農網35kV變電站綜合自動化設計方案

時間：2024-06-13 08:39:42 自動化畢業論文我要投稿

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農網35kV變電站綜合自動化設計方案

　　【摘要】介紹了農網35kV變電站綜合自動化設計方案、設備選型、技術要求及運行分析，為農網建設中的35kV變電站提供了一套可行性模式，具有一定的實用性和推廣意義。

農網35kV變電站綜合自動化設計方案

　　【關鍵詞】農網改造綜合自動化設計

　　一、35kV變電站綜合自動化設計原則

　　隨著農村電網建設的快速發展，對于農網35kV變電站實行綜合自動化及無人值班已成為縣級電網自動化發展的方向，國家電力公司推行的兩網改造中，35kV變電所的規范設計對農網建設起到重要作用。根據國家電力公司《農村電網建設與改造技術原則》第4章《35kV輸變電工程》、《35~110kV變電所設計規范》的規定，35kV變電站設計原則如下:

　　1.針對農村用電負荷分散，供電可靠性相對較低的特點，以及節約用地的原則，從規控制投模入手，采用先進設備，以減少一次性投入和長期運行費用考慮，應推廣使用保護，測量和控制一體化設計，采用分層分布式結構，組屏式或就地分散安裝式變電站綜合自動化設計方案。

　　2.考慮到供電質量與供電可靠性，設計成無人值班變電站。

　　3.預測10年負荷發展需求，主變至少按兩臺考慮，選用低磁密，低損耗，節能型有載調壓變壓器。

　　4.考慮到變電站設備滲油問題，在設備選型方面，優先選用先進國產和進口設備，以提高供電可靠性，降低運行費用。

　　5.考慮到節約土地，節省資金，便于維護高壓設備均采用戶外裝置。

　　二、35kV變電站設備選擇

　　1.電氣主結線。35kV母線采用單母線運行方式，一進一出兩條35kV線路組成，進線極不加保護，出線側設線路保護，10kV母線采用單母分段形式，6回10kV出線。

　　2.電氣設備。主變壓器設主變1#、主變2#，先設1#，選低耗，節能有載調壓變壓器; 35kV進出線均配置獨立式CT; 35kV開關和10kV開關均采用SF6開關，全站電容補償按主變容量的10%考慮，分兩組裝設，由10kV開關控制。

　　3.站用變。站用變選S9-50/35/0.4直配變一臺，供微機運行裝置及二次保護電源，作生活照明及檢查、試驗電源。

　　4.直流系統。采用和集控屏配套的整流設備，輸出電壓為220V，24V作為35kV及10kV控制保護電源，屏內設儲能電容作為35kV及10kV開關備用分合閘電源，同時配置UPS不間斷電源作為備用電源。

　　三、綜合自動化系統總體設計

　　35kV變電站綜合自動化設計，依據《縣級電網調度自動化功能規范》，采用集繼電保護、遠動控制、小電流接地選線、設備程序自檢測、診斷、事故及故障信號檢測等功能為一體的系統配置方式。

　　1.自動化系統結構與配置

　　變電站自動化系統包括變電站測控保護系統，當地監控系統。測控保護系統完成綜合自動化功能，同時還通過通訊網完成與當地監控系統、遠方調度主站，智能直流屏、智能電度表屏、微機“五防”系統，通訊電源的信息傳送。

　　變電站綜合自動化系統采用屏式結構以通訊為核心，以總線形式把各功能單元聯成一個完整系統。設置調試窗口，可備有后臺機、GPS時鐘及與交直流屏、智能電度表的通訊接口，微機防誤閉鎖系統。自動化系統裝置的電源由交流220V主供，直流220V備用，裝置本身具有交直流電源自動切換功能。

　　2.自動化系統技術設計

　　2.1系統技術特點:

　　①采用分層分布式結構，以電氣單元為配置對象，進行分散、組合安裝。單元中采用雙CPU結構，保護與測控功能相對獨立，測控及通訊網故障不影響保護功能運行。

　　②采用模塊化設計，使各裝置相對獨立，某一裝置故障不影響其它裝置運行。

　　③保護、測控一體化、簡化二次接線，減少RT、CT負載，節省投資、方便維護。

　　④測量采用交流采樣技術。

　　⑤保護、測控交流電流回路分開接入，各測控保護裝置可手動控制及顯示斷路器位置。

　　⑥全漢化屏幕液晶顯示測控保護信息，具有友好的人機界面，可進行參數設置，實時數據顯示，本地遙控操作，信道監視等。

　　⑦能進行遠程維護，實現遠方故障診斷，參數整定等。

　　2.2系統技術功能。具有繼電保護、控制、信號、測量、數據遠傳、低周減載、同期操作、小電流接地選線、備用電源自投、電壓并列、計算分析及當地監控等功能，有較高的運行可靠性和較強的抗干擾能力，能進行自診斷、自恢復功能、遠方診斷能力，故障錄波、防誤閉鎖、防火、防盜監控功能，可實現變電站無人值班。

　　2.3系統與主站聯系。通過一點多址，光纖或音纜等通訊方式組成主備兩道接入調度端，數據由兩條通道同時發送，主站選擇數據接收、通報自動切換和故障報警。系統與主站具有可靠完善的數據接口。

　　2.4系統監控設計，采用光電隔離板及驅動接口子系統，每個單元都有一個經光電隔離的串行通信RS232口和422/485接口、通過后臺機調制解調器、網卡與遠方調度進行通信。整套系統具備“四遙”功能。能夠進行電能脈沖采集、處理、遠傳，并能采集遠傳直流電源系統報警信號，具備完善的監控報警系統與事故及故障信號檢測系統。友好的人機界面，可使遠方調度直觀監視變電站運行情況，方便遙控、遙視操作。

　　2.5電度量采集的設計全部電量的測量采用交流采樣獲得，采樣元件為精密電壓、電流傳感器，可測電壓、電流、無功、有功、功率因數(cosφ)、頻率等。

　　2.6中央信號單元箱的設計每個中央信號單元箱可輸入8個模擬量、8個遙信量，可自動記錄事故的時間、性質、動作值，以及站內喇叭、警鈴的控制，還可代替光字牌顯示變電站各種運行信息。

　　2.7微機保護的設計

　　考慮到節省投資，采用系統保護與遠動監控系統合為一屏，其中35kV、10kV線路采用帶時限過流和速斷保護，通過負荷定值，實現負荷監控，考慮到10kV母線電壓補償，10kV電容器采用過壓、欠壓、過流保護; 主變采用速斷、重瓦斯為主保護，過負荷、輕瓦斯、過溫發信號為后保護。

　　遠方投停保護與遠方復歸保護動作信號，可進行故障錄波，實現遠方查詢、修改，下發保護定值。

　　微機保護系統設有可靠的數據接口和通信規約，保護保證信息被主站接收。

　　2.8系統通訊設計

　　系統通訊主要完成各相關裝置及主站間的數據采集的傳遞，是變電站綜合自動化的中樞，包括人機對話、通訊管理、數據庫管理、規約處理和系統檢測等功能，可進行現場控制和維護。

　　變電站綜合自動化系統數據傳輸的發展方向為采用TCP、IP+IEC60870-104或IEC871-6TASE.2模式。傳統的遠動信息傳輸串行接口(RS-232C)加調制解調器(MODEM)方式，不僅是對通道帶寬資源的浪費，而且數字—模擬—數字二重轉換在技術上也不合理，既增加設備費用，又降低了傳輸可靠性。所以系統可采用IEC60870-5-104的傳訊信息傳輸，并通過RTU撥號上網，采集實時信息，進行遠程維護，具有顯著的經濟效益以及消除了數據轉發造成的時延; 另外為與外界保證通訊暢通、可靠、應裝設程控電話二部。系統通訊設施，還應有安全可靠的防雷接地措施。

　　四、變電站綜合自動化的運行分析

　　1.減輕值班人員的工作量，值班員定時抄表、計算電量、負荷率、力率變為點擊鼠標，頃刻完成。

　　2.與常規站相比，節省近一半投資，節約1/3占地面積，建設工期縮短，節省了資金。

　　3.設備運行可靠“四遙”功能可觀察負荷情況、電量指數，判斷故障性質，進行遠方操作，同時為安全運行分析提供了可靠的依據。

　　4.檢修設備、維護設備方便，減輕了勞動強度，提高了工作效率。

　　5.減少誤操作，降低事故率，提高供電可靠性。

　　6.自動化程度提高，減少中間環節，提高安全生產水平。

　　7.可以讓更多的變電運行人員從事其生產經營，為減員增效、下崗分流提供了條件。

　　8.35kV變電站采用具有先進技術和完備功能的綜合自動化設計，不僅在技術上追求完美，在設備選型上還要注重產品質量以及良好的售后服務。

　　9.在農網建設中，新建的35kV變電站應以綜合自動化無人值守為模式，確保一步到位，切莫邊建邊改。

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