CN203813223U - 一种综合自动化变电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种综合自动化变电站，第一条35kV进线连通第一35kV进线开关、1号主变压器、第一10kV主变开关、10kV一段母线及其多条出线；第二条35kV进线连通第二35kV进线、2号主变压器，之后分别连通第二10kV主变开关、10kV二段母线及其多条出线，和第三10kV主变开关、三段母线及其多条出线；一段、二段母线之间有第一分段开关及引线；第三条35kV进线连通第三35kV进线开关、3号主变压器、第四10kV主变开关、10kV四段母线及其多条出线；三段、四段母线之间有第二分段开关及引线。本实用新型可以适应变电站现代化控制运行要求，提升设备运行可靠性，提升电网智能化水平。

Description

一种综合自动化变电站

技术领域

本实用新型涉及电力供电领域，特别涉及一种综合自动化变电站。

背景技术

如图1所示是现有变电站的电气接线图。所述35kV变电站有3路35kV电源进线，带3台20000kVA变压器；35kV系统为线路变压器组接线，间隔式安装；10kV系统为三母线四分段接线形式。

三路35kV电源进线，通过各自的隔离开关、35kV电流互感器、35kV开关，分别连接1号、2号、3号主变压器；各路电源进线分别设有避雷器。1号主变压器通过相应的10kV开关为10kV一段母线及其下属的8条出线供电；2号主变压器通过相应的10kV开关为10kV二段母线及其下属的4条出线和10kV三段母线及其下属的4条出线供电；3号主变压器通过相应的10kV开关为10kV四段母线及其下属的8条出线供电。一段、二段母线之间设分段开关；三段、四段母线之间设另外的分段开关。一、二、三、四段母线上各自设置一组压变（电压互感器）及避雷器。1号电容器组（甲、乙两组）连接至一段母线，2号、3号电容器组分别连接至三段、四段母线；各套电容器配置有相应的电抗器、真空断路器、10kV电流互感器、电容器开关等设备。

图2、图3是该变电站的楼层平面布置图。35kV开关位于相应的35kV开关室内；10kV开关位于相应的10kV开关室内；各主变压器位于相应的主变室内；各电容器组位于相应的电容器室内；如图4所示，还设有远动室和控制室，来相应布置上述各器件及其继保设备的控制屏、信号屏等装置。图2中10kV一段开关柜内K2—K7、K12、K13柜对应多个出线开关，K9柜为1号主变10kV开关，K10柜为10kV 的1号电容器开关，K11柜为10kV一段压变/避雷器，K14柜为10kV一、二段分段开关；10kV二、三段开关柜内K15、K30柜分别为10kV二段、三段压变/避雷器，K12—K19、K31—K34柜对应多个出线开关，K20柜为10kV一号站用变开关，K26、K28柜分别为2号主变10kV二段、三段开关，K29柜为10kV 的2号电容器开关；10kV四段开关柜内K36—K40、K48—K50柜对应多个出线开关，K43柜为10kV三、四段分段开关，K44柜为3号主变10kV开关，K45柜为10kV二号站用变开关，K46柜为10kV 的3号电容器开关，K47柜为10kV四段压变/避雷器。

其中，对应1号主变压器的35kV开关为02P122型SF6断路器，继保装置为SPAD346C+REJ525+REJ525保护；1号主变压器为SZ9-20000/35型有载调压变压器，有载调压机构为广东莱茵豪森VIII350。对应2号、3号主变压器的35kV开关为SW2-35型少油断路器，继保装置为电磁型保护；2号、3号主变压器为SZ7型有载调压变压器，其有载调压开关为吴江有载开关公司F1III350型有载调压开关。9台35kV电流互感器为LB6-35型充油电流互感器。3台主变中性点接地电阻装置为ZDZ（W）66-10-10型。该变电站内10kV侧的二、三、四段母线上开关柜采用湖北开关厂1995年产的KYN－10型落地式开关柜配10kV少油断路器，继保装置为电磁型保护，10kV电容器组为非分组投切敞开式电容器组。

然而，由于上述的现有变电站中，35kV开关仓为装配式，存在安全隐患。站内10kV开关柜设备落后，继电保护为电磁式、采用RTU，交直流系统运行时间已经10年以上，且没有变电站自动化系统。站内设备陈旧、功能落后，设备故障较多，无法满足运行需要。同时，微机五防系统落后、无SF6气体报警以及火灾报警系统，不利于变电站安全运行，可靠性差，不能适应智能电网的建设发展，也难以满足变电站自动化系统在电网大运行条件下的功能需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种综合自动化变电站，通过对站内35kV开关及二三四段10kV开关进行改造调换，以适应变电站现代化控制运行要求，提升设备运行可靠性，提升电网智能化水平。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种综合自动化变电站，其包含：

第一条35kV进线通过第一35kV进线开关连通1号主变压器，转换成10kV后为通过第一10kV主变开关连接在1号主变压器之后的10kV一段母线及其多条出线供电；

第二条35kV进线通过第二35kV进线开关连通2号主变压器，转换成10kV后为通过第二10kV主变开关连接在2号主变压器之后的10kV二段母线及其多条出线，和通过第三10kV主变开关连接在2号主变压器之后的三段母线及其多条出线供电；所述一段母线与二段母线之间通过第一分段开关及引线连接；

第三条35kV进线通过第三35kV进线开关连通3号主变压器，转换成10kV后为通过第四10kV主变开关连接在3号主变压器之后的10kV四段母线及其多条出线供电；所述三段母线与四段母线之间通过第二分段开关及引线连接；

第一站用变压器和第二站用变压器，通过相应的站用变开关分别连接二段母线和四段母线，为整座变电站提供电源。

优选地，所述第一、第二、第三35kV进线开关是SF6断路器；

布置所述第一35kV进线开关的开关柜，与布置一段母线的10kV开关的开关柜位于同一个10kV开关室内；

布置所述第二35kV进线开关的开关柜，与布置二、三段母线的10kV开关的开关柜位于同一个10kV开关室内；

布置所述第三35kV进线开关的开关柜，与布置四段母线的10kV开关的开关柜位于同一个10kV开关室内。

优选地，1号、2号、3号主变压器的中性点的小电阻接地装置，分别位于1号、2号、3号主变室内的电阻柜中。

优选地，一、二、三、四段母线上，各安装一组避雷器以及为站内各保护装置及测控装置提供母线电压数据的压变装置，并相应地配置有接地保护及低周减载保护的压变保护装置。

优选地，三组采用双星形接线的电容器，通过相应的电容器开关分别连接至一段、三段、四段母线来进行无功补偿，并相应地设置有过流保护、零流保护、过电压保护的电容器保护装置。

优选地，在各35kV进线开关的开关柜内相应设置有差动保护、过流保护、零流保护的主变保护装置。

优选地，在各分段开关及引线柜内相应设置有自切、自切后加速过流、自切后加速零流的自切保护装置。

优选地，在各条出线上分别设置有出线开关；在各出线开关的开关柜内相应设置有过流保护、零流保护和重合闸的出线保护装置。

优选地，在各站用变开关的开关柜内相应设置有过流保护、零流保护的站用变保护装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的综合自动化变电站，其优点在于：可以在现有变电站内实施，无需新征土地，在改造后还可留出较多的空屏位。对于已投运变电站不需要全站停电，能够采用逐段分步改造的方式进行。

通过本实用新型，能够将变电站改造为综合自动化型变电站并更换了设备老化严重的设备，满足现代电网的现代化控制运行要求，提高提升电网安全稳定，提升设备运行可靠性，提升电网智能化水平。水平推动企业的科技进步，同步提高供电企业的持续竞争力。

附图说明

图1是现有变电站的电气接线图；

图2、图3是现有变电站的一层、二层的平面布置图；

图4是现有变电站中控制室的平面布置图；

图5是本实用新型所述综合自动化变电站的电气接线图；

图5A是图5中10kV侧二、三、四段母线的接线放大图；

图6是本实用新型所述综合自动化变电站的继电保护配置图；

图7是本实用新型所述综合自动化变电站的楼层平面布置图；

图8是图7中I-I向的剖视图；

图9是本实用新型综合自动化变电站中控制室的平面布置图。

具体实施方式

如图5、图5A所示，本实用新型提供一种综合自动化变电站，采用线路变压器组接线方式，第一条35kV进线为1号主变压器、10kV一段母线及其八条出线供电；第二条35kV进线为2号主变压器、10kV二段母线及其四条出线和三段母线及其四条出线供电；第三条35kV进线为3号主变压器、10kV四段母线及其八条出线供电。

三个35kV进线开关Q1安装于35kV/10kV开关室内，采用SF6断路器并配置弹簧操作机构，用来连通或断开相应的35kV电源进线。各路35kV进线通过相应的35kV电流互感器连通各个35kV进线开关Q1，在各35kV电流互感器前配置有35kV进线避雷器。

三台35kV/10kV主变压器分别位于1号、2号、3号主变室内，各自将相应的35kV进线电压转变为10kV输出，各主变压器的中性点接地形式为小电阻接地。

所有10kV开关均采用10kV成套开关柜，所有10kV开关均位于35kV/10kV开关室内。本例中共设有24个出线开关、3个电容器开关、2个分段开关、2个10kV站用变开关、4个10kV主变开关，均采用真空断路器，每个开关可连通或断开相应出线或其供电部分。本实用新型中各器件的布置方式及示例型号请参见图5、图5A。本例中对应10kV一段母线的相关开关设备可以沿用原先的布置方式。

其中，1号、3号主变压器通过各自匹配的10kV电流互感器、10kV主变开关Q2分别连接至10kV一段、四段母线。2号主变压器通过一组10kV电流互感器、10kV主变开关Q2连接至10kV二段母线，还通过另一组10kV电流互感器、10kV主变开关Q2连接至10kV三段母线。一段母线与二段母线之间，三段母线与四段母线之间分别设有分段开关Q5。各段母线下的每个出线上设有出线开关Q6，并各自配置有电流互感器。

10kV一、二、三、四段母线上各安装一组压变（电压互感器）和避雷器，分别位于35kV/10kV开关室内的四个压变/避雷器柜内。压变为站内各保护、测控装置提供母线电压数据，避雷器起防雷作用。

三组采用双星形接线（Y-Y）的电容器，分别安装在三个电容器室内，起无功补偿作用。三组电容器各自通过电容器开关Q4分别连接至一段、三段、四段母线。各组电容器配置有相应的电抗器、真空断路器、电流互感器等设备。

两台站用变压器安装于站用变室内，用来为整座变电站提供电源。两台站用变压器各自通过站用变开关Q3分别连接10kV二段、四段母线，并各自配置有熔断器、电流互感器等设备。

如图6所示是本实用新型中的继电保护配置图：

主变保护：本站1#、2#、3#主变保护装置安装于35kV/10kV开关室内的主变35kV开关柜前面板上，主保护为差动保护，主变后备保护采用35kV过流、零流保护等，为变压器的正常运行提供保护。

自切保护：两套10kV分段自切装置分别位于35kV/10kV开关室内的分段开关及引线柜前面板上，分段自切保护具备自切、自切后加速过流、自切后加速零流等保护功能，为母线及其10kV出线正常运行提供保护。

出线保护：每路10kV出线均设置出线保护，位于每仓出线的10kV开关柜前面板上，10kV出线保护均配备过流保护、零流保护和重合闸等，在每路出线发生故障时实现保护告警与跳闸。

电容器保护：电容器保护装置位于相应的10kV电容器开关柜前面板上，电容器保护采用过流保护、零流保护、过电压保护等，这些保护作用于告警或开关跳闸。

站用变保护：站用变保护装置位于10kV开关室内的10kV站用变开关柜前面板上，采用过流、零流保护，在站用变过流、短路等故障时提供保护。

压变保护：压变保护装置位于10kV开关室压变/避雷器柜前面板上，配置3Uo接地保护、低周减载保护等，当母线接地或电压频率变低时其保护作用于告警或跳闸。

本例中自动化系统采用分层分布式结构，由后台主机、站控单元、测控单元和保护单元等组成。综合自动化装置位于控制室内1号、2号屏内。该系统可采集各级电压配电装置、站用电及直流系统等相关模拟量以及各类保护控制设备及机构动作、状态数字量，可以实现对全站各项数据的监测和监控。

更换交直流系统：交流供电系统位于控制室内12号、13号屏内，直流供电系统位于控制室内3号、4号屏内。直流系统由交流系统供电，并通过整流装置将交流电转化为直流电，与站内交流电系统一起为站内继保、自动化等交直流装置供电。

站内配有相关各类辅助设施，如备有足够灭火器和黄沙桶的消防系统、防偷盗的技防系统、为设备冷却降温的风机系统、防止站内积水的排水系统以及变电站内存放的各种安全工器具和站内一次接线图模拟屏等。

如图7、图8、图9所示，根据上述改造方案进一步对变电站内设备布置进行就地改造。与图2、图3、图4的原楼层布置架构相比，本例中一次系统部分改造如下：

1）35kV 的1号、2号、3号进线配电装置室内的设备原为间隔式安装，本次工程将室内的设备全部拆除。

2）在原10kV开关室及原备品室内新增35kV 1号、2号、3号C-GIS开关柜设备3套，新设开关柜需新敷设基础槽钢和新开一、二次电缆孔，并将站用变室原部分墙体拆除。原站用变更换为站用变成套柜，安装于原2号35kV进线配电装置室内。

3）由于35kV 1号、2号、3号进线位置调整，需将进线电缆冲长至新设35kV进线开关柜处，并增加35kV主变开关柜至主变压器的连接电缆，且在电缆夹层内增加一次电缆支架供新增电缆敷设用。

4）10kV二、三、四段母线上开关柜调换，开关柜基础、孔洞根据新设备调整，并更换与其连接的跨接母线桥架2座，分段联络桥架2座、主变桥架2座（图8）。

5）10kV 2号、3号电容器装置改造，拆除原10kV电容器装置，容量为3000kVAR，分散式布置，非分组投切。本次改为电容器成套装置，容量为3000 kVAR，分别安装于2号、3号电容器室。原电容器室内的蓄油坑拆除，地坪抹平，并重新敷设基础槽钢。10kV开关柜与电容器装置间的连接电缆更换。

6）1号、2号、3号主变压器调换10kV小电阻接地装置，安装于主变室的电阻柜中。

即，图7中10kV一段开关柜内G1—G6、G11、G12柜对应多个出线开关，G7柜是10kV出线电度表屏，G8柜为1号主变10kV开关，G9柜为10kV 的1号电容器开关，G10柜为10kV一段压变/避雷器，G13柜为10kV一、二段分段开关；

10kV二、三段开关柜内G14、G28柜分别为10kV二段、三段压变/避雷器，G15—G18、G29—G32柜对应多个出线开关，G19柜为10kV一号站用变开关，G20柜为自动化交换机柜，G21柜为10kV二、三段电度表屏，G22电容器/站变电度表屏，G23为10kV一、二段分段引线，G24、G26柜分别为2号主变10kV二段、三段开关，G5为2号主变10kV引线，G27柜为10kV 的2号电容器开关，G33柜为10kV三、四段分段引线；

10kV四段开关柜内G34—G38、G45—G47柜对应多个出线开关，G39柜为10kV出线电度表屏，G40柜为10kV三、四段分段开关，G41柜为3号主变10kV开关，G42柜为10kV二号站用变开关，G43柜为10kV 的3号电容器开关，G44柜为10kV四段压变/避雷器。

本例中二次系统以及自动化部分，改造如下：

1）3套主变保护更换（含主变10kV侧测控），保护装置就地安装在35kV开关柜内，控制室内主变保护屏及主变控制屏拆除、主变有载调压屏、主变电度表屏更换。

2）10kV二、三、四段母线10kV开关柜继电保护采用微机保护。

3）10kV一段母线10kV微机保护改为与二、三、四段同厂家型号设备。10kV开关柜面板更换。

本期保护配置如下：

主变压器保护设有：主变纵差保护、35kV定时限三相过流保护、35kV定时限零序过电流保护、10kV定时限零序过电流保护I段（备用）、10kV定时限零序过电流保护II段（备用）、主变重瓦斯保护、有载调压重瓦斯保护、35kV定时限单相过负荷保护、轻瓦斯保护、温度高、气压释放、有载调压轻瓦斯保护。

10kV分段保护设有：定时限/反时限过电流保护、定时限/反时限零序过流保护（备用）、备自投装置；

10kV架空出线保护设有：定时限/反时限电流速断保护；定时限/反时限过电流保护、定时限/反时限零序过流保护（备用）、低周低压减负荷、前加速三相一次重合闸；

10kV电缆出线保护设有：定时限/反时限电流速断保护；定时限/反时限过电流保护、定时限/反时限零序过流保护（备用）、低周低压减负荷、间隙性接地保护（备用）；

4）新增电容器保护屏1面，安装于控制室内。

5）拆除原10kV自切保护屏以及控制屏，自切保护就地安装在10kV分段开关柜上。

6）拆除原远动室内的中央信号屏、远动转接屏、遥测变送器屏、遥控执行屏、遥信执行屏、RTU屏、接地检测屏、10kV按周波减载屏、不间断电源装置。

7）原RTU改为综合自动化系统。整套自动化系统设有交换机柜1台（安装于10kV开关室内）、监控主机及逆变电源柜1台（安装于原控制室内）、远动通信及公用测控柜1台（安装于原控制室内）。

8）对站内交流系统进行改造，新系统需具有自切功能，且带通信口。

9）对站内直流系统进行改造，本次选用DC110V 100Ah，且带通信口。

10）模拟屏更换。

11）专用的微机接地小母线采用TMY-25×4的搪锡铜排。

12）控制电缆本次更换，利用原有通道。

13）更换出线电度表屏3台及主变电度表屏1台。

即，如图9所示，本例改造后控制室内1号、2号屏内为综合自动化装置，3号、4号屏内为直流供电系统，5号屏为调度数据网屏，9号屏为主变调压屏，12号、13号屏为交流供电系统，22号屏为主变电度表屏，23号屏为光纤通信屏，24号屏为光配架屏。远动室及控制室内其他设备可拆除备用。

还包含对以下设备进行改造：

1）全站照明系统改造，微机五防系统改造。控制室、10kV一段开关室内2台空调更换，并新增10kV二/三段开关室和10kV四段开关室内空调共2台，新增空调电源引自站用电屏。

2）在35kV开关室内增加SF6气体泄漏智能监控报警系统1套，电源由站用电屏引至。在35kV开关室外墙上调换低位安装的排气风扇，共三台。

3）新增火灾自动报警系统1套，电源由站用电屏引至。

综上所述，本实用新型提供的综合自动化变电站，通过对站内35kV开关及二三四段10kV开关进行改造调换，以适应变电站现代化控制运行要求，提升设备运行可靠性，提升电网智能化水平。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种综合自动化变电站，其特征在于，包含：

第一条35kV进线通过第一35kV进线开关连通1号主变压器，转换成10kV后为通过第一10kV主变开关连接在1号主变压器之后的10kV一段母线及其多条出线供电；

第二条35kV进线通过第二35kV进线开关连通2号主变压器，转换成10kV后为通过第二10kV主变开关连接在2号主变压器之后的10kV二段母线及其多条出线，和通过第三10kV主变开关连接在2号主变压器之后的10kV三段母线及其多条出线供电；所述一段母线与二段母线之间通过第一分段开关及引线连接；

第三条35kV进线通过第三35kV进线开关连通3号主变压器，转换成10kV后为通过第四10kV主变开关连接在3号主变压器之后的10kV四段母线及其多条出线供电；所述三段母线与四段母线之间通过第二分段开关及引线连接；

第一站用变压器和第二站用变压器，通过相应的站用变开关分别连接二段母线和四段母线，为整座变电站提供电源。

2.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

所述第一、第二、第三35kV进线开关是SF6断路器；

布置所述第一35kV进线开关的开关柜，与布置一段母线的10kV开关的开关柜位于同一个10kV开关室内；

布置所述第二35kV进线开关的开关柜，与布置二、三段母线的10kV开关的开关柜位于同一个10kV开关室内；

布置所述第三35kV进线开关的开关柜，与布置四段母线的10kV开关的开关柜位于同一个10kV开关室内。

3.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

1号、2号、3号主变压器的中性点的小电阻接地装置，分别位于1号、2号、3号主变室内的电阻柜中。

4.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

一、二、三、四段母线上，各安装一组避雷器以及为站内各保护装置及测控装置提供母线电压数据的压变装置，并相应地配置有接地保护及低周减载保护的压变保护装置。

5.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

三组采用双星形接线的电容器，通过相应的电容器开关分别连接至一段、三段、四段母线来进行无功补偿，并相应地设置有过流保护、零流保护、过电压保护的电容器保护装置。

6.如权利要求2所述的综合自动化变电站，其特征在于，

在各35kV进线开关的开关柜内相应设置有差动保护、过流保护、零流保护的主变保护装置。

7.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

在各分段开关及引线柜内相应设置有自切、自切后加速过流、自切后加速零流的自切保护装置。

8.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

在各条出线上分别设置有出线开关；

在各出线开关的开关柜内相应设置有过流保护、零流保护和重合闸的出线保护装置。

9.如权利要求1所述的综合自动化变电站，其特征在于，

在各站用变开关的开关柜内相应设置有过流保护、零流保护的站用变保护装置。