網(wǎng)絡(luò)教育學院本科生畢業(yè)論文(設(shè)計)題目：大慶無人值班變電所電氣系統(tǒng)研究與設(shè)計內(nèi)容摘要今年來,隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展以及電子信息及微機裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛運用，變電所實現(xiàn)無人值班已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的重要方向。無人值班變電所作為一種先進的運行管理模式，前提是提高變電所設(shè)備可靠性，并通過借助微機遠動技術(shù),實現(xiàn)由遠方值班員直接實施對變電所內(nèi)各設(shè)備運行的有效控制。無論是對無人值班變電所的新建或是將常規(guī)變電所改造為無人值班狀態(tài)，均有著十分顯著的經(jīng)濟效益。本次課程設(shè)計選擇了大慶無人值班變電所電氣系統(tǒng)研究與設(shè)計，在設(shè)計該無人值班變電所時,以小型化模式為基礎(chǔ)，通過選擇主接線接線方式，變壓器,各導體設(shè)備等，介紹綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢以及采用的繼電保護設(shè)備等,經(jīng)過分析數(shù)據(jù)以及準確的計算對該變電所進行了無人值班制度的設(shè)計，為以后我市的無人變電所的發(fā)展和擴大起到了一定的參考作用。關(guān)鍵詞:無人值班變電所；電氣主接線；變電站綜合自動化系統(tǒng)?目錄TＯC\o"1-3"\h\z＼uHＹＰERＬINK\l＂_Toc29５４７49９５"內(nèi)容摘要?PＡGＥＲEF_Toc２95474995\hIHYPEＲLINK\ｌ"_Tｏc２95４7４９９6"1緒論?PAGＥＲEＦ_Tｏｃ２95474９96＼h1HYPEＲLIＮK＼l"_Toc29５474997"１.1無人值班變電所的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 ＰAGERＥＦ_Toc２95474997＼h１HYPERLIＮK＼l"_Toc29547499８＂1.２國內(nèi)外的研究背景?PAGEREF＿Toc２９54７４9９8＼h2HYPERLINK＼l"_Toc295474999"1.３本次論文的主要工作 PＡGEＲEＦ＿Tｏｃ295４７４999＼h3HYＰERLIＮK\ｌ"_Ｔoｃ29547５000＂２電氣設(shè)計的主要內(nèi)容 PAGＥREＦ_Toｃ２９547500０＼h４ＨYPEＲLINK\ｌ"_Toc295４75０0１"2.1變電所的總體分析及主變選擇 ＰAGＥREF_Tｏc２9５４75001\h4ＨＹPERLINK2.2電氣主接線的選擇?PAGEＲEＦ_Ｔoc295475００２\ｈ４ＨYPEＲLINK＼l"_Toc２95４７50０３"2.３短路電流計算?PAGEREＦ＿Tｏc295475００3＼h4ＨYPEＲLINK＼l"＿Tｏc29５475004＂2.4電氣設(shè)備選擇 PＡGＥＲＥF_Toｃ2９5475004\h5HYPERLＩNK＼ｌ"_Ｔoc295４７5０05"2.5配電裝置及總平面布置設(shè)計 PAGERＥF＿Toｃ2954750０5＼h5HYＰEＲLＩＮＫ＼l"_Ｔｏc２９5４7５006"3變電所的總體分析及主變選擇 PAGＥREＦ_Toc２9５4750０６\ｈ6HYＰERLINK3．1變電所的總體情況分析 PAGEREF_Tｏｃ２９54７5007\ｈ6HYPＥRLINＫ３．2主變壓器容量的選擇 PＡGEREF_Ｔoc2954７５0０８\h６HYPERLIＮK\ｌ"_Toc２95475009"3．３主變壓器臺數(shù)的選擇 PAＧEREF_Toc2９5475009＼ｈ7HYPEＲLINK＼l＂_Toc2９547５01０"4電氣主接線設(shè)計?PAGEREＦ＿Toc295４７501０\h１1HYＰＥＲLINK\l＂_Tｏc295475011"4．1引言 ＰAGEREF_Toc29547５011\h11HYPERLＩＮK\l"_Ｔoc295475012＂４.２電氣主接線設(shè)計的原則和基本要求 PAGEREＦ_Ｔoc2９５４７5012\h１１HYＰEＲＬＩNＫ\ｌ＂_Tｏc2954750１3"４.3電氣主接線設(shè)計說明?PAGEＲＥF_Ｔｏc２９5４75013\h1２HＹPERLIＮＫ＼l＂_Toc２９5475014"5短路電流計算?PAGEREF_Tｏc2９5４7５0１4\h１3HYPＥRLＩNK５.2變電所短路短路電流計算?ＰＡGEREF＿Toc29547５016＼h1３ＨYPＥRLINK＼l"_Ｔoc29５４７5017＂6結(jié)論?PＡGERＥF_Toc2954７5017\h17ＨYPＥRＬINK\l＂_Toc２95475０1８"參考文獻 PAGＥREF_Toc2954７50１８\h１８ １緒論１.１無人值班變電所的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢中國農(nóng)網(wǎng)變電所的建設(shè)設(shè)計,由6０年代的簡易變電所發(fā)展到70年代的工業(yè)化模式所，經(jīng)歷著一個逐步改進提高的過程,但都未發(fā)揮其理想的性能。８0年代以來,在總結(jié)六七十年代兩種模式的基礎(chǔ)上，本著“小容量、密布點、短半徑”的原則,全國范圍建成了上千座農(nóng)村小型化變電所。而進入90年代后，農(nóng)村變電所也開始在小型化模式的基礎(chǔ)上朝無人化模式發(fā)展。但就目前情況來看，我省至今還沒有無人值守的變電所,本次課程設(shè)計結(jié)合本省的負荷特點及自然狀況，提出了在省城郊區(qū)建設(shè)一座的無人值班變電所模式的研究,為我省今后無人值班變電所的推廣積累了經(jīng)驗。無人值班變電所作為一種先進的運行管理模式，前提是提高變電所設(shè)備可靠性，并通過借助微機遠動技術(shù)，實現(xiàn)由遠方值班員直接實施對變電所內(nèi)各設(shè)備運行的有效控制。無論是對無人值班變電所的新建或是將常規(guī)變電所改造為無人值班狀態(tài)，均有著十分顯著的經(jīng)濟效益:(l)管理和運行的費用較低。由于布置時采用的是新型高壓設(shè)備和完全的戶外式設(shè)備,運行費用僅相當于常規(guī)變電所的１/10。(２)提高了供電的可靠性和自動化程度。一方面，由于提高了變電所設(shè)備的可靠性和基礎(chǔ)的自動化，很大程度上,可以縮短事故停電時間和停電范圍，另一方面,遙控技術(shù)的的實現(xiàn)使得遠方調(diào)度值班員可以直接實時監(jiān)測和控制變電所各出線的負荷，因而能進一步加強負荷管理。(3)不新增投資的條件下可多供電。這種新型的無人值班變電所可以提高負荷率(一般都大于10%）,使得電網(wǎng)可以在不增加新投資條件下多供電。同時,提高了自動化程度高后,可以大大縮短維修停電和事故處理等時間，因此也能多供電。(4）提高了系統(tǒng)的安全運行水平。由于變電所自動化水平較高，因而可大大減少人員誤觸電和誤操作事故。(5)進一步提高了供電質(zhì)量。由于對有載調(diào)壓的主變以及無功補償裝置實現(xiàn)了遙控,因而可以維持母線電壓在較為理想的水平，在常規(guī)變電所基礎(chǔ)上,電壓合格率至少提高5%。以上可以看出，全國范圍內(nèi),農(nóng)村無人值班變電所必將蓬勃發(fā)展。1.2國內(nèi)外的研究背景在西歐、北美及日本等發(fā)達一些國家，絕大部分的變電所（500KV、38OkV及以下電壓等級的變電所)都己實現(xiàn)無人值班，管理人員很少，但是有著很高的管理水平、自動化程度及供電可靠性。比如美國田納西流域管理局管理電壓等級為161一500KV的電網(wǎng)和部分69、46kV的電網(wǎng),供電區(qū)域面積達到了8000０平方英里,最高和最低負荷分別為26000和１2000MW，平均負荷處于16０00一170０OMw之間，變電系統(tǒng)自動化程度及供電可靠性都相當高［１]。在1９95年,TAV用戶的年平均停電時間僅僅為7ｍin,同時供電可靠率已達到99.９９9%,變電系統(tǒng)基本全部實現(xiàn)“四遙”。相比與中國,美國農(nóng)村變電所主要有以下幾個特點：(1）占地面積較小。一些變電所采用立體多層設(shè)備布置以節(jié)約占地。(2)房屋建筑面積較小。主控室較多采用組裝式，多用鐵絲網(wǎng)柵而非實體磚砌圍墻。(3)一次設(shè)備質(zhì)量很好且檢修周期較長。（4）主接線非常簡單,主變一般為雙繞組，高壓側(cè)多采用熔斷器保護。(5)基本全部實現(xiàn)無人值班，遠動終端設(shè)備體積較小、性能非常優(yōu)良可靠。為數(shù)量日益增加的為人變電所提供設(shè)計指導的,是由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)村電氣化管理局編印的《農(nóng)村變電所設(shè)計導則》一體，本次畢設(shè)中，摘引以下相關(guān)要點。(l)設(shè)計大多數(shù)變電所連續(xù)運行,無需值班人員。由一個中心樞紐控制系統(tǒng)和系統(tǒng)的各部分,提供遠距離的指示、控制、測量以及通信手段。（2)由于近年來,系統(tǒng)電壓普遍趨向于上升，因此取消中間傳輸變電所,同時將輸送電壓直接降至一次配電側(cè)的電壓水平。(3)開關(guān)、控制和降壓設(shè)備的集合組成了配電變電所。配電所將輸送電壓降至一次配電電壓，從而輸送電能給居民、農(nóng)場、商業(yè)及工業(yè)負荷。農(nóng)村變電所要求電能容量的從１臺SＭvA到３臺ＳＭvA的變壓器范圍內(nèi)，并要求以輻射方式供電。（4)主變高壓側(cè)保護裝置可以選擇躍開式熔斷器、斷路器等。當主變壓器容量小于1２ＭVＡ,并且高壓側(cè)電壓低于1３8kV時,高壓側(cè)經(jīng)濟合理的保護是采用熔斷器。目前,中國的無人值班變電所的自動化系統(tǒng),從整體上可以劃分為以下兩種模式:1.集控臺模式集控臺模式產(chǎn)生并發(fā)展于我國農(nóng)網(wǎng)變電所小形化模式方案試點過程中，具有“四合一”功能,也就是集控制、信號、測量和保護于一體。它實現(xiàn)對強電的控制時,采用的是弱電選線技術(shù)。集控臺模式的逐步發(fā)展經(jīng)歷了由低級向高級逐步的歷程。目前,形成了多型式、多檔次產(chǎn)品并存的局面。2．RTU模式RTU(RｅmoteＴｅｒmmalUnｉt)即為遠方終端裝置，是核心為微機的自動智能化遠動裝置。今年來，隨著微機技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，ＲＴU功能也越來越完善，實現(xiàn)變電所的自動化時采用RTＵ模式的性價比也越來越高。新產(chǎn)品RTU除了最基本的四遙(即遙測、遙信、遙控和遙調(diào))功能外，還有著較為完善的當?shù)毓δ?如屏幕顯示、打印制表等）、轉(zhuǎn)發(fā)信息功能、內(nèi)存數(shù)據(jù)功能、裝置內(nèi)部功能以及事故順序記錄功能等。３.分層分布式微機網(wǎng)絡(luò)模式分層分布式微機網(wǎng)絡(luò)模式的主要特征是，采用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),把分層管理（變電所層和間隔層)的分布式微機聯(lián)系起來，構(gòu)成一個變電所內(nèi)通信網(wǎng)，以共同對變電所所有設(shè)備進行保護、監(jiān)控、信患、處理及智能化管理。由于該模式涉及到了變電所的控制、保護、測量以及信號的綜合管理，因此也稱作變電所綜合自動化。分層分布式微機網(wǎng)絡(luò)模式起步較晚，但功能非常完善，技術(shù)很先進、規(guī)模容量也較大。目前，已將該模式引入了農(nóng)網(wǎng)變電所。1.3本次論文的主要工作選某變電所作為設(shè)計對象，做有關(guān)這個變電所的電氣設(shè)計。本論文主要研究大慶無人值班變電所的電氣部分的電氣設(shè)計。本文概述了變電所設(shè)計的主要內(nèi)容，其中包括變電所總體分析、主變選擇、電氣主接線設(shè)計、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置和總平面設(shè)計等。對實際變電所設(shè)計具有一定的指導意義。

２電氣設(shè)計的主要內(nèi)容電氣設(shè)計主要包括強電和弱電兩個部分，強電部分的主要設(shè)計內(nèi)容有:變配電系統(tǒng)、電力和照明以及防雷接地系統(tǒng)等。變配電系統(tǒng)主要部分有:高低壓系統(tǒng)、變壓器、備用電源系統(tǒng)等;而電力系統(tǒng)主要包括電力系統(tǒng)配電和控制；照明系統(tǒng)則包括室內(nèi)外各類照明等;防雷接地系統(tǒng)主要包括防雷電感應(yīng)、防雷電波侵入、接地、等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)以及輔助等電位聯(lián)結(jié)等等。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分。變電所電氣一次部分設(shè)計包括變電所總體分析、主變選擇、電氣主接線設(shè)計、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇、配電裝置和總平面設(shè)計等[3]。2.１變電所的總體分析及主變選擇設(shè)計中必須從全局利益出發(fā)進行變電所的設(shè)計，妥善處理安全與經(jīng)濟以及基本建設(shè)與生產(chǎn)運行等方面的關(guān)系,需要從實際情況出發(fā),結(jié)合當?shù)厍闆r,采取適宜的建設(shè)標準。根據(jù)當?shù)匦枰c可能性,應(yīng)該有計劃和步驟地推行國內(nèi)外的先進技術(shù)，一定程度上采用鑒定合格的新設(shè)備、新材料和新結(jié)構(gòu)等，逐漸提高地區(qū)的自動化水平。變電所的設(shè)計宜采用經(jīng)過審查的通用設(shè)計或典型設(shè)計。主變臺數(shù)的考慮原則:(1)對于大城市郊區(qū)的一次變電所,如果中、低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，裝兩臺主變?yōu)橐?。（?對于地區(qū)性孤立的一次變電所以及大型工業(yè)專用變電所,應(yīng)考慮裝三臺主變壓器的可能性。(3)對于只裝兩臺主變變電所的規(guī)劃,主變基礎(chǔ)應(yīng)按大于變壓器容量的一至二級進行設(shè)計,方便負荷發(fā)展時更換主變。２.2電氣主接線的選擇電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié),電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性,它的擬定直接關(guān)系著全廠(所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。2.３短路電流計算為了使所選擇的電氣設(shè)備，而足夠的可靠性,經(jīng)濟性，靈活性,在某一段時間內(nèi)的電力系統(tǒng)中,以滿足發(fā)展的需要，應(yīng)對不同的點的短路電流進行驗證。電力系統(tǒng)短路電流，自20世紀50年代以來，中國電力行業(yè)引入長期使用前蘇聯(lián)的操作在任何時間曲線計算短路電流。所謂的運行曲線的電力系統(tǒng)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到個別計算阻抗在不同的條件下，在一定的時間的短路電流的發(fā)生器的參數(shù),然后取平均值，所有這些短路電流，作為運行曲線,計算出在某一時刻和電抗的情況下的短路電流。制定運算曲線有兩種方法,同一變化法以及個別變化法。2.4電氣設(shè)備選擇根據(jù)《導體和電器選擇技術(shù)規(guī)定》SDGJ１4－８6第１.1.2條規(guī)定：(1)力求技術(shù)先進，安全適用，并且經(jīng)濟合理;(2)滿足正常運行或檢修、短路和過電壓情況下的各種要求，并要考慮到遠景的發(fā)展；(３)按照當?shù)丨h(huán)境及條件校準;（4)導體種類不宜過多。２.5配電裝置及總平面布置設(shè)計進行高壓配電裝置的設(shè)計時必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，根據(jù)系統(tǒng)條件，自然環(huán)境以及運行檢修等的要求，制定合理的布置方案和選用設(shè)備,一定程度上采用鑒定合格的新設(shè)備、新材料和新結(jié)構(gòu)等,逐漸提高自動化水平,同時要注意節(jié)約材料。安全凈距的設(shè)計應(yīng)根據(jù)《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)范》SDJ5—85中第4．１.1～4.1.5條的規(guī)定。各不同電壓級配電裝置的設(shè)計和選擇符合《高壓配電裝置技術(shù)規(guī)程》SDJ5—85的規(guī)定?？偲矫嬖O(shè)計需符合《變電所總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)定》SDGJ６3—８4中第101條額規(guī)定，布置變電所的總平面時，必須全面貫徹洛神現(xiàn)行各項技術(shù)經(jīng)濟政策，因地制宜，努力創(chuàng)新,做到合理布置，并充分利用荒地、坡地或劣地，盡量不占或少占良田,做好技術(shù)的經(jīng)濟論證,認真選擇最佳的設(shè)計方案以提高經(jīng)濟效益，從而為安全運行創(chuàng)造良好的條件。需在滿足安全穩(wěn)定運行的前提下，盡量簡化。3變電所的總體分析及主變選擇3.1變電所的總體情況分析變電所的設(shè)計必須從全局利益出發(fā)，正確處理安全與經(jīng)濟，基本建設(shè)與生產(chǎn)運行,近需要與今后發(fā)展等方面的關(guān)系,從實際出發(fā),結(jié)合國情，采用中等適用的建設(shè)標準，有步驟地推廣國內(nèi)外先進技術(shù),并采用經(jīng)實驗鑒定合格的新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要與可能，逐步提高自動化水平。變電所的設(shè)計宜采用經(jīng)過審查的通用設(shè)計或典型設(shè)計。3.２主變壓器容量的選擇當變電所的所址及容量確定之后，需考慮主變壓器的容量與臺數(shù)。一般而言,農(nóng)村變電所可裝設(shè)一臺或兩臺土變壓器,這是因為變壓器臺數(shù)過多，將使土接線復(fù)雜化,既增加土建和設(shè)備投資，義不會給經(jīng)濟可靠運行帶來多大好處,而且,變壓器的效率隨其容量的增大而提高,故一般都希望增大容量而減少臺數(shù)(。變電所的土變壓器的容量應(yīng)根據(jù)5一１０a的發(fā)展規(guī)劃確定,并根據(jù)當前3一sa的負荷發(fā)展來確定近期單臺變壓器容量。如果確定變壓器容量時按照負荷變化性質(zhì),負荷主要以農(nóng)業(yè)用電為主時,變電站則可以分別配置容量不同的變壓器各一臺。采用并聯(lián)運行,則容量比最好不超過3:l[4]；負荷以工業(yè)用電為主時，變電站可以配置相同的容量的變壓器。本次畢設(shè)的變電所位于大慶市松花江北岸松北新區(qū)。其電源由江北一次變電所引出,總共8條１０kＶ出線,預(yù)留８條出現(xiàn)。主要承擔著市政府、電視臺、以及江北開發(fā)區(qū)等地區(qū)一類負荷的供電任務(wù),主要負荷統(tǒng)計如下表：網(wǎng)絡(luò)用戶名稱需用系數(shù)負荷容量kV.A線路長度（km)1，5江北開發(fā)區(qū)0．８6000５２，6市政府０.8300083電視臺０．８４00054太陽島風景區(qū)0.7４０0０87冰雪大世界0.653000108鎮(zhèn)內(nèi)三產(chǎn)０.7200０8表3-1負荷統(tǒng)計表采用需用系數(shù)法進行的計算,第一期負荷增長率5%，變電所計算負荷為：其中,Kｉ——同時系數(shù),一般取0.8５－０．９X%——線損率,高低壓網(wǎng)絡(luò)的綜合線損率在８%－12％Sjm——第i條線路的計算負荷通過計算，本期主變安裝容量為２*2０MvA。考慮10年的負荷增長率5%的情況預(yù)留了更換2＊3Ｉ．SMVA安裝條件。主變壓器采用有載調(diào)壓、低損耗二相電力變壓器，并能白動/手動調(diào)壓，也可實現(xiàn)遠方或就地調(diào)壓。3.3主變壓器臺數(shù)的選擇主變臺數(shù)的考慮原則：(1）對于大城市郊區(qū)的一次變電所,如果中、低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng),裝兩臺主變?yōu)橐恕?2)對于地區(qū)性孤立的一次變電所以及大型工業(yè)專用變電所，應(yīng)考慮裝三臺主變壓器的可能性。(3)對于只裝兩臺主變變電所的規(guī)劃,主變基礎(chǔ)應(yīng)按大于變壓器容量的一至二級進行設(shè)計,方便負荷發(fā)展時更換主變。3．4變電所綜合自動化系統(tǒng)３.4．1常規(guī)變電站組成常規(guī)變電站的三次部分土要由四人部分組成，即繼電保護、故障錄波、就地監(jiān)控和遠動[5]。長期以來，由于這些裝置功能、原理的不同，在電力技術(shù)部門內(nèi)已經(jīng)形成了不同的專業(yè)與管理模式。隨著微機技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電力部門中分別相繼研制了微機繼電保護裝置、微機故障錄波裝置、微機監(jiān)控裝置以及微機自動遠動裝置等，雖然這些裝置的原理和用途不盡相同,但其硬件配置卻基本一樣，所采集的量以及控制的對象也大致相同。由此,人們開始考慮和研制全微機化的變電站一次部分設(shè)計和運行的相關(guān)問題,從而開始形成“變電站綜合自動化系統(tǒng)”的概念。采用先進的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把分層管理（變電所層和間隔層)的分布式微機聯(lián)系起來,構(gòu)成一個變電所內(nèi)通信網(wǎng),以共同對變電所所有設(shè)備進行保護、監(jiān)控、信患、處理及智能化管理。該系統(tǒng)也稱為分層分布式微機網(wǎng)絡(luò)模式，其起步較晚，但功能非常完善，技術(shù)很先進、規(guī)模容量也較大。變電所綜合自動化廣泛了采用微機保護和遠動技術(shù),分別對變電所的模擬量、脈沖量、開關(guān)狀態(tài)量以及一些非電量信號進行采集，并經(jīng)過重新組合其功能,按照預(yù)定的程序和要求實現(xiàn)變電所的自動化監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)及控制。變電站綜合自動化最鮮明的特征如以下四點。(1)功能綜合化。由于變電所綜合自動化技術(shù)建立和發(fā)展在計算機硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及模塊化軟件上的基礎(chǔ)上，取代了變電所的電磁式保護，其監(jiān)控裝置也綜合了儀表屏、模擬屏、操作屏、變送器、有載調(diào)壓無功補償、遠動裝置、中央信號系統(tǒng)以及光字牌等各個方面。微機保護和監(jiān)控裝置綜合在一起,還有故障錄波和故障測距、小電流接地等功能。（2)結(jié)構(gòu)微機化。該系統(tǒng)內(nèi)的主要部件是微機化和分布式的結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡(luò)總線連接，各個環(huán)節(jié)如微機保護、數(shù)據(jù)采集、及控制等的CＰU同時并列運行[６]。(3)操作監(jiān)視屏幕化。操作人員在變電所內(nèi)或是主控站內(nèi)，面對彩色大屏幕顯示器全方位監(jiān)視與操作變電所的各個設(shè)備。屏幕數(shù)據(jù)取代了常規(guī)方式下的指針讀數(shù);CRＴ屏幕上的實時接線畫面取代了常規(guī)龐大的模擬屏；CRT屏幕上光標操作取代了常規(guī)在操作屏上完成的跳合閘?？傊ㄟ^計算機的彩色屏幕可以監(jiān)視變電所內(nèi)的所有變化。(4)運行管理智能化。該系統(tǒng)的智能化不僅僅為常規(guī)的自動化功能，如自動報警、自動報表或是電壓無功自動調(diào)節(jié)、事故判別與處理、小電流接地選線等方面，還可以表現(xiàn)為在線自診斷,并將自診斷的結(jié)果傳送至遠方的主控端。以上是與常規(guī)二次系統(tǒng)區(qū)別的重要特征。也就是說，常規(guī)系統(tǒng)只可以進行一次設(shè)備監(jiān)測,但本身發(fā)生故障時必須靠維護人員去檢查發(fā)現(xiàn)，但綜合自動化系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測一次設(shè)備，還可以每時每刻檢查自己是否有故障,充分體現(xiàn)了其智能性。3．4.2集中式變電所綜合自動化方案及其主要缺點:該方案按照變電所的規(guī)模配置了相應(yīng)容量、功能的微機保護以及微機遠動裝置，安裝于變電所的主控制室內(nèi)[７]。通過電流互感器、電壓互感器以及相應(yīng)變送器傳輸和檢測主變壓器、各進出線路及變電所內(nèi)各種電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，并經(jīng)電纜傳送至主控制室的微機保護與遠動裝置，初步處理后前置機進行預(yù)處理,再進行與調(diào)度端的主計算機的數(shù)據(jù)通信。這種集中監(jiān)控的主要缺點表現(xiàn)在以下幾個方面：（１)由于系統(tǒng)的信息集中處理，需要敷設(shè)大量電纜,投資量很大。(2)系統(tǒng)內(nèi)以模擬量傳輸采集的信號，精度較低，易受到外界的干擾和信號的影響。(3)調(diào)試較麻煩，維護工作量比較大、擴容的靈活性也較差。(4）信息得傳輸速率較低。實現(xiàn)變電所高可靠性的小型化及無人化是變電所綜合自動化的目標,針對以上所述集中式系統(tǒng)的許多缺點，９０年代，我國已開始研究分布式綜合自動化系統(tǒng)[８]。３.4.3分布式綜合自動化系統(tǒng)分布式變電所綜合自動化的軟硬件配置特點如下:(1）每個開關(guān)柜上分別安裝微機繼電保護裝置和微型ＲTU。（2)各種不同的電氣設(shè)備都單獨加裝微機保護裝置和微型RTU。(3）所有的RTU和保護裝置由兩條光纜連接。(4)該系統(tǒng)的各裝置單獨運行。（5)分散安裝,節(jié)省了大量的控制室面積、電纜及安裝費用,因此降低了系統(tǒng)的總造價。分布式變電所綜合自動化的主要特點如下：(l)由于不同的電氣設(shè)備單獨安裝了對應(yīng)的微機保護裝置和微型RＴＵ，如果其中任一裝置發(fā)生故障,都不影響系統(tǒng)的正常運行。(2)由于系統(tǒng)內(nèi)裝置間以數(shù)字信號傳送信息，系統(tǒng)的抗干擾能力較強。(3)該系統(tǒng)為多CPU的工作方式，每個裝置都具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，因而可以大大減輕主控制機的負擔[９]。（4)擴充靈活方便。（5）在數(shù)據(jù)庫中存放實時檢測數(shù)據(jù)和保護信息,獲取時調(diào)度中心直接從前置機中獲取,因此建立了可靠的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。(6)該系統(tǒng)自診斷能力很強，可以自動巡檢系統(tǒng)內(nèi)所有裝置，自動檢查出發(fā)現(xiàn)的故障,并加以隔離。(7）該系統(tǒng)可以進行事件順序記錄，分辨率可達lms,可以為事故的分析提供有效數(shù)據(jù)。綜上所述,由于分布式綜合系統(tǒng)具有以上所述的投資少、裝置維護方便、功能強、擴充靈活以及可靠性高等各種優(yōu)點點,已經(jīng)成為當今的主流發(fā)展方向。3.4.3繼電保護功能相對獨立繼電保護具有特殊的重要性，因而綜合自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護裝置的的可靠性。(1)該系統(tǒng)的繼電保護分別獨立設(shè)置被保護的電力設(shè)備單元(間隔)，輸入電氣量時,直接通過相關(guān)的電流互感器及電壓互感器，輸出時通過觸點,直接操作著相對應(yīng)斷路器的跳閘線圈。（2)該系統(tǒng)保護裝置設(shè)有通信接口，可以用于接入站內(nèi)的通信網(wǎng),在保護動作后提供給變電所層的微機設(shè)備各類報告,但是保護的功能卻又完全不依賴通信網(wǎng)。（３）系統(tǒng)為了提高整個系統(tǒng)的可靠性以及降低造價，避免不必要的硬件重復(fù),應(yīng)該配給保護裝置一些其他功能，但以不能降低保護裝置可靠性為前提。（4）系統(tǒng)內(nèi)除保護裝置外,如備用電源的自動投入裝置、控制電容器投切裝置、以及變壓器分接頭有載切換的電壓控制裝置等其他一些重要控制設(shè)備，也不依賴通信網(wǎng),而在相應(yīng)的間隔層上設(shè)置專用的裝置。4電氣主接線設(shè)計4．1引言電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié),電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性,它的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。變電站電氣主接線是由變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、避雷器等電氣設(shè)備按一定順序連接而成的,電氣主接線的不同形式,直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定等都有決定性的影響。因此電氣主接線的正確、合理設(shè)計，必須綜合處理各個方面的因素,經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比較方可。4．２電氣主接線設(shè)計的原則和基本要求本次進行電氣主接線設(shè)計時,考慮了以下四個方面的因素：(ｌ)必須保證供電的可靠性和電能質(zhì)量電力生產(chǎn)的首要任務(wù)就是安全可靠，對電氣主接線最基本的要求便是保證供電的可靠性和良好的電能質(zhì)量。進行設(shè)計時,除了要對主接線的基本接線形式進行定性評價外,對一些比較重要的變電所,更需要進行定量的分析和計算。雖然我們討論的屬于農(nóng)村電網(wǎng)變電所,但是這些變電所擔負許多郊區(qū)工廠和企業(yè)、風景名勝、以及農(nóng)業(yè)排澇抗旱等重要的供電任務(wù),滿足供電的可靠性十分必要。隨著農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，加之使用了自動化裝置和一些先進的技術(shù),這都非常有利于主接線可靠性的提高。但可靠性的提高不完全等價于元件或設(shè)備用得越多、越新、接線也越復(fù)雜,相反地,不必要地使用多余設(shè)備,使主接線復(fù)雜,運行發(fā)生不便,更會導致供電可靠性的降低。(2)靈活、方便,可以滿足遠方監(jiān)控的要求好的主接線應(yīng)該不僅可以滿足各種不同的運行狀態(tài)，而且能夠靈活地轉(zhuǎn)換運行方式。正常運行時可以安全可靠地供電,故障情況或是設(shè)備檢修時也都能滿足遠方監(jiān)控的要求，可以簡單、靈活并且迅速地進行運行方式的倒換,使得停電時間最短，停電影響范圍也最小。顯然,過于復(fù)雜的接線不僅不能保證操作方便,反而會增加誤操作率，但太簡單的接線,也不一定可以滿足系統(tǒng)運行方式的要求，因此,合理地安排主接線十分重要。(3）經(jīng)濟性良好進行主接線設(shè)計時,經(jīng)常會在可靠性與經(jīng)濟性之間發(fā)生貌似。如果要使主接線靈活可靠，必然會在一定程度上導致投資的增加。因此,設(shè)計中必須綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟兩種因素,在滿足了供電持續(xù)可靠、運行方便靈活的基礎(chǔ)上,盡可能使得設(shè)備的投資費用、運行費用最少。(４)可以發(fā)展和擴建目前，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，往往會對已投產(chǎn)的變電所有擴建的需求,從主變的容量、臺數(shù)、以及饋線的數(shù)量均有擴建的需求的可能性,因此在設(shè)計主接線時，應(yīng)該保留發(fā)展的余地,不僅要實現(xiàn)最終接線的目標，同時還要考慮到分期過渡接線的可能性，以及施工的方便性。4.3電氣主接線設(shè)計說明該變電所承擔著許多工廠企業(yè)、政府機關(guān)的一類負荷供電任務(wù)，因此供電必須保證必要的可靠性，同時主接線在該條件下可以簡化設(shè)計,以保證運行的靈活方便，如下圖4-l所示。由2回輸電線的分支線將66kV接入變電所，采用雙Ｔ接線,雙線路雙變壓器組的接線方式。同時,在雙變壓器６6kV母線上，設(shè)置了隔離開關(guān)以聯(lián)絡(luò)高壓負荷,便于一回檢修時,另一同線可帶雙變運行。變電所本期1０ｋV側(cè)出線8回，預(yù)留8回，一律為電纜出線。因為本期設(shè)計饋電線路較多，而且負荷很重要，采用了單母線分段帶旁路的接線方式。供電可靠性和靈活性高,檢修出線斷路器時可不中斷供電。本次設(shè)計中,如果沒有一類負荷,也可采用單電源側(cè)進線,高壓側(cè)單母線接線、低壓側(cè)單母線分段不帶旁路的主接線方式。圖4-1主接線圖５短路電流計算5．1短路計算的目的為了使所選電氣設(shè)備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性并在一定的時期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要,應(yīng)對不同點的短路電流進行校驗。5.2變電所短路短路電流計算在校驗電氣設(shè)備的短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時，按具體的設(shè)計規(guī)劃容量計算所用短路電流電源容量,并將電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃考慮在內(nèi)。進行短路電流計算選擇短路點時，應(yīng)使得所選擇的電氣設(shè)備可以通過可能的最大短路電流。變電所的電氣連接圖如圖５-１所示,等值網(wǎng)絡(luò)的計算過程如下圖：選?。絀00MVA,=Vav,計算各元件參數(shù)的標么值系統(tǒng):上級變壓器=0.045,上級線路=0.017４7變壓器：=并聯(lián)運行下=2.2587/2=0.14285圖5-1系統(tǒng)的等值阻抗圖本研究中系統(tǒng)的等值阻抗圖如圖所示。計算可得:進線路：并列運行下：0．1836÷2=0.1８36(L＝5KM)出線路：(L=8KＭ)（L=１０KM)對于無限容量系統(tǒng),二相短路周期分量的計算過程如下：圖５-2系統(tǒng)等值阻抗圖KＩ點短路下,雙線分列運行的合成阻抗為:短路電流的有效值為：K3點