摘要
本课题针对110kV变电站供电系统，结合国内外变电站综合自动化技术的发展现状，根据变电站的监控要求，对110kV变电站自动化系统进行了设计。在系统研究过程中，重点进行了以下工作：
首先，讲述了国内外变电站综合自动化的发展情况，研究变电站自动化的目的和意义，提出本论文变电站自动化系统研究设计的内容。其次，根据变电站原始资料和监控要求，以及变电站自动化系统的设计原则，研究设计变电站自动化体系结构和功能。再次，根据所给出的原始数据，综合变电站设计的原则和国家法律法规、制度，以及变电站的监控要求，设计变电站的主回路接线；进行了变电站负荷的简要计算然后选择了基本设备。随后，简述PLC的工作原理和设计PLC自动控制系统的过程；阐述高压断路器控制的重要性和PLC控制断路器的优势，设计利用PLC控制高压断路器；综合变压器备用投切的重要性和操作过程，设计PLC控制的变压器备用自投系统。最后，总结了本论文的设计内容及设计过程，总结了设计存在的问题和缺陷，以及以后努力的方向。
关键词：变电站；PLC；高压断路器；备用自动投切
ABSTRACT
This topic is for 110kV substation power supply system, combined with the development of substation automation technology at home and abroad. According to transformer substation monitoring requirements, 110kV substation automation system is for design. And the study is summarized as the follow steps．
First of all, covers domestic and foreign development of substation automation, purpose and significance of the research on substation automation, brings out the design of substation automation system. Secondly, according to the Sourcebook of substation and monitoring requirements, and substation automation system design principles, research and design the automation system’s structure and function. Third, according to the original data, integrating principles of substation design and national laws and regulations, systems, and the substation monitoring requirements, design the main circuit wiring of substation; simple calculations to select the basic equipment of substation load. Fourth, outline the operation process of PLC and design the PLC control system; according to the importance of high-voltage circuit breaker control and PLC control circuit breaker’s advantage, design using PLC control to high voltage circuit breaker; based on the importance of integrated bus coupling spare switching and operational processes, design the PLC control system of automatic bus transfer system. Finally, draw a conclusion of the paper's design and design process, sum up the problems and defects in design, and where to work toward.
Keywords: Substation; PLC; High-voltage Circuit Breaker; Alternate Device Auto-switching
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目录
1 绪论 (1)
1.1 变电站综合自动化概述 (1)
1.2 国内外变电站综合自动化现状及发展 (1)
1.2.1 国外变电站自动化技术的现状及发展 (1)
1.2.2 国内变电站自动化技术的现状及发展 (2)
1.3 变电站综合自动化研究目的与意义 (3)
1.4 课题研究的主要内容 (4)
2 变电站自动化系统总体设计 (5)
2.1 变电站自动化系统原始资料及分析 (5)
2.2 变电站自动化系统总体设计 (8)
2.2.1 变电站自动化系统总体结构 (8)
2.2.2 变电站自动化系统的功能 (13)
2.3 本章小结 (15)
3 变电站接线设计 (16)
3.1 变电站主回路接线 (16)
3.1.1 变电站主回路电气主接线 (16)
3.1.2 变电站设计数据计算 (20)
3.2 变电站设备选择 (27)
3.3 本章小结 (33)
4 变电站自动化系统设计 (34)
4.1 PLC控制系统 (34)
4.2 PLC控制高压断路器 (37)
4.2.1 控制基本要求 (37)
4.2.2 控制接线 (37)
4.2.3 控制过程分析 (39)
4.2.4 PLC控制程序 (41)
4.2.5 小结 (41)
4.3 PLC控制变压器备用自投 (41)
4.3.1 变压器备用自投 (42)
4.3.2 控制接线 (44)
4.3.3 控制过程分析 (45)
4.3.4 PLC控制程序 (47)
4.3.5 小结 (48)
4.4 本章小结 (48)
5 总结与展望 (49)
致谢 (50)
参考文献 (51)
附录 (53)
1 绪论
1.1 变电站综合自动化概述
变电站综合自动化是20世纪70年代国际上兴起的，在计算机技术、自动控制技术和通信技术发展到一定程度的基础上，使变电站二次设备更合理、有效地运行的一种变电站自动化模式。变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术和信号处理技术，实现对变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度中心通信等综合自动化功能。变电站综合自动化系统除了实现对现场的监测、控制和保护之外，更重要的是能实现当地和远方对现场的监控、调节和保护，概括起来即为：遥测、遥信、遥控、遥调的“四遥”功能和对保护定值的远方整定。“四遥”即：接受监控调度计算机发出的控制信号的遥控；监控调度计算机对变电站现场设备的电压、电流、功率等的数据采集要求的遥测；接受识别被控主机所发出的一些报警信息的遥信；将监控调度计算机发出的修改参数信息应用于被控设备的遥调。
1.2 国内外变电站综合自动化现状及发展
1.2.1 国外变电站自动化技术的现状及发展
国外变电站自动化技术始于20世纪70年代。英国、意大利、法国、西德、澳大利亚等国均于70年代末装设了微机型远动装置，个别还使用了16位小型计算机。1981年5月在英国召开的第6届国际供电会议上有文章指出，变电站监控系统的功能正以综合自动化为目标迅速发展，除了具有遥测、遥信、遥控、遥调功能，还要具备寻找处理单相接地故障功能、负荷管理功能、成组数据记录功能、自动重合闸等功能。90年代以后，研究变电站综合自动化技术的国家和公司越来越多，相应的技术也越来越先进。例如德国西门子公司、ABB公司、AEG 公司，美国GE公司、西屋公司，法国阿尔斯通公司等都有自己的综合自动化系统的产品。
德国西门子公司于1985年在德国汉诺威正式投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国以及欧洲投运了300多套该种型号的变电站自动化系统。该系统结构有两类，一类是全分散式的系统，另一类是集中与分散相结合的系统。
日本也在20世纪90年代，将计算机监控系统运用到其新建和扩建的高压变电站的运行支援系统中。其主要特点是继电保护装置下放至开关现场，并设置微机控制终端，将采集到的测量值和开关接点信息，通过光缆传送到主控制室的后台计算机系统。主控制室的后台计算机系统将采集到的测量值和开关接点信息处理后，发出开关及隔离开关操作命令通过光缆下达至终端执行，主控制室计算机系统采用双以太网。
美国投运的变电站自动化技术大体有三类：一类是以远动终端设备（RTU，Remote Terminal Unit）为基础进行实时数据采集，并和上级调度中心通信；另一类以通用计算机为数据采集设备，不但采集实时数据而且建立历史数据库，并通过计算机网（以太网）与远程工作站联络；第三类采用MODBUS PLUS多主站网络系统，保护、监控等部件均通过规约转换器接入该网，并通过RTU与调度中心联系。
目前国外产品以ABB公司的SCSl00/200和西门子公司的LSA-678为主流，在间隔层终端集保护、录波、计量、远动功能于一体，并使得信号采集完全分散分布和下放，简化了二次回路。通信网主要以具有很高的通信速率和非常好的抗干扰能力的光纤为介质。也有一部分变电站自动化系统的通信网采用了现场总线技术，现场总线具有很高的抗干扰性能，网络传输速度适中，成本低，施工方便。
1.2.2 国内变电站自动化技术的现状及发展
国内变电站自动化技术起步较晚，在上世纪80年代后开始讨论、研制与开发，真正投入使用，则是在国内微机保护能够实现与监控系统交换数据之后。上世纪80年代及以前，是以RTU为基础的远动装置及当地监控为代表，功能主要是与远方调度进行通信以实现“四遥”(遥测、遥信、遥控、遥调)，与继电保护及自动安全装置的联接通信，此类系统称为集中RTU模式。目前在一些老站改造中仍有少量使用，这一阶段称为自动化的初级阶段。到了上世纪90年代初期，单元式微机保护按功能设计的分散式微机测控装置得到广泛应用，保护与测控装置相对独立，通过通信管理单元能够将各自信息送到后台或调度端计算机。从上
世纪90年代中后期，随着计算机技术、网络及通信技术的飞速发展，采用分层分布式的系统结构，按间隔为对象设计保护测控单元，形成真正意义上的分层分布式自动化系统。目前国内主流厂家均采用了此类结构模式。
进入21世纪后，数字保护技术的发展使得变电站综合自动化技术产生了一个飞跃，变电站综合自动化技术在我国进入了实质性发展阶段。10kV变电站综合自动化多采用分散分布式交流采集系统，通过串行口或网络与后台监控主站相连，将测控部分合并在10kV保护装置内，根据模拟量对采样精度的不同要求，采用专用的电流输入口测量，监控单元多采用工业PC，但其性价比不及计算机工作站和计算机服务器。监控系统大都保留有RTU装置，由RTU进行电量采集，向各级调度中心传递数据，并通过它与监控系统交换信息。现场通信多采用RS 串行通信总线，也有少数采用CAN现场总线。但是不同厂家设备的通信规约种类繁多，不仅浪费了大量开发软硬件的人力物力，也给用户的设备选型、运行维护等带来诸多不便，并且由于通信规约及调度中心功能不够完备，综合自动化系统用作无人值班分站时不能实现本应具有的丰富的变电站运行监控功能，浪费了用户的投资费用。这些都是亟需解决的问题。
1.3 变电站综合自动化研究目的与意义
变电站是电力系统中不可缺少的重要组成部分，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运、超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂，如果仍依靠原来的人工抄表、记录、人工操作为主，依靠原来变电站的旧设备操作控制，而不进行技术改造的话，必然没法满足安全、稳定运行的需要，更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。变电站自动监控系统作为变电站综合自动化的重要组成部分，对电力系统安全、稳定和经济、优化起着举足轻重的作用。
（1）提高供电质量，提高电压合格率。变电站自动监控系统中的电压、无功自动控制，能大大提高电压合格率，保证电力系统主要设备和各种电器设备的安全，使无功潮流合理，降低网络损耗，节约电能。
（2）提高变电站的安全、可靠运行水平。变电站自动监控系统是由微机组成的，具有故障诊断功能。除了微机保护能迅速发现被保护对象的故障并切除故障外，有的自控装置并兼有监视对象工作是否正常的功能，发现其工作不正常及
时发出告警信息。更为重要的是，微机保护装置和微机型自动装置具有自诊断功能，这是当今的综合自动化系统比其常规的自动装置或“四遥”装置突出的特点，这使得采用自动监控系统的变电站一、二次设备的可靠性大大提高。
（3）提高电力系统的运行、管理水平。变电站启用自动监控系统后，监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动进行，既提高了测量精度，又避免了人为的主观干预，运行人员只要通过观看CRT屏幕，就可对变电站主要设备和各输、配线电路的运行工况和参数便一目了然。自动控制系统具有与上级调度通信功能，可将检测的数据及时送往调度中心，使调度员能及时掌握各变电站的运行情况，也能对它进行必要的调节与控制，且各种操作都是有事件顺序记录可供查阅，大大提高运行管理水平。
（4）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。由于变电站自动监控系统采用微计算机和通信技术，可以实现资源共享和信息共享，同时由于硬件电路多数采用大规模集成电路，结构紧凑、体积小、功能强，与常规的二次设备相比，可以大大缩小变电站的占地面积，而且随着微处理器和大规模集成电路的不断降价，微计算机性价比逐步上升，发展的趋势是自动控制系统的造价逐渐降低，而性能和功能会逐步提高，因而可以减少变电站的总投资。
（5）减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效。由于自动监控系统中有故障自诊断功能，系统内部有故障时能自检出故障部位，缩短了维修时间。微机保护和自动装置的定值又可以在线读出检查，可节约定期核对定值的时间，而监控系统的抄表、记录自动化，值班员可不定时抄表、记录，可实现少人值班，如果配置了与上级调度的通信功能，能实现遥测、遥信、遥控、遥调，则完全可实现无人值守，达到减人增效的目的。
1.4 课题研究的主要内容
本课题主要针对110kV变电站的供配电系统情况及有关要求，研究变电站综合自动化系统的建立。重点研究基于PLC的自动化体系结构和功能，由于能力有限，时间有限、主要设计利用PLC实现高压断路器控制、变压器备用自投系统。
2 变电站自动化系统总体设计
2.1 变电站自动化系统原始资料及分析
1、拟建110kV变电站原始资料：
（1）变电站类型：110kV降压综合自动化变电站；
（2）主变台数：两台；
（3）电压等级：110kV、35kV、10kV；
（4）出线、回路及传输容量：
表2-1 110kV电压侧
出线传输容量（kW）距离（km）回路数线路材质X地变10000 6 1 LGJ-150 Y地变10000 42 1 LGJ-150 系统30000 72 2 LGJ-150 Z地变5000 36 1 LGJ-150 备用回路 2
表2-2 35kV电压侧
出线传输容量（kW）距离（km）回路数线路材质
A厂8000 6 2 LGJ-120 B厂10000 8 2 LGJ-120 C厂5000 15 1 LGJ-90
D厂10000 12 2 LGJ-120 E厂5000 10 1 LGJ-90
备用回路 2
表2-3 10kV 电压侧
出线
传输容量（kW ） 距离（km ） 回路数 线路材质 a 区
2500 2 1 LGJ-90 b 区
1500 3 1 LGJ-90 c 区
1500 5 2 LGJ-90 d 区
2000 4 1 LGJ-90 e 区
2500 6 1 LGJ-90 f 区
2500 4 1 LGJ-90 备用回路 3
表2-4 所用电负荷
序号
名称 额定容量kW 负荷类型 1
通信 8 经常、连续 2
#1、#2主变压器通风（备用） 20 经常、连续 3
110kV 操动机构 5 断续、连续 4
35kV 操动机构 3 断续、连续 5
10kV 操动机构 3 断续、连续 6
充电整流器 10 经常、连续 7
监控电源 3 经常、连续 8
保护电源 3 经常、连续 9
动力电源 30 不经常、连续 10
预留暖通电源 5 经常、连续 11
二次设备室通风 10 经常、连续 12
35kV 配电装置室照明 5 短时、连续 13
10kV 配电装置室照明 5 短时、连续 14
屋外配电装置室照明 10 短时、连续 15
二次设备室照明 2 短时、连续 16 其他 10 经常、连续
（5）需用系数、同时系数和功率因数：35kV 电压侧各负荷需用系数
8.035=d K ，同时系数85.035=s K ，功率因数9.0cos 35=?；10kV 电压侧各负
荷需用系数7.010=d K ，同时系数8.010=s K ，功率因数85.0cos 35=?；35kV
负荷和10kV 负荷同时系数85.0=s K ；所用电功率因数6.0cos =?。
（6）环境条件：
①当地年最高温度为40℃，年最低温度为-11℃，年平均温度28℃；
②当地海拔高度为800米；
③当地雷暴日数为25日/年；
④本变电站处于“薄土层石灰岩”地区，土壤电阻率1000欧姆·米。
（7）系统做无限大电源考虑。
2、拟建110kV 变电站原始资料分析
（1）拟建变电站基本情况分析
由原始资料可以看出，拟建变电站要求设计为综合自动化变电站，并且海拔
较高，年气温偏高，平均雷暴日也相当高，根据《35～110kV 变电所设计规范》规定，变电站站址应设计在高于本地50年一遇大水水位；在气温较高的地区，变压器的保护应高于正常状况；在平均雷暴日较高、土壤电阻率较高的地区应设置较高等级的防雷措施。
（2）拟建变电站负荷计算
电力系统负荷的确定，对于选择变电站主变压器容量，电源布点以及电力网
的接线方案设计等，都是非常重要的。电力负荷应在调查和计算的基础上进行，对于近期负荷，应力求准确、具体、切实可行；对于远景负荷，应在电力系统及工农业生产发展远景规划的基础之上，进行负荷预测，认真分析影响负荷发展水平的各种因素，反复测算与综合平衡，力求切合实际。
本章主要讨论确定变电站综合自动化系统的总体设计方案，这里只对原始数
据进行粗略计算，详尽负荷计算参照3.1.2节负荷计算。并且为了确定变电站综合自动化系统的总体设计方案，需对拟建变电站进行负荷预测。
在配电干线上或车间变电所低压母线上，常有多个用电设备组同时工作，而
各个用电设备组的最大负荷也不是同时出现，因此在求配电干线或车间变电所低压母线的计算负荷时，应该计入一个同时系数di K 。具体公式为：
∑==m i ni di si ca P K K P 1)( （2—1）
∑==m i i ni di si ca P K K Q 1)tan (? （2—2）
22ca ca ca Q P S += （2—3） N ca
ca U S I 3=
（2—4） 式子中ca P 、ca Q 、ca S —分别为配电干线或变电所低压母线的有功、无功、
视在计算负荷；
di K 、i ?tan 、∑ni P —分别对应于某用电设备组的需用系数、功率因数角
正切值、所有设备总容量；
si K —组间同时系数；
m —该配电干线或变电所低压母线上所接电设备组总数；
ca I —该配电干线或变电所低压母线上的计算电流，A ；
N U —该配电干线或变电所低压母线上的额定电压，V 。
因此，根据原始资料和以上各个公式可以计算得出：
kW 52720=ca P
kvar 69.31628=ca Q
()kVA 85.6147969.31628527202222=+=+=ca ca ca Q P S
考虑增长，按8年计算，由工程概率和数理统计得知，负荷在一定阶段内的自然增长率是按指数规律变化的，即：
mx S S "=
（2—5）
式中 "S —初期负荷 ； x —年数，一般按5～10年规划考虑 ；
m —年负荷增长率，由概率统计确定。 所以，考虑负荷增长及线损，年负荷增长率取10%，按8年计算，本变电站负荷为：
()()MVA 826.136kVA 92.13682585.614798%10====?mx ca S S
综上负荷计算所述，该拟建变电站负荷为61479.85kVA ，即为61.48MVA ，属于中小型变电站规模，在未来8年负荷增长了一倍，在设计时应该注意考虑裕量。
2.2 变电站自动化系统总体设计
2.2.1 变电站自动化系统总体结构
随着集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术的不断发展，变电站自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性也不断提高。从国内外变电站自动监控系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分布式、分层分布式结构等。
1、变电站自动化系统结构形式选择
（1）集中式结构
集中式一般采用智能控制器分别担负模拟量、开关量的采集和对断路器、备用电源自投、防误闭锁、无功补偿电容的操作控制，功能较强的计算机集中收集变电站的模拟量和数字量，集中进行计算和处理。如图2-1所示。
集中式系统的主要特点有：
①实时采集变电站各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控功能；
②结构紧凑、体积小，可大大减少占地面积；
③造价低，实用性好，尤其是对35kV或规模较小的变电站更为有利。
集中式的缺点有：
①每台处理器的功能较集中，若一台处理器出故障，影响面大;
②软件复杂，修改工作量大，系统调试烦琐；
③组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件的设计都不同，可移植性较差；
④集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护逻辑比较
简单的情况。
图2-1 集中式结构
（2）分布式结构
分布式结构，是以变压器、断路器、母线等一次主设备为安装单位，将保护、控制、输入/输出、闭锁等单元就地分散安装在一次主设备上，安装在主控制室内的主控单元通过现场总线与这些分散的单元进行通信，主控单元通过网络与监控主机联系。
一般分布式结构按功能设计，按保护类型和监控等功能划分单元，分布实施。
其结构采用主从CPU协同工作方式，各功能模块如智能电子设备之间采用网络技术或串行方式实现数据通信。较适合于中低压变电站。系统结构如图2-2所示。
分布式结构的综合自动化系统的主要特点是：
①系统部件完全依照主设备分散安装，它们之间一般互不影响，各自独立；
②功能清晰明了；
③节约控制室面积；
④利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便；
⑤系统装置及网络性强，不依赖于通信网和主机，主机设备损坏并不影响其它设备的正常工作，运行可靠性有保证。
分布式缺点：
功能模块分散，不利于综合控制，降低了设备的利用率，加重主设备负担。
TV/TA 温度直流状态量采集线路
变压器
隔离开关
断路器
TV/TA出口图2-2 分布式结构
（3）分层分布式结构
在变电站自动监控系统中，通常把测量和控制功能综合在一起的装置称为间隔级单元。各间隔级单元与变电站的中央单元相结合，并利用间隔级单元收集到的状态量和测量值，通过软件来实现各种保护闭锁和远动功能，大大简化传统设计中为实现闭锁和远动功能所需要的二次回路，以组成变电站自动化系统。
所谓分层式结构，是将变电站信息的采集和控制分为管理层、站控层和间隔层三级分层布置。所谓分布式结构，是在结构上采用主从控制芯片协同工作方式，各个从控制芯片之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，多控制芯片系统提高了处理并行多发事件的能力，解决了集中式结构中独立控制芯片计算处理的瓶颈问题，方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块（部件）的正常运行。如图2-3所示。
分层分布式结构具有集中式结构所没有的独特优点：
间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量和控制部分，负责该单元的测量、监视、断路器的操作控制和连锁，有载调压分接头的控制、无功补偿电容的投切等。因此，间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。
站控层的主要功能就是数据集中处理和控制管理，担负着上传下达的重要任务：对下，它可以管理各种间隔单元装置，包括监视、控制装置等，收集各种数据并发出控制命令，起到数据集中作用，还可以通过现场总线完成对保护单元的自适应调整；对上则通过设立开放式结构的站级网络接口，与管理层建立联系。将数据传送给管理后台机算计或调度端，起到数据传送处理作用。
管理层由一台或多台计算机组成，界面友好，操作简单方便，使运行值班人员极易掌握，具有数据集中处理、变电站运行状态显示、遥控操作等功能。
图2-3 分层分布式结构
2、变电站自动化系统结构总体设计
变电站自动化系统包含了变电运行、继电保护、测量监控、远动和通信等多个方面。为了达到系统的总体目标，在设计变电站自动化系统时，必须考虑的原则有：
（1）系统运行的安全性。变电站微机保护的软件、硬件设置，既要与监控系统相对独立又要相互协调，保证自动化系统中任何其他环节故障只影响局部功能的实现，不影响保护子系统的正常工作。但保护与监控要保持紧密通信联系。
（2）信息共享。只有实现数据共享，才能简化自动监控系统的结构，减少设备的重复，降低造价。
（3）充分体现综合性。变电站综合自动化系统将变电站的继电保护、测量、监视、运行和通信应用于一体，形成了一个由监视控制、微机保护系统、测量系
统、各种功能的控制系统、通信系统等组成的分层分布式的系统。
（4）技术先进性。变电站综合自动化系统的功能和配置，应满足无人值班的总体要求。变电站综合自动化系统的功能设计，软硬件的配置必须具备RTU （远动单元）的全部功能，必须具备与上级调度通信的能力，以便满足工作需要和促进变电站无人值班的实施。
（5）通信的可靠性。在变电站综合自动化系统工程内，各个功能模块、部件之间宜采用信息交换快速的总线网络方式，便于接口功能的扩充。系统应支持标准的通信协议，便于简化系统硬件系统。
（6）具有很强的抗干扰能力。变电站安全运行是变电站综合自动化系统设计的基本要求。各子系统应具有独立的故障自诊断和自恢复功能，任一部分发生故障时，应及时通知监控主机并发出警告指示，迅速将自诊断信息送往控制中心。
（7）标准化和开放性。设计的变电站综合自动化系统应尽量符合国家和部颁标准，使系统开放性能好，便于维护和升级。
综合以上所介绍总体结构优缺点介绍，设计原则和变电站的系统功能要求，变电站综合自动化系统总体设计如附录1变电站自动化系统结构图所示。
2.2.2 变电站自动化系统的功能
如附录1变电站自动化系统结构图所示，以中央数据处理器为基础，实现了对传统变电站的继电保护、控制方式、测量手段、通信和管理模式的改造，完成了在主控端和被控端之间的“四遥”控制，对变电站电气设备的检测、控制及远动信息的传送等功能。可以认为，变电站自动化系统中的微型计算机是整个控制系统的基石，微计算机性能的优良直接影响该系统的控制程度。
1、间隔层
变电站内的变压器和断路器、隔离开关及其辅助触点，电流、电压互感器等一次设备在间隔层紧密相连，完成实时运行电气量的检测、运行设备状态的监测、操作控制命令的执行。该变电站系统间隔层设备智能测控终端按站内一次设备的分布式配置，就地加装在主变、断路器和互感器处，采集运行信息数字化后，采用点对点的高速光纤通信与数据服务器通信，单台数据服务器满足下行45个智能测控终端的数据处理要求，集成全站数据信息后通过工业以太网，实现就地运行信息到站控层保护装置到中央数据处理器的通讯传输。
为了提高过程层通信的可靠性，间隔层设备智能测控终端通过光纤A、B双网和数据服务器A、B进行数据交换，数据服务器A、B则由完全独立的工业以
太网络和站控层设备通信，光纤网络A和B发送的间隔信息完全相同，接收的控制命令则来源于站控层不同的保护装置。
变电站系统的间隔层是承担全站数字化采集、接收和执行控制指令，将一次设备接入间隔层总线的底层部件设备。
2、站控层
站控层主要作用是是测量、控制元件负责该间隔的测量、监视、断路器的操作控制和电气联锁，以及时间顺序记录等，保护元件负责该间隔线路、变压器等设备的保护、故障记录等。
常规变电站自动化系统中测控单元、保护装置、故障录波器的信息采集和处理一般是在同一装置的CPU控制下进行，信息的采样同步、A/D转换、运算、输出控制命令的完成在装置内部实现；而数字化变电站系统中信息的采集、处理、传输主要依托网络实现。因此，信息流量控制、信息同步性十分关键。该变电站系统配置一个全局同步装置——时间服务器，时间服务器按照12800次/S要求等间隔地产生同步信号，并传递给一个或多个数据服务器，数据服务器根据链路长度产生新的同步信号启动智能测控终端的数据采集。正常运行时，数据服务器A 和B分别接收来自时间服务器的同步信号，保证与GPS信号的同步；当GPS同步信号故障时，数据服务器之间通过同步光纤控制，保证数据服务器A和数据服务器B的同步。因此，连接在光纤双网的所有智能测控终端采集到的运行数据采样时刻完全一致。
间隔层设备与站控层设备之间、站控层设备之间取消常规变电站硬接点信号交互的方式，变为基于IEC61850标准的对等通信模式，也就是，站控层保护装置通过各自的以太网络从间隔层获取模拟量和开关量信息，经逻辑判断和相关电气联锁判断后，发出各自的控制命令。正常运行时，保护装置A采集光纤A网的实时数据，保护装置B则采集光纤B网的实时数据，多台保护装置之间经既定的逻辑控制出口；任一台保护装置故障时，及时告警，退出运行，不影响整个系统。
站控层同时可选配电能计量功能，利用过程层传输的实时数据，采用插值法（1024 点）进行时域积分，实现全站各间隔的电能计量，其精度达到0.5级。
3、管理层
管理层采用工业以太网通信，完成站内间隔层设备、一次设备、站控层设备的控制及与远方控制中心、工程师站及人机界面通信的功能，也可经过协议转换
引言 随着经济的腾飞，电力系统的发展和负荷的增长，电力网容量的增大，电压等级和综合自动化水平也不断提高，科学技术突飞猛进，新技术、新电力设备日新月异，该地原有变电所设备陈旧，占地较大，自动化程度不高，为满足该地区经济的持续发展和人民生活的需要，电网正在进行大规模的改造，对变电所的设计提出了更高、更新的要求。建设新的变电所，采用先进的设备，使其与世界先进变电所接轨，这对提高电力网的供电可靠性，降低线路损耗，改善电能质量，增加电力企业的经济效益有很大的现实意义。 1、绪论 由于经济社会和现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越复杂。除了常规变电所之外，还出现了微机变电所、综合自动化变电所和无人值班变电所等。目前，随着我国城乡电网建设与改革工作的开展，对变电所设计也提出了更高、更新的要求。 1.1 我国变电所发展现状 变电技术的发展与电网的发展和设备的制造水平密切相关。近年来，为了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业也在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建成的500kV变电所有近200座，220kV变电所有几千座；500kV电网已成为主要的输电网络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量都有了较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用；代表现代输变电技术最高水平的750kV直流输电，500kV交流可控串联补偿也已经投入商业运行。我国电网供电的可靠性近年来也有了较大的提高，在发达国家连续发生严重的电网事故的同时，我国电网的运行比较稳定，保证了经济的高速发展。 1.2 变电所未来发展需要解决的问题
110kv变电站110kv线路保护及主系统设计 1课题来源 本课题为某110kv中心变电站110kv线路保护记主系统设计课题。该变电站是最末一个梯级电站，装机容量600万千瓦，年发电量301亿千瓦时，用地总面积为8070.1374公顷。向家坝水电站110kV中心变电站为向家坝水电站提供施工供电电源和电站建成以后作为厂用电备用电源的一座变电站。设计容量为3 50MVA，电压等级为110/35/10kV, 110kV进出线有5条，中压35kV侧有10 回出线，低压10kV侧有20 回出线. 2 设计的目的和意义 110kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。它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。电气主接线是发电厂变电所主要环节，电气主接线连接直接影响运行的可靠性、灵活性。它的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定。 随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。 3 国内外的现状和发展趋势 目前，我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，一方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术；另一方面，可以通过媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。 当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用了新技术; 其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、
前言 在这次设计的选题上我是根据自己现在所实习的岗位来确定的，题目是《110KV降压变电站的部分设计》，而且我认为这次选题也是很好的结合了我在学校所学的工厂供电这门课程，让实践和理论知识相结合。 学习了工厂供电,为了更好的掌握这门功课，切实保证工厂生产的正常工作需要,我们进行了这次设计.要完成这次设计就必须了解工厂供电的基本知识.包括供电系统的一般原则,内容和程序.须要进行负荷计算,无功补偿以及继电保护。 首先介绍工厂供电设计的基本知识,包括供电设计的内容和程序,供电设计依据的主要技术基础,供电设计常用的电气图形符号和文字符号.接着依次讲述负荷计算和无功补偿,变配电所主接线方案的设计,短路计算及一次设备选择,继电保护及二次回路的选择,变配电所的布置与结构设计,供配电线路的设计计算,防雷保护和接地装置的设计。本次设计最重要的设计原则和方法,我们认为,就是在设计中一定要遵循国家的最新标准和设计规范.因此设计中着力介绍与工厂供电设计有关的最新标准和设计规范的规定和要求.限于我们的水平,加之时间非常的紧促,因此设计书中可能有错漏和不妥之处,是很难避免的,请老师批评指正。 毕业设计（论文）任务书 题目110kV降压变电站电气一次部分设计 一、毕业设计（论文）内容 本所位于某市区。向市区工业、生活等用户供电，属新建变电所。 电压等级： 110kV：近期2回，远景发展2回； 10kV：近期12回，远景发展2回。 电力系统接线简图、负荷资料及所址条件见附件。 二、毕业设计(论文)应达到的主要指标 1、变电所总体分析； 2、负荷分析计算与主变压器选择； 3、电气主接线设计； 4、短路电流计算及电气设备选择； 5、配电装置及电气总平面布置设计。 三、设计(论文)成品要求 1．毕业设计说明书（论文）1份； 2．图纸：1套（电气主接线）。
河南机电职业学院毕业论文（实习报告） 题目：110KV变电站及其配电系统设计 所属系部：电子工程系 专业班级：输变电工程12-1 学生姓名：刘康 指导教师：梁家裴 2015年6月6日
毕业论文（实习报告）任务书
指导教师签字：教研室主任签字: 年月日 毕业论文（实习报告）评审表
摘要
本文主要进行110KV变电站设计。首先根据任务书上所给系统及线路和所有负荷的参数，通过对所建变电站及出线的考虑和对负荷资料分析，满足安全性、经济性及可靠性的要求确定了110KV、35KV、10KV侧主接线的形式，然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数、容量、及型号，从而得出各元件的参数，进行等值网络化简，然后选择短路点进行短路计算，根据短路电流计算结果及最大持续工作电流，选择并校验电气设备，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等，并确定配电装置。根据负荷及短路计算为线路、变压器、母线配置继电保护并进行整定计算。本文同时对防雷接地及补偿装置进行了简单的分析，最后进行了电气主接线图及110KV配电装置间隔断面图的绘制 关键词：变电站设计，变压器，电气主接线，设备选择
目录 摘要 ..................................................................................................................... I I 1 变电站的介绍. (1) 1.1 变电站的作用 (1) 1.2 我国变电站及其设计的发展趋势 (2) 1.3 变电站设计的主要原则和分类 (4) 2 电气主接线设计 (4) 2.1 电气主接线设计概述 (5) 2.2 电气主接线的基本形式 (7) 2.3 电气主接线选择 (7) 3 变电站主变压器选择 (10) 3.1 主变压器的选择 (10) 3.2 主变压器选择结果 (11) 4 短路电流计算 (13) 4.1 短路的危害 (13) 4.2 短路电流计算的目的 (13) 4.3 短路电流计算方法 (13) 5 继电保护的配置 (14) 5.1 继电保护的基本知识 (14) 5.2 110kv线路的继电保护配置 (14) 5.3 变压器的继电保护 (14) 5.4 母线保护 (15) 5.5 备自投和自动重合闸的设置 (16)
110KV变电站电气部分设计 摘要 本说明书以110kV地区变电站设计为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气设计（一次部分）的全过程。通过对变电站的主接线设计，站用电接线设计，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，运行方式分析，防雷及过电压保护装置的设计，电气总平面及配电装置断面设计和无功补偿方案设计，较为详细地完成了电力系统中变电站设计。 限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制，本毕业设计只对变电站电气一次部分做了较为详细的理论设计，而对其电气二次部分并没有涉及，这有待于在今后的学习和工作中进行研究。 关键词：变电站短路电流动稳定热稳定
ABSTRACT The statement about the 110kv transformer area substation design, discussed some electrical transformer substation design (one part) in power systems engineering of the entire process. Through the main transformer stations wiring design, stations wiring design stations, short circuit current calculations, check electrical equipment moving and thermal stability, set the main electrical equipment models and the parameters, the operating mode, design over-voltage protection and mine devices , design general electric graphic and distribution devices flood, and without power compensation. Completed substation design in power system，lastly. Limited to the specific design requirements and design time of constraints, the design only is a part of the electrical transformer stations, and its second part did not involve, which research it in future study and work. KEY WORDS: Substation, Short circuit currents , Moving stability，Thermal stability
绪论 毕业设计是专业学习的一个重要组成部分,做毕业设计的目的是通过设计实践,综合所学知识,贯彻学习我国电力工业有关的方针政策,培养理论联系实际,独立分析解决问题的能力。 在本次设计中,首先温习了相关内容和有关学习资料,熟悉了设计中各个项目的要求和方法步骤,然后再进入实际设计阶段,力争做到有根据,有过程,有论证,简洁明快,条理清晰。. 电力系统是由发电机，变压器，输电线路，用电设备（负荷）组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。电力系统中的这些互联元件可以分为两类，一类是电力元件，它们对电能进行生产（发电机），变换（变压器，整流器，逆变器），输送和分配（电力传输线，配电网），消费（负荷）；另一类是控制元件，它们改变系统的运行状态，如同步发电机的励磁调节器，调速器以及继电器等。 供电的中断将使生产停顿，生活混乱，甚至危及人身和设备安全，形成十分严重的后果。停电给国民经济造成的损失远远超过电力系统本身的损失。因此，电力系统运行首先要满足可靠，持续供电的要求。 我国目前电力工业的发展方针是：1.在发展能源工业的基本方针指导下发展电力工业。2.电力工业发展速度必须与国民经济发展速度相适应。3.发挥水电优势，加快水电建设。4.建设大型矿口电厂，搞好煤，电，运平衡。5.在煤，水能源缺乏地区，有重点有步骤地建设核电厂。6.政企分开，省为实体，联合电网，统一调度，集资办电。7.因地制宜，多能互补，综合利用，讲求利益。8.节约能源，降低消耗9.重视环境保护，积极防止对环境的污染。 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。变电所根据它在系统中的地位，可分为下列几类： 1.枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330~500kV的变电所，称为枢纽变电所。全所停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。 2.中间变电所高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2~3个电源，电压为220~330kV，同时又降压供当地用电，这样的变电所起中间环节的作用，所以叫中间变电所。全所停电后，将引起区域电网解列。 3.地区变电所高压侧一般为110~220kV，向地区用户供电为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全所停电后，仅使该地区中断供电。 4.终端变电所在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压为110kV，经降压后直接向用户供电的变电所，即为终端变电所。全所停电后，只是用户受到损失。 在电力系统中，除应采取各项积极措施或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继
《发电厂电气部分》结业论文 110KV降压变电所设计 课程名称：发电厂电气部分 任课教师：姜新通 所在学院：信息技术学院 专业：电气工程及其自动化 中国·大庆 2012 年 5 月 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
目录 第一章原始资料分析 (2) 第二章变电所接入系统设计 (3) 第三章变电所地方供电系统设计 (4) 第四章主变压器的选择 (6) 第五章所用变压器的选择 (14) 第六章主接线的设计 (16) 第七章变电所电器设备的选择 (19) 第八节继电保护的配置 (24) 参考资料 (27)
第一章原始资料分析 一、原始资料 1、待建110KV降压变电所从相距30km的110KV东郊变电站受电。 2、待建110KV降压变电所年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。 3、地区气温: ?1?年最高气温35℃，年最低气温–15℃。 ?2?年平均气温15℃。 4、待建110KV降压变电所各电压级负荷数据如下表: 二、对原始资料的分析计算 为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。 根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数据:
第二章变电所接入系统设计 一、确定电压等级 输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。因此待建110KV变电所的最高电压等级应为110kV。 二、确定回路数 该110KV变电所建成后，所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，因此110KV变电所应采用双回110KV线路接入系统。 三、确定110KV线路导线的规格、型号 由于该待建110KV变电所距离受电110KV东郊变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。 四、110KV线路导线截面选择 导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然
10KV变电站的设计毕业论文 目录 第一章绪论..................................................... - 1 - 1.1 变电站发展的历史与现状.................................. - 1 - 1.1.1 概况............................................... - 1 - 1.1.2 变电站综合自动化系统的设计原则..................... - 1 - 第二章变电站的负荷计算和无功率补偿计算......................... - 3 - 2.1 负荷计算................................................ - 3 - 2.3变电所主变压器的选择..................................... - 5 - 2.4变电所安装位置........................................... - 6 - 第三章变电站主接线设计......................................... - 7 - 3.1 电气主接线的基本要求.................................... - 7 - 3.2 常用的主接线............................................ - 7 - 3.3工厂变电所主要接线方案选择............................... - 9 - 第四章短路电流计算............................................ - 11 - 4.1短路电流计算的目的...................................... - 11 - 第五章电气设备的选择及校验.................................... - 15 - 5.2变电所一次一次设备的选择校验............................ - 16 - 5.2.1高压侧电气设备的选择校验.......................... - 16 - 5.2.2低压侧电气设备的选择校验.......................... - 19 - 5.3变电所进出线的选择及校验................................ - 20 - 5.3.1导线选择的原则.................................... - 21 - 5.3.2变电所导线的选择.................................. - 21 - 第六章变电所继电保护.......................................... - 24 - 6.1电力变压器的故障形式.................................... - 24 -
毕业设计（论文）任务书 一、题目：10kv变电所设计 指导思想和目的： 1、灵活运用本专业所学的基础和专业知识。 2、培养学生的专业技术知识和技能，能运用所学理论知识和技能解决生产第一线的运行、维护、检修及技术管理等实际工作，具有分析解决一般技术和业务问题的能力。 3、对学生进行一次高级人才基本技能的综合训练，培养学生分析和解决本专业技术实际问题的能力，包括技术经济政策的理解能力；查阅和综合分析各种文献资料、掌握使用工程技术规范和手册、图表等技术资料的能力；计算机应用能力；绘图和设计说明书（论文）的撰写等方面的能力。 4、培养学生树立严肃认真的工作作风，实事求是、严谨论证的科学态度，团结勤奋、协同作战的优良作风和应有的职业道德。 二．设计任务或主要技术指标： 1.设计任务 要求根据用电负荷实际情况，并适当考虑发展。按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的参数、容量与类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置、确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘制设计图纸。 二、设计进度与要求： 第1周：收集10kv降压变电所资料。 第2周：了解掌握10kv降压变电站的基本组成。 第3周：根据设计背景计算变电所负荷。 第4周：短路电流计算。 第5周：电气主接线选择与校验。 第6周：继电保护预防雷保护的设计。 弟7周：制作10kv降压变电站设计报告。 弟8周：答辩 三、主要参考书及参考资料： [1]刘介才编著.《工厂供电》，第4版，机械工业出版社，2005 [2]雷振山编著．《中小型变电所实用设计手册》，第1版，中国水利水电出版社，2000。 [3]雷振山编著．《实用供配电技术手册》，第1版，中国水利水电出版社，2002。 [4]王子午编著．《常用供配电设备选型手册》，第一版，煤炭工业出版社，1998。 [5]徐泽植编著．《10kV及以下供配电设计与安装》，第一版，煤炭工业出版社，2002。 教研室主任（签名）：系（部）主任（签名）：2012年2月21日
变电站的发展与设计毕业论文 第一章原始资料分析 一、原始资料 1、待建***变电所年负荷增长率为5%，总负荷考虑五年发展规划。 2、待建***变电所受电方案（1）从距离30km的110kV东郊变电站受电，方案 （2）从距离70km的110kV灌南变受电。 3、其他资料： （1）、地形地势平坦，土壤电阻率为1.5х104欧?厘米，所址高于百年一遇最高洪水位； （2）交通：仅靠国家二级公路，进所公路为0.4km。 （3）水源：供水方便，水源充足； (4)气象资料：地区最高气温38°C，最热月平均气温28°C，最热月地下0.8m 处平均气温22°C，年主导风力为东风，年雷暴雨日数为20天。 4、待建城北变电所各电压等级负荷参数如下表：
二、对原始资料进行分析计算 为满足电力系统对无功的要求，需在用户侧安装合理的电容器，进行无功补偿，提高用户功率因数，减小主变压器容量，35kV及10kV线路用户功率因数均提高到0.9为宜。 按原始资料表中的有功及计划补偿后的功率因数，计算出最大无功，得出以下
三、网络系统图
第二章 ***变电所接入系统设计 一、电压等级确定 输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准。选择电压等级时，应根据输送的容量和距离，以及接入电网的额定电压来确定，输送容量按五年发展规划。所以待建城北变电所的受电电压等级为110kV 。 二、确定回路数 ***变电所所供负荷为I 、 II 类重要负荷，因此***变电站应采用双回110kV 线路接入系统。 三、110kV 线路导线规格、型号确定 因待建***变电站距离110kV 东郊变30km,地处平原，采用架空线路，导线选择LGJ 型。 四、导线截面选择 导线截面选择的方法一般是：按经济电流密度初选导线标称截面积，后进行电压损失校验 1、待建***变电站总负荷计算 042 .4593)233.8823.0624.11265.7718.8(1719241518~353535j j jQ P S +=+++++++++=+=737 .51825.106%)51)(042.4593(9.0%)51)((%)51(~5535355j jQ P S +=++?=++=+
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编 辑。 沧州职业技术学院 毕业设计 《110kv变电站一次系统设计》
目录 引言................................................................................................................................... - 1第1章概述..................................................................................................................... - 2第2章负荷计算及变压器选择..................................................................................... - 4 2.1负荷计算................................................................................................................. -4 2.1.1 计算负荷的目的.............................................................................................. - 4 2.1.2 负荷分析.......................................................................................................... - 4 2.2主变压器的选择..................................................................................................... -5 2.2.1 主变压器台数和容量的确定.......................................................................... - 5 2.2.2 变压器型号的选择.......................................................................................... - 5 2.3本变电站站用变压器的选择................................................................................. -6 2.4小结......................................................................................................................... -7第3章无功补偿装置的选择......................................................................................... - 8 3.1补偿装置的意义..................................................................................................... -8 3.2无功补偿装置类型的选择..................................................................................... -8 3.2.1 无功补偿装置的类型...................................................................................... - 8 3.2.2 常用的三种补偿装置的比较及选择.............................................................. - 8
“发电厂及电力系统”专业大学毕业设计任务书 设计题目：区域电力网及降压变电所设计 毕业设计任务书 一、区域电网的设计内容 1、根据负荷资料，待设计变电所的地理位置。据已有电厂的供电情况。作出功率平衡。 2、通过技术经济综合比较，确定电网供电电压、电网接线方式及导线截面。 3、进行电网功率分布及电压计算，评定调压要求，选定调压方案。 4、评定电网接线方案。 二、在区域电网设计的基础上，设计110 kV；kV A降压变电所的电气部分。具体要求如下： 1、对B 变电所在系统中的地位作用及所供用户的分析。 2、选择变电所主变压器的台数、容量、型式。 3、分析确定高低压主接线方式及配电装置型式。 4、分析确定所用电接线方式。 5、进行继电保护及互感器的配置。 6、进行选择设备所必须的短路电流计算。 7、选择变电所高低压侧回路的断路器、隔离开关。 8、选择10kV 硬母线。 9、进行防雷及保护接地的规划。 三、设计文件及图纸要求： 1、设计说明书一份； 2、计算书； 3、图纸（2号）。 （1）区域电网接线图； （2）变电所一次接线图；
原 始 资 料 一、区域电网设计的有关原始资料 1、发电厂、变电所及新选定变电所地理位置（见附图一）：D 图； 2、原有发电厂、变电所主接线图及设备规范（见附图二）； 3、新变电所有关资料； 变电所 编 号 最大负荷 MW 功率因数 COSφ 二次侧 电压kV 调 压 要 求 负荷曲线 性 质 重要负荷 % A 20 0.92 10 顺 A 60 B 23 0.9 10 逆 B 51 C 27 0.9 10 逆 B 60 D 20 0.92 10 常 A 70 4、典型日负荷曲线 典型日负荷曲线（A ） % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
本科毕业论文 发电厂设计 上海电力学院 施春迎 第一章 主变及所用变的选择 第一节 主变压器的选择 一、负荷统计分析 1、 35kV 侧 Q 1max=var 44.61971000085.0/10000cos /222max 1212max 12 K P P =-=-? Q 2max=var 44.61971000085.0/10000cos /222max 2222max 22K P P =-=-? Q 3max =var 47.3718600085.0/6000cos /222max 3232max 32K P P =-=-? Q 4max =var 4500600080.0/6000cos /222max 4242max 42 K P P =-=-? Q 5max = var 4500600080.0/6000cos /222max 5252max 52 K P P =-=-? ∑35 P =P 1max +P 2max +P 3max +P 4max +P 5max =10000+10000+6000+6000+6000=38000(KW) ∑35 Q =Q 1max +Q 2max +Q 3max +Q 4max +Q 5max =6197.44+6197.44+3718.47+4500+4500=25113.35（KVar ） S 35MAX =2max 352max 35Q P +=22 35.25113 80003+=45548.66（KVA ） 35?Cos = MAX S P 35max 35∑= 66 .4554838000 =0.83 考虑到负荷的同时率，35kV 侧最大负荷应为： S ’35MAX =S 35MAX ?35η=45548.66?0.85=38716.36(KVA)
10KV变电所毕业设计 1 变电所总体设计及供配电系统分析 1.1 变电所设计原则 进行变电所设计时须遵照变电所设计规范所规定的原则。 根据《35—10kV变电所设计规范》要求： 第1.0.3条变电所的设计应根据工程的5—10年发展规划进行，做到远近结合、以近为主，正确处理近期建设与远景发展的关系，适当考虑扩建的可能性。 第1.0.4条变电所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，结合国情合理地确定设计方案。 第1.0.5条变电所的设计，必须节约用地的原则。 1.2 变电所设计目的与任务 毕业设计是本专业教学计划中的重要环节。此次毕业设计的目的是通过变电所设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国电力工业有关方针政策，理论联系实践，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。 1.3 PG新校区供电需求分析 PG新校区10KV变电所为位于PG新校的变电所，由系统S1、系统S2向PG 新校区供电，来供给该校教学、实验、施工及生活用电，PG新校区变电所的建立可保障新校区的正常用电，提高供电质量和供电可靠性。PG新校区变电所变电压等级为10/0.4KV，是以向终端用户供电为主的变电所,全所停电后将对该校中断供电。 1.4 变电所总体分析 1.4.1 建站必要性与建站规模 1 建站必要性 PG新校区10KV变电所为终端变电所，在系统中主要起变配电作用，全所停电将造成全校停电，它供给该校教学、实验、施工及生活用电。故为满足该校用电要求决定建设本变电站。 2 建站规模
PG新校区10KV变电所电压等级为10/0.4KV 线路回路数： 近期6回，远期2回； 近期最大负荷4627KW。 1.4.2 所址概况与所址条件 1 所址概况 PG新校区10KV变电所位于该校图书馆周围，西部电源和东部电源进线先通过10kV变电所高压侧开关站进行电能分配，然后馈出六回线分配给两个独立变电所和四个箱式变电站，独立变电所和箱式变电站经过变压后供给其所带负荷用电。 2 所址条件 依据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053－94 第2.0.1条，变电站所址的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定： 一、接近负荷中心； 二、进出线方便； 三、接近电源侧； 四、设备运输方便； 五、不应设在有剧烈振动或高温的场所； 六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； 八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。 PG新校区10KV变电所建在该校内部，为节约用地、接近负荷中心、进出线方便，故采用建立两个独立变电所和四个箱式变电站的方针。 1.5 负荷分析 1.5.1 负荷的分类与重要性 1一级负荷: 对供电要求最高，要求不断电或可极短时间断电。必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源断开后，能保证对全部一级负荷不间断供电； 2 二级负荷: 对供电要求较高，要求基本不断电或可短时间断电。一般要有
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据 库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
毕业设计报告 课题名称 110kＶ变电站一次部分设计学生姓名 学号 专业 班级 指导老师 ?目录
摘要 (3) 概述 (4) 第一章电气主接线 (6) 1．1110kv电气主接线 (7) 1．2３5kv电气主接线 (8) 1．3１0kｖ电气主接线 (10) 1．4站用变接线 (12) 第二章负荷计算及变压器选择 (13) ２.１负荷计算…………………………………………………（１3) 2.２主变台数、容量和型式的确定 (14) 2． 3 站用变台数、容量和型式的确定 (16) 第三章最大持续工作电流及短路电流的计算…………………（１7） 3．1 各回路最大持续工作电流 (17) 3．2 短路电流计算点的确定和短路电流计算结果…………(1
８） 第四章主要电气设备选择 (19) 4．１高压断路器的选择 (21) ４.２隔离开关的选择 (22) 4.3 母线的选择 (23) 4.4 绝缘子和穿墙套管的选择…………………………………(２4） 4.5 电流互感器的选择…………………………………………（２4） 4.6电压互感器的选择…………………………………………(2６) 4.７各主要电气设备选择结果一览表 (29) 附录I 设计计算书 (30) 附录II 电气主接线图 (37) 10kv配电装置配电图 (39) 致谢 (40) 参考文献 (41)
摘要 本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性,然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑,并通过对负荷资料的分析,安全，经济及可靠性方面考虑，确定了1１０ｋV,３5ｋV，１0kＶ以及站用电的主接线,然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数,容量及型号,同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后,根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，
电气工程及其自动化毕业论文 本科生毕业设计(论文) 摘要 本设计的主要内容包括:10/0.4kV变电所主变压器选择;变电所电气主接线设计;短路电流计算;负荷计算;无功功率补偿;电气设备选择(母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器);配电装置设计;继电保护规划设计;防雷保护设计等。 根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电所电气主接线的高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段的电气主接线形式;对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法;为减少无功损耗，提高电能的利用率，本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.69提高到0.9;短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算;而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法;继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算;配电装置采用成套配电装置;本变电所采用避雷针防直击雷保护。 本设计十分注重运用我国电气设计的新技术和新的设备，实用性及强，考虑到是实际工程的应用，便以通俗易懂的语言进行阐述。 关键词:变电所设计;电气主接线;继电保护 I 本科生毕业设计(论文) Abstract
The design on the topic of "Liaoning Institute of Technology Teaching Building substation expansion preliminary design." The main design elements include : 10/0.4kV main transformer substation choice; Electrical Substation main wiring design; Short-circuit current calculation; Load Calculation; Reactive power compensation; Electrical Equipment (bus, HV circuit breakers, isolation switches, current transformer and voltage transformer, and compensation capacitor MOA); Distribution Equipment design; relay Planning and Design; Lightning protection design. According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements, The substation main electrical wiring High Side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; the low-pressure side load calculated using the statistical needs coefficient; To reduce the reactive power loss, increased energy utilization, The design of reactive power compensation design, power factor from 0.69 to 0.9; short-circuit current calculations include short-circuit point for the selection and specific numerical calculation; and electrical equipment chosen by the choice of rated current, short-circuit current calculation by the results of the calibration methods; relay design of the main transformer Current Protection and over-current protection design; distribution installations complete set of power distribution equipment; The substation using direct lightning stroke prevention lightning protection.