某kV变电所及其综合自动化系统毕业设计

某35kV变电所及其综合自动化系统设计摘要:35kV变电所综合自动化系统主要为无人值班形式，其设计应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。因此,本次设计我们将以此作为设计指导原则展开设计工作。整个设计过程包括总降压变电所电气设计、10kV中性点接地设计与所用电设计、微机保护及综合自动化系统设计。我们将从各种相关方案中比较确定出最佳设计方案。其中总降压变电所采用内桥式的接线方式，10kV中性点采用经过小电阻接地，所用电采用接地变压器兼所用变压器的形式。本设计提供一整套可用于指导施工的工程设计图纸。关键词：变电所，综合自动化，微机保护，中性点接地Designon35kVSubstationAndTheSynthesizeAutomationSystemAbstract:Thecomplexautomaticsystemnobody'sformonduty35kVtransformersubstationmainlyitdesignsoveralldesignthatshouldobeyautomationofdispatchingofpowernetwoks,itdispose,includingequipmenttodecorateandshouldmeetelectricwirenettingsafe,high-quality,economicaloperationandinformationstratatransmit,principleofresource-sharingfunction.Designweregardthisasanddesignguidelinelaunchthedesignworkthistime.Wholedesignprocessincludingelectrictodesigntostepdowntransformersubstationalways,10kVneutralsomeearthdesignwithpowerconsumingdesign,computerprotectandcomplexautomaticsystemdesign.Wewillrelativelydeterminethebestplanofdesignfromvariouskindsofrelevantschemes.Stepdowntransformersubstationwiringwayofbridgetypeinadoptingalwaysamongthem,10kVneutraltoadoptthroughdisappeararccoilearthabit,adopttheearthvoltagetransformerandconcurrentlyformofthevoltagetransformersusedwiththeelectricity.Designandofferawholesetofcanwithuseforprojectdesigndrawingconstructedtoguideoriginally.Keyword:Thetransformersubstation,comprehensiveautomation,thecomputerprotect设计指导思想变电站及配电所在配电网中具有十分重要的地位。它既是变压器侧配电网中的负荷，又是下一级配电网的电源，其自动化程度的高低直接反映了配电自动化的水平。1995年，国家调度中心要求现有35kV~110kV变电站在条件具备时逐步实现无人值班变电站，新建变电站可根据调度和管理需要以及规划要求，按无人值班设计。欲实现无人值班变电站，其中变电站的综合自动化程度很重要。变电站自动化系统作为电网调度自动化的一个子系统，应服从电网调度自动化的总体设计，其配置、功能包括设备的布置应满足电网安全、优质、经济运行以及信息分层传输、资源共享的原则。因此本次设计我们将以此作为设计指导原则展开设计工作。按我国的实际情况，目前变电站还不大可能完全实现无人值班，即使是无人值班，也有一个现场维护、调试和应急处理的问题，因此设计时应考虑远方与就地控制操作并存的模式。同样，保护单元亦应具有远方、就地投切和在线修改整定值的功能，以远方为主，就地为铺，并应从设计、制造上保证同一时间只允许其中一种控制方式有效。要积极而慎重地推行保护、测量、控制一体化设计，确保保护功能的相对独立性和动作可靠性。保护、测量、控制原则上可合用电压互感器，对电量计费、功率总加等有精度要求的量可接量测电流互感器，供监测用的量可合用保护电流互感器。变电站自动化系统设计中应优先采用交流采样技术，减轻电流互感器和电压互感器的负载，提高测量精度。同时可取消以前经常采用的光字牌屏和中央信号屏，简化控制屏，由计算机承担信号监视功能，使任一信息做到一次采集、多次使用，提高信息的实时性、可靠性，节约占地空间，减少屏柜，二次电缆和设计、安装、维护工作量。变电站内存在强大的电磁场干扰。从抗电磁干扰角度考虑，在选择通信介质时可优先采用光纤通信方式，这一点对分散式变电站自动化系统尤为适用。例LSA678，DISA－2，DISA－3型等均采用了光纤通信方式。但鉴于光纤安装、维护复杂及费用相对较高，因此本次设计的变配电站宜以电缆为通信介质。由上面的设计指导思想可以看到我们这里无人值班变电所的设计应尽量使一些现实问题得以解决，使供配电质量能进一步提高。总降压变电所设计§2.1负荷分级及供电要求根据负荷资料可知：由用户确定主要为一、二级负荷，根据《工业与民用配电设计手册》一书我们可以很清楚地看到一级负荷应由两个电源供电，这样当一个电源发生故障时，另一个电源不致同时受到损坏，以维持继续供电。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。常用的应急电源有发电机组、干电池、蓄电池或供电网络中有效地独立于正常电源的专用馈电线路。同样，我们也可以看到二级负荷也需要有两个电源供电。做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复。§2.2供电电源取得根据所给的资料可知，当地供电部门可提供两个35kV供电电源，分别来自距离用户4km外的220/35kV地区变电所和5.5km外的110/35kV地区变电所。§2.3电压选择从用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地电网现状等多方面的因素考虑，对于该用户的变电所设计，我们拟订35/10kV降压变电所一座，供电给8个35/10kV车间变电所，这样我们就可以兼顾到一、二级负荷的要求了。采用这中做法还有一个好处就是：使高压电源深入负荷中心，减小配电半径，降低电缆投资，提高供电质量。§2.435kV变配电所主接线方案确定通过阅读各类相关资料可知，为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。在电压偏差不能满足要求时，35kV降压变电所的主变压器应首先采用有载调压变压器。35kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。变电所主接线要满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求。其中，安全包括设备安全及人身安全；可靠应满足一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求；灵活即用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。；经济尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。在我们这组设计中35kV变电所主接线一般有单母线、单母线分段、双母线接线、单元接线、内桥式、外桥式方式可以考虑其可行性。具体分析如下：单母线优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。（见下图1、2）一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。由于在该设计中用户不仅有二级负荷而且还有一级负荷，并且这里我们要考虑到无人值班变电所的因素，可靠性和灵活性显得尤为重要，鉴于这些方面的原因，单母线的优点显然不足以使用户满意，也有背于我们设计无人值班变电所的基本思想和初衷，因此我们这里不考虑单母线的方式。单母线分段，母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。任一段母线故障，分段断路器可在继电保护装置作用下自动断开。两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行。任一电源故障，分段断路器可自动投入。图2.1一路电源图2.2两路电源一用一备图2.3单母线分段从上图可以看出单母线分段虽然也能供给一级负荷，并且由于采用分段形式，变压器一用一备，较之单母线确实也在一定程度上大大提高了供电的可靠性和灵活性，与我们的设计似乎有些相投，但我们也可以看到母线分段后带来的问题，比如母线分段后，我们需要在母线分段部位采用联络柜，这样就增加了投资经费，而且也会增加选择时的计算，并且还要考虑到和母线之间的匹配问题。因此我们再将其它几种接线方式做一翻讨论，看看有没有那一种接线方式能比单母线分段更出色，既能提高供电的可靠性和灵活性又能使投资建设经费降到最低，使变电所的接线方式尽量在最大程度上满足设计要求。双母线接线方式能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。但我们也知道，我们设计的变电所并非大型变配电所，而是中小型变配电所，而且双母线在形式上多了一根母线，这样也增加了投资成本，这也是用户所不愿意看到的。因此，即使双母线能保证可靠性，并且适用于一、二级负荷，这里也不考虑采用。单元接线，当有两路电源进线和两台主变压器时，可采用双回线路－变压器组单元接线，再配以变压器二次侧的单母线分段接线，则可靠性大大提高，见图所示。这种接线方式同样也与单母线分段方式相同的是投资成本并不会随着没有母线的存在而减少，因此我们还有必要继续讨论桥式接线。桥式接线，分内桥式和外桥式两种：能实现电源线路和变压器的充分利用，如变压器T1故障，可以将T1切除，由电源1和电源2并列给T2供电以减少电源线路中的能耗和电压损失。（接线方式见图）但我们也可以从接线图中看出两者之间的区别：内桥式，当变压器发生故障时，倒闸操作多，恢复时间长，而当线路发生故障时，倒闸操作少，恢复时间短。而外桥式的操作特点则恰恰与内桥式相反。因此内桥式接线适用于线路较长或不需要经常切换变压器的情况。由本次设计的基本思想可以看到，我们这里所要设计的是无人值班边电所，对于变压器自然不会有多次的切换操作，而且我们这里35kV总降压变电所是由供电部门提供的，因此线路长是在所难免的，加上内桥式接线是无母线制，这样可以省去母线的投资费用，在形式上，它比单母线分段又少了分段部分的联络部分，这样又可以省去联络柜，综合以上多方面的因素，我们认为内桥式接线方式基本综合了前面所述的各种接线方式的优点，满足安全、可靠、灵活、经济的基本要求，因此决定采取内桥式的接线方式。图2.4：单元接线图2.5：桥式接线根据前面的概括，我们已经知道35kV变电所的主接线方式采取内桥式，那么在本章中我们将重点讨论35kV变电所一次系统设计的具体过程。§2.5变电所结构形式选择从用户所给出的工程概况我们可以看到，所供给的车间变电所都为动力照明。变配电所所址选择根据规范我们可以得出以下结论：变配电所所址的选择应尽量满足以下条件：接近负荷中心或大容量用电设备处，以减小低压供电半径，降低电缆投资，节约电能损耗，提高供电质量；进出线方便；接近电源侧；设备运输方便；还应注意防尘、防腐、防火、防爆，防水等。变配电所型式选择：35kV变配电所型式一般分为户内式和户外式两种，从规范里我们可以看出这两种方式的优缺点。户内式运行维护方便，占地面积少。而户外式则节省土建费用，可以设置报警，散热条件好。我们也可以看出户内式的优点几乎就是户外式的缺点，综合着两种方式的优缺点我们这里取一种较为折中的方式即：半户内式，仅主变压器为户外布置。35kV、10kV配电装置均为户内式布置。这样将变压器置于户外就可以直接利用自然条件使变压器直接散热，也可以省去一笔建造变压器室的土建费用，但是考虑到安全方面的因素我们可以在变压器的周围建设围墙。这样安全、经济、运行维护方便等方面的要求基本都可以兼顾到了。变配电所的布置：根据规范可知，总体的布置应紧凑合理，便于设备的操作、搬运、检修、试验和巡视，还要考虑发展的可能性。从这里我们也可以看出35kV主变压器室应靠近10kV配电室。配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150~300㎜。根据本次设计的特点，我们这里的户内变电所选用双层布置，变压器室在底层。高压配电室内各种通道的宽度不应小于200㎜，背面离墙不应小于50㎜§2.6主变压器选择：电力变压器型式选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。联结组别：35～110/6.3～10.5kV总降压变压器Y,d1110/0.4kV配电变压器Y,yno、D,yn11从用户所给资料可知，由于本次设计的负荷均为一、二级负荷，根据建筑电气设计规范，我们可以取同时系数为K∑=0.9，COS_Φ=0.9，根据需要系数法计算出该用户总的计算负荷（详细计算经过及结果见附录部分），可以知道SC=23489.977kVA，经过计算补偿电容容量可知，补偿之后的容量SˊC=24376.17kVA。根据规范我们可以得到下列结论：对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：SNT≈0.7Sc且SNT≥ScⅠ+ScⅡ经过计算我们可以得出变压器的容量为额定容量为SNT=17063.32kVA。为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。在电压偏差不能满足要求时，35kV降压变电所的主变压器应首先采用有载调压变压器。由于我们这里设计的是无人值班变电所，因此为便于变电所无人值班管理，同时兼顾到经济性，主变压器选用35kV低损耗双绕组户外自冷型油浸式变压器。根据电网运行情况，为保证供电电压质量，35kV侧采用有载调压开关。主变压器容量根据业主需要在12500~20000kVA选用。结合最近的样本以及各方面的因素考虑，我们这里选用型号为SZ9-20000/35，接线组别为Y，d11，电压比为35±3×2.5%/10.5，阻抗电压为UK=8%。结合现实情况考虑我们决定选用江苏常州变压器厂生产的此类产品，这种产品中溶入了东芝技术，变压器质量相对高一些。§2.7无功补偿我们也知道，供电部门对一些新建企业一般要求其月平均功率因数达到0.9以上。当企业的自然总功率因数较低，单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求时，应装设必要的无功功率补偿设备，以进一步提高企业的功率因数。无功补偿的方式有很多中，结合实际情况我们这里采用并联电力电容器补偿的方式根据无功管理及供用电规则，我们可以得出，并联电容器装置的容量和分组按就地补偿、便于调整电压及不发生谐振的原则进行配置。设两组并联电容器装置分别接在两段10kV母线上，每组电容器容量按2400kvar配置，也可以根据实际无功补偿需要配置。补偿装置为户内式成套装置，选用难燃介质的干式银锌复合镀膜电容器，包括放电线圈、避雷器等由制造厂成套供货。考虑到10kV每段母线仅设单组电容器和较少有谐波污染，故不装设限制涌流和谐波分量的串联电抗器。为了减小涌流，电容器组宜在10kV母线分段情况下关合。参考各种相关的样本，结合现实情况我们这里选用由江苏宝应开关电器集团生产的GRJ-Z系列的高压电容自动补偿柜。这种产品的特点是：每路电容器组设二相式电流保护，一次回路设熔断器、氧化锌避管器及电抗器保护电容组。同时设事故灯光、音响。及时进行报警。电容器组的投切采用性能优越的真空接触器。电源侧主控柜采用三相式电流保护及过电压。§2.8高压电器的选择：在我们讨论高压电器的选择之前，我们必须知道，选择高压电器的最基本的前提是短路电流计算。在三相交流系统中可能发生的短路故障主要有三相短路、两相短路和单相短路，通常，三相短路电流最大。因此，我们在讨论高压电气的选择之前重点讨论一下三相短路电流计算以及它的目的及意义。短路电流计算应求出最大短路电流值，以确定电气设备容量或额定参数；求出最小短路值，作为选择熔断器、整定继电保护装置和校验电动机起动的依据。一般需要计算下列短路电流值：ich——短路冲击电流（短路全电流最大瞬时值或短路电流峰值）；Ich——短路全电流最大有效值（第一周期的短路全电流有效值）Ik〞或I〞——瞬时变短路电流有效值（起始或0s的短路电流周期分量有效值）I0.2——短路后0.2s的短路电流周期分量有效值；Ik——稳态短路电流有效值（时间为无穷大短路电流周期分量有效值）；S〞——超瞬变短路容量；Sk——稳态短路容量。我们这里采用表么值法计算短路电流，35kV系统的短路电流按不大于20kA，具体计算过程及结果见附录计算短路电流部分，这里就不赘述了。下面我们详细讨论电气设备的选择。电气设备的选择，必须满足供电系统正常工作条件下和短路故障条件下工作要求，同时电气设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。根据规范以及相关书籍可以看出：为了保证高压电器的可靠运行，高压电器应按下列条件选择：按正常工作条件包括电压、电流、频率、开断电流等选择；按短路条件包括动稳定、热稳定和持续时间校验；按环境条件如温度、湿度、海拔、介质状态等选择；下面结合本次设计涉及到的有关电力电气具体叙述：按正常工作条件选择，就是要考虑电气设备的环境条件和电气要求。环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。电气要求是指电气设备在电压、电流频率等方面的要求，即所选电气设备的额定电压应不低于所在线路的额定电压、电气设备的额定电流应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流；即对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则还有断流能力的要求，即最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷电流。即3）对熔断器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即（对非限流型熔断器）（对限流型熔断器）（对非限流型熔断器）（对限流型熔断器）在本次设计中由于高压部分并未采用熔断器装置，因此我们在高压这部分对熔断器姑且不做讨论，计算部分也忽略。按短路故障条件校验就是要按最大可能的短路故障时的热稳定性和热稳定性进行校验。对于一般电器，满足力稳定的条件是：对于一般电器，满足热稳定的条件是：对于载流导体，满足热稳定的条件是：高压断路器的选择与校验：高压断路器的选择与校验，主要是按环境条件选择结构类型，按正常工作条件选择额定电压、额定电流并校验开断能力，按短路故障条件校验动稳定性和热稳定性，并同时选择其操动机构和操作电源。鉴于各方面的考虑，我们这里决定选取由江苏宝开集团有限公司生产的ZN-35/1000A，16kA户内高压真空断路器。这种断路器的优点是免维护，具有结构简单，开断能力强，寿命长，操作功能齐全，无爆炸危险，维修简便的特点，变电所等配电系统的控制或保护，尤其适用于开断重要负荷及频繁操作的场所。电流互感器的选择与校验1.电压、电流的选择电流互感器的额定电压应不低于装设地点电路的额定电压；其额定一次电流应不小于电路的计算电流；而其额定二次电流一般为5A。2.按准确级要求选择电流互感满足准确级要求的条件，是其二次负荷S2不得大于额定准确级所要求的额定二次负荷S2N，即S2N≥S2对于保护用电流互感器来说，其复合误差限值为10%。通过查阅资料，得出可以选择LDJ-35（Q）系列的产品，这种产品为环氧树脂真空浇注全封闭式结构，供户内50-60Hz额定电压为35kv及以下的电力系统中作电流、电能的测量和继电保护。通过电压、电流及准确级要求的校验可以看出这种电流互感器能够满足设计要求（详细计算过程及其结果见附录部分）。35kV开关柜的选择开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。就其结构类型可以分为铠装式、间隔式、箱式。铠装式：各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型。这种方式能使开关柜安全性提高间隔式：各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型。这种方式经济性好但安全性不是太理想。箱式：具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或间隔式，如XGN型另外我们也看到根据低压的电器布置形式可以分为手车式和固定式，由于固定式具有结构简单、价格便宜的特点，而手车式具有操作安全、易于检修及维护、更换故障开关容易的优点，权衡这两种布置方式各自的特点我们可以看出在这次的设计中已不能仅仅局限于结构简单、价格便宜的优点，我们这里主要考虑的还应是其安全性和可靠性，当然手车式开关柜的便于检修和维护也是我们这里考虑选用它的主要原因之一。鉴于几个方面的因素，我们决定选用铠装移开式金属封闭开关设备，由江苏宝开集团有限公司生产的产品，型号为KYN10-40.5。这种类型的开关柜设计了可靠的“五防”闭锁系统，能保证设备的可靠运行和灵活性以及变电所无人值班的要求。10kV中性点接地设计与所用电设计§3.110kV中性点接地设计低压配电系统的中性点接地型式通常有两种：中性点接地和中性点不接地两种接地形式，其中中性点接地分为中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经电阻接地两种，通常我们将中性点直接接地归为大电流接地系统，而将另外两种接地方式归为小电流接地系统，在我们这里选用小电流接地系统，具体分析如下：根据文献《交流电气安装的过电压保护和绝缘配合》中规定“3~10kV钢筋混淋土或金属杆塔的架空线路当单相接地故障电容电流超过10A，3kV~10kV电缆线路当单相接地故障电容电流超过30A，又需要在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式”。该标准还规定：“6kV~35kV主要由电缆线路构成的送、配电系统，单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式，但应考虑供电可靠性要求，故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响、对通信的影响和继电保护技术要求以及本地的运行经验等。”通过查阅各类资料可知，在我国城市配电系统中，全电缆出线变电站的单相接地故障电容电流超过30A时采用中性点经电阻接地；全架空线路出线变电站的单相接地故障电容电流超过10A时采用中性点经消弧线圈接地，但在本次设计中，我们可以由前面的叙述看出，本方案中采用的是架空线和电缆线混合线路，那么在这样的情况下我们应该采取什么样的接地方式呢？一般来说确定配电系统中性点的接地方式，应从供电可靠性、内过电压、对通信线的干扰、继电保护以及确保人身安全诸方面综合考虑。下面我们就这几个方面展开讨论。供电可靠性单相接地故障可分为永久性故障和非永久性故障，若在电缆与架空线混合线路电缆上发生永久性故障，一般是电缆本体或终端、中间接头击穿；若发生在架空线上，一般为绝缘子碎裂、绝缘导线断线或外物碰及裸导线等。对于永久性接地故障，都应停电排除故障后恢复供电。在中性点经消弧线圈接地时可短时（不超过2h）带故障运行，但是小接地电流系统中确定单相接地线路的“自动选线装置”在消弧线圈补偿后往往不准，只能试拉线路确定故障线路，试拉时实际上已对很多用户（往往是数条线路上的用户）短时停电。确定某条线路为接地故障后后仍旧要停电，只是可在停电前转移负荷或通知用户，但也仅限于重要用户。在发生单相接地时，另外两相电压升高，可能会发生其他电缆的另一相接地故障。发生非永久性接地故障，只会在架空线路的裸导线处，一般是雷击时绝缘子对地闪络或刮风时树枝碰线；在中性点经电阻接地时，线路将跳闸。但从各项统计资料显示，发生非永久性接地故障在日常生活中是很少出现的。内过电压中性点经电阻接地可降低单相接地工频过电压，而且能迅速切除故障线路，工频电压升高持续时间很短，这对于有累积效应的电缆绝缘有利，也为氧化锌避雷器的安全运行创造了良好条件。弧光接地过电压影响范围大、持续时间长，对设备绝缘有很大的威胁。在中性点不接地或经消弧线圈接地系统中，弧光点燃和熄灭过程中会产生严重的弧光接地电压。其最大可达最高工作相电压峰值的4.76倍中性点经电阻接地后，电弧点燃和熄灭过程中积聚的多余电荷可通过电阻泄漏入地，中性点电位很快衰减，所以重燃产生的过电压幅值明显降低，区庄变在接地电阻为10≈Ω时弧光接地过电压只有最高工作相电压峰值的1.52~1.89倍。对通信线的干扰配电网接地故障电流以及正常运行时的零序电流，都会对通信线产生影响，具体表现为对通信线的干扰和电磁危险影响。配电线路对通信线路均的杂音干扰与两线路间的距离有关为，目前通信线路我们都采用电缆，这些通信电缆有静电屏蔽层，抗干扰能力强，按规定可不必考虑中性点经电阻接地时配电线路对通信线路的杂音干扰。继电保护中性点经消弧线圈接地的配电系统，发生单相接地时继电保护装置只发预告音响，靠试拉线路确定故障线路，在发生2条线路同处2处接地时极易产生错觉，使调度和运行人员难确定线路。对中性点经电阻接地时，应加装零序电流互感器并增加零序电流保护。为保证继电保护的选择性，零序电流速断保护动作电流应躲过被保护线路的单相接地电容电流。确保人身安全采用中性点经电阻接地，在发生高压线断线的情况下，可以立即跳闸，避免发生高压触电事故。经过以上的比较，我们可以得出选用中性点经电阻接地的接地方式，查资料可知，采用阻值为10Ω的电阻接地，以将大的阻性电流叠加在故障点上。其优点是：能快速切除故障，过电压水平低，无谐振过电压，可采用绝缘水平较低的电缆和设备。减少绝缘老化效应，延长设备使用寿命。能把异相故障率衰减到最低限度。为采用简单、有选择性、有足够灵敏度保护提供可能性。§3.2所用电设计10kV接地变压器。本变电所10kV均为电缆出线，按每回电缆长1km估算，所用电计算容量为50kVA，接地变压器容量相应选用两台160kVA。接地变压器带二次绕组，作为所用电源，选用DSBC-160/10.5-50/0.4型三相树脂浇注干式铁芯接地变压器（具体设计计算过程详见附录部分），接地变压器选择：由于本变电所主变压器接线组别为YN，d11，低压侧无中性点引出，故考虑装设专用接地变压器，将其中性点引出后用来引接10Ω电阻。接地电阻运行系统电压为10kV，接地电阻额定电压为kV。接地变压器兼作所用变压器，可以带一个容量低于额定容量的二次绕组，作为变电所的所用电源。经本变电所所用电负荷统计计算，所用电计算容量为39.1kVA，选择接地变压器的二次绕组容量（连续负荷）SS=50kVA，电压为400/230V。接地变压器的容量应与接地电阻及所用电容量匹配：取所用电=0.8，=0.6则接地变一次绕组容量计算为根据产品系列选用较接近的接地变压器容量（2h负载）Sj=160kVA。根据用户给定资料料，我们可以以统计出所用用负荷（具体体统计内容见见附录）接地（所用）变压压器应能同时时满足接地和和所用电两种种工况，即2h负载160kVVA，连续负载50kVA。为满足接地变压器器零序阻抗低低，空载阻抗抗高，损失小小的特性要求求，采用曲折折形接法的接接地变压器，接接线组别为ZN，yn0。微机保护及综合自自动化系统设设计根据各方面的考证证，我们先拟拟订这里的二二次系统设计计基本情况如如下：电气二次设备室内内布置主变压压器保护柜、交交流柜、直流流柜、通信机机柜、通信电电源及汇控柜柜等。二次回路监控、保保护、测量均均采用DC2200V和AC1000V/5A。35kV侧不设电压压互感器，35kV桥断路器备备自投电压取取自10kV母线。10kV系统应无无电源线。各元件就地测量表表计均采用测测控或保护装装置所带显示示功能，不再再另设表计。其其中电能计量量仅为内部考考核使用，计计费专用电能能计量应另行行设计安装。35kV和100kV断路器与隔隔离开关之间间防误操作利利用开关柜本本身的机械五五防闭锁装置置，故不再另另设闭锁措施施。§4.1变电所操操作电源的选选择变配电所的操作电电源是供高压压断路器控制制回路、继电电保护回路、信信号回路、监监测装置及自自动化装置等等二次回路所所需的工作电电源。操作电源对变配电电所的安全可可靠运行起着着极为重要的的作用，正常常运行时应能能保证断路器器的合闸和跳跳闸；事故状状态下，在母母线电压降低低甚至消失时时，应能保证证继电保护系系统可靠地工工作，所以要要求充分可靠靠，容量足够够并具有独立立性。操作电源按其性质质分，有直流流操作电源和和交流操作电电源两大类。直流操作电源目前在较重要的中中、大型变配配电所选用的的直流操作电电源大多为带带免维护铅酸酸蓄电池或镉镉镍电池组储储能的硅整流流电源或高频频开关电源成成套装置。由由于蓄电池组组本身是独立立的化学能源源，因而具有有较高的可靠靠性。交流操作电源小型10kV配变变电所一般采采用弹簧操动动机构，且继继电保护也较较简单，则可可以选用交流流操作电源，可可以从所用变变压器或电压压互感器取得得220V电压压源，从电流流互感器取得得电流源。在本次毕业设计中中，由于高压压部分是35kV配变电所设设计，而且考考虑到我们这这里是为无人人值班变电所所设计服务，这这样即考虑到到安全以及便便于微机监控控和供电以及及维修的方便便，有考虑到到无人值班时时的可靠性，我我们这里采用用直流操作电电源，根据样样本参考拟订订选用由江苏苏无锡斯达电电器公司无锡锡市斯达自控控设备厂生产产的微机型高高频开关直流流电源柜：GZDW--5型的产品，由由于这种直流流电源系统适适用于10-5000kV变电站和中中小型发电厂厂，可作为高高压开关、继继电保护、自自动装置、事事故照明等的的操作电源和和控制电源，是是替代传统的的相控电源的的理想产品。同同时采用大屏屏幕中文汉字字显示，突出出了对电池的的智能化管理理，可以检测测单个电池电电压、内阻，自自动职能充电电转换、自动动活化放电，具具备远方通讯讯功能，可实实现四遥，以以满足变电所所综合自动化化的要求。具具体设计如下下：变电所操作电源采采用直流电压压220V。设两组蓄蓄电池，一组组充电装置。直直流系统为单单母线接线。蓄蓄电池选用阀阀控式密闭铅铅酸蓄电池：：50Ah、12V、18只。直流柜柜留有远方监监控接口，可可在远方对直直流系统实施施实时监控(具体计算见见附录)。§4.2变电所综综合自动化系系统设计变电所的综合自动动化系统是将将变电所的继继电保护装置置、控制装置置、测量装置置、信号装置置综合为一体体，以全微机机化的新型二二次设备替代代机电式的二二次设备，用用不同的模块块化软件实现现机电式二次次设备的功能能，用计算机机局部网络通通信替代大量量信号电缆的的连接，通过过人机接口设设备，实现变变电所的综合合自动化管理理、监视、控控制及打印记记录等所有功功能。与常规变配电所的的二次系统相相比，变配电电所综合自动动化系统具有有下列优点：：功能综合化操作监视屏幕化结构微机化运行管理智能化在本次设计中变电电所综合自动动化的监测和和保护装置采采用分布式的的微机远动终终端，具有遥遥测、遥信、遥遥控、遥调等等功能，安装装在各个间隔隔单元内。所所有信息经微微机汇控单元元，发送至控控制端以实现现远方控制端端对本变电所所的远方监控控，所内不设设当地微机操操作界面，留留有当地监控控接口。具体体“四遥”内容如下：：遥控量主变压器35kVV侧三相电流流。主变压器10kVV侧电量。主变压器10kVV侧有功功率率，主变压器上层油温温。35kV桥一相电电流。10kV母线电压压。10kV分段一相相电流。10kV出线一相相电流。10kV出线有功功电量。10kV电容器三三相电流。10kV电容器无无功功率。交流所用电压。直流系统电压。遥信量（1）主变压器35kVV隔离开关位位置。（2）主变压器10kVV侧断路器、隔隔离开关器位位置。(3)主变变压器有载分分接开关位置置。(4)主变变压器及有载载分接开关瓦瓦斯动作信号号。(5)主变变压器差动保保护动作信号号。(6)主变变压器后备保保护动作信号号。(7)主变变压器10kV侧断路器弹弹簧未储能。(8)主变变压器超温信信号。(9)主变变压器油位信信号。(10)355kV线路及桥断断路器、隔离离开关位置。(11)355kV线路及桥断断路器弹簧未未储能。(12)355kV桥保护动作作。(13)355kV桥路备自投投动作信号。(14)100kV分段备自投投动作信号。(15)100kV线路及分段段断路器、隔隔离开关位置置。(16)100kV线路保护动动作信号。(17)100kV分段保护动动作信号。(18)100kV线路重合闸闸动作。(19)100kV线路及分段段断路器弹簧簧未储能。(20)100kV电容器断路路器、隔离开开关位置。(21)100kV电容器保护护动作信号。(22)100kV电容器断路路器弹簧未储储能。(23)355kV控制回路断断线。(24)100kV控制回路断断线。(25)100kV交流电压回回路断线。(26)100kV系统接地选选线信号。(27)直流流接地信号。(28)直流流电压异常。(29)充电电装置故障。(30)通信信电源故障信信号。(31)所用用电失电信号号。(32)全所所事故总信号号。遥调量主变压器有载分接接开关调整。遥控量所有35kV及10kkV断路器的分分、合。§4.3变电所微微机保护设计计在我们这里说到微微机保护必须须提到目前一一种先进的自自动控制系统统即SCADA系统，该系系统的中文即即为配电网监监视控制和数数据采集系统统，我们可以以看到配电网网SCADA系统包括进线监视，10kkV变电所自动动化（SA），馈线自自动化（FA），变压器器巡检与无功功补偿。其中进线线监视是指对对配电网进线线变电站的开开关位置，母母线电压，线线路电流，有有功和无功功功率以及电量量的监视。馈馈线自动化（FA）是指在正正常情况下，远远方实时监视视馈线分段开开关与联络开开关的状态和和馈线电压、电电流的情况，而而且能完成线线路开关的远远方合闸和分分闸操作，在在发生故障时时获取故障记记录，并自动动判别和隔离离馈线故障区区段以及恢复复对非故障区区域供电。变变压器巡检是是指对配电网网中变压器、箱箱式变的参数数远方监视。无无功补偿是指指对补偿电容容器的自动投投切和远方投投切等。从各种资资料我们可以以看出利用计计算机系统（微微处理器）采采集和处理来来自电力系统统运行过程中中的数据，并并通过数值计计算迅速而准准确判断系统统中发生故障障的范围，经经过严密逻辑辑过程后有选选择性地执行行跳闸等命令令。这种基于于计算机系统统的继电保护护装置，就是是微机保护。微机保护具有以下下优点：（1）有极强的综合分分析与判断能能力，自动识识别，排除干干扰，可靠性性高。（2）微机保护的特性性主要是由软软件决定的，具具有较大的灵灵活性，保护护性能的选择和调试试方便。（3）具有较完善的通通信功能，便便于构成综合合自动化系统统，提高系统统运行的自动化水平。我们这里由于是335kV总降压变电电所设计，而而且涉及到的的都为一、二二级负荷，因因此为安全性性考虑起见，我我们这里需要要增设备用电电源自动投切切装置（以下下简称备自投投）在要求供电可靠性性较高的变配配电所中，通通常设有两路路及以上的电电源进线。如如果装设备用用电源自动投投入装置（AAPD），则则当工作电源源线路突然断断电时，在AAPD作用下下，自动将工工作电源断开开，将备用电电源投入运行行，从而大大大提高供电可可靠性，保证证对用户的不不间断供电。对备用电源自动投投入装置的基基本要求（1）不论什么原因失失去工作电源源，APD都能迅速起起动并投入备备用电源；（2）必须在工作电源源确已断开、而而备用电源电电压也正常时时，才允许投投入备用电源；（3）APD应只动作一一次，以免将将备用电源重重复投入永久久性故障回路路中；（4）当电压互感器二二次回路断线线时，APD不应误动作作。在变电所综合自动动化设计中，微微机保护自然然要作为重点点讨论，在我我们这里微机机保护的保护护内容重点又又表现为变压压器的微机保保护，可以总总结为以下几几点：变压器差动保护、后后备保护、瓦瓦斯保护、过过电流保护、温温度保护、备备自投保护，弹弹簧未储能、断断路器分合闸闸等等。变压器瓦斯保护：：根据规定，容容量在320kVVA以上的变压压器都装设瓦瓦斯保护。在在本次设计中中35kV变电所用2台200000kVA油浸式变压压器，重瓦斯斯、轻瓦斯保保护都必须具具备。但瓦斯斯保护只能反反映变压器内内部的故障，包包括漏油、漏漏气、油内有有气、匝间故故障、绕组相相间保护等。而而对变压器外外部端子的故故障无法反映映，因此除设设瓦斯保护外外，还需要设设置过电流、速速断保护和差差动保护。变压器过电流保护护和电流速断断保护：降压压变电所的变变压器一般设设置过电流保保护，因为过过电流保护的的动作时间超超过0.5s，为了使故故障变压器迅迅速的从系统统中切除，还还需增设电流流速断保护。由由于保护装置置设置在电源源侧，因而即即能反映外部部故障，也可可以作为变压压器的内部故故障的后备保保护。变压器的过负荷保保护：35kV变电所采用用两台变压器器分列运行，在在工作中可能能过负荷，所所以要装设过过负荷保护。由由于过负荷电电流在大多数数情况下是三三相对称的，因因此过负荷保保护只要采用用一个电流继继电器装于一一相电流中，保保护装置作用用于信号。变压器差动保护：：变压器的过过电流保护、电电流速断保护护、瓦斯保护护各有优缺点点，因此我们们认为在本次次设计的过程程中，我们有有必要为变压压器设置差动动保护。具体体地说，变压压器差动保护护是反映被保保护元件两侧侧电流的差额额而动作的保保护装置。差差动保护的原原理是将变压压器两侧的电电流互感器同同级相连，取取两侧电流互互感器二次电电流之差，即即不平衡电流流。在变压器器正常工作和和保护范围内内，不平衡电电流小于差动动保护的动作作电流，故保保护装置不动动作。如不平平衡电流大于于差动保护电电流，保护装装置动作，使使变压器两侧侧的断路器同同时跳闸，将将故障变压器器退出工作。对变压器差动保护护的整定，我我们有如下规规定：运行情况下，为防防止电流互感感器二次回路路断线时引起起差动保护误误动作，保护护装置的动作作电流应大于于变压器的最最大负荷电流流。当负荷电电流不确定时时，可采取变变压器的额定定电流。躲过保护范围外部部故障时的最最大不平衡电电流。躲过变压器的励磁磁电流。根据据运行经验，差差动保护的动动作电流大于于1.3倍的变压器器额定电流才才能躲过励磁磁电流的影响响。在一般情况下，变变压器差动保保护的整定可可以按照上述述的规定实现现，但我们这这里的差动保保护是微机差差动保护，因因此一般不按按照上面的方方法整定。第五章主要设备及及材料表序号名称型号规格及主要参参数单位数量备注135kV有载调压压变压器SZ9-200000/35户外三相油油浸20000kVAA，Y，d11，UK=8%外绝缘泄漏比距为为2.5cmm/kV台2技术条件书另提210kV接地变压压器DSCB-1600/10.55-50/00.4UK=6%，ZN，yyn0台2技术条件书另提，装于10kV开关柜内内335kV手车式开开关柜KYN10-400.5进线柜，配配真空断路器器，含微机保保护装置及分分布监控终端端35kV，10000A，20kA台2技术条件书另提435kV手车式开开关柜KYN10-400.5分段柜，配配真空断路器器，含微机保保护装置及分分布监控终端端35kV，10000A，20kA台2技术条件书另提535kV手车式开开关柜KYN10-400.5主进线变压压器隔离柜，35kV，6300A台2技术条件书另提635kV封闭母线线与35kV开关柜配配套35kV，1000AAm97铜排TMY-63×88810kV手车式开开关柜主进线，配真空断断路器，含微微机保护装置置及分布监控控终端10kV，16000A，16kA台2910kV手车式开开关柜分段隔离柜，16600A台21010kV手车式开开关柜接地（所用）变压压器柜，含所所用变压器160kVVA）台21110kV手车式开开关柜消弧线圈柜（含775kVA消弧线圈自自动调协装置置）台21210kV手车式开开关柜JDZJ-10电电压互感器、Y5C3--12.7//45W避雷器柜台21310kV手车式开开关柜电容器馈线柜，配配真空断路器器含微机保护护装置及分布布监控终端10kV，630A，16kA台21410kV手车式开开关柜馈线柜，配真空断断路器10kV，630A，16kA台121510kV封闭母线线10kV，15000Am20与10kV开关柜供供货厂配套1610kV成套电力力电容器装置置GRJ-Z干式，难难燃介质，三三相组银锌复复合镀膜，系系统电压10kV，电容器组组容量2400kkvar组2含配套的避雷器、接接地开关、放放电线圈17钢芯铝绞线LGJ-70m3018汇控柜台1含有载开关自动调调压及无功补补偿19控制电缆YJV22-100-3*955铜芯km3低压进线20控制电缆YJV22-100-3*700铜芯km2低压出线20控制电缆TJV22-100-3*500铜芯km6低压出线22控制电缆YJV22-100-3*355铜芯km4低压出线23电力电缆YJV22-100-3*355铜芯km210kV电容器电电缆24直流电源柜GZDW-5，8800mm××600mmm×22600mm图纸目录序号图纸编号图纸名称101电气主接线202电气总平面布置图图303高压系统图404低压侧系统图505低压侧系统图（二二）60610kV配电平面面布置图707所用电系统接线图图808所用电系统接线图图（二）909直