330kv铁合金变电站施工图设计说明书电气二次部分0304知识讲解.docx
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330kv铁合金变电站施工图设计说明书电气二次部分0304知识讲解
§8-4情境因素与消费者行为2004年3月20日
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（1）专业知识限制
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合计50100%
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§8-2购物环境与消费行为2004年3月20日检索号
37-BA12151S-D0104
330kV铁合金变电站新建工程施工图设计
设计说明书
（电气二次部分）
工程设计证书甲级A137010481号
2013年01月济南
批准
：
审核
：
校核
：
编写
：
电气二次部分设计成品卷册目录
D0301
（1）公用设备二次线
D0301
（2）计算机监控系统二次线
D0302
（1）#1、#2、#3主变压器保护二次线
D0302
（2）#1、#2、#3主变压器控制二次线
D0302（3）#1、#2、#3主变压器本体二次线
D0303
（1）3310、3312断路器二次线
D0303
（2）330kV铁兴线二次线
D0303（3）3321、3320、3322断路器二次线
D0303（4）330kV铝铁一回线二次线
D0303（5）3331、3330、3332断路器二次线
D0303（6）330kV母线保护、故障录波二次线
D0304110kV线路、母联及分段二次线
D030535kV并联电容器二次线
D0306站用电系统一次线
D0307站变保护及站用电系统二次线
D0308直流系统二次线
D0309主变消防二次线
D0310电能质量监测装置二次线
D0311电缆清册
R0101安全稳定控制系统二次线
Y0101电量计费
第1章
电气二次
1.1
主控通信楼及继电器小室的布置
1.2
计算机监控系统
1.3
二次设备布置
1.4
直流系统
1.5
交流不停电电源（UPS）
1.6
元件保护
1.7
电缆设施
1.8
站用电系统
第2章
系统继电保护及安全自动装置
2.1
系统继电保护
2.2
故障录波
2.3
保护录波信息管理子站
2.4
继电保护试验电源柜
第3章
系统远动
3.1
调度自动化
3.2
电力调度数据网接入及二次安全防护设备
3.3
电量计费系统
第1章电气二次
1.1主控通信楼及继电器小室的布置
计算机监控系统的站控层设备布置在主控通信楼的主控室和通信及计算机室内，各间隔的保护柜、测控柜及故障录波器柜、电度表柜、直流分电柜等其他屏柜布置在相应的继电器小室内。
1.1.1通信及计算机室
通信机房与计算机室合并设置。
计算机监控系统主机柜2面、远动通信柜1面、调度数据网络设备柜1面、管理信息网络设备柜1面、保护录波信息管理子站主机柜1面、UPS电源柜2面、公用测控及智能设备柜1面、关口电能表柜1面、全站时间同步系统主机柜1面、稳控通信接口柜1面、站用配电柜2面、应急照明控制切换柜1面、图像监控系统主机柜1面、在线监测后台主机柜1面布置于通信及计算机室，操作员、工程师、五防工作站布置于主控制室。
主控制室和通信及计算机室符合GB2887-2000《电子计算机场地通用规范》的规定，避开强电磁场、强振动源和强噪声源的干扰，满足防尘、防潮、防噪声的要求，并符合防火标准。
1.1.2直流柜室及电气蓄电池室
主控通信楼设直流柜室及电气蓄电池室，直流充电柜3面、直流馈线柜2面布置于直流柜室，2组蓄电池分别布置于电气蓄电池室I、II。
1.1.3继电器小室
本工程在330kV配电装置区设330kV继电器小室，在靠近主变区域设主变、110kV及35kV继电器小室。
330kV继电器小室布置有330kV电压等级保护柜、间隔层测控柜、电度表柜、故障录波器柜，以及网络设备柜、公用测控柜、全站时间同步系统扩展柜、保护录波信息管理子站采集柜、稳控装置主柜、电能质量监测装置柜、直流分电柜、站用配电柜、继电保护试验电源柜、在线监测装置柜、光配线架柜等。
主变、110kV及35kV继电器小室布置有主变及110kV、35kV电压等级保护柜、间隔层测控柜、电度表/电能表柜、故障录波器柜、站用变保测装置柜、站用电快切装置柜，以及网络设备柜、公用测控柜、全站时间同步系统扩展柜、保护录波信息管理子站采集柜、110kVPT并列及电压转接柜、稳控装置从柜、电能质量监测装置柜、直流分电柜、中央站用电柜、继电保护试验电源柜、主变充氮灭火控制柜、在线监测装置柜、光配线架柜等。
控制、保护下放继电器小室的布置方式可有效地节省电缆，减小电缆构筑物，同时还可减少电缆回路的电压降，以提高控制回路的跳合闸电压。
1.2计算机监控系统
变电站采用计算机监控、保护下放方案，运行管理按少人值班方式设计。
工程采用南瑞继保公司提供的计算机监控系统。
监控系统采用分层分布式结构。
整个系统按纵向分为两层：
站控层和间隔层。
间隔层测控单元以开关间隔为对象进行配置，间隔层设备通过站内高速双以太网与站控层设备通信。
I/O测控装置集中布置于各继电器小室。
1.2.1监控范围
本期确定计算机监控系统的主要设计监控范围如下：
（1）全站的断路器、隔离开关及电动操作的接地开关；
（2）主变压器的分接头调节及35kV无功补偿装置自动投切；
（3）站用变控制；
（4）直流系统和UPS系统；
（5）火灾报警信号；
（6）站用电、直流系统、UPS系统的重要馈线开关状态。
1.2.2系统功能
监控系统应能实现对变电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制，并具备全部远动功能。
详细功能满足DL/T5149－2001《220～500kV变电所计算机监控系统设计技术规程》的要求，本工程对以下功能重点叙述。
（1）时钟同步。
全站设置一套南瑞继保公司提供的时间同步系统，该系统采用GPS与北斗双主时钟对时装置，时间同步信号扩展装置用于对时信号方式和数量的扩展，以满足站内监控、保护、录波等设备需要的各种时间同步信号；本工程在通信及计算机室设1面全站时间同步系统主机柜，在各继电器小室分别设1面全站时间同步系统扩展柜。
扩展柜分别通过光缆与主机柜相连，得到时钟信号，两路输入互为备用。
时钟同步系统主要提供IRIG-B（DC）对时信号源，同时具备RS-485串行数据通信口。
（2）电气防误操作。
按照国家电网公司《十八项电网重大反事故措施》的规定，为使变电站远方、就地操作均具有闭锁功能，结合本工程330kV和110kV均采用GIS设备的特点，全站防误功能由GIS、GIS成套设备的电气闭锁、机械闭锁以及计算机监控系统闭锁共同完成。
对于断路器就地操作回路、单独的电气设备及网门等，采用微机“五防锁”。
（3）监控与继电保护的信息交换。
本工程采用两种方式实现监控系统与继电保护的信息交换：
方式1：
保护的跳闸信号以及重要的告警信号采用硬接点方式接入I/O测控装置，采用非保持接点。
方式2：
通过通信接口实现监控系统与保护装置之间的信息交换。
如果保护信息不做筛减优化就全部送到监控，不仅硬接点信号数量多，而且数据口通信的信息上传情况也不理想。
实际上监控所需要的保护信息有限，而继电保护人员所关心的详细保护信息可通过保护故障信息子站上传至相关调度端，因此本工程根据调度端的要求对监控系统所需保护信息量进行优化筛减。
保护装置与监控采用IEC61850规约双以太网连接，保护及故障录波装置与保护录波信息管理子站采用单以太网连接。
故障录波数据不上传监控。
1.3二次设备布置
1.3.1主要二次设备组屏原则
变电站二次设备柜体结构、外型及颜色均予以统一，尺寸2260x800x600mm（计算机监控系统主机柜、中央站用电柜除外），颜色为冰灰橘纹。
（1）监控系统主要设备
330kV系统均为线变串，每串组2面测控柜，一面柜上布置线路、主变高压侧测控装置，另一面柜上布置3台断路器测控装置；110kV线路、母联、分段保护、测控共组一面柜；35kV电容器组采用测控、保护一体化装置，35kV每段母线电容器组组1面保测柜；每台主变（110kV侧、35kV侧及本体）组1面测控柜。
330kV继电器小室配置一面网络设备柜，安装有6台PCS-9882C型号以太网交换机（24个电口、2个光口），以及1台RCS-9794A型规约转换器。
主变、110kV及35kV继电器小室配置两面网络设备柜，共安装有10台PCS-9882C型号以太网交换机（24个电口、2个光口），以及2台RCS-9794A型规约转换器。
（2）保护主要设备
330kV每回线路配2面保护柜；330kV每台断路器保护组1面柜；330kV母线保护共组4面柜；110kV每回线路、每台母联、分段断路器组1面保护测控柜；110kV本期四段母线共组2面母线保护柜；每组主变配3面保护柜。
（3）故障录波
330kV每两串及两回线路配置1面故障录波器柜，本期配置2面；每两台主变配置1面故障录波器柜，本期配置2面；110kV本期四段母线配置2面故障录波器柜。
1.3.2二次设备布置方案
各间隔的保护柜、测控柜及相应的公用柜（直流分电柜、电度表柜、故障录波器柜）等二次设备布置在各继电器小室内。
1.3.3计量
本站电能计量单独配置，采用智能电度表。
本工程在330kV继电器小室设330kV线路电度表柜1面、在主变、110kV及35kV继电器小室设主变电度表柜2面、35kV1M、2M电容器电度表柜1面。
330kV线路、主变高、中压侧电度表采用威胜集团公司的DTSD341-MB3-SD（三相四线）型电度表，主变低压侧、35kV电容器电度表采用威胜集团公司的DSSD331-MB3-SD（三相三线）型电度表。
1.3.4抗干扰措施
在高压变电站内，由于一次系统的操作、短路事故、雷电波的侵袭等，可能导致有很强的破坏力的高频电磁干扰，如果没有适当的保护措施，这些电磁干扰将耦合至二次控制回路及电气设备，为保证保护装置、计算机等设备的安全、可靠运行，除这些设备本身应具有一定的抗干扰能力外，本工程设计中还采取下列抗干扰措施：
（1）所有二次电缆全部采用屏蔽电缆，屏蔽层接地。
（2）同一安装单位不同电压等级的二次回路不共用同一根二次电缆。
（3）各继电器小室采用电磁屏蔽的措施。
1.4直流系统
1.4.1直流系统
直流系统额定电压为220V，采用深圳泰昂公司的GQH-D产品,蓄电池采用意大利非凡阀控式密封铅酸蓄电池，容量500Ah，每套104只。
2组蓄电池分别布置于主控通信楼电气蓄电池室I、II。
本站直流系统包括充电柜3面和主馈线柜2面，布置在主控通信楼直流柜室内；直流分电柜10面，其中330kV继电器小室布置4面，主变、110kV及35kV继电器小室布置6面。
直流系统设移动式充放电装置1台。
1.4.2控制及保护电源的配置
本站330kV断路器均配置二个跳闸线圈，因此，每台断路器控制回路分别由独立的二组直流母线供电。
330kV每个元件连接二台断路器，当一台断路器停用或检修时元件仍能继续运行，控制的直流电源与保护的直流电源分开。
保护按双重化配置，两套保护经独立的空气开关接至不同的直流电源母线段，以便在检修和停用某套保护时，将空气开关断开，切除电源。
直流供电采用辐射式方式供电，由直流分电柜直接供电给各用电单元。
由于本站330kV部分的控制、保护采用双重化，因此它们的直流电源也按双重化原则及继电保护反措要求配置，即由控制母线I段为第一套控制、保护提供直流电源，由控制母线II段为第二套控制、保护提供直流电源。
（1）各主变压器保护装置电源、主变压器各侧断路器控制电源均分别由直流分电柜直接提供。
（2）330kV及110kV线路保护装置电源、断路器控制电源、母线保护装置电源、故障录波装置电源、母线PT并列装置电源均分别由直流分电柜直接提供。
（3）35kV电容器保护测控装置电源由直流分电柜直接提供。
（4）其它如应急照明电源、主变压器消防电源等均由直流馈线柜/直流分电柜分别直接供电。
1.5交流不停电电源（UPS）
本工程计算机监控系统配套提供10kVA交流不停电电源（UPS）。
UPS本身不带蓄电池，正常由交流220V供电，经整流、逆变后提供稳频、恒压的交流220V电源。
当交流电源消失时，可以不停电自动切换到变电站220V直流系统，即可用变电站220V直流蓄电池供电。
本工程UPS电源采用双套主机（主、从机）2×100%容量冗余配置，两路交流220V、两路直流220V电源输入，输出交流220V共16路。
1.6元件保护
1.6.1330kV变压器保护
本工程采用南瑞继保PRC78GE-GS4型主变保护。
主变压器保护采用微机保护，电气量主、后备保护按双重化配置，非电量保护为单套配置。
具体保护配置方案如下：
1.6.1.1每套电气量保护
主保护：
（1）纵差保护或分相差动保护：
瞬时动作于各侧断路器。
（2）分侧差动保护：
瞬时动作于各侧断路器。
高压侧后备保护：
（1）高压侧阻抗保护：
设一段二时限，第一时限断开330kV侧断路器，第二时限断开变压器各侧断路器。
（2）高压侧零序电流保护：
为二段式，一段带方向，方向指向母线，延时跳开本侧断路器；二段不带方向，延时跳开各侧断路器。
（3）高压侧复合电压闭锁过电流保护：
延时断开各侧断路器。
（4）过励磁保护：
保护应能实现定时限告警和反时限特性功能。
当过励磁倍数超过允许值时，断开变压器各侧断路器。
（可通过控制字选择是否跳闸）
（5）具备高压侧断路器失灵保护动作后跳变压器各侧断路器功能。
（6）过负荷保护，延时动作于信号。
中压侧后备保护：
（1）中压侧阻抗保护：
设一段四时限，第一时限断开110kV侧分段断路器，第二时限断开110kV侧母联断路器，第三时限断开本压侧断路器，第四时限断开变压器各侧断路器。
（2）中压侧复合电压闭锁过电流保护：
延时断开各侧断路器。
（3）中压侧零序电流保护：
为二段式，一段带方向，方向指向母线，设三个时限，第一时限跳开本侧分段，第二时限跳开本侧母联，第三时限跳开本侧断路器；二段不带方向，延时跳开各侧断路器。
（4）配置中压侧间隙零序电流保护。
（5）配置中压侧零序电压保护。
（6）具备中压侧断路器失灵保护动作后跳变压器各侧断路器功能。
（7）过负荷保护，延时动作于信号。
低压侧后备保护：
（1）低压侧过电流保护：
延时跳开本侧断路器。
（2）低压侧复合电压闭锁过电流保护：
设一段二时限，第一时限跳开本侧断路器，第二时限跳开变压器各侧断路器。
（3）过负荷保护，延时动作于信号。
1.6.1.2非电量保护
（1）瓦斯保护：
重瓦斯动作瞬时断开变压器各侧断路器，轻瓦斯动作于信号。
（2）变压器本体保护：
变压器绕组温度升高发信号；油温升高发信号；油位降低发信号；压力释放动作发信号；冷却系统故障温升高于某一值发信号，并经一定延时跳开各侧断路器。
1.6.1.3其它要求
断路器非全相运行保护：
330kV、110kV侧断路器非全相运行保护执行国电公司的反措要求，利用断路器本体的非全相保护。
主变各侧的防跳回路执行国网公司的反措要求，利用断路器本体的防跳回路。
1.6.2站用变保护
#1、#2站用变和#0备用变保护测控装置组1面柜，安装于主变、110kV及35kV继电器小室。
400V快切装置组1面柜，安装于主变、110kV及35kV继电器小室。
站用变压器保护配置为电流速断保护、过电流保护、本体及调压开关瓦斯保护，此外还设置了压力释放及油温异常信号。
速断保护瞬时动作于跳闸；过电流保护带时限动作于跳闸；本体及调压开关重瓦斯动作于跳闸、轻瓦斯发信号。
1.6.335kV并联电容器保护
每套装置将该单元的保护功能和测控功能综合在一个装置中。
35kV并联电容器保护配置为电流速断保护、过电流保护及差压保护。
电流速断保护瞬时动作于跳闸；过电流保护带时限动作于跳闸。
1.7电缆设施
1.7.1电缆截面选择
本变电站规模较大，电缆长度较长，为降低长电缆的截面，330kV及110kV侧电流互感器二次电流选1A。
根据计算，不同回路的截面按如下考虑：
电流互感器二次回路电缆截面取4mm2。
电压互感器二次回路根据电缆长度及负荷大小，电缆截面取6mm2或2.5mm2。
控制回路电缆截面取2.5mm2。
1.7.2电缆型式的选择
因本站所有二次设备均为微机型弱电设备，抗干扰性能相对较差，故二次控制电缆全部选用屏蔽电缆。
1.8站用电系统
1.8.1站用电源及接线
本工程配置三台站用变压器。
#1及#2站用变分别接于35kV#2、#3段母线上，#0站用变为站外电源供电。
#1、#2站用变为工作站用变，采用干式有载调压变压器，安装于站用变室；#0为备用站用变，采用箱式变电站，变压器为干式无励磁调压型。
三台站变容量相等，均按全站计算负荷选择。
站用电380/220V系统采用单母线分段接线，每段母线各接一台工作站用变压器，备用站变经两台自动开关分接两段母线。
正常工作时两台工作站用变同时供电，分接至两段380V母线，母线分列运行。
任一台工作站变故障或检修，备用变压器均可投入代替。
当仅有一台站用变运行时，此时一台站用变带全部负荷。
站用电向各负荷点供电的供电网络采用辐射式，重要回路由两段母线双回供电。
由两段母线供电的负荷，在负荷处的进线开关不能同时合上。
本工程3台站用变测控保护装置组1面35kV站用变保护测控柜安装于主变、110kV及35kV继电器小室。
1.8.2供电方式
330kV变电站占地面积相对大，如果采用主控通信楼内集中供电方式，不少负荷供电距离过长。
为了节省电缆、减小电缆截面以及减小电压降，提高单相短路时自动开关动作的灵敏度，本工程将站用电柜布置在负荷中心处的主变、110kV及35kV继电器小室内，这样可有效减小供电半径。
在主控通信楼与330kV继电器小室等负荷集中的区域设置专用配电柜，便于向就近的负荷供电。
1.8.3站用电设备选择
据站用电负荷统计，＃1、＃2站用变容量与10kV箱变容量均为630kVA。
1.8.4站用电柜布置
中央站用电柜布置在主变、110kV及35kV继电器小室内。
380/220V电源由电缆从室外引入。
室内布置有7面固定分隔低压配电柜。
主控通信楼放置2面380/220V专用配电柜，布置于的通信及计算机室内。
330kV继电器小室放置2面380/220V专用配电柜。
1.8.5站用动力箱及检修箱布置
两台主变配置一只检修电源箱，本期按远景配齐2只；每台主变配置一只交流动力箱，本期配3只；330kV配电装置每串配置一只交流动力箱，本期配3只；每两串配置一只检修电源箱，本期及远景配2只；110kV配电装置共配置2只交流动力箱，2只检修电源箱；35kV配电装置每条母线配1只交流动力箱，配1只检修电源箱，本期共3只动力箱，3只检修箱。
第2章系统继电保护及安全自动装置
全站一次系统概况：
330kV铁合金变电站规划安装4台240MVA变压器，本期安装3台240MVA变压器。
330kV规划出线4回，一个半接线；本期330kV出线2回（铝铁一回线、铁兴线），一个半接线。
110kV规划出线17回，双母线六分段接线（与原110kV铁合金站110kV母线以分段型式相联）；本期110kV出线7回（铁合金三回线、临时保安线、余铁一回线、余铁二回线，备用3回本期只建间隔不出线），双母线六分段接线。
规划安装12组20Mvar低压电容器，本期安装4组20Mvar低压电容器。
2.1系统继电保护
2.1.1330kV线路、远跳保护
330kV线路均配置两套独立的、全线速动保护，主保护一采用南瑞继保公司的分相电流差动保护PRC31BMV-54柜（含线路保护装置RCS-931BMV，远跳及就地故障判别装置RCS-925A），主保护二采用长园深瑞的分相距离保护PRSC53-52柜（含线路保护装置PRS-753，远跳及就地故障判别装置PRS-725S），两套保护通道均为直接光纤芯方式。
每回线路均双重化配置远跳及就地故障判别装置。
两套主保护及远跳及就地故障判别装置分别安装在两面线路保护柜内。
2回330kV线路保护装置共组4面线路保护柜。
两路远跳信号采用两套主保护的远传命令传送，线路对侧收到远跳信号，经就地故障判别后切除相关断路器，远方跳闸保护采用“一取一”加就地故障判别的跳闸逻辑。
每套主保护均具有完整的后备保护。
线路主保护、后备保护、远方跳闸保护均启动断路器失灵保护。
本工程断路器的防跳、三相不一致回路均设置在断路器就地机构箱内。
线路保护柜A、B、C相TWJ采用强电开入，引自机构辅助接点。
本工程远跳及就地故障判别装置发远方跳闸命令可选择是否经本侧断路器分相跳闸位置闭锁，跳闸位置分别引自边、中断路器汇控柜。
2.1.2330kV断路器保护
330kV断路器保护按单元配置，每台断路器配置一面南瑞继保公司PRC21A-01断路器保护柜，上装RCS-921A断路器保护及分相操作箱，其中RCS-921A含有失灵、重合闸等功能。
本工程共配置8面断路器保护柜，用于3310、3312、3321、3320、3322、3331、3330、3332断路器。
2.1.3330kV母线保护
330kVI、II母线均分别配置两面南瑞继保的RCS-915E、深圳南瑞的BP2C-E09S2母线保护柜。
2.1.4110kV线路保护
110kV铁合金三回线、临时保安线配置长园深瑞公司的光纤电流差动保护PRS-753D；110kV余铁一回线、余铁二回线配置南瑞继保公司的光纤电流差动保护RCS-943TM；3回备用线不配置保护装置。
本期电流差动保护通道采用直接光纤芯方式。
2.1.5110kV母线保护
原110kV铁合金站110kV双母线配置一面长园深瑞公司的BP-2B微机型母线差动保护柜，本期330kV铁合金站增加4台分段断路器，其中分段I、II与原110kV铁合金站110kV双母线相联，最终形成双母线六分段接线，本期新增部分配置两面长园深瑞公司的BP-2C微机型母线
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