110kV变电站综合自动化系统设计

摘　　要

随着高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠提出了新的要求，高压、超高压变电站的控制和保护系统必须适应这种新形势，因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。

变电站综合自动化系统是在计算机和网络通信技术基础上发展起来的，近几年在我国发展迅速，产品的更新换代及定型也越来越快。它给变电站的设计安装、调试、运行、维护及管理等方面都带来了一系列自动化技术的变革。由于目前国内还没有出台变电站综合自动化系统的详细要求和制造标准，国内市场上变电站综合自动化产品的类型及系统结构也各不相同。因此，根据变电站在电力系统中的地位，作用和变电站的规模、电压等级及一次设备状况，选择一种理想的综合自动化系统，合理组态是工程设计和应用的重点。

本设计通过对变电站综合自动化系统的现状、硬件结构形式、功能及保护配置的讨论、变电站综合自动化的硬件结构形式分析比较，确定了11OkV变电站综合自动化系统的设计要求。通过详细的短路电流计算，完成了电气一次系统设计；在对市场和产品的充分调研下，对一次设备及二次系统进行了合理选型和组态，最终完成了该变电站综合自动化系统的设计。

关键词:变电站综合自动化；微机保护；电气一次设计；电气二次系统

目　　录

摘　　要 1

Abstract 2

1绪论 1

1.1本课题的意义 1

1.2变电站综合自动化系统的国内外发展现状 1

1.2.1变电站综合自动化系统的国内发展现状 1

1.2.2变电站综合自动化系统的国外发展现状 2

1.3本设计所做的工作 3

2变电站综合自动化系统的结构、功能与保护配置 5

2.1变电站综合自动化系统的结构形式 5

2.1.1集中式变电站综合自动化系统 5

2.1.2分布式变电站综合自动化 6

2.1.3分布集中式综合自动化系统 7

2.1.4集中与分散结合式综合自动化系统 7

2.2变电站综合自动化系统的功能 7

2.2.1变电站综合自动化系统的监测 8

2.2.2变电站综合自动化系统的监控 8

2.2.3变电站综合自动化系统的远传 9

2.2.4变电站综合自动化系统的保护 9

2.3变电站综合自动化系统的硬件配置 9

2.3.1配置的分类 9

2.3.2配置的原则 10

2.3.3硬件结构 11

2.4微机保护算法 13

2.4.1半周积分算法 13

2.4.2傅氏变换算法 13

2.4.3解微分方程算法 15

2.5本章小结 15

3电气一次部分设计 16

3.1变电站与电网的连接 16

3.2电气主接线 16

3.2.1主变容量的选择 16

3.3.2电压等级及接线形式 16

3.2.3中性点接地方式 17

3.2.4无功补偿 17

3.2.5电压控制 17

3.3电气总平面布置及配电装置 17

3.4短路电流计算及设备选择 18

3.4.1短路电流计算 18

3.4.2主要电气设备选择 21

3.5所用电系统 23

3.5.1所用变压器容量确定及选择 23

3.5.2所用电接线 24

3.6本章小结 24

4电气二次系统 25

4.1设计路线 25

4.2变电站综合自动化系统功能要求 26

4.2.1综合自动化要求 26

4.2.2微机监控系统主要功能 28

4.2.3微机监控系统主要技术指标 29

4.2.4保护功能的要求 30

4.2.5其它功能要求 31

4.2.6信息通道和信息传输要求 32

4.2.7远动信息采集范围 32

4.2.8防误闭锁系统 34

4.2.9直流系统 34

4.3综合自动化产品选型及系统配置 34

4.3.1产品选型 34

4.3.2系统配置 35

4.3.3各组成部分结构及工作原理 36

4.4本章小结 44

5变电站综合自动化系统的通信系统设计 45

5.1各类通信 45

5.1.1 RS232，RS422和RS485总线 45

5.1.2 LonWorks总线 45

5.1.3 CANBUS现场总线及其协议 46

5.1.4优缺点比较 47

5.2通信及其协议 47

5.3各类通信技术 47

5.3.1光纤通讯技术 47

5.3.2现场总线通信技术 48

5.3.3无线通信技术 49

5.3.4配电线载波通信技术 49

5.3.5其他通信技术 49

5.4本章小结 49

6变电站综合自动化系统的抗干扰设计 50

6.1干扰的来源及其对系统的影响 50

6.1.1干扰的来源 50

6.1.2干扰对系统的影响 50

6.2抗干扰设计 51

6.2.1硬件抗干扰设计 51

6.2.2软件抗干扰设计 51

结  论 54

参 考 文 献 55

附图A 地理接线图 57

附图B 电气一次主接线图 58

致  谢 59