交流操作系统35kV综合自动化变电站二次接线设计特点

交流操作系统35kV综合自动化变电站二次接线的设计特点对于农电部门新建的35kV变电站，采用交流操作系统具有显著的经济性。从电源、屏幕布局、交流电路、控制信号电路、监控系统等方面。阐述了35kV综合自动化变电站采用交流操作系统时，如何设计二次接线，对变电站二次设计人员有很大帮助。关键词：综合自动化；交流操作；DC行动；二次接线；35kv变电站综合自动化监控系统交流操作系统二次接线设计特点摘要：农电部门新建35kV变电站采用交流操作系统是经济的。摘要：从电源、屏盘布置、交流回路、控制及信号回路、自动化系统等方面，阐述了35kV变电站综合自动化采用交流操作时，如何设计二次接线。这将有助于变电站二次接线的设计。关键词：综合自动化；交流操作；DC行动；二次接线；自动化系统介绍0目前，35kV新建变电站多采用综合自动化系统(以下简称综合自动化系统)，如城网、农网改造、大用户工程等，以满足我国电网自动化的要求。采用变电站自动化系统是加强电网管理、提高电网安全运行和劳动生产率的重要措施。变电站自动化系统的功能和效益主要体现在：减少现场误操作事故，提高供电可靠性和质量，提高电网运行管理水平，提高供电企业劳动生产率，降低变电站建设和运行成本，加强和更新电力系统运行人员的知识和技能，带动供电企业的技术进步。过去，35kV综合自动化变电站采用成熟、稳定、可靠的DC操作系统。一套带智能通信接口的DC屏，成本通常在15万元以上，对于农电、工矿企业等资金紧张的用户来说，无疑是一笔不合适的资金。如果可以用交流操作系统代替DC操作系统，取消DC屏，节省下来的资金基本可以买下5到8条出线的综合变电站所有二次保护设备，非常经济。如何将成熟的综合变电站DC操作系统更换为交流操作系统，并使交流操作系统具有同样的稳定性、可靠性和备份性，二次接线应注意什么？这是本文要讨论的问题。1交流操作系统电源及站用改变为使交流操作系统电源稳定、可靠、备用，可通过以下方法解决：相对于DC操作系统DC屏直接提供的DC 220V电源，交流操作系统采用UPS输出的交流220V电源直接或间接替代。具体措施如下：(1)采用交流220V作为保护、测量、控制等微机装置的工作电源。由UPS输出提供；(2)跳闸和合闸回路采用交流220V，由UPS输出提供；(3)机构储能电源采用交流220V，由UPS输出提供；(4)后台机使用交流220V，由UPS输出提供；(5)分合闸继电器采用DC 24V，由外部开关电源提供，开关电源输入为交流220VUPS输出；(6)中心信号电路采用DC 24V，由外部开关电源提供，开关电源输入为交流220VUPS输出；(7)装置面板的信号和输入为24V DC，由装置电源模块提供。综合变电站的变电站变压器应放在变压器高压侧，重要变电站可一主一备，带自动切换。交流配电柜可以有两组独立的母线。一组母线是站用变压器输出的A、B、C、L相电压，用于照明电源、检修电源等。另一组母线是

对于一个35kV变电站，有两个变压器和八个进出线，UPS的容量可以是3kVA A。图2是这种UPS结构的示意图。其工作原理是：正常运行时，站用变压器(简称市电)的输出电压经整流器转换成DC，再经逆变器转换成电压和频率稳定的正弦波交流电压供给负载。当主电源出现故障时，电池组向逆变器供电，以确保不间断地向负载供电。如果逆变器出现故障，UPS将通过静态开关切换到旁路，直接由市电供电。故障消失后，UPS切换到逆变器，再次向负载供电。对于上述UPS，如果在市电断电的同时逆变器出现故障，负载将被切断。为了弥补这一缺陷，可以采用以下两种方式：(1)当采用一台站用变压器时，可以采用两台UPS并联工作，如图3所示。这样，当一台UPS逆变器出现故障，市电断电时，另一台UPS的电池组逆变提供交流电源，从而保证负载的不间断供电。(2)当站用变压器为一主一备时，选择一台UPS，其接线方式可采用两路交流输入的工作方式，如图4所示。这样，当UPS逆变器出现故障，一路交流电源被切断时，静态开关可以将UPS负载切换到旁路，另一路交流电源供电，从而保证负载不间断供电。2.交流操作综合自动站的屏幕位置和屏幕布局。由于其10kV开关多采用户外电杆操作机构，其二次保护适用于集中屏装。盘区布置应注意以下几点：(1)相同或相似的保护测控装置及其控制元件应安装在同一盘(柜)上；(2)相同的安装单元(如防护装置、KK把手、交通信号灯等。)不同机柜之间应具有相同的高度和在屏幕(机柜)上的位置；(3)两套变压器的保护设备和控制元件应布置在不同的屏(柜)上；为了节省空间，也可以考虑安装在同一个屏(柜)上，但要从一边到另一边区分清楚。(4)在屏(柜)面上布置元器件时，应满足便于调试和运行检查的要求；(5)同一安装单元的每套独立保护配置在一个屏(柜)上，布局应清晰可辨，便于检查、维护和调试。变电站内设置主控室，放置继电保护柜、电度表柜、交流配电柜等。后台计算机可以安装在集成工控机的保护柜上，也可以将普通工控机放置在同一房间或相邻的控制室。图5是35kV交流操作综合自动化变电站的屏幕位置和屏幕布局的参考图。该变电站包括1#和2#主变主保护装置、高低压侧后备保护测控装置、调压音频装置；1台35kV进线保护测控装置；5 10kV进出线保护测控装置；1回电容器保护测控装置；变电站变压器测控装置：一个交流配电柜和一个电度表柜等。3计量交流操作综合变电站的电流电压回路和电流电压回路与DC操作系统相似。电流回路应为1A或5A，电压回路应为100V，其准确度等级不应低于0.5级。收集的电量应符合《电测量仪表装置设计技术规程》的要求。电流互感器和电压互感器的二次回路分别只设一个接地点。电流互感器的接地点设在配电装置处(差动保护等成组电流互感器的电流回路应在控制室接地)，电压互感器的二次回路应在控制室一点可靠接地。为了保证继电保护的独立性和可靠性，当保护和测量共用一套电流互感器时，保护和测量应接在不同的二次绕组上，且等级

4.控制、操作、信号回路4.1控制操作回路在DC操作系统中，控制操作回路基本采用DC 220V电源。图5是典型DC操作系统微机保护测控装置的控制操作回路示意图。现在为了将其改为交流操作系统，需要对原本适用于DC操作系统的微机保护测控装置进行相应的改动，使其适用于交流操作系统。这种改变，不同的设计师有不同的方法。我的看法是，尽量对原有的保护测控装置做最小的改动，就是不要换插件印制板，不要换背板印制板或布线，更换有限的元器件。图6是按上述原理改造后的交流操作系统微机保护测控装置控制操作回路示意图。具体变化如下：(1)各保护测控装置的电源模块应选择交流和DC输入的通用开关电源，使其电源模块适用于两种操作系统。(2)取消装置内部的防跳闸回路(为弥补这一缺陷，一次设备可选用带防跳闸回路的断路器)，将图5中的TBJ和HBJ继电器改为24V DC，作为图6(a)中的TJ和HJ继电器。由于该部分与一次设备无连接，功耗较低，采用装置电源模块提供的内部DC 24V。(3)装置面板上的中央信号指示灯、合闸指示灯和跳闸指示灯仍采用装置电源模块提供的内部DC 24V。参见图6(a)。(4)跳闸继电器选用DC 24V继电器。将印刷电路板上原有的降压电阻短接，外部接线改为断路器的无源辅助触点。电源为DC 24V，由外部开关电源提供。参见图6(b)。(5)跳闸和合闸回路直接采用交流220V电源，KK手柄和红绿指示灯可接入该回路。如果装置的面板装有关闭和跳闸指示器，这里的交通灯可以省略。参考图6(c)。4.2信号环路综合自动站的音响系统可相对简单，可配事故和预报音响。信号可远程传输和本地预报，可手动复位或远方自复位。通常有两种实现方式：第一种方式：各保护测控装置向后台计算机传输各种信号，后台计算机定义信号的属性，再传输给音频装置发出所需的音频信号。相应的光信号可在后台计算机或各保护测控装置上查询。原理图如图7所示。模式二：模式一简单，没有其他配件。但这种方式的缺点是，一旦后台机器停止运行，音响系统就变成静音。这不适用于一期工程为微机保护变电站，二期工程升级为综合变电站的变电站。为了弥补这一缺陷，我们可以简化常规DC操作系统变电站的中央信号系统，使其适用于交流操作系统。比如用24V DC代替220V DC，用电阻代替光板，用组合式音频单元报警装置代替脉冲继电器，用喇叭代替警铃和电笛等。可以在每个保护测控装置上查询相应的光信号。原理参考图如图8所示。图中电阻约为1.5k。单元音频设备便宜，综合变电站可以考虑同时采用两套中央信号系统。后台机投入运行时，采用第一种方法，后台机退出运行时，采用第二种方法。5交流操作综合自动化变电站监控系统要求适用于DC操作综合变电站监控系统，完全适用于交流操作综合变电站。应具有数据采集、处理、传输、故障报警、故障分析、故障显示、事件记录、事故追忆、遥控、遥调、定值调用、定值打印等功能

然而，与DC操作系统相比，它的可靠性仍然落后。重要的35kV、110kV及以上变电站也应优先考虑DC操作系统。