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220～500KV变电所二次接线设计

220～500kV变电所的二次接线设计是电力系统中至关重要的环节，其主要目的是确保一次设备的安全、可靠运行，同时为变电所的监控、保护和自动化提供技术支持。以下是对该设计的简要介绍：

1.设计目标220～500kV变电所的二次接线设计旨在实现对一次设备的全面监测、保护和控制。通过合理的二次接线设计，可以提高变电所的运行效率，降低故障风险，并为运维人员提供便捷的操作环境。

2.主要内容（1）继电保护系统继电保护是二次接线的核心部分，用于检测一次设备的异常状态并迅速切除故障。对于220～500kV变电所，常见的保护类型包括线路保护、变压器保护、母线保护和断路器保护等。这些保护装置通常采用微机型继电保护装置，具有高灵敏度和可靠性。

（2）自动化系统自动化系统负责实现变电所的远程监控和数据采集（SCADA）。通过二次接线，将一次设备的状态信息传递至主控室或调度中心，从而实现对变电所的实时监控和操作。此外，自动化系统还包括故障录波功能，用于记录故障时的电气量变化。

（3）通信系统通信系统是连接二次设备与外部调度中心的关键环节。在220～500kV变电所中，通信系统通常采用光纤通信技术，以保证信号传输的高速度和稳定性。二次接线设计需考虑通信接口的兼容性和冗余性，以应对突发情况。

（4）直流电源系统直流电源为二次设备提供稳定的工作电源，包括继电保护装置、自动化设备和通信设备等。设计时需考虑电源容量、冗余配置以及蓄电池组的充放电管理。

（5）接地系统接地系统的设计直接影响到二次设备的安全性和抗干扰能力。合理布置接地网，避免一次设备的强电磁场对二次设备造成干扰，是二次接线设计的重要内容之一。

3.技术要求（1）可靠性：二次接线设计应确保在各种工况下都能正常工作，避免因二次设备故障导致一次设备损坏。（2）灵活性：设计需具备一定的扩展性，以适应未来电网的发展需求。（3）抗干扰能力：通过屏蔽电缆、合理布局等方式，减少电磁干扰对二次设备的影响。（4）标准化：遵循相关国家标准和行业规范，确保设计的规范化和一致性。

4.设计注意事项（1）明确一次设备的接线方式，结合实际需求选择合适的保护和控制方案。（2）优化电缆敷设路径，减少交叉和干扰。（3）充分考虑设备间的配合关系，确保保护动作的快速性和选择性。（4）加强网络安全防护，防止外部攻击对自动化系统的破坏。

总之，220～500kV变电所的二次接线设计是一项复杂而精密的工作，需要综合考虑技术、经济和安全等多个因素，以确保变电所的安全稳定运行和电力系统的高效运作。

第七节电容器的失压保护….209

变电所设不间断电源系统的必要性. 238 对UPS系统的基本要求 23

第五节提高二次回路可靠性的

第一 变电所控制系统设计的基本

一、变电所控制系统的设计内容 1.控制方式的选泽 在变电所设计时，可供选择的控制方式有两种：①由变电所的值班人员控制；②由 调度中心遥控。由值班人员控制又可分为通过控制开关控制和通过监控计算的键盘控 制。 2.控制同路设计 控制回路设计是指从控制指令的发出到执行元件动作，全部电气回路接线设计。包括 控制问路厂作电压的选择，控制回路接线设计，闭锁回路、监视回路、信号回路、电源回 路的设计等。 3.控制设备的选择 控制设备的选择包括控制屏、操作继电器屏、接线端子箱、控制开关、操作中间继电 器、信号指示设备、闭锁设备、测量表计、变送器、控制回路电缆、熔断器等设备的选 择。 4.控制设务的布置 控制设备的布咒包括主控制室的布，继电器室、计算机室的布咒，控制屏（台）、各 种继电器屏、电度表屏、变送器屏的屏面布件。 5.安装接线设计 安装接线设让包括各种屏（台）、控制箱的端千连接设计，各种被控设备、操作机构的 安装接线图设计，其中包括操作机构的辅助电源的供电回路设计、各种机构箱的照明、加 热回路端了排连接等。 二、对控制系统的基本要求 整个控制系统的设计应满足以下要求。 .1.要有高的可靠性 控制系统的可靠性包含两个含意：（1当控制指令发出时，应可靠的执行，被控对象应 可动作；②当没有控制指令时，被控对象不应误动作。为了实现控制系统有高的可靠性， 要求控制方式要可靠；控制接线要可靠，有的情况下，为了提高可靠性，采用双重化的接 线方式；要选择可靠性高的控制设备。这三方面的可靠性提高了，才能保证控制系统有高 的可靠性。 2.要有适应各种运行方式的完整的控制功能 控制系统的设计要考虑在可能出现的各种运行方式下都能实现控制、例如，在由让竹

机控制的系统中，当计算机系统故障时能由运行人员用控制开关控制。隔离开关、接地器 等设备的安全操作闭锁系统失灵时，还能通过非正常手段实现控制。变电所的无功补偿设 备，能由自动调整装置控制：也能由运行人员于动控制等等。 3.控制操作要简单方便 在满足可靠性的前提下，控制方式和控制回路设计以及控制设备的布置，力求简单，操 作方便。220～500kV变电所，绝大多数都是有人值班，通常控制指令都是由人发出。设备 的选型和布置都要充分考虑人的因素，为人的操作提供方便。操作程序简单，有利于提高 可靠性，接线简单有利于节省投资，方便维护，也利于可靠性的提高。 4.要提高控制系统的经济性 控制系统的设计应在满足可靠性高，操作方便的前提下，投资越少越好。为了降低控 制系统的投资，在确定一种控制方式和选择设备时，一般应作技术经济比较。 5.控制系统应留有与继电保护和自动装置的接口 这种接口主要解决两方面的问题。 （1）解决共用执行元件问题。控制系统与继电保护和自动装置（如重合闸装置）一般 共用执行元件。例如断路器，既是控制系统的执行元件，又是继电保护和自动重合闸的执 行元件。这就要求控制系统要与继电保护装置和自动装置有接口联系。 （2）在控制系统操作时，对继电保护和自动装置的运行状态产生影响。例如在手动操 作断开断路器时，要闭锁自动重合闸。又如，在手动调节变压器分接头时，自动调整分接 头装置应退出工作。 6.控制系统要有灵活性 主要指对断路器、隔离开关、变压器分接头等开关设备的控制，不能只固定在一个地 点。例如，除在主控制室控制外，还应在就地设箐控制开关或按钮，为紧急操作和调试提 供方便。 7.要有抗干扰措施和防误操作的闭锁 控制回路设计，要有良好的抗电磁干扰措施，防止因干扰引起误动作。对可能出现的 误操作，要设置御防措施。 三、500kV变电所控制系统的特点 500kV变电所的控制系统，除了满足上述基本要求外，还应特别注意以下特 点。 1.对控制系统的可靠性要求更高 500kV变电所的容量大、电压高，出线回路数多，在电力系统中一般都是电力输送的 枢纽性变电所。在我国已经投入运行和正在建设中的500kV变电所，一般都装设有两组 750MVA主变压器。其容量约为330kV变电所的3～5倍；为220kV变电所的5～8倍。变 电所的高压和中压母线一般都有大量的功率转送。人多数500kV变压器的低压侧都装有大 容量的无功功率补偿设备。所以，500kV变电所在电力系统中的地位是极为重要的。由于 控制、保护等方面的任何失误，造成变电所的故障或事故，不仅影响变电所自身的安全运 行，而且对电力系统的影响也很大，往往会造成极为严重的后果。因此，要求500kV变电

苏d／t03-2007 pzs50系列组合式电涌保护箱选用与安装图集500kV变电所被控对象统计表

至影响测量表计和继电保护装置测量环节测量的准确度，甚至有可能造成这些装置的不正 常工作。在500kV变电所设计时，对这些问题也必须采取相应的对策。 4.控制电端用量大 在500kV变电所中，由于被控制的对象多，控制距离远，控制、信号、继电保护的接 线也比较复杂，这就造成了控制电缆用量的大幅度增加。根据近年来东北电网新投入运行 的220kV变电所的统计，控制电缆的平均用量不超过25km。而500kV变电所的控制电缆 用量一般都要超过150km。500kV辽阳变电所，按最终规模统计控制电缆用量为200km。 在采用二次设备集中布置的情况下，由于控制电缆根数多，所以户外配电装置的主要 屯缆通道和上控制室的电缆入口部分，不能采用一般的电缆沟，往往需要采用大断面的钢 筋混凝七电缆隧道。主控制楼也要加电缆半层，这就增加了变电所的土建投资。所以，在 500kV变电所控制方式的选择和控制回路设计时，如何采取对策，尽可能减少控制电缆用 量，简化电缆敷设的辅助设施，是降低变电所造价，提高经济效益不可忽视的部 分。 5.要求自动化水平高 要求500kV变电所在控制上有较高的自动化水平，这是出于以下两方面的考虑：一方 面，500kV变电所的被控对象数量多，工作电压高，操作功率大。全靠人力操作，不仅增 加运行人员的体力劳动，而且有的设备在正常情况下不允许用人力去操作。例如，220kV以 下隔离开关一般可以由人力来操作，而500kV隔离开关则必须由带动力的操动机构操作， 才能保证主触头开合闸时所需要的速度。另一方面，由入力操作对人身和设备都不安全。所 以，为了实现对高压设备安全司靠的操作，减轻运行人员的劳动强度，在500kV变电所的 控制系统设计上，尽可能多的采用可靠的自动化和省力化设备。 随着电力系统的不断发展，为保障安全可靠的供电，对电力系统自动化水平要求也越 来越高。尽管我国目前大多数发电厂和超高压变电所还都是有人值班的运行方式，但最终 必将过渡到由系统的调度中心进行统一的集中操作管理。所以，提高500kV变电所控制系 统的自动化水平，也就为实现电力系统的全盘自动化打下了基础。这就要求在设计500kV 变电所的控制系统时，要考虑为将来实现电力系统动化提供方便。 按现行规程的规定，500kV变电所应装设微处理机构成的监测系统（详见第二章）。有 的微机监测系统具有控制功能。微机监测（控）系统在信息采集回路和控制输出回路，都 与控制系统有联系。因此，在500kV变电所控制系统设计时，应与微机监测（控）系统统 筹设计，防止设备和回路的重复设置。 6.抗干扰问题突出 在500kV变电所中，由于电压等级的提高，配电装置的电磁场强度增强，在变电所中 的电干扰水平普遍提高：另一方面，在500kV变电所中越来越多的采用由半导体元件和微 处理机构成的弱电设备，这些设备对电磁于扰的抗御力一般都低于强电型设备。例如， 500kV风凰山变电所投入运行的初期，就因断路器的晶闸管加速回路受电磁于扰面发生过 多次断路器误动作。预防电磁干扰是500kV变电所控制系统设计中必须引起注意的一个间 题。我们将在第·章第二节中详细讨论。

节 变电所的控制方式及二次设备布