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毕业论文
湖南水利水电职业技术学院
HunanTechnicalCollegeofWaterResourcesandHydroPower
毕业设计成果
Graduationpracticeachievement
设计项目名称
110KV变电站综合自动化系统结构设计
姓名:
专业:
电力系统自动化技术
班级:
学号:
指导老师:
任务下达日期:
2011年11月21日
设计完成日期:
2011年12月12日
电力工程系编
【题目】:
110KV变电站综合自动化系统结构设计
【摘要】:
设计内容主要包括:
1.变电站综合自动化概论2.变电站综合自动化系统结构设计3.11kv变电站综合自动化系统保护测控装置选型4.继电保护装置5.变电站综合自动化系统的通信网络,并经过查找参考文献及在朱雪雄老师的帮助下确定最终设计成果。
【Abstract】:
Designcontentmainlyincludes:
1.Introduction2substationintegratedautomationsubstationintegratedautomationsystemofsubstationintegratedautomationsystemstructuredesignof3.11kvprotectionmeasurementandcontroldeviceforrelayprotectiondeviceof45substationautomationsystemcommunicationnetwork,andafterfindingreferencesandZhuXuexiongintheteacher'shelptodeterminethefinalresultsofdesign.
前言
变电站是电力网中线路的连接点,承担变换电压、变换功率和汇集、分配电能的作用,它的运行情况直接影响到整个电力系统的安全、可靠、经济运行。
然而一个变电站运行情况的优劣,在很大程度上是取决于其二次设备的工作性能。
现有的变电站有三种形式:
一种是常规变电站;一种是部分实现微机管理、具有一定自动化水平的变电站:
再有另一种就是全面微机化的综合自动化变电站。
对于常规变电站其致命弱点即不具有自诊断能力、故障记录分析、能力和资源共享能力,对二次系统本身的故障无法检测,也不能全面记录和分析运行参数和故障信息。
而全面微机化的综合自动化变电站,是以微机化的二次设备取代了传统使用的分立式设备。
集继电保护、控制、监测及远动等功能为一体,实现了设备共享,信息资源共享,使变电站的设计简捷、布局紧凑,实现了变电站更加安全可靠的运行。
同时系统二次接线简单,减少了二次设备占地面积,使变电站二次设备以崭新的面貌出现。
目录
附加原始资料…………………………………………………………5
第1章变电站综合自动化概论.……………………………………7
1.1.1变电站综合自动化基本概念………………………………7
1.1.2变电站综合自动化基本现………………………………7
1.1.3变电站综合自动化发展趋势……………………………7
第2章变电站综合自动化系统结构设计…………………………8
2.1变电站综合自动化系统的结构………………………………8
2.1.1集中式综合自动化系统……………………………………8
2.1.2分散式综合自动化系统……………………………………8
2.1.3分布集中式综合自动化系统………………………………9
2.1.4集中和分散结合式综合自动化系统………………………9
2.2变电站综合自动化系统的功能…………………………………9
2.2.1监测……………………………………………………………9
2.2.2监控……………………………………………………………10
2.2.3远传……………………………………………………………10
2.2.4保护……………………………………………………………10
2.3综合自动化系统变电站主控室的结构分类……………………11
2.4硬件的配置原则…………………………………………………12
2.5变电站综合自动化系统微机保护的硬件结构…………………12
第3章110KV变电站综合自动化系统保护测控装置选型……………16
3.1110kv侧保护测控装置选型………………………………………16
3.235KV侧保护测控装置配置选型……………………………………18
3.310KV侧保护测控装置配置选型……………………………………19
第4章继电保护装置………………………………………………………22
变压器的继电保护………………………………………………………22
4.1.1瓦斯保护…………………………………………………………23
4.1.2纵差动保护或电流速断保护……………………………………23
4.1.3外部相间短路时,采取的保护…………………………………23
4.1.4系统外部接地短路时,采取的保护……………………………23
4.1.5过负荷保护………………………………………………………23
4.1.6过励磁保护………………………………………………………24
4.2母线保护…………………………………………………………24
4.3线路保护…………………………………………………………24
4.4自动装置…………………………………………………………24
4.5备自投保护………………………………………………………25
4.6其他保护…………………………………………………………25
第5章变电站综合自动化系统的通信网络…………………………25
5.1通信网络的发展……………………………………………………26
5.2RS-232,RS-422和RS-485总线………………………………26
5.3LONWORKS总线………………………………………………………26
5.4现场总线在变电站综合自动化内部网的应用……………………26
5.4.1LONWORKS现场总线网方案………………………………………27
5.4.2嵌入式以太网方案………………………………………………27
5.5LONWORKS现场总线网方案和嵌入式以太网方案的比较和分析…28
5.6基于CANBUS总线的通信系统方案………………………………28
5.7内部通信网的传输实时性分析……………………………………29
5.8通信协议的作用……………………………………………………30
5.9光纤通信技术………………………………………………………30
5.9.1光纤通信优点……………………………………………………30
5.9.2光纤通信的类型以及在配电自动化系统中的应用如下………31
5.9.3现场总线通信技术………………………………………………31
5.10无线通信技术……………………………………………………31
5.11配电线载波通信技术……………………………………………31
总结……………………………………………………………………32
自谢……………………………………………………………………33
参考文献……………………………………………………………34
附图……………………………………………………………………35
附加原始资料
1.设计有关原始资料
1、变电所的类型:
地方降压变电站;
2、电压等级:
110/35/10KV;
3、负荷情况:
10KV电压等级:
14km架空出线6回,每回平均输送容量1.5MW,8km电缆出线4回,每回平均输送容量1MW,10KV最大负荷18MW,最小负荷12MW,cos=0.9,Tmax=6000h,为Ⅰ类负荷。
35KV电压等级:
20km架空出线4回,每回平均输送容量8MW。
35KV最大负荷35MW,最小负荷30MW,cos=0.9,Tmax=5500h/a,为Ⅰ类、Ⅱ类负荷。
110KV电压等级:
130km架空进线2回
4、系统情况:
1)系统经双回路给变电站供电
2)系统110KV母线短路容量为2500MVA
5、电气主接线
电气主接线方案如图1-1所示:
图1-1电气主接线方案
6、变压器及输电线路型号:
SFS7-31500/110型三绕组无励磁调压电力变压器。
其主要参数如下:
表1-1变压器主要参数
额定容量(KVA)
额定电压(KV)
连接组标号
空载
损耗
(KW)
空载
电流%
阻抗电压℅
高
压
中
压
低
压
高
中
高
低
中
低
31500
110±2×2.5℅
38.5±2×2.5℅
11
YN,yn0,d11
46
1.02
10.5
18
6.5
表1-2输电线路主要参数
名称
导线型号
110kV
LGJ-150/8
35kV
LGJ-35/6
10kV
LGJ-16/3
第1章变电站综合自动化概论
1.1变电站综合自动化基本概念
变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计,利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术,实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护,以及与调度通信等综合性的自动化功能。
变电站综合自动化系统,即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统,代替常规的测量和监视仪表,代替常规控制屏、中央信号系统和远动屏,用微机保护代替常规的继电保护屏,改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷.
1.2变电站综合自动化基本现状
变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,随着电压等级的提高,供电范围的扩大,输电容量的增大,采用传统的变电站及其控制技术越来越难满足电力系统降低投资、提高效益的发展要求。
研制和开发以计算机技术和网络通信技术为基础的、各种电压等级的变电站综合自动化系统,取代、更新和改造传统的变电站二次系统,逐步实现无人值班和调度自动化,以适应现代电力系统管理模式的需求。
与传统的继电保护相比较,微机保护具有许多优点:
(1):
改善和提高了继电保护的动作特性和性能,动作正确率高。
(2):
可以方便的扩充其他的辅助功能。
(3):
工艺结构条件优越。
体现在硬件比较通用,制造容易统一标准。
(4):
可靠性提高。
(5):
使用灵活方便。
(6):
可以进行远方监控。
微机保护装置具有串行通信功能,与变电所微机监空系统的通信联络使微机保护具有远方监控特性。
1.3变电站综合自动化发展趋势
计算机网络通讯技术和微机实时技术在电力系统变电站自动化系统中的应用,为进一步提高变电站的自动化水平开辟了新途径。
建立一个监视控制自动化、管理信息化、实时信息共享的变电站综合自动化系统已成为发展趋势:
(1)保护监控一体化
(2)设备安装就地化,户外化
(3)人机操作界面接口统一化,运行操作无线化
(4)就地通讯网络协议标准化
(5)全站数据标准化
(6)数据采集和一次设备一体化
第2章变电站综合自动化系统结构设计
2.1变电站综合自动化系统的结构
变电站综合自动化系统的组成在结构上主要可以分成:
集中式,分布集中式,集中和分散式,分散式四种。
1集中式综合自动化系统:
它是按功能要
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