❶ 110KV变电站综合自动化方案设计
(一)、设计任务与要求
利用自动化设计软件(组态王)建立一个110KV变电站纵合自动化系统的基本模型,通过基本的输入量和输出量,实现纵自监控系统的信号、测量、遥控、调节等基本功能,以及报表管理等高级应用功能。综合自动化系统主要实现以下的功能:(1)实时数据采集与处理;(2)计算数据的处理;(3)数据库管理;(4)事件顺序记录和事故追忆;(5)报警;(6)绘图及显示;(7)报表打印;(8)控制操作。
(二)、参考图纸
图1 110KV变电站主接线图
(三)、要求提供如下图纸资料:
①设计说明书;
②110KV变电站主接线图(要求CAD绘图,打印并提交电子版本);
③用组态王设计110KV变电站纵合自动化系统监控画面(要求有总图、电压);通过点击相应的按扭,可以查看系统潮流、信号一览表、遥测一览表、电压棒图、趋势曲线等。
④综合自动化系统硬件结构介绍(参考)
综合自动化系统根据各部分作用,可分为以下几个大的模块:开关量输入、输出模块、模拟量输入模块、电源及接口转换模块、工控机模块、通讯接口转换模块。
(1) 电源模块:将交流220V电源转换为传感器工作所需的直流+24V电源。
(2) 开关量输入模块:取自相应设备的辅助常开接点(断路器触点信号,变压器档位信号等),用于识别现场开关状态及分接头档位信号。
(3) 开关量输出模块:将系统发出的控制信号(电平信号)转化为接点,形成输出。
(4) 模拟量输入模块:将现场TV、TA二次侧的电压、电流信号转化为微机可识别的数学信号,并起到隔离和抗干扰作用。
(5) 工控机模块:对数据进行实时分析、逻辑判断,并具有数据存储功能。为用户提供人机接口,用于定值的整定、手动操作、显示、打印、通讯等。
(6) 通讯接口转换模块:由于工控机采用RS-232接口,需要采用专用转换器与模拟量输入模块的RS-485接口进行RS-485/RS-232转换。
⑤论文的排版格式参考题目一。
(四)、进度安排
序号 设计各阶段内容 起 止 日 期
1 选题和准备材料 15周
2 图纸设计 16~17周
3 说明书编写 18周
4 设计修改、提交 19周
5
(五)、参考文献
1.《组态软件控制技术》.覃贵礼主编,北京理工大学出版社,2007版
2.《供配电技术》.覃国明主编,中国电力出版社,2007版
3.《电气工程师(供配电)实务手册》.王宁会主编,机械工业出版社gsg
❷ 请教10kv变电所设计步骤
10kv变电所设计步骤
1一次接线部分
1.1电气主接线方案
电气设备主要通过电气主接线进行连接,按照其功能的要求组成电能接受与分配的电路,从而成为传输电流及高电压的网络,因此又被称作一次接线或者电气主系统。另一种是表示用来控制、指示、测量和保护主接线及其设备运行的接线图,称为二次接线图或称二次回路图。主接线电路图是指采用电气设备相关规定的图形符号及文字符号,按照工作顺序进行排列,把电气设备或者其它成套装置的基本构成及连接关系表现出来的单线接线图。主接线所代表的是发电厂或者变电站的电气部分主体结构,属于电力网络结构的一个重要组成部分,其对电力系统运行可靠性、灵活性有着直接的影响,并且决定着电器的选择、配电装置的布置以及继电保护和自动装置、控制方式等等,所以要正确、合理的设计主接线,把各方面因素进行综合处理,经过相关的技术及经济论证比较才可以最终确定。
主接线采用分段单母线或者双母线的配电装置,如果断路点无法停电检修,则需另设旁路母线。变电站的电气接线如果可以满足运行要求,其高压侧尽可能的不用或者少用断路器接线,比如桥形接线或者线路一变压器组等,如果可以满足继电保护的要求,也可以通过线路分支接线。在选择主接线方案时要按照实际负荷和变压器的参数,来确定变电所的主接线方式,即:高压采用单母线,低压则采用单母线。
1.2继电保护的选择
对于高压侧为10kV的变电所主变压器来说,通常装设有带时限的过电流保护;如过电流保护动作时间大于0.5~0.7s时,还应装设电流速断保护。容量在800kVA及以上的油浸式变压器和400kV·A及以上的车间内油浸式变压器,按规定应装设瓦斯保护(又称气体继电保护)。容量在400kV·A及以上的变压器,当数台并列运行或单台运行并作为其它负荷的备用电源时,应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。过负荷保护及瓦斯保护在轻微故障时(通称“轻瓦斯”),动作于信号,而其它保护包括瓦斯保护在严重故障时(通称“重瓦斯”),一般均动作于跳闸。
在设计中,应根据要求装设过电流保护、电流速断保护和瓦斯保护。对于由外部相间短路引起的过电流,保护应装于下列各侧:(1)对于双线圈变压器,装于主电源侧;(2)除主电源侧外,其他各侧保护只要求作为相邻元件的后备保护,而不要求作为变压器内部故障的后备保护;(3)保护装置对各侧母线的各类短路应具有足够的灵敏性。相邻线路由变压器作远后备时,一般要求对线路不对称短路具有足够的灵敏性。相邻线路大量瓦斯时,一般动作于断开的各侧断路器。
1.3低压配电柜内元件的选择
低压断路器的选择:(1)按工作环境选择。根据使用地点的条件选择,如户内式、户外式,若工作条件特殊,尚需选择特殊型式(如隔爆型);(2)按额定电压选择。低压断路器的额定电压,应等开或大于所在电网的额定电压;(3)按额定电流选择。低压断路器的额定电流,应等于或大于负载的长时最大工作电流。
电压互感器的选择:电压互感器一次额定电压应与接入电网的电压相适应。低压隔离开关的选择:它的主要用途是隔离电源,保证电气设备与线路在检修时与电源有明显的断口。隔离开关无灭弧装置,和熔断器配合使用。隔离开关按电网电压、长时最大工作电流及环境条件选择,按短路电流校验其动、热稳定性。
2二次接线部分
二次接线及其配套设备对于二次回路来说,起到控制二次设备投或退的作用,如果有必要可以对二次回路进行可靠的隔离。一些诸如保护闭锁量输入、开关的失灵保护、启动母差或者开关失灵保护启动远跳等比较重要的回路,要在输出端装设相应的隔离点。假如二次回路的设置合理、科学,那么对于提高二次设备的运行、检修的安全性非常有利。二次回路是利用二次电缆连接来实现的,二次回路的安全性能也受二次电缆布置的影响。
二次回路中配套的设备对其安全性也有直接的影响,因此在选择时也要科学、合理,在选择时要注意以下两点:首先要确定所选设备质最的可靠性;第二要看选择的设备参数是否合理、适用。出口中间继电器要选择不容易被误碰的继电器,最好不要采用带试验按钮的型号。而且要注意和同屏的其它继电器做明显的区分,在选择跳闸和合闸继电器、自动重合闸出口中间继电器及与其相串联的信号继电器,还有电流启动电压保持的防跳继电器时,要注意满足以下两个条件:其一,电压线圈额定电压可以和供电母线额定电压相等,如果采用电压较低的继电器进行串联电阻来降压时,继电器线圈中的压降要和继电器的电压线圈额定电压相等,并且串联电阻一端要与负电源连接。其二,处于额定电压工况条件下。选择电流线圈的额定电流时,要注意和跳合闸线圈或者合闸接触器线圈的额定电流互相配合,继电器电流保持线圈额定电流不能超出跳合闸线圈额定电流的一半。
3其他注意事项
3.1防雷设计
避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上,均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路,则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器,其接地端与电缆头外壳相联后接地。
3.2接地设计
凡是与架空线路相连的进出线,在入户处的电线杆进行接地,可以达到重复接地的目的,每个电缆头均要接地。
按规定10kV配电装置的构架,变压器的380V侧中性线及外壳,以及380V电气设备的金属外壳等都要接地,其接地电阻要求不大于4Ω。
使用6根直径50mm的钢管作接地体,用40mm×4mm的扁钢连接在距变电所墙脚2m,打入一排Φ=50mm,长2.5m的钢管接地体,每隔5m打入一根,管间用40mm×4mm的扁钢链接。接地装置所用材料见表1:
4结语
本文结合实际设计经验,论述了变电所设计中的主接线方案选择、继电保护、低压配电柜内元件的选择以及二次回路几个方面,最后对防雷和接地等容易忽视的问题做了分析。
❸ 变电站综合自动化系统的设计,研究有什么现实意义
变电站综合自动化系统是指:通过执行规定功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合,变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、
特点:
1)功能实现综合化。变电站综合自动化技术是在微机技术、数据通信技术、自动化技术基础上发展起来。它综合了变电站内除一次设备和交、直流电源以外的全部二次设备,
2)系统构成模块化。保护、控制、测量装置的数字化(采用微机实现,并具有数字化通信能力)利于把各功能模块通过通信网络连接起来,便于接口功能模块的扩充及信息的共享。另外,模块化的构成,方便变电站实现综合自动化系统模块的组态,以适应工程的集中式、分部分散式和分布式结构集中式组屏等方式。
3)结构分布、分层、分散化。综合自动化系统是一个分布式系统,其中微机保护、数据采集和控制以及其他智能设备等子系统都是按分布式结构设计的,每个子系统可能有多个CPU分别完成不同的功能,由庞大的CPU群构成了一个完整的、高度协调的有机综合系统。
4)操作监视屏幕化。变电站实现综合自动化后,不论是有人值班还是无人值班,操作人员不是在变电站内,就是在主控站内,就是在主控站或调度室内,面对彩色屏幕显示器,对变电站的设备和输电线路进行全方位的监视和操作。
5)通信局域网络化、光缆化。计算机局域网络技术和光纤通信技术在综合自动化系统中得到普遍应用。
6)运行管理智能化。智能化不仅表现在常规自动化功能上,还表现在能够在线自诊断,并将诊断结果送往远方主控端
7)测量显示数字化。采用微机监控系统,常规指针式仪表被CRT显示器代替。人工抄写记录由打印机代替。
综合自动化实现的两个原则:
一是中低压变电站采用自动化系统,以便更好地实施无人值班,达到减人增效的目的;
二是对高压变电站(220kV及以上)的建设和设计来说,是要求用先进的控制方式,解决各专业在技术上分散、自成系统,重复,甚至影响运行可靠性。
❹ 110kv变电站电气一次部分怎么设计
1、 变电站负荷原始
资料中提供的数据:上一级电源的短路容量、系统阻抗、进线回路数及长度;
各电压等级的负荷情况,进出线回路数等
2、主接线的设计
主接线选择:
根据110kV进线的回路数,结合变电站在电力系统中的重要性。
110kV没有穿越功率,可以采用线路变压器组、桥形接线的终端变接线;如果有穿越功率,可以选择单母线;如果有两个来自不同系统的电源进线,可采用单母分段;如果对可靠性要求很高,出线回路数达到5回及以上,可选用双母。
主变压器的容量与台数选择:
规程规范中对单台110kV变压器容量的标准化,为16、20、25、31.5、40、50、63MVA;
负荷统计中,考虑同时率,线损,功率因数,算出变压器的总容量;
变压器的台数,尽可能选择多台,当检修或故障停掉其中一台时,其余主变应能满足70~80%的总负荷,或者满足全部的一、二类负荷。
3、短路电流的计算
短路电流计算步骤:系统各元件阻抗标幺值计算——阻抗网络化简——计算短路电流。
短路计算应该按最大运行方式,标幺值的基准容量一般按100MVA,网络化简常采用的方法为串并联、星三角变换
4、设备的选择与校验
设备的校验有电压、负载电流、短路电流、动稳定、热稳定的校验
110kV侧的设备负载电流一般按穿越功率与负载的功率之和;
主变中、低压侧的设备按主变容量的电流,各中低压出线按实际负载电流;
断路器可开断负载电流、故障电流;隔离开关不能开断负载电流,也不能开断故障电流;
导线、母线的截面选型有两种方法:1经济电流密度、2极限载流量;线路长度大,损耗大,一般按经济电流密度;母线长度短,损耗较小,可按极限载流量;
硬母线要校验电动力
5、屋内外配电装置设计
110kV、35kV配电装置可采用户外常规布置,10kV可采用户内开关柜形式。
设备之间布置形式、电气安装距离,检修道路、主控室、配电室,可参照《国家电网公司输变电工程典型设计》的图纸
6、继电保护的配置
参照《电力系统继电保护》和《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》配置各种保护;
继电保护按最大运行方式整定,按最小运行方式校验保护范围
7、防雷
避雷器、间隙防过电压、线路窜入雷电波;避雷针防直击雷
避雷针的保护物为构架、母线、配电楼,保护范围与避雷针之间距离、与被保护物距离、被保护物高度有关
❺ 110kv变电站综合自动化系统设计
变电站综合自动化系统的一次系统设计;
(4) 变电站综合自动化系统的二次系统设计;
(5) 线路微机保护系统设计(速断、过流、零序保护设计)
(6) 配电变压器微机保护系统设计
❻ 变电站设计规范
这个标准有两个你要找的是哪一个呢,我把地址发上来,你要的话自己两起去找吧!
标准编号:GB 50229-2006
标准名称:火力发电厂与变电站设计防火规范
标准状态:现行
实施日期:2007-4-1
颁布部门:中华人民共和国建设部
内容简介:本规范适用于下列新建、改建和扩建的电厂和变电站:
1、3~600MW级机组的燃煤火力发电厂;
2、燃气轮机标准额定出力25~250MW级的简单循环或燃气—蒸汽联合循环电厂;
3、电压为35~500kV、单台变压器容量为5000kV·A及以上的变电站。
标准编号:DL/T 5216-2005
标准名称:35kV~220kV城市地下变电站设计规定
标准状态:现行
英文标题:Design rule for 35kV~220kV urban under ground substation
实施日期:2005-6-1
颁布部门:中华人民共和国国家发展和改革委员会
内容简介:本标准提出了建设在城市的地下变电站在站址选择、站区布置、电气接线、建筑结构、环境保护等方面的一般技术要求,以及需注重的设备运输、通风、防水、防火等方面的特殊技术要求。
本标准适用于电压为35kV~220kV的城市地下变电站设计。
❼ 变电站二次系统设计包括哪些内容
以一次系统图纸为原则,设计相应的测量,取样,控制的回路原理图或者接线图
❽ 智能变电站三层两网和三层一网以及两层一网的交换机是如何配置的
配置方法:
1、系统的硬件装置、数据处理均集中配置,采用由前置机和后台机构成的集控式结构。
2、由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。
❾ 变电所综合自动化系统的结构形式有哪些
一、变电站综合自动化系统是指:通过执行规定功能来实现某一给定目标的一些相互关联单元的组合,变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量。
二、结构形式:
1)分布式系统结构
按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备,将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。这里所谈的'分布'是按变电站资源物理上的分布(未强调地理分布),强调的是从计算机的角度来研究分布问题的。这是一种较为理想的结构,要做到完全分布式结构,在可扩展性、通用性及开放性方面都具有较强的优势,然而在实际的工程应用及技术实现上就会遇到许多目前难以解决的一系列问题,如在分散安装布置时,恶劣运行环境、抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上存在的问题等等,就目前技术而言还不够十分成熟,一味地追求完全分布式结构,忽略工程实用性是不必要的。
2)集中式系统结构
系统的硬件装置、数据处理均集中配置,采用由前置机和后台机构成的集控式结构,由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能,后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式,这种结构有以下不足:前置管理机任务繁重、引线多,是一个信息'瓶颈',降低了整个系统的可靠性,即在前置机故障情况下,将失去当地及远方的所有信息及功能,另外仍不能从工程设计角度上节约开支,仍需铺设电缆,并且扩展一些自动化需求的功能较难。在此值得一提的是这种结构形成的原由,变电站二次产品早期开发过程是按保护、测量、控制和通信部分分类、独立开发,没有从整个系统设计的指导思想下进行,随着技术的进步及电力系统自动化的要求,在进行变电站自动化工程的设计时,大多采用的是按功能'拼凑'的方式开展,从而导致系统的性能指标下降以及出现许多无法解决的工程问题。
3)分层分布式结构
按变电站的控制层次和对象设置全站控制级(站级)和就地单元控制级(段级)的二层式分布控制系统结构。
❿ 智能变电站自动化系统
从上图可以看出这种智能变电站自动化系统 是上海聚仁电力研发的,该系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计,对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量。
智能变电站自动化系统的基本特点:
■分层:该系统分间隔层和站控层两层,层与层之间相对独立,通过具有冗余结构的前置层(通讯管理机)设备连接通信。间隔层设备包括保护设备、数据采集、控制设备及指示显示部分等。站控层设备包括工控机、综合自动化监控软件,可组单机网络,也可组多机热备用网络。站控层通过通信管理机与间隔层通信,实现站级协调、优化控制和当地监控;同时实现与远方调度中心的通信。既可完成RTU四遥和远程接入功能,也可直接进入上一级调度网络。
■分布:间隔层以站内一次设备(如变压器、电机、线路等)为间隔对象,面向对象,综合分析电站对信息的采集控制要求,分布式配置小型化、高可靠性的微机保护和测控单元装置。各间隔单元相对独立,通过可选择的RS485、CAN、以太网等网络互联。在功能分配上,凡可以在本间隔单元就地完成的功能,不依赖通信网络,即使网络瘫痪也不影响保护迅速切除故障。由于采用保护、测控一体化小型化设计,屏柜的数量较传统设计大为减少。
■分散:系统对35KV及以下电压等级的二次保护和监控单元设备,可选择就地分散安装在开关柜上,做到地理位置上的分散。对于无人值班的35KV及以下电站,根据用户需要,站控层的设备也可移到调度中心或集控站,电站内不设当地监控而只留接口,当维护人员进入电站时,使用便携机即可替代后台机。这样的分层、分布和分散式系统与集中式系统相比,具有明显优点:提高了系统可告性,任一部分设备有故障时,只影响局部;站内减少了二次电缆和屏柜,节省了投资,也简化了施工与维护;提高了系统可扩展性和灵活性,既适用于新建电站,也适用于老站改造;运行维护方便。
■可靠性:间隔层各种保护测控装置的主功能完全独立于通讯网络,独立地保护电网安全运行;各装置均有大屏汉字液晶显示,不间断显示装置运行工况,保证了通讯网中断或后台死机情况下,运行人员依然可监视;保留了简易的强电控制功能,在各单元设置了独立于装置软件的分合按钮功能和就地、远方操作转换,作为后备操作或检修操作手段,保证了网络中断后台死机,甚至装置故障时,运行人员依然可以操作,同时保证了本级操作时,其它级处于闭锁状态,符合分层操作控制要求;保留了强电中央事故和告警接点,启动事故音响和预告音响,保证了通讯中断后台死机甚至装置本身故障的情况下运行人员还可以就地人工操作和监视(听)。
■灵活性:系列化的面向对象的间隔保护测控装置,对于任何具有不同规模、不同一次接线、不同要求的电站均可实现电站综合自动化,这些产品象搭积木一样配置在一根网络通讯线上,并可以根据一次系统的变化,任意增、减或改变系统中的单元装置以达到改造或扩建的目的。
■开放性:系统可以实现各种微机保护、自动装置的通信管理;实现各种测控装置、智能电能表的通信管理;实现厂站智能辅助设备,如直流电源通信等的通信管理;实现与厂站主计算机系统的通信交互;以及实现与远动调度、集控中心的数据筛选、处理、转发等。支持多种通信接口(以太网、RS232、RS485、RS422、CAN等)和通信规约(如IEC60870-5-101、IEC60870-5-104、IEC60870-5-103、部颁CDT、HostZF、XT9702、SC1801、μ4F、IEC61850等)。通过GPS,自动接受对时和统一系统时间。各设备、装置通信状态检查和监视、记录。内部数据的再加工处理,逻辑生成,转发信息的编辑、合成。通过网络,远程维护和监测。可配置双机冗余工作方式,通信通道监视和自动切换。
智能变电站自动化系统实现的两个原则:
■第一条原则:中低压变电站采用自动化系统,以便更好地实施无人值班,达到减人增效的目的。
■第二条原则:对高压变电站(220kV及以上)的建设和设计来说,是要求用先进的控制方式,解决各专业在技术上分散、自成系统,重复投资,甚至影响运行可靠性。