hào) 圖紙編號(hào) 圖紙名稱 1 01 電氣主接線 2 02 電氣總平面布置圖 3 03 高壓系統(tǒng)圖 4 04 低壓側(cè)系統(tǒng)圖 5 05 低壓側(cè)系統(tǒng)圖（二） 6 06 10kV配電平面布置圖 7 07 所用電系統(tǒng)接線圖 8 08 所用電系統(tǒng)接線圖（二） 9 09 直流操作電源 10 10 高壓進(jìn)線二次系統(tǒng)原理圖 11 11 高壓聯(lián)絡(luò)柜二次原理圖 12 12 10kV饋線二次接線原理圖 13 13 10kV電容器補(bǔ)償柜二次接線原理

62、圖 14 14 低壓聯(lián)絡(luò)柜二次接線原理圖 15 15 變壓器后備保護(hù)原理圖 16 16 變壓器后備保護(hù)原理圖（二） 17 17 變壓器差動(dòng)保護(hù)二次原理圖 18 18 備自投 19 19 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)配置圖 20 20 主要剖面圖 21 21 繼電保護(hù)配置圖 22 22 接地圖 參考文獻(xiàn) （1） 國(guó)家現(xiàn)行電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50053-94《10KV及以下變配電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50059-92《35

63、~110KV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50060-92《3~110KV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50062-92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50063-90《電力裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50217-94《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50169-92《電氣裝置安裝工程.接地裝置及驗(yàn)收規(guī)范》 GB50034-92《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （2） 國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集 （3） 朱林根主編,現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)施工手冊(cè)/建筑電氣設(shè)計(jì) 上、下冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998 （4） 唐海主編，建筑電氣設(shè)計(jì)與施工，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999 （5） 中國(guó)航空工

64、業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編，工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第2版），中國(guó)電力出版社，1994 （6） 北京照明學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)委員編，民用建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)例圖冊(cè) 1、2，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1998、2000 （7） 北京市建筑設(shè)計(jì)院編，建筑電氣專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)措施，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000 （8） 北京市建筑研究設(shè)計(jì)院編，建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001 （9） 江蘇省電力設(shè)計(jì)院編， 35kV～110kV無(wú)人值班變電所典型方案設(shè)計(jì)，北京：中國(guó)電力出版社，2001 （10） 黃益莊編著，變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)，北京：中國(guó)電力出版社，2002 （11） 電氣學(xué)會(huì)，工廠配電常設(shè)專業(yè)委

65、員會(huì)，工廠配電設(shè)計(jì)施工手冊(cè)，中國(guó)工業(yè)出版社，2002 （12） 丁毓山主編，微機(jī)保護(hù)與綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，北京：中國(guó)水利水電出版社，2002 （13） 陳元麗編,現(xiàn)代建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用指南，北京:中國(guó)水利水電出版社,1999 （14） 呂光大主編，建筑電氣安裝工程圖集，北京：中國(guó)電力出版社，1995、1997 （15） 余健民，同向前，蘇文成編，供電技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002 （16） 劉介才主編，供電工程師技術(shù)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 （17） 劉寶林主編，電氣設(shè)備 選擇、施工安裝、設(shè)計(jì) 應(yīng)用手冊(cè)，上、下冊(cè)，中國(guó)電力出版社，1998 （18） 白玉岷主編，電氣工程安裝及調(diào)試

66、技術(shù)手冊(cè)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999 （19） 黃躍明，6～10kV電網(wǎng)中性點(diǎn)電阻接地方式評(píng)述 ，電工技術(shù)，2000.3 （20） 王厚余，電阻接地10kV網(wǎng)絡(luò)內(nèi)變電所接地短路對(duì)低壓用戶的電氣危險(xiǎn)及其防范措施，電網(wǎng)技術(shù)，1998.11 （21） 戴克銘，配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的分析，電網(wǎng)技術(shù)，2000.10 （22） 李英武，陳春友 ， 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的應(yīng)用，電工資訊，2004.3 （23） 唐濤，電力系統(tǒng)廠站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與展望，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004.2 （24） 沈詳，祝項(xiàng)英，金乃正編，無(wú)人值班變電站遠(yuǎn)方監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2004.4 （25） 于設(shè)計(jì)選型的電氣設(shè)備手冊(cè)、產(chǎn)品樣本如： 江蘇寶開(kāi)集團(tuán)有限公司的高壓開(kāi)關(guān)柜電力電容器柜等產(chǎn)品樣本 南京國(guó)網(wǎng)電瑞電力科技公司的LSA900系列數(shù)字保護(hù)測(cè)控系統(tǒng)樣本 常熟開(kāi)關(guān)廠的電器產(chǎn)品樣本 無(wú)錫斯達(dá)電器公司的微機(jī)高頻開(kāi)關(guān)直流電源柜 江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表有限公司 致謝 經(jīng)過(guò)緊張而細(xì)致的三個(gè)月的努力，我們這一組的全體同學(xué)終于在翁雙安老師的辛勤指導(dǎo)之下按時(shí)順利地