#变电站自动化Word格式.docx

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随着GIS气体封闭式组合电器不断完善及电力系统的需要，全国各地区110kV及以上电压等级的变电站的高压设备选用GIS组合电器己成为110kV变电站的最主要的发展趋势。

同时，国内外一些高压开关生产厂也己经可以生产110kV户外紧凑型组合电器。

目前，国外广泛采用的110kV紧凑型组合电器的主要产品有COMPASS,COMPACT,MCI等，其中，COMPASS在我国己得到了广泛的应用。

户外插接式智能型组合电器则是一种功能更加完备的高压开关，它包含一次、二次设备以及相关的插接式复合光缆等。

户外插接式智能型组合电器在国外被称为PASS（PlugandSwitchSystem>

，例如美国ABB公司从1969年就开始提供GIS,90年代初期，ABB公司在总结和吸收了世界各国己投入运行的5000多个SF6GIS间隔运行经验的基础上，开发研制出了LK-04型GIS，其额定电压为145kV,LK-04型GIS将所有元件模块化，并采用组合式的隔离开关/接地开关单元、插接式高压电缆头、电压互感器、就地控制柜也是布置在本体上、智能化运行和管理等许多新的技术，使得GIS组合电器向模块化、组合化、小型化、智能化等方向又迈进了一大步。

近几年内，美国ABB公司又在ELK-04型（145kV>

GIS组合电器的基础上针对110kV电压等级，又设计了最新的EXK-O1型GIS组合电器，其额定电压为123kV（BIL值为550kV>

，该GIS全部通过型式实验。

它使得GIS组合电器的体积、尺寸变得更小、质量变得更轻，从而进一步提高了110kVGIS的性价比。

西门子公司也在1968年开始生产8D型GIS组合电器，90年代后期，西门子公司在总结世界各国约6000个该型号GIS组合电器的运行经验后，开发了新型的8DN8型GIS，其额定电压为145kV（BIL值为650kV>

，该GIS也全部通过了型式实验。

其每个标准得出线间隔（电缆出线>

外形尺寸为:

长3.5M、宽0.8M、高2.85M，体积为7.98立方M，重量（静荷载>

为3吨。

这是世界上至今为止尺寸、体积最小，重量最轻的110kVGIS组合电器。

此外，法国的阿尔斯通公司、口本的三菱公司、伊林公司灯都相继开发出了新一代的110kVGIS。

国家电力公司目前也GIS组合电器，并在500kV变电站逐步进行工业性应用实验。

这些GIS组合电器运行可靠性高、施工安装简单、节省占地面积和空间、运行维护方便，是高压电气设备未来发展的一个主要方向，也符合我国国情和技术发展的大方向。

1.3.2变电所一次设备主接线方式的现状

通常，110kV变电站最常用的主接线方式主要有:

单母线、单母线分段带旁路、单母线分段、双母线分段带旁路、双母线、1个半断路器接线、线路变压器组接线及桥形接线等。

随着生产厂生产的高压电气设备质量的不断提高以及电网可靠性要求的增加，变电站主接线方式简化趋于可能。

例如，高压断路器是变电站主要的电气设备，其制造技术再近年来有了很大程度的发展，可靠性也大大提高，维护时间较少甚至免维护。

特别是国外一些知名生产厂家的超高压断路器一般均可达到20年左右不大修，更换元件费时也很短。

因此，从形式上看，变电站一次系统主接线的发展过程经历了由简单到复杂，再由复杂回到简单的过程。

在70年代，因为当时受到制造技术、控制技术和通信技术等条件的制约，为了提高供电系统的可靠性，产生了主接线从简单到复杂的演变过程。

在当今的技术环境下，随着新技术、高质量电气产品的广泛应用，某些条件下采用简单的主接线方式会比复杂主接线方式更加可靠、更加安全。

因此，变电所主接线方式也就口趋简化。

变电所电气主接线方式应该根据可靠性、经济性、灵活性及技术环境统一性来决定。

为了进一步控制项目造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计目前己经逐渐采用了一些新的、更为简单的主接线方式。

近期，国内新建的部分110kV电压等级的枢纽变电站的主接线采用双母线不带旁路母线。

在采用GIS的情况下，优先采用单母线分段接线。

而在终端变电站中，应尽量采用线路变压器组接线方式等。

1.3.3变电站二次回路的发展现状

综合自动化变电站与传统的变电站在二次回路进行比较，综合自动化变电站具有接线较为简单，设备相对减少，接线方式更合理，系统性强等特点。

传统的变电站的二次回路可以说是一个复杂的网络，它既包含了控制系统、测量系统、信号系统与监察系统，又包含了继电保护、调节系统、自动装置系统及操作电源系统等。

其中光是信号系统就包含了位置信号、瞬时预警信号、事故音响信号、延时预警信号等。

这些二次回路中，各系统之间都是靠硬件连接，因此二次接线就比较复杂。

而综合自动化的变电站在基本原理上打破原来的框架。

如原来靠硬件连线的系统，现在可以通过数字通信进行联系，原来控制屏、保护屏、信号屏等各屏内设备间的连线由保护装置内部的电路板取代，这样二次回路的接线就更简单得多了。

传统变电站的二次设备，是分散地装设在控制屏、信号屏及保护屏上，每一个电气元件都要配置测量仪表、转换开关、光字牌、位置指示灯等。

而每一套继电保护都是需要要有若干个中间继电器、交流测量继电器、信号继电器等组成。

一个变电站包括多个电气单元就会有很多的二次设备。

而综合自动化变电站一个电气单元的控制、测量、保护及信号可以在一个保护测控装置内实现，继电保护则是由一套微机保护装置组成。

综合自动化变电站中，也可以取消中央信号屏及控制屏。

这样，二次设备相应减少了很多。

综合自动化变电站中，二次设备是按照每一个电气单元配置，二次接线也是按电气单元，一对一的方式进行连接。

不同的电气单元之间，只有操作闭锁回路的连接，保护之间配合的连接，相应之间的连接大为减少。

对变电站的一些公用二次设备和一些不属于各个电气单元的二次设备将它们组合为公用屏。

这样，从变电站整体来看，二次回路的接线比较合理，系统性强，也有规律，使得运行维护人员易于掌握。

1.3.4变电站综合自动化的发展现状

变电站综合自动化是在计算机技术及网络通信的基础上发展起来的。

国外从80年代初就开始进行研究开发，迄今为止，各大电力设备生产厂家都陆续地推出了系列产品。

如ABB,德国AEG公司、SIEMENTS、法国阿尔斯通公司、美国西屋公司、口本口立等公司，都分别推出自己的变电站综合自动化产品。

世界各国新建的变电站也大都是采用了全数字化的二次设备，相应采用了变电站综合自动化技术。

并且随着工EC相关标准的不断颁布，工业国家的变电站综合自动化技术己进入规范发展的阶段。

我国对变电站综合自动化的研究及设计开发相对于世界发达国家来说比较晚，大约从90年代开始，初期阶段主要研制和生产集中式的变电站综合自动化系统。

90年代中期，开始研制分散式变电站综合自动化系统，与国外先进水平相比，自动化产品的差距不断减小。

许多高校、制造厂家、科研单位以及规划设计、运营部门和基建在学习与借鉴国外先进技术的同时，正在结合我国的实际情况，共同努力继续开发设计更加符合我国国情的变电站综合自动化系统。

国内科研院校及制造厂商如南瑞、清华紫光、四方及许继等生产厂家，经过多年的研究开发己经逐渐形成了技术成熟、运行可靠的自动化产品，并取得了宝贵的运行经验，也得到了广大用户的肯定。

目前特别是微机保护、防误操作、监控、小电流接地选线、故障录波等功能的不断完善，为一体化的设计提供了良好的基础。

同时，在激烈的市场竞争中，许多生产厂家也深感唯有一体化的设计，才能够大幅度地降低成本，增强竞争力，提高性价比，保持并扩大市场份额。

ABB,GE,S工MENTS等外国知名厂家早在几年前就己推出了一体化产品，并且取得了成功。

1.4论文的结构安排

全文共包括六章内容。

第一章为绪论，主要介绍了目前国内外高压电器的发展现状，包括主接线方式、G工s,二次系统、综合自动化等方面的内容。

第二章为确定主接线方式，根据主接线方式的确定原则，以及杭钢目前的负荷分布情况，确定了本设计的主接线方式，不仅能够满足安全、稳定的特点，还保留了灵活性以及以后扩建的可能性。

第三章为电气一次设备的选型，主要是110kV,35kV,6kV设备的规格型号等，选择原则主要是在能够满足系统要求的前提下，尽可能选择无油化，易检修等特点。

第四章为二次系统的选择，本设计采用杭州华光HE2000发电厂及变电站综合自动化系统，剔除了原有的常规保护。

针对不同电气设备的保护需求，配置合理的综保装置。

变电

站基于无人值守的选择，实现“四遥”。

第五章为无功补偿的选型，介于传统静态无功补偿的劣势，本设计采用动态无功补偿装置，克服了原有静态补偿的劣势，不仅大大起到节能的效果，而且能有效降低谐波污染，

对电网安全稳定运行起到很大的作用。

第六章为结论部分，对全文进行总结。

第二章变电所总体结构设计

变电站的总体结构设计是变电站设计的核心之一，尤其是电气主接线的设计更是电力系统的非常重要的环节。

电气主接线方式及其接入系统后的可靠性、经济性及灵活性决定

了变电站运行的安全性及经济效益，并且对电气一、二次设备的选型、继电保护、配电装置布置及控制方式有非常大的影响。

因此，必须协调处理好各方面的关系，全面分析相关

的影响因素，正确评价一个变电站的主接线方式及其接入系统的可靠性与经济性。

2.1电气主接线的设计原则

电气主接线的设计以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合项目的实际情况，在保证供电可靠性、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护的方便，尽可能的节省投资，就近取材，力争电气设备元件与设计的先进性和可靠性，坚持可靠、适用、先进、美观、经济的原则。

同时，设计的主接线方式应该能够满足供电可

靠、经济、灵活、留有扩建及发展的余地。

2.1.1考虑变电站在电力系统中的位置

变电站在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线方式的主要因素。

变电站是枢纽变电站、地区变电站、终端变电站、企业变电站还是分支变电站，因为它们在电力系统中的地位和作用不同，对其电气主接线方式的可靠性、经济性和灵活性的要求也不同。

2.1.2考虑近期与远期的发展规模

变电所电气主接线方式的设计，应根据5年一10年电力发展规划要求进行。

根据负荷的大小、分布及增长速度。

根据地区网络情况与潮流的分布，分析各种可能的运行方式，来确定电气主接线方式的形式及连接电源数和出线回数。

2.2.3考虑负荷的重要性分级及出线回数

对一级负荷，必须有两个独立的电源供电，且当其中一个电源失电后，应保证全部一级负荷能够不间断供电。

对二级负荷，一般要求有两个电源供电，且当其中一个电源失电

后，应保证大部分的二级负荷供电。

三级负荷一般只需要一个电源供电.

2.2.4考虑主变台数

变电所主变压器的台数对电气主接线的选择将产生直接的影响。

变压器传输容量的不同，对主接线的可靠性、灵活性的要求也不相同。

2.2