1、- 0 -前 言变电站对电力的生产和分配起到了举足轻重的作用，学习和了解变电站的结构和运行对电力资源的可持续发展垫下了基础。随着经济的快速发展，我国电力需求迅速增长，由于产业结构调整和居民生活水平的提高，第三产业和居民生活用电比重上升，制冷制热负荷大幅度增加，使得电网规模不断扩大，高电压、大机组、长距离输电、电网互联的趋势，使电网结构越来越复杂。常规变电站的二次部分主要由四大类装置组成：继电保护、故障录波、就地监控和远动。在微机化以前，这些装置不仅功能不同，实现的原理和技术也完全不同，因而长期以来形成了不同的专业和相应的技术管理部门。近年来，开始采用微机型继电保护装置、微机型故障录波器、微机监
2、控和微机远动装置。这些装置尽管功能不一样，其硬件配置却大体相同，除微机系统本身以外，无非是对各种模拟量的数据采集以及 I/O 回路，并且装置所采集的量和要控制的对象还有许多是共同的，因而显得设备重复，互联复杂。人们自然提出这样一个问题，是否应该从全局出发来考虑全微机化的变电站二次部分的优化设计，提高变电站的可控性，更多的采用远方集中控制、操作、反事故措施等，提高劳动生产率，减少人为误操作的可能，提高运行可靠性，这就是变电站综合自动化的来历。变电站的综合自动化由电脑继电保护和监控系统组成。最明显的特征有以下四个方面：1、功能综合化。2、结构电脑化。3、操作监视屏幕化。4、运行管理智能化。变电站的
3、总体结构采用分布式结构，引入计算机局域网（LAN）技术，将站内所有的智能化装置（IED）连接起来。变电站综合自动化应该改变常规的保护装置不能与外界通信的缺陷，取代常规的测量系统，如变送器、录波器、指针式仪表等；改变常规的操作机构，如操作盘、模拟盘、手动同期及手控无功补偿等装置；取代常规的告警、报警装置，如中央信号系统、光字牌等；取代常规的电磁式、机械式防误闭锁设备；取代常规的远动装置等。计算机技术、通信技术、信息技术惊人的发展，为变电站综合自动化开辟了广阔的前景。变电站综合自动化系统能够大大地提高整个电网运行的安全性和经济效益已经形成共识，其目标应实现变电站的小型化、无人化的高可靠性。综合自动
4、化技术始终追随着计算机技术的发展而发展，计算机和通信技术发展中的任何一种新技术都很快会在变电站综合自动化中找到它的位置。- 1 -目 录摘 要Abstract第 1 章 负荷统计及主接线的设计说明1.1 负荷统计1.2 电气主接线第 2 章 负荷统计及变压器选择2.1 负荷统计2.2 主变压器选择2.3 主变压器参数计算2.3.1 阻抗计算2.3.2 分接头选择2.3.3 无功补偿计算第 3 章 短路电流计算3.1 各支路最大负荷电流3.2 短路点的选择及短路电流计算结果表第 4 章 主要电气设备选择4.1 高压断路器4.1.1 220KV 电压级4.1.2 110KV 电压级 4.1.3 1
5、0KV 电压级4.2 隔离开关4.2.1 220KV 电压级4.2.2 110KV 电压级4.2.3 10KV 电压级4.3 互感器的选择4.3.1 电流互感器参数的选择4.3.2 电压互感器参数的选择第 5 章 主变压器继电保护5.1 定时限过电流保护5.2 电流速断保护5.3 瓦斯保护- 2 -第 6 章 变电站综合自动化6.1 综合自动化的特点6.2 综合自动化的结构形式6.3 综合自动化的主要功能 第七章 变电站监控系统7.1 系统的构成7.2 系统的通信传输7.2.1 上层星形通信网7.2.2 中层 CAN 总线通信网7.2.3 底层 RS-485 总线通信网7.3 系统的工作过程及
6、功能7.4 系统的特点7.5 系统主站软件的构成7.5.1 系统主站软件流程7.5.2 系统工作流程7.5.3 系统点名流程7.5.4 抄表命令流程7.5.5 设置命令流程7.5.6 广播冻结命令流程7.6 系统运行7.6.1 登陆管理7.6.2 主界面7.6.3 菜单功能说明致 谢附录 A 电气一次接线原理图- 3 -220KV变电站摘 要：电力生产过程有别于其他工业生产过程的一个重要特点，就是它的生产、输送、变换、分配、消费的几个环节是在同一个时间内同步瞬间完成。电力生产过程要求供需严格动态平衡，一旦失去平衡生产过程就要受到破坏，甚至造成系统瓦解，无法维持正常生产。随着经济的快速发展，全国
7、乃至全世界凸现缺电局面，如何进一步优化调度，加强电力资源的优化配置，最大限度满足电力需求成为人们探讨的问题之一。又随着计算机技术、通信技术、信息技术惊人的发展，变电站综合自动化技术进一步优化，整个电网运行的安全性和经济效益得到大幅提升。这项技术将引起电力行业有关部门的重视，成为变电站设计核心技术之一。本次 220KV 变电站的设计包括一次和二次部分，主要对变压器台数和容量、主接线方案、高压开关设备、二次接线方案及继电保护的确定；对变电站负荷、无功补偿、短路电流的计算。变电站综合自动化技术是二次部分设计的重点，主要对远程监测系统的构成、工作过程、通信传输等方面的设计，包括电 力 远 程 监 测
8、技 术 的 研 究 现 状 的分 析 ， 阐 述 了 系 统 中 普 通 存 在 的 弊 端 。 详 细 地 阐 述 了 系 统 的 构 成 ， 简 要 地 介 绍 了系 统 的 工 作 过 程 ， 主 要 功 能 和 特 点 。 介 绍 了 Visual Basic 开 发 工 具 的 特 点 ，论 述 了 基 于 VB 的 电 力 远 程 监 测 系 统 主 站 软 件 的 模 块 设 计 思 想 和 主 要 流 程 ， 并 对登 录 管 理 界 面 、 主 界 面 和 各 菜 单 项 进 行 了 说 明 。关 键 词 ： 220KV 变 电 站 ； 综 合 自 动 化 ； 设 计- 4
9、-220KV TRANSFORMER SUBSTATIONABSTACT:The produce of electric power is different from other industrial produce,whose process of product,transfer,change, distribute and consume is completed at the same time.The produce of electric power must keep balance,or it cant function normally or even be destroy
10、ed.As the development of economy, the problem of being shot of electricity is becoming more and more serious.Its a big problem how to optimize the disposition of electric resource and meet the electric power requirement.With the development of computer technology,communication technology and informa
11、tion technology,the comprehensive automation system technology develop faster and faster.The security and economic profits of the whole electric power network are greatly improved.The technology will be attached importance by electrical department and become key point of the transformr substation de
12、sign. This paper is design the 220KV transformer substation which include two parts of electrical devides.The first part mainly choose the capacity and specification of the transformer and all kinds of devides.It also calculate the burden,passive compensation and the shot-circuited current.Comprehen
13、sive automation system technology is the key point of the second part.It mainly include the development of electric power remote monitoring system technology. Then, systemically demonstrates the parts of the system. The working principles of systems communication channels and the main function of th
14、e system are briefly introduced. Finally, this paper summarily introduces the peculiarities of Visual Basic instrument.Keywords: 220KV transformer substation,Comprehensive automation system,design- 5 -第 1 章 负荷统计及电气主接线1.1 负荷统计如下： 单位：KW序 号 用电单位 现状负荷 2005 年统计负荷 2010 年统计负荷1U 大平甲线 16800 18800 248002U 大平乙
15、线 14500 15500 205003U 大红甲线 13700 14700 187004U 大红乙线 12000 13000 180001S 水 厂 4200 4600 58002S 矿冶厂 2960 3060 35603S 化肥厂 3300 3600 50004S 建材厂 1850 1950 24505S 农药厂 4500 4600 58506S 制药厂 7400 8100 93007S 炭素厂 1840 2040 38008S 医 院 1320 1420 26209S 火车站 4280 4880 598010S 棉纺厂 2240 2440 3640合计 90890 98690 13000
16、01.2 电气主接线：220KV 采用双母线带简易旁路110KV 采用双母线接线10KV 采用双母线接线- 6 -第 2 章 负荷统计及变压器选择2.1 负荷统计现状负荷统计为:90890KW;2005 年统计负荷为:98690KW;2010 年统计负为:130000KW。2.2 主变压器选择主变参数：型号 SFPSZ890000/220额定电压 220/121/11KV额定容量 90000/90000/90000KVAP K（12） 395 P K（13） 414 P K（32） 280 最大负荷：110KV Smax 15j810KV Smax5j2最小负荷：110KV Smin 8j21
17、0KV Smin2j1高压侧的电压为：V 1max231KV V1min220KV要求中压侧电压不超过 110121KV 范围，低压侧电压不超过 1010.8KV 范围。2.3 主变压器参数计算2.3.1 阻抗值计算P K（12） P K（12） （S 1N/S2N） 3395KW,同理P K（13） 414KWP K（23） 280KWP K11/2P K（12） P K（13） P K（23） 1/2（395414280）264.5KW, 同理P K2130.5 KW P K3149.5KW- 7 -VK11/2V K（12） V K（13） V K（23 ） 14.75 KV , 同理V
18、K2-0.5KV VK38.25KVRT1P K1VN2/1000SN2(264.5*200*200)/(1000*90*90)=1.58, 同理RT20.78 RT30.89XT1V N2VK1VN2/100SN（14.75*220*220）/1009079.32XT2-2.69 XT344.392.3.2 选择分接头最大、最小负荷时的电压损耗:V 1max(P 1R1Q 1X1)/V1max2.99 KV V 2max(P 2R2Q 2X2)/V2max-0.04KV V 3max(P 3R3Q 3X3)/V3max1.67 KVV 1min(P 1R1Q 1X1)/V1min0.76 K
19、V V 2min(P 2R2Q 2X2)/V2min0.004 KV V 3min(P 3R3Q 3X3)/V3min0.43 KV最大、最小负荷时，各绕组归算至高压母线电压最大负荷时：V 1max225 KV V2max224.996 KV V3max224.566 KV最小负荷时：V 1min220 KV V2min217.01 KV V3min215.34 KV选择高压侧分头电压Vf1maxV 3maxVN3/V3max224.566*10.5/10.8=218.3KVVf1minV 3minVN3/V3min215.34*10.5/10=226KVVf1（V f1maxV f1min）
20、/2222.15 - 8 -于是可选 2202.5%的分接头，其中 V=225.5 KV校验低压母线实际电压V 3maxV 3maxVN3/Vf1224.566*10.5/225.5=10.0310KVV 3minV 3minVN3/Vf1=215.34*10.5/225.5=10.4110KVV 2max =(113.9-110)/110*100%=3.5%5%可见所选中压侧分接头满足调压要求。2.3.3 无功补偿的计算最大和最小负荷时变压器阻抗中的电压损耗分别为:Umax=(15*1.58+8*79.32)/110=5.98KVUmin=(8*1.58+2*79.32)/110=1.56K
21、VUf2=116.05KV,取与其最接近的分接头电压:110*(1+6%)=116.6KV,从而可得电压比为:k=116.6/10=11.66 则补偿容量为:Qc=U2Cmax(U2Cmax- U2Cmax/k) /X2k=10*10-(110-5.98)/11.66*11.66*11.66/79.32- 9 -=18.85Mvar当 Qcmax=18.9Mvar,验算最大负荷时二次侧母线的实际电压:STmax= STmax-JQc=15+J8-18.9=15-J10.9补偿后变压器阻抗中电压损耗变为: (15*1.58-10.9*79.32)/110=-7.6KV变电站二次侧母线实际电压为: (110+7.6)/11.66=10.09KV
