内蒙古工业大学专科毕业设计（论文）
全站设置一套时钟同步系统，计算机监控系统在主控制室接受全球卫星定位系统(GPS)的标准授时信号，对各测控单元及站级计算机等具有时钟的设备进行同步的时钟校正，保证各部件时钟同步率达到精度要求。当本站GPS系统故障时，可实现与调度端的时钟同步。 4.3.4 防误闭锁系统
本站采用微机型防误闭锁系统，同时保留成套开关柜上的机械闭锁功能。 4.3.5 继电保护及安全自动装置配置
1) 主变压器保护：主变保护选用微机型保护装置，组屏于控制室。主保护采用二次谐波制动的比率差动保护和差动速断保护；后备保护设有各侧复合电压闭锁过电流保护；各侧过负荷保护；110kV零序过电流；主瓦斯、调压瓦斯、油温过高、油位异常及压力释放等非电量保护。
2) 110kV线路保护：根据电网运行方式及线路特点。故本期110kV线路两侧均配置光纤差动保护，后备保护为距离保护，具备三相一次重合闸、断路器失灵启动、低周减载等功能。
3) 110kV分段保护：该保护应具有充电、过流及零序保护等功能。
4) 110kV备自投装置：当－回进线线路故障断开时，另一回线路进线开关自动合上。故配置备自投装置，该装置还必须具有分段自投功能，以便系统灵活运行。
5) 10kV侧配置专用低周低压减载装置。该装置独立组屏，当综合自动化系统带有低周低压减载功能时，可以将两者同时投入。但在任何情况下均应将低周低压减载装置投入运行。
6) 故障录波装置：为了正确记录电力系统故障波形和数据， 鉴别继电保护、安全自动装置的动作行为，正确分析处理事故，本期设计配置故障录波装置。录波装置采用微机型，模拟量和开关量的容量必须满足该变最终规模录波要求。
7) 35kV出线保护：三相三段式电流速断保护，三相一次重合闸，低周减载。 8) 35kV备自投： 分段自投装置(带测控功能)，35kV电压切换并列装置。 9) 10kV出线保护：两相三段式电流速断保护，三相一次重合闸，低周减载。 10) 10kV备自投：分段自投装置(带测控功能)，10kV电压切换并列装置。 11) 10kV电容器保护：三相两段式过电流保护，欠电压、过电压保护，不平衡电压保护。
12) 10kV配置专用小电流接地选线装置，就地安装在隔离开关柜上。 4.3.6 电能计量
采用电子式多功能电度表，主变压器各侧母线设置电子式失压计时仪，对于110kV出线、主变压器两侧，电度表集中组屏装设， 10kV出线、电容器、站用电等就地安装于开关柜上。配置电能量采集装置一套，装于电度表屏上，将收集来的计量点电能通过485总线送入综合自动化系统，传输到调度端。 4.3.7 火灾探测报警装置
变电站内设计一套火灾报警及控制系统。火灾报警装置的容量、性能要求及相应接口
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均按照最终规模考虑。火灾报警区域10kV配电装置室、主控制室以及各辅助房间。火灾报警控制器设置在主控制室内，当有火情发生时，火灾报警控制器可及时发出声光报警信号，显示发生火警的地点。并可通过通信接口将信息发送至变电站的计算机监控系统或通过光缆将信息传至集控站，同时还可以通过数据网远传至调度端。 4.3.8 图像监视及安全警卫系统
为便于运行管理，保证变电站安全运行，在变电站内设置一套图像监视及安全警卫系统。其功能按满足安全防范的要求配置，不考虑对设备的运行状态进行监视。配置原则如下：沿变电站围墙四周设置远红外线探测器或电子栅栏；大门或主控制室入口处设置摄像头；110kV配电装置区设置室外摄像头； 10kV配电装置室、控制室均设置室内摄像头。完成变电站安全、防火、防盗功能。安全警卫系统警报警接点信号可远传至集控中心或调度端。
4.4 调度自动化配置
根据《35～110kV无人值班变电站设计规程》等规程要求，保证变电站远动信息采集完整性，远动信息内容配置如下： (1)遥信量
1)断路器，隔离开关、接地开关位置信号，各断路器弹簧储能状态信号。 2)110kV SF6断路器及SF6电流互感器气压异常及闭锁信号。 3)35kV 、10kV母线接地信号。 4)母线PT二次切换、并列信号。
5)主变压器有载调压抽头位置信号；调压装置运行状态信号。
6)主变压器轻重瓦斯、调压瓦斯、油位异常、油温过高、压力释信号。 7)保护、安全自动装置的动作和故障信号。 8)交、直流电源失压信号，充电装置故障信号。 9)火灾报警信号；变电站大门开启信号 10)微机“五防”异常信号。 (2)遥测量
1)110kV/35kV /10kV线路有功功率、无功功率、线路电流、有功/无功电能量。 2)主变压器各侧有功功率、无功功率、电流、有功/无功电能量；主变油温。 3)110kV、35kV 10kV母线电压及频率、分段电流。 4)10kV无功补偿装置无功功率及电流。 5)站用电0.4kV回路电流、电压。 6)直流母线电压。 (3)遥控
1)所有110kV、35kV 10kV断路器的分、合。 2)主变中性点接地刀闸的分、合。
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(4)遥调量
1)变压器分接头的自动调整。 (5)二次设备布置
1)主控制室内最终按27个屏位进行设计，本期拟上计算机监控系统的地站控设备以及远动屏，公用屏，主变压器保护测控屏，110kV分段保护测控屏，110kV线路保护测控屏，35kV线路保护测控屏（方案二），故障录波屏，低周减载屏，直流屏，站用电屏，电度表屏，通讯直流屏，通讯屏及综合配线柜，其余屏位预留。
2）35kV、10kV测控保护一体化装置、备自投装置、电压切换并列等装置就地布置在35kV、10kV开关柜上。 4.5 防雷保护
变电站是电力系统的中心环节，如果发生雷击事故，将造成大面积停电，严重影响国民经济和人民生活，因此变电站的防雷保护必须是十分可靠的。
变电站遭受雷害可能来自两个方面：雷直击于变电站；雷击线路，沿线路向变电站入侵的雷电波。
4.5.1 变电站的直击雷保护
为了防止雷击于变电站，可以装设避雷针，应该使所有设备都处于避雷针保护范围之内，此外，还应采取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。 4.5.2 避雷针的装设原则
a) 在变电站所址周围装设避雷针； b) 在架空线路上安装避雷针；
c) 在避雷针不能保护到的配电室装设避雷线。
（以上避雷措施均应可靠接地，独立避雷针或避雷线要设独立的接地装置） d) 对于110kV级以上的变电站，可以将避雷针架设在配电装置的构架上，这是由于此
类电压等级配电装置的绝缘水平较高，雷击避雷针时在配电构架上出现的高电位不会造成反击事故。
e) 由于变压器的绝缘较弱，又是变电站中最重要的设备，故在变压器门星构架上不应
装设避雷针。
f) 对于35kV及以下的变电站，因其绝缘水平较低，故不允许将避雷针装设在配电
构架上，以免出现反击事故，需要假设独立避雷针，并应满足你发生反击
4.5.3 变电站内避雷器的保护
变电站内必须装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，这是变电站防雷保护的基本措施之一。避雷器实质上是一种放电器，其某一端接地，正常运行时，避雷器的电阻成无限大状态，不会对地短路；当雷电波入侵眼线路进入变电站时，避雷器的电阻自动变得很小，是巨大的雷电冲击电流顺利入地，此时避雷器两端电压并不高，不会危及被保护设备的绝缘，冲击大电流过后，在一小段时间内，有线路正常工作电压驱动的电流也经过避雷器入地，这是避雷器自动恢复很大的电阻，于是电力系统又恢复了正常运行。
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避雷器的配置：
a) 配电装置的每组母线上，一般装设避雷器； b) 旁路母线上是否需要装设避雷器，应视情况而定；
c) 330kV及以上变压器和并联电抗器处必须装置避雷器，并应尽可能靠近变压器； d) 220kV级以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避
雷器；
e) 三绕组变压器低压测的一相上宜装设避一台避雷器； f) 自耦变压器必须在其两个绕组出线上装设避雷器； g) 110、220kV线路侧一般不装设避雷器； h) 变压器的中性点应装设避雷器。 避雷器的选择依据：
① 避雷器持续运行电压Uby Uby?Uxy
式中：Uby—ZnO避雷器的持续运行电压有效值（kV）；
Uxy—系统最高相电压有效值（kV）。
② 避雷器的额定电压
避雷器的额定电压通常按电力系统单相接地并考虑甩负荷条件下健全相的最高暂
时过电压选择。110kV中性点有效接地系统，接地故障因数不超过1.4， 避雷器的额定电压一般采用1.4Uxy。
③ 避雷器的选择：避雷器的类型主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和氧化避
雷器等几种。氧化锌避雷器是目前最先进的过电保护设备，它具有：可以做成无间隙, 无续流，保护性能优越，通流容量大等优点。
氧化锌避雷器发展潜力很大，是避雷器发展的主要方向，正逐步取代传统的带间隙的碳化硅避雷器，也是未来特高压系统关键的过电压保护装置。 4.5.4 本设计防雷保护
各配电装置的电气设备，按设计规范要求，采用避雷针防直击雷保护；对于各电压等级母线及电气设备，装避雷器来防雷电波侵入过电压保护。
由于未作电气平面布置的设计，这里只简单根据经验估算避雷针的高度和根数，选用4根30米高的避雷针（两根30米高独立避雷针及两根30米高架构避雷针）来防直击雷保护，其保护范围： D≤8hap≤8x(30-10.5)x1 ≤156(M)
其中: ha=h-hx,h为避雷针高度,
hx为被保护物高度;
P—系数,当h≤30M时,p=1
算出避雷针最大保护范围D=156米，得保护范围长、宽约110米（即保护面积约18.2亩）,应能满足要求。
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4.6 接地方案
(1)接地
依据DL/T621-1997《交流电气装置的接地》计算：R≤2000/I=2000/4010＝0.5Ω (入地短路电流I=4.01kA)，即接地网的接地电阻不应大于0.5欧姆。
变电站的接地网采用水平敷设的接地干线为主、垂直接地极为辅，联合构成的复合式人工接地装置，并在架构避雷针及独立避雷针处设置中接地装置，考虑到土壤对接地体的腐蚀，接地体寿命按30年，年腐蚀率取0.1mm。接地装置的材料选用-60mm×8mm热镀锌扁钢。
(2)接地装置校验
接地电阻估算：R=0.28ρ/r=0.28×60/35.65=0.47Ω
最大接触电势校验：Utmax=KtmaxUg=0.188×2000=376V〉（174+0.17ρ/ =184.2V tf）不满足要求（ρf值取60，t值取1）。
最大跨步电势校验：Usmax= KsmaxUg =0.074×2000=148V<（174+0.7ρtf）/ =216V 满足要求（ρb值取60，t值取1）。
上述校验可看出最大接触电势不满足规程要求，故设备操作处必须进行绝缘地坪处理。
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