330KV变电站设计(三)

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1）330kV断路器、电动隔离开关；
2）110kV断路器、电动隔离开关；
3）35kV断路器、电动隔离开关；
4）380V所用电源断路器；
5）主变及所用变分接头调节；
6）重要设备的启动/停止（如所内自动装置的投入/退出）；
7）成组设备的顺序控制：如倒母线、V－Q调节等。
测控单元跳合闸脉冲不允许带自保持
8.3.2 监控系统监测对象如下：
监测量包括电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、有功电能、无功电能和温度量等，具体监测量参见附录B。
8.3.3 监控系统信号量
监控系统信号包括断路器、隔离开关以及接地开关的位置信号、继电保护装置和安全自动装置动作及报警信号、运行监视信号、变压器有载调压分接头位置等，具体监视信号量参见附录C。
8.3.4 继电小室的设置
330kV继电小室按终期规模设置，布置于330kV配电装置区，设2个继电小室。
110kV继电小室按按终期规模设置，布置于110kV进线门型架之间，设1个继电小室。
主变及35kV部分共设置1个二次小室,布置于两主变之间。
对应于一次系统设备的保护装置及计算机监控系统的间隔层设备布置在相应的二次小室内, 各二次小室无屏蔽措施，计算机监控系统的所有设备，应在此环境条件下具备足够的抗电磁干扰能力，能够正常工作。
8.2.1 系统结构
计算机监控系统包括两部分：站控层和间隔层，网络结构为开放式分层、分布式结构。站控层为全所设备监视、测量、控制、管理的中心，通过光缆与间隔层相连。间隔层按照不同的电压等级和电气间隔单元，以相对独立的方式分散在各个继电器室中，在站控层及网络失效的情况下，间隔层仍能独立完成间隔层的监测和断路器控制功能。计算机监控系统通过远动工作站与调度中心通讯。
站控层主要设备包括主机/操作员站、远动工作站、工程师站、公用接口装置、打印机、GPS对时装置、动态路由器及网络设备等。（站控层若采用对等网络，则取消作为专用服务器的主机）。
间隔层主要设备包括测控单元、通讯接口单元、网络设备等。
8.2.2网络结构
计算机监控系统的网络构成如下：站控层网络为以太网，网络拓扑结构为总线型，网络传输协议为TCP/IP，网络传输速率为100Mb/s，通讯介质为双绞线+光纤。它负责站控层各个工作站之间和来自间隔层的全部数据的传输和各种访问请求。其网络协议应符合国际标准化组织OSI模型。具有良好的开放性。站控层网络按双网配置，网络配置规模需满足工程远期要求。
间隔层网络采用F-NERF网，网络拓扑结构为总线型，网络传输速率为187.5Kb/s，通讯介质为双绞线+光纤。网络应成熟可靠，符合网络标准。
间隔层至站控层网络通讯介质采用光纤连接。
站控层、间隔层网络必须安全可靠，具有足够的抗电磁干扰能力。且应具有基本的管理能力，对网络的工作状态能自动选择、协调、以及自动监测。
站控层与间隔层各继电器室间的距离如下：
330kV二次继电小室至站控层为250m；
110kV二次继电小室至站控层为130m；
35kV二次继电小室至站控层为150m；
8.4 硬件设备
计算机监控系统应采用新的、可靠的、符合工业标准的硬件设备。
（1）计算机监控系统应该用标准的网络的分布功能和系统化的开放式的硬件结构。主计算机应该是一个成熟产品，在国际计算机市场占有一定比例。卖方提供的计算机的存储和处理能力应满足本变电所的远景要求，但输入输出设备应满足本期工程要求，且留有裕度，并考虑扩建的需要。
（2）利用冗余硬件、自诊断和抗干扰等措施达到高可靠性。
（3）应该减少设备类型，即外围设备、微处理器、电气模块、输入输出接口等模块的类型和尺寸限制到最少，以减少扩建的麻烦和所需备件的费
（4）系统中的I/O模块应该是标准化的、积木式的，应容易更换，可带电更换，且更换时不影响其它模块的正常运行。
8.4.1主机/操作员站
主机/操作员站具有主处理器及服务器的功能，为站控层数据收集、处理、存贮及发送的中心。主机/操作员站是所内计算机监控系统的主要人机界面，用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导，操作控制命令的解释和下达等等。通过操作员站，运行值班人员能实现对全所生产设备的运行监测和操作控制。
主计算机/操作员站由两套完全相同的计算机构成，配一套可读写光盘驱动器。作为大容量备份设备，用以系统备份和数据备份。
8.4.2 远动工作站
远动工作站具有远动数据处理及通信功能。远动通信设备信息要求直采直送，即直接接收来自间隔层的I/O数据，进行处理后，按照调度端所要求的远动通讯规约，完成与调度端的数据交换。远动通信设备应配置与国家电力数据网的通信接口设备，以支持变电所远动、电能量计费等信息的上网传输。
远动主站2套，互为热备用，MODEM板。
调制解调器应分别满足CCITT或BELL202标准的要求，传送电平0～-20db可调，接受电平-40～0db，低于-40～0db发告警信号，通道误码路率小于10-5时，调制解调器能正常工作。其调制方式为FSK。中心频率和频偏在6000Bd时为2880±200Hz，1200Bd时为1700±400Hz或1700±500Hz。
采集单元至远动主站之间应尽可能减少中间处理环节，应能直接进行数据通信以保证传送至调度端的调度自动化信息的实时性、可靠性和准确性。
采用DNP3.0规约与西北网通信，且应能支持IEC870-5-101规约，同时远动主站应具备直接与站控主机进行数据通信的能力，进行数据通信。
采用DNP3.0规约至甘肃省调通信。
采用DNP3.0规约至武威电力局地调通信。
串行接口切换器串口数≥8
8.4.3 工程师站
工程师站主要供计算机系统管理员进行系统维护用，可完成数据库的定义、修改，系统参数的定义、修改，报表的制作、修改，以及网络维护、系统诊断等工作。
工程师站包括一台计算机、一台CRT、一台键盘、一个鼠标器、高分辨率图象卡和一台激光打印机。
8.4.4 站控层公用接口装置
鉴于主控制楼内配有较多公用智能设备，为了对这些设备进行监测、控制，需设站控层公用接口装置一套。
与公用接口装置接口的主要智能设备有：
1）油色谱在线监测装置
2）火灾报警及消防系统
3）直流系统
4）无功补偿装置
5）微机防误操作闭锁装置。
6）氧化锌避雷器泄漏电流监测装置
各类信息由公用接口装置统一接收、处理、上网传送。
8.4.5 时钟接收和时钟同步系统
全所设卫星时钟同步系统，接收全球卫星定位系统GPS的标准授时信号，对所内计算机监控系统和继电保护装置、故障录波装置、电能计费系统等有关设备的时钟进行校正。接收卫星同步时钟的误差≤0.5×10-6，系统时钟误差10-6S，各单元之间的对时误差应小于1ms。卫星时钟应由GPS接收机和守时钟组成，当接收机出现故障时，站控层主机的时钟应能维持系统的正常运行，同时，GPS时钟应服从上级调度端的时钟。对时方式应灵活方便，可采用硬对时、软对时和软硬对时的组合方式，卖方应提出自己的对时方式和接口供买方认可。
8.4.6 声响报警装置
所内计算机监控系统应提供一套声响报警装置。系统根据事故信号和预告信号驱动声响报警装置发出不同的声音报警，并带有语音报警。
8.4.7 路由器
所内计算机监控系统配动态路由器一台，用于与电力数据网连接，路由器接收发往远程网络的数据包，选择最佳路径，在广域网链路上传输数据至目标计算机的网络上。路由器的输入/输出口应满足工程要求。
路由器具有在各网络分支之间充当安全防护层，防止广播风暴，有效隔离坏数据的作用。路由器由人工设置第一条路由后，能自动的发现其它网络部分和路由器。
8.4.8 间隔层设备
间隔层设备按工程本期规模配置。它直接采集处理现场的原始数据，通过网络传送给站级计算机，同时接收站控层发来的控制操作命令，经过有效性判断、闭锁检测、同步检测等，最后对设备进行操作控制。间隔层也可独立完成对断路器、隔离开关的控制操作。
  间隔层设备安装在各继电小室，由测控单元、通信单元、网络系统和微机保护通信接口单元等构成。测控单元按电气设备间隔配置，各测控单元相对独立，通过通信网互联。并与站控层通信。
对间隔层设备的性能要求：
1）单元封闭式结构设计，易于安装；
2）所有器件均不低于工业级标准，整机工作的温度适应范围为-5℃～+40℃。
3）所有部件均采取紧锁措施，抗振性能好，并且更换拆卸方便；
4）装置的抗干扰能力应通过电磁兼容性测试，达到规定标准；
5）带“远方/就地”切换开关，可选择控制操作方式，就地操作闭锁功能；
6）对要求同步合闸的断路器，合闸控制输出应具有同步检测功能；
7）采用带隔离的、可靠的、抗干扰能力强的网络结构；
8）带有WATCH－DOG自监视与自恢复的保护设施；
9）测控单元的插件可带电拨插；
10）测控单元的输入/输出回路应具有电气隔离；
11）单元屏上具有实时参数值的显示；
9 所用电系统及照明
9.1所用电系统是变电站正常运行的重要条件其担负着照明，蓄电池的充电设备，硅整流设备，变压器的冷却风扇、采暖、通风，三数理设备，检修工具等负荷，对于330KV变电站，应保证可靠的所用系统用电。
本工程根据规程规定设置所用变压器两台，一台容量为500kVA。一台400KVA，且两台变压器具有备自投功能。
    本变电所的保安电源，容量为500kVA。有所区附近的10千伏线T接而至。
所用电接线采用单母线分段接线。所用配电装置布置在主控通信楼内。
所用变压器选择
本变电所所用变本次设计选择为：2x500KVA+400KVA。
所用电屏选用MNS型，布置在所用配电室。所用系统图见附图5。
9.2照明
本变电所照明均采用节能型设备，其中主控室,二次小室采用吸顶及嵌入式荧光照明灯具，户外采用投光灯。方案(二)110千伏配电室采用光滑面灯具及其它节能灯具。
全所停电时，在需要人员通行的通道处装设220V直流事故照明。事故照明正常时由交流供电，停电时经自动切换装置切换到直流系统。
10 直流系统
直流系统
为了保证全所正常运行和事故停电时对微机监控装置、控制、信号、继电保护、事故照明等直流负荷的安全供电，执行《防止电力生产重大事故二十五项重点要求》，设计中装设两套直流供电系统。
     蓄电池组型式为阀控式免维护铅酸蓄电池2组，每组容量400Ah，蓄电池个数104只，单个蓄电池浮充电压2.23V，单个蓄电池均衡充电电压范围2.30V，单个蓄电池放电末期电压1.80V。
接线方式的选择
1)接线方式：单母线分段
2)充放电设备的接线方式：2台充电设备电设备分别接在两个分段上，另设1台备用充电设备作为备用；可在两段母线之间切换。
11 电缆设施
330KV配电装置区设有800X800及1000x1000电缆沟，110KV、35KV配电装置设有800X800电缆沟，经与1000X1000的主电缆沟汇总后进主厂房。
电缆沟内约每隔10米用防火堵料筑防火墙，在电缆沟交叉处和进主厂房处也设防火墙，且主控室的电缆应刷防火涂料。
12 所址选择
12.1所址情况
所址选择主要依靠其在系统中的地位及与系统的接入要简单方便，靠运负荷中心，地质情况较好，受地震影响较小，地势平坦、开挖土方量应小，不应受洪水的破坏或淹没，交通便利。
12.2气象情况
工程气象设计原始资料:
历年平均气温（C）：                 7.7
历年平均气压（C）：                 846.9mb
历年极端最高气温（C）：               38.5
历年极端最低气温（C）：               -29.5
年平均相对湿度                         53%
年平均降水量                          163.9mm
年平均蒸发量                          1936.8mm
最大一日降水量                        42.2mm
平均风速                              1.8m/s
主导风向                           SSW
10m高30年一遇的最大风速（m/s）： 20.0
年平均大风日数                     14.7天
年平均沙尘暴日数                   8.3天
年平均雾日数                       1.4天
年平均冰雹日数                     0.3天
年平均雷暴日数                     16.9天
最大积雪厚度（cm）：               13
最大冻土深度（cm）：               142
地震基本烈度：                       8
12.3规划及总平面布置图
    变电所围墙内呈矩形布置，东西围墙长194.5米，南北最宽149.9米。围墙内占地3.0262公顷（合45.39亩）。330KV屋外配电装置布置在所区东侧，出线六回，中型布置，每个间隔宽20米。110KV屋内配电装置，布置在所区的西侧，进出线14回，向西出线。中部布置两台主变。变电所主控通信楼一字型布置，位于所区中部南侧。大门附近布置有无塔上水器及深井泵房、污水处理设施。
12.4　墙、沟道
所内道路为混凝土路面。主变运输道路为5.5米宽，其他道路3.5米宽。
围墙采用带壁柱实体砖围墙，高2.5m，。
    所内管沟采用素混凝土浇筑，钢筋混凝土轻型盖板。
    所内道路、围墙、沟道基础下地基处理为0.3米厚3:7灰土垫层，每边超出基础宽0.2米。
13 工程投资估算
13.1编制原则
    1）工程量依据
依据本工程可研设计阶段的图纸、设备材料清册、及现场资料。
    2）费用构成及取费标准，《发电、送变电工程建设预算费用及计算标准》。
    3）定额指标：采用（97）部颁《电力建设工程概算定额》第一册“建筑工程”、第三册“安装工程”和1996年北京地区价目本及《电力建设工程预算定额》送电线路安装工程预算定额1996年北京地区价目本。
    4）执行电力部综建（97）28号文“关于执行电力建设工程概算定额和费用标准有关问题的通知”
13.2 投资估算及分析
本送变电工程投资总额为32398.83万元。
14 参考文献
《电力工程电气设计手册》1、2、3册
《变电站电气部分毕业设计指导》
《发电厂、变电站电器设备》
《变电站设计技术规程》
《导体和电器设备选择设计技术规定SDGJ 14-86》
发电厂电气部分、电力系统分析、继电保护教材。
GB4208－93   外壳防护等级
GB14285－93   继电保护和安全自动装置技术规程
GB50171－92   电气装置安装工程盘，柜及二次回路结线施工及验收规范
GB2887-89    计算站场地技术条件
16 设计图纸
附图1：电气主接线图
附图2：继电保护配置图
附图3：主变保护配置图
附图4：微机监控系统图
附图5：所用电系统图

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