本站原创摘 要:随着国民经济的高速发展和改革开放的深入,电力用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高,电压波动和短时的停电都会造成巨大的损失.电力公司自身市场发展的要求得到了统一,电力公司大规模地开展了对配电系统的改造,并着手研究和试验配电系统自动化技术,变电所是电力系统的重要组成部分,它直接影响整个电力系统的安全与经济运行,是联系发电厂和用户的中间环节,起着变换和分配电能的作用.本文以110kV降压变电所实现自动化的设计为例进行探讨.
关 键 词:电力变电站自动化主接线
1.主接线
电气主接线是变电所电气设计的首要核心部分,也是电力构成的重要环节.电气主接线设计是依据变电所的最高电压等级和变电所的性质,选择出某种与变电所在系统中的地位和作用相适应的接线方式.
1.1单母线接线
优点:接线简单清晰,设备少,操作方便,便于扩建和采用成套配电装置.
缺点:不够灵活可靠,任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修,均需使整个配电装置停电,单母线可用隔离开关分段,但当一段母线故障时,全部回路仍需短时停电,在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电.
1.2单母线分段接线
优点:用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电.当一段母线发生故障,分段断路器自动将故障切除,保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电.
缺点:当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该段母线的回路都要在检修期间内停电.当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越.扩建时需向两个方向均衡扩建.
1.3桥型接线
(1)内桥形接线.优点:高压断器数量少,四个回路只需三台断路器.缺点:变压器的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,影响一回线路的暂时停运,桥连断路器检修时,两个回路需解列运行,出线断路器检修时,线路需较长时期停运.
(2)外桥形接线.优点:高压断路器数量少,四个回路只需三台断路器.缺点:线路的切除和投入较复杂,需动作两台断路器,并有一台变压器暂时停运.高压侧断路器检修时,变压器较长时期停运.
2.所用电
变电所的所用电是变电所的重要负荷,因此,在所用电设计时应按照运行可靠、检修和维护方便的要求,考虑变电所发展规划,妥善解决因建设引起的问题,积极慎重地采用经过鉴定的新技术和新设备,使设计达到经济合理,技术先进,保证变电所安全,经济的运行.
2.1所用电接线一般原则
满足正常运行时的安全,可靠,灵活,经济和检修,维护方便等一般要求.尽量缩小所用电系统的故障影响范围,并尽量避免引起全所停电事故.充分考虑变电所正常,事故,检修,起动等运行下的供电要求,切换操作简便.
2.2备用电源自动投入装置
(1)备用电源自动投入装置作用.备用电源自动投入装置目标:为消除或减少损失,保证用户不间断供电.BZT定义:当工作电源因故障被断开以后,能迅速自动的将备用电源投入或将用电设备自动切换到备用电源上去,使用户不至于停电的一种自动装置简称备自投或BZT装置.
(2)适用情况以及优点.发电厂的厂用电和变电所的所用电,有双电源供电的变电所和配电所,其中一个电源经常断开作为备用,降压变电所内装有备用变压器和互为备用的母线段,生产过程中某些重要的备用机组.
3.短路电流计算
在电力系统运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态,最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路,因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行.
短路计算的目的.在选择电气主接线时,为了比较各种接线方案或确定某一接线是否需要采取限制短路电流的措施等,均需进行必要的短路电流计算.在选择电气设备时,为了保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作,同时又力求节约资金,这就需要进行全面的短路电流计算.在设计屋外高压配电装置时,需按短路条件检验软导线的相间和相对地的安全距离.在选择继电保护方式和进行整定计算时,需以各种短路时的短路电流为依据.
4.继电保护配置
继电保护是电力系统安全稳定运行的重要屏障,在此设计变电站继电保护结合我国目前继电保护现状突出继电保护的选择性,可靠性、快速性、灵敏性、运用微机继电保护装置及微机监控系统提高变电站综合自动化水平.
4.1主变压器的主保护
(1)瓦斯保护.对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低,应装设瓦斯保护,它反应于油箱内部所产生的气体或油流而动作.其中轻瓦斯动作于信号,重瓦斯动作于跳开变压器各侧电源断路器.
(2)差动保护.对变压器绕组和引出线上发生故障,以及发生匝间短路时,其保护瞬时动作,跳开各侧电源断路器.
4.2主变压器的后备保护
(1)过流保护.为了反应变压器外部故障而引起的变压器绕组过电流,以及在变压器内部故障时,作为差动保护和瓦斯保护的后备,所以需装设过电流保护.
(2)过负荷保护.变压器的过负荷电流,大多数情况下都是三相对称的,因此只需装设单相式过负荷保护,过负荷保护一般经追时动作于信号,而且三绕组变压器各侧过负荷保护均经同一个时间继电器.
(3)变压器的零序过流保护.对于大接地电流的电力变压器,一般应装设零序电流保护,用作变压器主保护的后备保护和相邻元件接地短路的后备保护,一般变电所内只有部分变压器中性点接地运行,因此,每台变压器上需要装设两套零序电流保护,一套用于中性点接地运行方式,另一套用于中性点不接地运行方式.
5.防雷接地设置
变电所是电力系统的中心环节,是电能供应的来源,一旦发生雷击事故,将造成大面积的停电,而且电气设备的内绝缘会受到损坏,绝大多数不能自行恢复会严重影响国民经济和人民生活,因此,要采取有效的防雷措施,保证电气设备的安全运行.
变电所的雷害来自两个方面,一是雷直击变电所,二是雷击输电线路后产生的雷电波沿线路向变电所侵入,对直击雷的保护,一般采用避雷针和避雷线,使所有设备都处于避雷针（线）的保护范围之内,此外还应采取措施,防止雷击避雷针时不致发生反击.