110kV智能变电站一次系统和继电保护研究.docx

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1、IlOkV智能变电站一次系统和继电保护研究摘要随着经济发展和社会进步，电力广泛应用于各个行业，在最终能源消费中所占比例越来越高，成为人类社会不可或缺的能源。本文首先介绍了研究的背景和重要性，并评估了能源系统的发展过程和富宁地区电网面临的问题，并提出了在富宁地区建立IlOkV智能变电站的必要性。然后，根据江苏省延兴市富宁省电网的实际发展，本文分析了该地区不同电压水平的发电厂和变电站的建设数量和规模。根据国内电力系统发展的要求，UOKV智能系统的第一阶段是规划和设计。系统设计方案从变电站选址开始，规划变电站智能接入系统的方案和建设规模，然后规划和设计变电站一级系统的主要布线形式，以及主要设备、总平

2、面图和配电装置、避雷和接地的选择，电源和照明、火灾报警和SF6报警。其次，在UOkV智能变电站一级系统设计的基础上，制定了继电保护系统配置方案，并配置了继电保护二级柜。主要用于IlOkV线路保护、IlOkV总线保护、IlOkV母线保护、IOkV线路保护、主变压器保护等配置，以及室内、工艺层和其他二级系统机柜的继电保护。关键词：智能变电站；智能设备；一次系统；继电保护第一章绪论1.1 课题研究的背景随着网络的发展，传统终端仍存在许多缺陷，如智能水平低、设备测量精度低、故障处理速度慢、信息交换困难、结构复杂、可扩展性差等。数据传输系统的可靠性在很大程度上取决于二次电缆、高运行和维护成本以及高污染排

3、放。与传统的变电站相比，数字站已经达到了一定的智力发展水平，建立在传统通信站平台上，利用一定数量的数字元素实现一次和二次之间一定程度的数字控制。使用某些通信技术进行内部数据传输。从21世纪开始，智能电网的建设是电力系统未来发展的关键，部分智能变压器可能比智能电网更重要。经过近二十年的可持续发展，智能数字变电站和数字系统变压器中使用的许多新技术非常广泛，并已被纳入电力建设手册。数字通信技术的转让、持续创新和新材料的使用。目前，中国投资建设一系列智能电网工程项目，保护快速响应率和不断提高安全性是一种智能的多层次数字信息交换-一系列具有巨大空间发展潜力的重要视角许多地区已在电网系统中建成智能变电站。

4、分析当地电力系统智能变电站建设的重要性，对阜宁区IIOkV智能变电站一级系统和继电保护系统进行规划设计。根据富宁区电力需求不断增长的情况，可作为今后富宁区智能变电站建设的参考资料。1.2 阜宁地区电力网概况近年来，中国变电站的发展在数字化方面取得了重大技术突破。自20世纪90年代以来，欧洲国家提出引入自动化标准，中国高度重视这一发展，积极参与车站改造。自21世纪以来，中国决定将重点放在变电站自动化技术上。经过五年多的努力，该标准终于在D1.860车站自动化技术上迈出了质的一步，从不成熟到成熟，从最终目的地到正式推出。目前.，奉宁市共有4座220kV变电站，共建成6台主变压器，主变压器总容量96

5、万kVA,其中1亿台主变压器，功率180000千伏安：海相主变流器2,功率2X120000千伏安：清源主变流器1,容量IX180(K)O千伏安；东义大师转换为2,功率为2X18万kVA。目前，抚宁市共有11个110千伏变电站，分别为：抚宁改造、Yilin改造、陈纪改造、石庄改造、王庄改造、头炉改造、放大改造、立信改造、周庄改造、阳基改造、开德改造，这11个110千伏变电站共有16个主要变量，总容量93.8万千瓦。目前，富宁市共有16座35kV公共变电站，主变压器31座，总容量23.68万千瓦。夸。富宁境内共有1座公用电站(IlOkV及以上)：富宁环境热电厂。2014年盐城市阜宁县35kV及以上

6、电网地理连接图如图1.1所示，2012-2017年盐城市阜宁县社会用电量总量和高峰负荷见下表IJ0图1.12014年阜宁35kV及以上电网地理接线图表1.1盐城市阜宁电量、负荷统计结果年份201220132014201520162017年均增长率电量（万kW）26.2228.9132.235.3839.0943.2010.50%负荷（亿kWh）473652.91613466.0473.7882.4311.72%1.3 国内外斫究现状及发展动态1.3.1 智能电网随着经济发展和科技进步，世界各国越来越重视智能网络的发展，因此也大力出台一系列刺激措施，推动智能设备技术的发展。不同国家由于社会经济发

7、展水平不同,对电力的依赖程度不同，相应的电力系统开发和建设水平也不同。当欧美等西方发达国家以智能网络为目标时，他们主要从减少污染和促进能源效率开始，特别注重发展可再生能源。分布式光伏发电和分散风能等。2006年，IBM与全球能源研究机构和能源公司合作开发智能电网解决方案，这是美国的第一项研究。随后，2007年，美国国会通过了能源自给自足和安全法案，这是智能电网法案的第十三段，决定了智能电网作为国家政策的地位。2010年，日本政府与电力公司进行了谈判，并开始在岛屿上测试智能电网，重点是监管应用，以统一控制使用太阳能时剩余电力和频率的波动。1.3.2 智能变电站技术智能变电站是智能电网发展和建设的

8、重要组成部分。作为智能电网的关键节点，它们在智能电网电压变化和配电方面发挥着重要作用，在智能电网中发挥着重要的信息采集和共享功能，利用网络通信技术在各变电站和调度中心之间实时共享信息，促进网络智能调控、全球网络管理和实时规划。自20世纪70年代以来，变电站自动化技术随着微机技术的发展而发展，但如今的自动控制并不包括保护跟踪和纠正错误等任务。除了最初的PTV回顾了终端自动化的发展外，我们认为最初的终端自动化只是在二次设备的正常配置中增加了计算机控制功能。目前，中国提供的最具代表性的设备应该属于南京制造的DMP300综合电厂自动化研究院。因此，综合自动化技术在我国变电站的发展和应用非常广泛。随着数

9、字保护技术的发展，工厂综合自动化技术也取得了重大进展，已进入我国技术发展的重要阶段。在国内方面，中国在20世纪80年代首次启动自动化改造技术研究。除东京电气外，东芝和日本等多家公司也在积极参与该项目的试点研发。努力开发可行的短期解决方案，有效地将新能源与现有电力系统集成，并创建适合日本条件的新智能电网模型。，虽然与国外相比较晚，积极开展自主知识创新，开发具有自主知识产权的智能变压器。如智能断路器融合单元和集成智能监控平台网。在EC61850通信标准的基础上,根据中国电力系统发展的实际情况和需要，集成到独立创新内容中，中国制定并制定了一套D1.yr860网络通信标准，符合中国智能网络的发展和建设

10、。1.3.3 智能变电站的关键设备（1）智能化一次设备第一阶段：简而言之，传统的二次单元，如上图所示的六个子系统和高压单元，是一组相对简单的分散式智能单元。智能元件与高压设备之间的水平线与工艺承载和距离承载边界重合；第二阶段：这一部分属于过渡阶段，上图中的六位部件与智能部件集成，如高压设备。第一阶段的输入和输出主要是应用程序集成的概念，它可以更快地反映状态信息。因此与松散设备相比，智能设备可以逐步集成；第三阶段：目前，智能元件和高压设备进一步集成，高压设备可以集成和容纳越来越多类型的智能元件。当智能部件完全集成到高压设备中时，可以同时进行相同的集成智能控制、状态评估和测试，使其成为最复杂的智能

11、设备。智能的含义是，在设计设备时，传感器与智能设备一起安装，以便设备能够收集和处理数据。使传统的主设备具有模拟数据定量、互联网管理技术实现、多功能并发、数据传输和交换。常见的智能一级设备有：智能变压器、智能开关等。智能变压器表现为包含智能终端组件和变压器检测组件网。IEC61850是独立选举委员会TC57制定的通信系统子系统和网络的现行国际标准，也是自动化系统子系统的唯一国际标准。高质量的交互设备是指通过同一个智能系统实现不同高质量系统和工厂连接设备之间的交互。交互式应用的扩展主要通过创建全景数据系统信息集成终端来实现，该终端与许多子系统一起提供，以满足终端管控链的密集需求。通过该系统，实现了

12、与其他发电厂、电源和用户的协作，支持不同级别网络的安全性和稳定性。I后代监控装置站控台MMS网光纤以太网IEC61850乐套检装捏变普管测雪压智测装变器能控泻线测在即置在监1IE装压套检装黑变器管测产压套检装变器管测合并单元过程层SV,网图1.2智能变压器的设计示意图智能组件通过常规电缆连接到主设备，然后通过电缆连接到相应的辅助设备。在实际操作中，智能组件检测、收集和传输设备状态数据。(2)电子式互感器目前，主电子变压器由两部分组成：一个传感器模块和一个附加模块。该传感器模块也称为远程模块，位于高压的主侧，主要负责收集数据，并将测量的电流和电压转换为数字检测数据，而附加模块的第二部分位于辅助侧

13、。首先，它用于总结和指导远程模块报告。变压器在升压时体积和结构发生不正常变化，无法适应电力行业的现代化和发展。近年来，一些新技术的出现和进步：光电子和微电子，包括光纤通信设备等。这使得变压器技术成为研究人员关注的焦点，电子变压器技术登上了历史舞台,也得到了科学家的认可和深入研究，这项技术可以弥补普通变压器的缺点，改进它们。罗戈夫斯基线圈类型、低功率类型和光电流类型。EVT根据一次电压原理可分为：电阻变压器、电容分压变压器和光学变压器。与工作电流变压器相比，它们在许多方面具有显著优势。但由于设备更新，耐用性和稳定性有点差；对于无源电流变压器的两个例子，光路径布置简单的全光学变压器，线性双折射小，

14、测量动态比例尺具有足够的测量精度，应用范围广，而磁光玻璃的成本角较低；电子电流互感器基于罗可夫斯基线圈和低功率线圈，不受温度影响，易于满足高精度测量要求。然而，它们在系统维护等方面严重不足，线圈的精度特别受外部因素的影响。但随着温度和湿度的变化，城市的测量精度发生了巨大变化：这是一种与设备结合使用的变压器，用于补偿温度；对于基于光电效应的无源电子变压器，其基本功能优于基于法拉第电磁感应的变压器，仅具有略低的温度功能和运行稳定性（。1.3.4 智能变电站与常规变电站的区别智能变电站发挥“火车头”的作用，引领变电站向前发展，聚焦传统变电站的一些不可避免的因素；与普通变电站不同，智能变电站的核心是数

15、字信息获取，实现区间层与工艺层装置的交互【。普通变电站的结构如图1.3所示，智能变电站的结构如图1.4所示。站控层间隔层过程层I：作站1工作站2运动站传统互感器传统次设笛图1.3传统变电站结构图图1.4智能变电站结构图1.4 本文主要工作本课题在富宁区电力系统实际发展的基础上，规划和设计富宁区IlOkV智能变电站的一级系统和继电保护。结合电力系统实际情况和负荷预测结果,kV智能变电站的必要性。在现有IlOkV智能变电站设计的基础上,一级系统进行规划设计，包括变电站位置选择、接入系统方案设计、主要设备选择、总平面图和配电装置、接地防雷等方面的规划设计,提出了建设110对该智能变电站一级布线选择、

16、能源照明和规划的其他方面。IIOkV变电站继电保护系统设计配备。第二章IlokV智能变电站一次系统方案2.1 IlOkV变电站地区电网基本现状介绍阜宁县开发区有1座火力发电厂，2座15兆瓦发电机组；江苏北部主要灌溉渠环流水闸有4台475千瓦的水力发电机，水闸有8台1500千瓦的水力发电机，水力发电机组总容量1975千瓦；一个3MW的屋顶太阳能开发区。阜宁县目前共有4座220千瓦变电站，分别用于海相转换（2）X120兆瓦）、东义变电站（1）X180兆瓦，十亿变电站可变电站（1）X180兆瓦）、庆远变电站（2）X180兆瓦。目前，该地区有11个IlokV变电站，拥有16个主要变压器，总容量938.1