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1、无人值班变电站初步设计- 0 -毕业设计（论文）题目：无人值班变电站的初步设计专业：电力系统及自动化管理班级：04 级学生：马超指导老师：何跃进西安理工大学函授部二 00 七 年 十二 月无人值班变电站初步设计- 1 -毕业设计（论文）任务书一、设计、论文题目：无人值班变电站的初步设计二、参考资料：1、 电力工程设计手册2、 供用电工程3、 微机保护4、 电力系统自动化及远动原理5、 电力系统分析三、设计、论文要求：1、设计要求：1）电厂电气主接线方案的确定2）设备选型3）系统继电保护4）自动装置的简单配置5）综合自动化2、论文要求：无人值班变电站初步设计- 2 -1）论述部分：阐述设计者的设
2、计思路，设计过程及设计结论，要求思维清晰，逻辑清楚，文笔流畅，详略得当，字迹工整，有效、全面的反映设计者的设计理念。2）计算书及其他附件 ：强调正确性及完整性。3）附图：要求严格遵照制图规范绘制和标注。指导教师：学生姓名：无人值班变电站初步设计- 3 -原始资料简介原始资料简介：该变电站为 110kV10kV 电压等级的综合自动化无人值班终端降压变电站，主要承担城区供电任务。本期主变容量为 2*50MVA， 型号为 SFZT- 50000/110UK=17 5； ：10kV 出线回，且 10kV 侧短路电流不超过 28kA，上一级电源为区域变电站，距本变电站 6kM，双回路同杆架设，导线为 L
3、GJ-120。无人值班变电站初步设计- 4 -前言随着我国电力事业的飞速发展，电网规模的不断扩大，电网结构日趋复杂， 电网运行需要传送的实时信息成倍增多，对实时性要求越来越高，常规的有人值守变电站已不适应目前的现状。另外，随着电力市场化改革的不断深入，对新建和扩建的 110KV 变电站无可置疑地需要无人值守， 必须采用综合自动化技术。变电站自动化内容包括电气量的采集和电气设备（如断路器、变压器、刀闸）状态的监视、控制和调节，实现变电站的正常运行监视和操作，保证变电站的安全和经济运行。在发生事故时，瞬态电气量的采集、监视和控制，由继电保护、安全自动装置、故障录波等来完成，迅速切除故障，完成事故后
4、变电站的快速恢复到正常运行的操作。从长远的观点来看，还应包括高压电气设备本身的监视信息（如断路器、变压器、避雷器等的绝缘状态监视等） 。此外，变电站内的所有信息量，可通过通信网络传输到调度中心，运行方式科和继电保护工程师那里。本次设计依据毕业设计任务书中提供的设计资料、技术无人值班变电站初步设计- 5 -参数来对一次电气设备和二次电气设备进行设计。变电站是一座负荷末端的 110KV 降压变电站， 一次设备采用了维护量少， 占地面积小的 GIS 组合电气， 二次设备采用了技术先进，运行成熟的 CSC2000 综合自动化系统，真正实现了无人值守。本设计分为两部分，第一部分为设计说明书，共分九章；第
5、二部分为短路电流计算书，是本次设计过程中所涉及到的一些计算内容。无人值班变电站初步设计- 6 -目录前言前言原始资料简介原始资料简介毕业设计任务书毕业设计任务书第一部分第一部分设计说明书设计说明书第一章第一章无人值班变电站的基本知识无人值班变电站的基本知识第二章第二章一次设备的选型原则一次设备的选型原则第三章第三章电气一次主接线的选择电气一次主接线的选择第四章第四章主变压器的选择主变压器的选择第五章第五章电气设备的选择电气设备的选择第六章第六章继电保护继电保护第七章第七章自动装置自动装置第八章第八章保护设备的确定保护设备的确定第九章第九章综合自动化系统的设计综合自动化系统的设计第二部分第二部分
6、短路电流计算书短路电流计算书第一章第一章短路电流的计算短路电流的计算第二章第二章导线选择导线选择参考文献参考文献一次电气设备布置图一次电气设备布置图无人值班变电站初步设计- 7 -第一部分设计说明书第一章无人值班变电站的基本知识引言 变电站自动化和无人值班是当今电网调度自动化领域的必然趋势，其发展 势头正方兴未艾。 无人值班是电力工业随着科学技术的发展而产生的新型的变 电站运行方式，在这种运行方式里，先进技术成分含量大，它集中包含了工业 自动化，人工智能分析，通讯等多学科先进技术的结晶，这是科学发展一般规 律所直接导致的必然结果。对原有变电站有步骤地实施无人值守改造势在必 行， 其原因有两点：
7、 第一， 它能更好地适应工业对电能质量的要求。 现代工业， 尤其是高新技术产业，对电能的电压水平、频率、纹波系数、供电连续性等指 标都有较高的要求,我们电力企业就要适应这种要求，工业自动化以及与之相 应的变电站自动化有着信息加工量大、信息反馈快等人力不能超越的优点。因 此，在变电站中引入工业自动化，实现无人值班是科学的选择；第二，它是电 力企业安全运行的要求，统计表明电力行业的事故中，由人为因素造成的占有 一定的比重，实践证明人容易受环境、情绪、疾病等诸多因素影响，因此本身 就是一个不可靠因素。确实有不少事故是由人为误操作引起的，无人值班却可 以提高运行可靠性。例如郑州地调早在 1959 年就
8、开始采用遥控技术，40 多年 从未发生过误操作，深圳供电局实现变电站无人值班后，误操作事故率降低了 60%。因此，我们现在不应该再讨论无人值班该不该上，而应该讨论无人值班 该怎样上；第三，从经济效益的角度看，当无人值班变电站达到一定数量时， 就可以实现减人增效。第一节无人值班变电站的概念及基本条件1.1 概念 无人值班变电站又称无人值守变电站，是指没有经常性运行值班人员的变 电站，该站的运行状态（包括必须的各种量值、潮流方向、开关电器的位置、 变压器调压分接头位置、补偿电容器投切组数等）经本站的微机远动装置 RTU 处理后，再经远动通信转送至上一级电业主管部门的计算机系统，并在监视器 CRT
9、和系统模拟盘屏上显示出来，亦可打印制表， 供调度人员随时监视查询，然后做出相应的处理 1.2 无人值班变电站应具有的基本条件 1.2.1 电力变压器应装设自动调整调压分接头的装置，并在它的周围和开 关室内装设自动灭火报警装置。无人值班变电站初步设计- 8 -1.2.2 各种受控电器应装设电动操作机构 1.2.3 各种电量和非电量变送器或传感器的测量精度和可靠性应在允许 范围内，防止误差超限。 1.2.4 各种开关电器的位置信号和补偿电容器的投切数目等，均应准确采 集出来。 1.2.5 变电站应装设功能足够的远动终端装置 RTU，能够准确发送、转收 的转换各种远动信号。 1.2.6 在变电站与调
10、度中心之间架设具有抗干扰能力和质量优良的远动 通道，确保远动通信系统安全可靠的运行。 1.2.7 上一级调度中心必须具有功能比较齐全的计算机自动监控系统，而 且远动系统的质量优良。 1.2.8 具备一支精干的工程技术人员队伍，熟练掌握有关安装调试的运行 管理技能无人值班变电站通常为位于城市内或近郊交通方便地点的 35kv 变电 站及 110kv 终端变电站。 实现无人值班的目的： （1）保证安全和防止事故 （2）减少人员过失操作事故，提高供电的可靠性。 （3）给调度人员提供电网的实时数据，提高压送负荷的速度，提高供电 效率单就技术而言，凡有遥测、遥信、遥控、遥调功能的变电站，就是具备无 人值班
11、运行的条件。 科学技术的进步， 特别是计算机及通信技术的发展， 使 “四 遥”变成现实。为实现无人值班奠定了坚定的物质基础。第二节无人值班变电站的设计原则及基本要求1.2.1 设计原则： 无人值班变电站设计应以地区电网规划及调度自动化规划为基础，以电网 的结构，变电站的性质、规模及调度管理模式为依据进行，并遵守以下原则： 1.2.1.1 应结合本地电网规划、电网调度自动化规划和通信规划，依据电 网的结构，变电站的地理、交通、消防条件、站地区域社会经济环境等情况， 因地制宜的确定满足电网要求的设计方案。 1.2.1.2 除按电网规划中所规定的变电站在电网中的地位和作用考虑其控 制方案之外，其中电
12、网的配合、继电保护及安全自动装置的配置等均应满足变 电站设计投运方案的要求。 1.2.1.3 变电站自动化技术装备上要求安全，可靠，经济，适用，正确处 理近期建设与远期发展的关系。 1.2.1.4 坚持节约用地，节约投资，又能达到电网安全运行的目的。无人值班变电站初步设计- 9 -1.2.2设计要求： 1.2.2.1二次设备及土建应进行必要的简化，取消必要的设施，简化变 电站操作，以降低事故率和变电站造价。 1.2.2.2选用可靠性高，维护工作量少的设备。 1.2.2.3考虑在任意条件下的某些特殊要求，如防火，防盗，保安电源 等。 1.2.2.4应满足无人值班变电站的某些运行要求。如备用电源自
13、动投入， 无功功率和电压的调节等。 在变电站设计中应尽量考虑由变电站的自动装置完 成。 1.2.2.5应考虑提高控制系统的可靠性，增强变电站自动化系统处理故 障的能力和自动化系统自身管理的能力。 1.2.2.6应考虑电气通信方面的特殊性，如远动通道的可靠性应 高于有 人值班变电站，不专门装设调度电话，只设置用于维护、检修的电话通信。无人值班变电站初步设计- 10 -第二章一次设备选型原则2.1 接线和平面布置应节约占地面积，减少建筑面积： 在满足安全可靠运行的前提下，简化电气一次主接线。只有两条 110KV 线 路和两台变压器时应采用桥式接线，10KV 出线采用单母分段接线；在城市负 荷中心时
14、 110KV 电气设备采用屋内布置，10KV 采用全户内布置。 一次设备选型应保证供电安全、可靠，并提高电压质量，同时安装、运行、 抢修方便，选择技术先进， 安全可靠， 免维护或少维护设备， 并满足以下要求： 2.1.1 主变压器应装有具备遥信、遥控借口的有载调压开关，110KV 断路 器采用 GIS 组合电气设备，10KV 开关采用真空断路器，弹簧储能结构。 2.1.2 隔离开关应配有能满足遥信、闭锁要求的辅助开关，主变中性点的 刀闸应配有电动操作机构。 2.1.3 110KV 电压互感器应采用电容式电压互感器，能很好的消除铁磁谐 振，10KV 电压互感器也应配有性能开靠的消谐装置。 2.1
15、.4 各电压等级的电流互感器应选用带 0.2 级的二次线圈，以满足计量 准确需要。 2.1.5 避雷器采用氧化锌避雷器，配有在线检测装置，计数器应装有通信 借口。 2.1.6 站用电系统应具有两路电源，互为备用，自动切换。站用变应选用 干式变或接地变，消弧线圈应配有自动补偿装置。 2.1.7 其他设备的选择 电容器应选用密集型电容器。 直流系统的接线方式要安全可靠，合闸母线和控制母线分开，要用二段供 电方式，互为备用。采用免维护的铅酸蓄电池，配有直流电压自动调整装置和 浮充电自动调整装置，一定要具有遥信借口。无人值班变电站初步设计- 11 -第三章 电气一次主接线的选择电气主接线是发电厂、变电
16、站电气设计的首要部分，是构成电力系统的重要环节。 主接线的确定对电力系统的整体及发电厂、 变电站本身运行的可靠型、灵活型和经济型密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和远动的设计有很大影响。因此主接线的设计是一个综合性的问题，必须满足技术先进、经济合理、安全可靠：3.1 主接线设计依据： 电力电气工程设计手册3.1.1 变电站在电力系统中的地位和作用3.1.2 负荷大小和重要性，对一级负荷必须有两个独立电源，当一个电源失去后，能保证对全部一级负荷的不间断供电。3.1.3 系统专业对电气主接线提供的资料。3.1.4 变电站应具有足够的备用容量。3.2 主接线的基本要求：3.2.1 保证供电的可靠性，要充分考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。3.2.2 具有调度灵活，操作方便，能满足系统在事故、检修及特殊方式下的调整要求。3.2.3 主接线应力求简单清晰，尽量节约一次设备的投资，节约占地面积，减少电能损失，即具有经济性。3.2.4 应能容易地从初期过渡到最终接线，并在扩建过渡时，一次和二次设备所需的改造最小，即具有发展和
