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关于35KV变电站综合自动化系统设计研究的内容

2023-03-28 来源:易榕旅网
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关于35KV变电站综合自动化系统设计研究的内容

作者:许盈盈

来源:《中国科技博览》2014年第03期

摘要;变电站综合自动化系统是一个分层分布式自动控制系统,整个系统由主控层、通信层和现地单元层三层构成。本文以35VK变电站综合自动化系统为课题进行了工程设计和相关理论研究。主要包含研究变电站一次线路及设备,提出了对各设备保护和监控功能的要求。 关键词 :变电站,综合自动化,信号监控设计 【分类号】:TM76

随着电子技术、计算机技术和自动检测技术的飞速发展,变电站自动化水平也不断提高。这就要求在我们进行变电站电气设计时不断采用性能可靠、技术先进及自动化程度高的产品,使变电站的继电保护突破了传统的继电保护形式,出现了以计算机技术为核心的综合自动化保护形式且被迅速推广和应用。 一、对传统变电站的分析

传统的变电站继电保护已不能满足厂用电要求,其主要原因是:

(1)传统电磁测量仪表和继电器等模拟设备具有测量误差大、数量多、功耗大、不能记录事件发生的准确时间和顺序,不便于值班人员监视观察等;

(2)依靠值班人员的感官和判断能力对以上信息进行分析不可避免存在误差,将会出现丢失信息、错误判断和处理等情况;

(3)二次接线系统无自检、存储记忆和复读功能,若元器件、仪表或继电器本身损坏,不能及时发现和报警。 二次设备之间的信息交换和通信能力差,信息资源无法得到综合利用,不能进行画面显示和集中控制;

为解决变电站存在的以上问题,目前以综合自动化监控保护装置取代传统的继电保护装置,经过设计研究和安装调试,现在已进入系统试运行阶段。 二、 35KV变电站的功能要求 一次系统原则

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变配电所采用综合自动化系统后对一次系统接线没有影响,一次系统接线方式及供电方案按要求与规定进行设计。应发挥计算机的图形显示功能,模拟中央信号盘简化或取消。实现无人或少人职守,值班室面积减小,分散值班集中于一处值班。 二次系统设计原则

按要求,保持开关柜内的继电保护、计量、信号与控制回路,值班室的中央信号系统(信号屏、计量屏与控制屏)只包括电源进线与母联联络开关柜,所有出线开关柜均不再进入中央信号系统。电源进线、母联开关柜及所有出线开关柜的中央信号系统(信号、计量与控制)全部进入综合自动化系统。结合课题要求,此方案具有技术先进、维护方便、可靠性高、施工周期短、使用效果好、造价低、经济效益高等优点。 三、. 变电站综合自动化系统设计内容. (一)一次系统电气设计内容

(1)、一次系统的电气主接线方案保持,在单线系统图的设备型号说明中注明采用综合自动化系统后所增加的设备数量与型号,如电量变送器、电力监控器等。

(2)、对于需通过综合自动化系统进行远方遥控操作的开关,改用能进行远方合闸的自动开关。

(3)、主回路开关运行状态进入综合自动化系统的开关,要有一对独立的常开接点引入综合自动化系统。低压自动开关的型号设计时也要注意满足这一要求,多选一对常开辅助接点。

(二)二次系统电气设计研究的内容

变电站二次系统作就是对变电站的监控和保护,是变电站综合自动化系统设计的主要内容,一般可分为继电保护设计和测量回路设计两部分: (1)继电保护设计

① 35KV供电系统选用综合自动化系统保护,而且考虑采用变配电所综合自动化单元。 ② 10KV供配电系统保护和监控分开,其保护仍以常规继电器保护为主,另外再设计只有监控功能的变电站综合自动化单元。

③ 380/220V低压配电系统,以自动开关与熔断器保护为主,有监控功能的变配电综合自动化单元,本工程设计中暂不考虑本部分内容。

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(2)测量回路设计

① 需要进入综合自动化系统的测量参数则根据有关规定与用户实际需要来确定,在综合自动化系统中测量参数是影响系统控制功能的主要因素,一定按有关规定和功能需求来确定。 ② 需要进入综合自动化系统的各种测量参数,首先经过电力系统的电流互感器与电压互感器变为统一的交流O~5A电流和O~100V电压,380/22OV系统直接利用0~220V或0~380V电压,然后再经各种电量变送器将交流参数变为直流O~5V或4~20mA信号给综合自动化系统进行测量。

③ 电量变送器的种类与电工测量仪表完全对应,有什么类型的电工测量仪表,就有什么样类型的电量变送器。

④ 电量变送器的一次接线与电工测量仪表完全相同,电流回路串联在电流互感器二次回路中,电压回路并联在电压互感器二次回路中。设计时将电量变送器统一布置于电流互感器电流回路的最末端,避免与电工仪表相互交叉布置。

⑤ 电压变送器的测量输入电压最大值应提高20%,高压选交流1200V,低压选交流250V或420V。各种电量变送器的输出一般选直流0~5V或4~20mA。

⑥ 采用变电所综合自动化系统后,其监控单元均为交流采样,直接从电流或电压互感器获取O~5A或0~100V测量信号,低压直接取220V或380V信号,开关柜上各种测量仪表可以取消,或按用户需要设置。

⑦ 电度计量应选用带脉冲输出的电度表,其型号及一次接线与原电度表相同,只在备注中说明带脉冲输出即可,并注明与综合自动化系统相匹配的直流电源电压,设计时选用自带供电电源的有源型,输出为隔离型的脉冲电度表。计量柜电度表一般不进入综合自动化系统,所以在进线开关柜内增加有功与无功脉冲电度表各一块,作为内部统计用电量使用。 4 信号测控回路设计研究的内容

所有需要综合自动化系统进行监视的开关状态,均有一对常开接点引到综合自动化系统。所有常开接点共用一个信号地线,但不能与交流系统地线相连接。所有信号继电器均有一对单独的常开接点引到综合自动化系统。有中央信号系统时,信号继电器另设一对常开接点引到中央信号系统,以上两种常开接点应分开,由于电压等级不同不能共用地线。 (1)控制回路设计研究的内容

①综合自动化系统都有合闸与分闸继电器输出接点,一般接点容量为AC25OV、1A,将其连接到开关柜的合、分闸开关或按键上就可以进行远方合分闸操作。

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②综合自动化系统的合分闸继电器触头与开关柜上合分闸开关或按钮之间设计手动与远方自动转换开关。

③10KV及以上的供配电系统需要综合自动化系统进行远方合分闸操作时,其控制开关取消不对应接线,选用自复式转换开关,也可选用控制按钮。

④所有进入综合自动化系统的远方操作开关的手动分闸操作开关或按钮有一对独立的常开接点引到综合自动化系统,以便在人工手动分闸时给综合自动化系统一个开关量输入信号发出非误动作报警信号。本课题研究的主要内容为35VK变电站综合自动系统的结构和功能设计、硬件系统设计和原理分析以及系统中变压器保护的应用软件开发与分析。

变电站综合自动化系统实际运行结果证明变电站综合自动化技术和变电站无人值班技术是变电站监控和保护发展的主流和必然趋势。 主要参考文献:

1 陈化钢主编.电气设备及其运行.安徽:合肥工业大学出版社,2004 2 王京伟主编.供电所电工图表手册.北京:中国水利水电出版社,2005 3 卓乐友.电力工程电气设计200例. 北京:中国电力出版社,2005 4 李宏任.实用继电保护. 北京:机械工业出版社,2002 5 方大千.实用继电保护技术. 北京:人民邮电出版社,2003 6 变电站自动化系统

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