變電站自動裝置設計

A. 變電站自動化系統的系統舉例

XNR－800系統設計了系列化的測控裝置：微機保護裝置和綜合一體化的保護測控裝置。不同規模、不同一次接線、不同要求的變電站實現綜合自動化，可以方便的應用這些面向對象設計的裝置。
為了更好地滿足用戶的需求，XNR－800型系統已形成系列化產品如下：
（一）、差動保護部分
1、XNR－891 二圈變壓器差動保護測控裝置（不帶操作迴路）
2、XNR－892 二圈變壓器差動保護測控裝置（帶操作迴路）
3、XNR－893 三圈變壓器差動保護測控裝置
4、XNR－894 線路差動保護測控裝置
5、XNR－896 電動機差動保護測控裝置
6、XNR－897 線路光纖縱差保護測控裝置
7、XNR－898 發電機差動保護測控裝置
8、XNR－899 發變組差動保護測控裝置
（二）、後備保護部分
1、XNR－882 二圈變壓器（高/低）後備保護測控裝置
2、XNR－883 三圈變壓器（高/中/低）後備保護測控裝置
3、XNR－888 發電機後備保護測控裝置
4、XNR－889 發電機接地保護測控裝置
5、XNR－885 主變後備保護操作裝置
6、XNR－886 主變非電量保護測控裝置
7、XNR－881 線路距離後備保護測控裝置
（三）、負荷保護部分
1、XNR－871 線路保護測控裝置
2、XNR－872 變壓器保護測控裝置
3、XNR－873 電動機保護測控裝置
6、XNR－876 電容器保護測控裝置
7、XNR－877 電抗器保護測控裝置
8、XNR－878 線路距離保護測控裝置
9、XNR－879 母聯保護測控裝置
（四）、輔助保護部分
1、XNR－862 備自投保護測控裝置
2、XNR－863 母線PT保護測控裝置
3、XNR－861 通訊管理總控裝置
4、XNR－864 電容器自動投切保護測控裝置
5、XNR－867 低壓減載保護測控裝置
6、 NPS－637 低周減載保護測控裝置
7、 NPS－638 電壓無功自動投切保護測控裝置
（五）、低壓保護部分
1、XNR－881 線路保護測控裝置
2、XNR－882 發電機保護測控裝置
3、XNR－883 電動機保護測控裝置
XNR－800型分層分布式結構示意圖如下：
常規水電站通訊示意圖
110KV變電站通訊示意圖 漢字顯示：該裝置採用大屏幕液晶直接顯示電流、電壓、功率等所需的電氣量，並且將保護動作的各種信息顯示在屏幕上，並記錄其動作時間及大小。指示明確：保護裝置上有六個指示燈，可以指示保護裝置的工作狀態、監視元件的狀態及對斷路器的跳合位監視。操作方便：保護裝置的保護投退、定值整定、數據查詢、開入檢測、開出試驗等都可在保護裝置的面板上直接操作，大大提高了操作的方便性。保密性強：保護裝置的保護投退、定值整定、開出試驗等設計到數據改動及繼電器的開出都需要輸入密碼，從而大大提高了操作的安全性。定值整定：所有的保護定值都通過操作菜單直接整定，在微機上及監控微機上進行定值整定都需要輸入操作密碼及許可權，保證了整定值的安全性。開出操作：按照圖紙對應的繼電器迴路，所有的繼電器開出都可通過面板直接開出操作，但都需要輸入其相應的密碼。數據顯示：保護裝置所採集到的：測量電流、母線電壓以及由此計算的線電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等電氣量都集中顯示在液晶屏上。采樣性能：保護電路和測量電路具有獨立的采樣迴路，既保證了監測精度，又保證了保護的抗飽和性能。出口獨立：所有出口繼電器都單獨使用一個通道，方便保護的投入和退出。遙控分合、保護合閘、保護跳閘、事故信號、預告信號及其特殊信號出口都獨立。軟體開放：通過軟體編輯的菜單，可查尋保護裝置所採集的各種電氣量，還可檢查出負荷的運行狀態，以及一些參數設置。事件記錄：能夠記錄最新60條以上事件信息，主要元件任何變位都有信息記錄，並且具有斷電保持功能，該信息可在事件記錄中查詢。自保功能：每個斷路器對應一個操作迴路，緊急時可直接對開關進行操作；另外，裝置具有斷路器跳合閘線圈保護功能，避免因機械拒動而燒毀斷路器線圈。抗擾性能：裝置機箱均採用密閉式，內部雙層屏蔽，減少了電磁對裝置的干擾。防震性能：保護裝置所有板件都是通過硬插件緊密相連，並有固定螺絲固定，避免了保護裝置在長途運輸中出現松動及脫落現象。替代性強：保護裝置功能強大，具有「四遙」功能，完全可替代常規繼電器的保護，數字式的輸入方式，大大減少了維護量。設計靈活：根據現場情況，可設計成集中組屏式，也可分散安裝於開關櫃上。
運行可靠：完善的自檢體系，硬體檢測直到繼電器跳閘出口，均採用可靠的元器件 本系統由電源及繼電器模件、交流采樣模件、CPU及開入量模件、匯流排模件、人機介面模件等組成。CPU採用DSP晶元，斷路器操作模件代替了原來開關櫃的全部操作。
各裝置設有獨立箱體，液晶顯示屏、按鍵、運行指示燈、斷路器位置指示燈、電源指示燈均裝於面板上便於操作、觀察。NPS－600系統採用模塊化設計，即由相同的硬體構成不同種保護。
1)、硬體組成
NPS－600型微機保護測控裝置由下列模件組成：交流采樣模件，CPU及開入量模件，電源及繼電器模件，匯流排模件，液晶顯示模件，全封閉金屬機箱。各模件之間有金屬屏蔽板，減少電磁干擾的影響。
各模件功能簡述如下：
1、電源及繼電器模件：提供裝置各種工作電源，直流或交流185－265V輸入，輸出±5V，+24V。二組電壓均不共地，且採用浮地方式，同外殼不相連。
+5V用於CPU及外圍晶元
+24V用於驅動繼電器
同時此模件安裝出口繼電器及中央信號繼電器，用於斷路器控制和中央信號報警。
2、交流采樣模件：將交流電壓、電流轉變為弱電信號，以便模數轉換。保護CT與測量CT分開，保證保護要求的抗飽和特性與測量精度。交流模件共可以裝13路交流輸入迴路?據用戶所要求的保護功能及測量功能而配備。其原理圖如下：
3、CPU及開入量模件：該模件是整個裝置的核心部分，完成模擬量、開關量的採集、處理，各種保護判據的運算，判斷，然後產生相應的控制出口，發信號及通訊傳輸等。
其原理及與相關插件的關系示意圖如下所示：
同時，此模件可接入開入量，所有接入微機保護的開入量，可將開入量的一端作為公共端短接後接入微機保護的公共端，另外一端作為信號輸入接到對應編號的端子上，所提供的開入量均做無源接點接入即可，保護裝置內部已經提供了公共端電源。
4、 匯流排模件：各模件之間用可靠得接插件與匯流排板相連接，通過匯流排板相互傳遞數據。
5、人機介面模件：人機介面模件裝有大屏幕液晶顯示器、鍵盤和指示燈，完成人機之間的對話，例如顯示電壓電流、保護事件，修改定值等。
超高壓變電站自動化系統主要模式
超高壓變電站自動化系統的結構模式從早期的以集中為主，發展到現在的以相對分散和分層分布分散為主，經歷了一個探索、改進和完善提高的過程，在模式設計和實際的工程建設中都有應用。
所謂集中模式，指的是保護、監控、通信等自動化功能模塊均在控制室集中布置，各模塊從物理上聯系較弱甚至毫無聯系。早期的系統，包括許多引進的產品，主要採用這種結構模式，目前仍有為數不少的這樣的系統在運行。
相對分散模式，指的是自動化系統設備按站內的電壓等級或一次設備布置區域劃分成幾個相對獨立的小區，在該小區內建設相應的設備小室，保護、監控等設備安裝於設備小室中，主站通信控制器、直流、錄波等設備仍集中安裝在控制室，各小室之間以及與控制室之間均通過工業匯流排網路互聯。這種模式從90年代後期開始得到大量應用。
分層分布分散模式亦即全監控，指的是參照中低壓變電站綜合自動化的結構模式，除主變、母線和高壓線路的保護測控、中央信號、通信仍採用集中組屏外，出線、電容器的保護、監控等設備完全按設備間隔安裝於就地的設備小室或直接安裝在一次設備上，各模塊之間採用標准局域匯流排和通信規約互聯。當然，也可按集中組屏的方式安裝這些模塊。這種模式在最近有迅速發展的勢頭。
隨著新技術的發展、新標準的制訂、新應用需求的提出，還會出現與之相適應的新的系統結構模式。

B. 什麼是變電站綜合自動化系統

變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信回息處理技術等實答現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統。通過變電站綜合自動化系統內各設備間相互交換信息，數據共享，完成變電站運行監視和控制任務。變電站綜合自動化替代了變電站常規二次設備，簡化了變電站二次接線。變電站綜合自動化是提高變電站安全穩定運行水平、降低運行維護成本、提高經濟效益、向用戶提供高質量電能的一項重要技術措施。
功能的綜合是其區別於常規變電站的最大特點,它以計算機技術為基礎,
以數據通訊為手段,以信息共享為目標。
兩個原則
一是中低壓變電站採用自動化系統，以便更好地實施無人值班，達到減人增效的目的；
二是對高壓變電站（220kV及以上）的建設和設計來說，是要求用先進的控制方式，解決各專業在技術上分散、自成系統，重復投資，甚至影響運行可靠性。

C. 變電站綜合自動化系統的設計，研究有什麼現實意義

變電站綜合自動化系統是指:通過執行規定功能來實現某一給定目標的一些相互關聯單元的組合，變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量、

特點：
1)功能實現綜合化。變電站綜合自動化技術是在微機技術、數據通信技術、自動化技術基礎上發展起來。它綜合了變電站內除一次設備和交、直流電源以外的全部二次設備，
2)系統構成模塊化。保護、控制、測量裝置的數字化(採用微機實現，並具有數字化通信能力)利於把各功能模塊通過通信網路連接起來，便於介面功能模塊的擴充及信息的共享。另外，模塊化的構成，方便變電站實現綜合自動化系統模塊的組態，以適應工程的集中式、分部分散式和分布式結構集中式組屏等方式。
3)結構分布、分層、分散化。綜合自動化系統是一個分布式系統，其中微機保護、數據採集和控制以及其他智能設備等子系統都是按分布式結構設計的，每個子系統可能有多個CPU分別完成不同的功能，由龐大的CPU群構成了一個完整的、高度協調的有機綜合系統。
4)操作監視屏幕化。變電站實現綜合自動化後，不論是有人值班還是無人值班，操作人員不是在變電站內，就是在主控站內，就是在主控站或調度室內，面對彩色屏幕顯示器，對變電站的設備和輸電線路進行全方位的監視和操作。
5)通信區域網絡化、光纜化。計算機區域網絡技術和光纖通信技術在綜合自動化系統中得到普遍應用。
6)運行管理智能化。智能化不僅表現在常規自動化功能上，還表現在能夠在線自診斷，並將診斷結果送往遠方主控端
7)測量顯示數字化。採用微機監控系統，常規指針式儀表被CRT顯示器代替。人工抄寫記錄由列印機代替。

綜合自動化實現的兩個原則:
一是中低壓變電站採用自動化系統，以便更好地實施無人值班，達到減人增效的目的;
二是對高壓變電站(220kV及以上)的建設和設計來說，是要求用先進的控制方式，解決各專業在技術上分散、自成系統，重復，甚至影響運行可靠性。

D. 請教10kv變電所設計步驟

10kv變電所設計步驟
1一次接線部分
1.1電氣主接線方案
電氣設備主要通過電氣主接線進行連接，按照其功能的要求組成電能接受與分配的電路，從而成為傳輸電流及高電壓的網路，因此又被稱作一次接線或者電氣主系統。另一種是表示用來控制、指示、測量和保護主接線及其設備運行的接線圖，稱為二次接線圖或稱二次迴路圖。主接線電路圖是指採用電氣設備相關規定的圖形符號及文字元號，按照工作順序進行排列，把電氣設備或者其它成套裝置的基本構成及連接關系表現出來的單線接線圖。主接線所代表的是發電廠或者變電站的電氣部分主體結構，屬於電力網路結構的一個重要組成部分，其對電力系統運行可靠性、靈活性有著直接的影響，並且決定著電器的選擇、配電裝置的布置以及繼電保護和自動裝置、控制方式等等，所以要正確、合理的設計主接線，把各方面因素進行綜合處理，經過相關的技術及經濟論證比較才可以最終確定。
主接線採用分段單母線或者雙母線的配電裝置，如果斷路點無法停電檢修，則需另設旁路母線。變電站的電氣接線如果可以滿足運行要求，其高壓側盡可能的不用或者少用斷路器接線，比如橋形接線或者線路一變壓器組等，如果可以滿足繼電保護的要求，也可以通過線路分支接線。在選擇主接線方案時要按照實際負荷和變壓器的參數，來確定變電所的主接線方式，即：高壓採用單母線，低壓則採用單母線。
1.2繼電保護的選擇
對於高壓側為10kV的變電所主變壓器來說，通常裝設有帶時限的過電流保護；如過電流保護動作時間大於0.5～0.7s時，還應裝設電流速斷保護。容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和400kV·A及以上的車間內油浸式變壓器，按規定應裝設瓦斯保護（又稱氣體繼電保護）。容量在400kV·A及以上的變壓器，當數台並列運行或單台運行並作為其它負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時（通稱「輕瓦斯」），動作於信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時（通稱「重瓦斯」），一般均動作於跳閘。
在設計中，應根據要求裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護。對於由外部相間短路引起的過電流，保護應裝於下列各側：（1）對於雙線圈變壓器，裝於主電源側；（2）除主電源側外，其他各側保護只要求作為相鄰元件的後備保護，而不要求作為變壓器內部故障的後備保護；（3）保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠後備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作於斷開的各側斷路器。
1.3低壓配電櫃內元件的選擇
低壓斷路器的選擇：（1）按工作環境選擇。根據使用地點的條件選擇，如戶內式、戶外式，若工作條件特殊，尚需選擇特殊型式（如隔爆型）；（2）按額定電壓選擇。低壓斷路器的額定電壓，應等開或大於所在電網的額定電壓；（3）按額定電流選擇。低壓斷路器的額定電流，應等於或大於負載的長時最大工作電流。
電壓互感器的選擇：電壓互感器一次額定電壓應與接入電網的電壓相適應。低壓隔離開關的選擇：它的主要用途是隔離電源，保證電氣設備與線路在檢修時與電源有明顯的斷口。隔離開關無滅弧裝置，和熔斷器配合使用。隔離開關按電網電壓、長時最大工作電流及環境條件選擇，按短路電流校驗其動、熱穩定性。
2二次接線部分
二次接線及其配套設備對於二次迴路來說，起到控制二次設備投或退的作用，如果有必要可以對二次迴路進行可靠的隔離。一些諸如保護閉鎖量輸入、開關的失靈保護、啟動母差或者開關失靈保護啟動遠跳等比較重要的迴路，要在輸出端裝設相應的隔離點。假如二次迴路的設置合理、科學，那麼對於提高二次設備的運行、檢修的安全性非常有利。二次迴路是利用二次電纜連接來實現的，二次迴路的安全性能也受二次電纜布置的影響。
二次迴路中配套的設備對其安全性也有直接的影響，因此在選擇時也要科學、合理，在選擇時要注意以下兩點：首先要確定所選設備質最的可靠性；第二要看選擇的設備參數是否合理、適用。出口中間繼電器要選擇不容易被誤碰的繼電器，最好不要採用帶試驗按鈕的型號。而且要注意和同屏的其它繼電器做明顯的區分，在選擇跳閘和合閘繼電器、自動重合閘出口中間繼電器及與其相串聯的信號繼電器，還有電流啟動電壓保持的防跳繼電器時，要注意滿足以下兩個條件：其一，電壓線圈額定電壓可以和供電母線額定電壓相等，如果採用電壓較低的繼電器進行串聯電阻來降壓時，繼電器線圈中的壓降要和繼電器的電壓線圈額定電壓相等，並且串聯電阻一端要與負電源連接。其二，處於額定電壓工況條件下。選擇電流線圈的額定電流時，要注意和跳合閘線圈或者合閘接觸器線圈的額定電流互相配合，繼電器電流保持線圈額定電流不能超出跳合閘線圈額定電流的一半。
3其他注意事項
3.1防雷設計
避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯後接地。
3.2接地設計
凡是與架空線路相連的進出線，在入戶處的電線桿進行接地，可以達到重復接地的目的，每個電纜頭均要接地。
按規定10kV配電裝置的構架，變壓器的380V側中性線及外殼，以及380V電氣設備的金屬外殼等都要接地，其接地電阻要求不大於4Ω。
使用6根直徑50mm的鋼管作接地體，用40mm×4mm的扁鋼連接在距變電所牆腳2m，打入一排Φ=50mm，長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40mm×4mm的扁鋼鏈接。接地裝置所用材料見表1：
4結語
本文結合實際設計經驗，論述了變電所設計中的主接線方案選擇、繼電保護、低壓配電櫃內元件的選擇以及二次迴路幾個方面，最後對防雷和接地等容易忽視的問題做了分析。

E. 110kv變電站綜合自動化系統設計

變電站綜合自動化系統的一次系統設計；
（4） 變電站綜合自動化系統的二次系統設計；
（5） 線路微機保護系統設計（速斷、過流、零序保護設計）
（6） 配電變壓器微機保護系統設計

F. 110kv變電站電氣一次部分怎麼設計

1、 變電站負荷原始
資料中提供的數據：上一級電源的短路容量、系統阻抗、進線迴路數及長度；
各電壓等級的負荷情況，進出線迴路數等
2、主接線的設計
主接線選擇：
根據110kV進線的迴路數，結合變電站在電力系統中的重要性。
110kV沒有穿越功率，可以採用線路變壓器組、橋形接線的終端變接線；如果有穿越功率，可以選擇單母線；如果有兩個來自不同系統的電源進線，可採用單母分段；如果對可靠性要求很高，出線迴路數達到5回及以上，可選用雙母。
主變壓器的容量與台數選擇：
規程規范中對單台110kV變壓器容量的標准化，為16、20、25、31.5、40、50、63MVA；
負荷統計中，考慮同時率，線損，功率因數，算出變壓器的總容量；
變壓器的台數，盡可能選擇多台，當檢修或故障停掉其中一台時，其餘主變應能滿足70~80%的總負荷，或者滿足全部的一、二類負荷。
3、短路電流的計算
短路電流計算步驟：系統各元件阻抗標幺值計算——阻抗網路化簡——計算短路電流。
短路計算應該按最大運行方式，標幺值的基準容量一般按100MVA，網路化簡常採用的方法為串並聯、星三角變換
4、設備的選擇與校驗
設備的校驗有電壓、負載電流、短路電流、動穩定、熱穩定的校驗
110kV側的設備負載電流一般按穿越功率與負載的功率之和；
主變中、低壓側的設備按主變容量的電流，各中低壓出線按實際負載電流；
斷路器可開斷負載電流、故障電流；隔離開關不能開斷負載電流，也不能開斷故障電流；
導線、母線的截面選型有兩種方法：1經濟電流密度、2極限載流量；線路長度大，損耗大，一般按經濟電流密度；母線長度短，損耗較小，可按極限載流量；
硬母線要校驗電動力
5、屋內外配電裝置設計
110kV、35kV配電裝置可採用戶外常規布置，10kV可採用戶內開關櫃形式。
設備之間布置形式、電氣安裝距離，檢修道路、主控室、配電室，可參照《國家電網公司輸變電工程典型設計》的圖紙
6、繼電保護的配置
參照《電力系統繼電保護》和《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范》配置各種保護；
繼電保護按最大運行方式整定，按最小運行方式校驗保護范圍
7、防雷
避雷器、間隙防過電壓、線路竄入雷電波；避雷針防直擊雷
避雷針的保護物為構架、母線、配電樓，保護范圍與避雷針之間距離、與被保護物距離、被保護物高度有關

G. 變電所綜合自動化系統的結構形式有哪些

一、變電站綜合自動化系統是指:通過執行規定功能來實現某一給定目標的一些相互關聯單元的組合，變電站綜合自動化系統是利用先進的計算機技術、現代電子技術、通信技術和信息處理技術等實現對變電站二次設備(包括繼電保護、控制、測量、信號、故障錄波、自動裝置及遠動裝置等)的功能進行重新組合、優化設計，對變電站全部設備的運行情況執行監視、測量。
二、結構形式：
1)分布式系統結構
按變電站被監控對象或系統功能分布的多台計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網路上實現分布式處理。這里所談的'分布'是按變電站資源物理上的分布(未強調地理分布)，強調的是從計算機的角度來研究分布問題的。這是一種較為理想的結構，要做到完全分布式結構，在可擴展性、通用性及開放性方面都具有較強的優勢，然而在實際的工程應用及技術實現上就會遇到許多目前難以解決的一系列問題，如在分散安裝布置時，惡劣運行環境、抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上存在的問題等等，就目前技術而言還不夠十分成熟，一味地追求完全分布式結構，忽略工程實用性是不必要的。
2)集中式系統結構
系統的硬體裝置、數據處理均集中配置，採用由前置機和後台機構成的集控式結構，由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，後台機完成數據處理、顯示、列印及遠方通訊等功能。目前國內許多的廠家尚屬於這種結構方式，這種結構有以下不足:前置管理機任務繁重、引線多，是一個信息'瓶頸'，降低了整個系統的可靠性，即在前置機故障情況下，將失去當地及遠方的所有信息及功能，另外仍不能從工程設計角度上節約開支，仍需鋪設電纜，並且擴展一些自動化需求的功能較難。在此值得一提的是這種結構形成的原由，變電站二次產品早期開發過程是按保護、測量、控制和通信部分分類、獨立開發，沒有從整個系統設計的指導思想下進行，隨著技術的進步及電力系統自動化的要求，在進行變電站自動化工程的設計時，大多採用的是按功能'拼湊'的方式開展，從而導致系統的性能指標下降以及出現許多無法解決的工程問題。
3)分層分布式結構
按變電站的控制層次和對象設置全站控制級(站級)和就地單元控制級(段級)的二層式分布控制系統結構。

H. 10KV輸電線路繼電保護及自動裝置的課程設計

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I. 變電站二次系統設計包括哪些內容

以一次系統圖紙為原則，設計相應的測量，取樣，控制的迴路原理圖或者接線圖

J. 變電站繼電保護及自動裝置配置的基本原則是什麼

所有一次設備均有保護，不允許無保護運行；保護是第一道防線，自動裝置是第二道防線，穩控是第三道防線，因此保護相對動作時間要短，要靈敏，穩控動作將是大面積的停電