变电站综合自动化实习报告

摘要：变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。变电站综合自动化替代了变电站常规二次设备，简化了变电站二次接线。变电站综合自动化是提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。
关 键 词：变电站；二次设备；优化设计；设备平稳运行；高质量电能

1实习目的或研究目的

1.1实习目的

      理论联系实际，解决问题的实际工作能力和创新精神;培养劳动观念，激发学生的敬业、创业精神，增强事业心和责任感;本次实习在学生完成部分专业课程学习后进行，增加学生的专业实际知识;为将来从事专业技术工作打下一定的基础;进一步培养学生运用所学理论知识分析生产实际问题的能力。

1.2电站简介

       XX变电站属于国家电网XX电业局下设的站点。110千伏安宁渠变电站是新疆智能电网建设的一项重点工程，采用国家电网公司最新智能化变电站建设标准，实现数字化变电站“同一个技术、同一个标准”的设计理念。该工程应用了大量先进、环保的智能化设备以及最新的自动化技术，增设了以变压器、断路器、避雷器为重点监测对象的在线状态自动监测系统，通过电学、光学、化学等技术手段对一次设备状态进行在线监测。多项设计技术为新疆电网首次采用，将对今后同类变电站建设起到引领和示范作用。

1.3实习内容

     1、搜集整理变电站主要一、二次设备以及变电站运行方面的相关知识和资料。
     2、搜集整理110kv变电站特点方面资料。
     3、将搜集学习到的相关知识与XX站的实践相结合，对理论知识进行深化理解，总结收获.
     4、实地考察安宁渠110kv变电站的主接线、主要电气设备(包括主变压器、主要一次设备、二次设备、进出线情况等)电气设备布置方式、变电站主要运行控制方式、变电站的通讯方式等，参观考察过程中要求作好笔记。
     5、运用所学知识，对生产实际中存在的问题作出一定的分析，进一步提高分析问题和解决问题的能力。

2实习内容

2.1搜集资料

      1、搜集整理变电站主要一、二次设备以及变电站运行方面的相关知识和资料。
      2、安宁渠变电站属于国家电网新疆电业局下设的站点。而安宁渠电业局是新疆省电力公司直属大二型供电企业，担负着乌鲁木齐市及所辖四县(市)的供电任务，供电区域面积11420平方公里，供电区域人口357.05万人。
        传统电网是一个刚性系统，电源的接入与退出、传输等都缺乏弹性，致使电网没有动态柔性及可组性；垂直的多级控制机制反应迟缓，无法构建实时、可配置、可重组的系统；系统自愈、自恢复能力完全依赖于实体冗余；对客户的服务简单、信息单向；系统内部存在多个信息孤岛，缺乏信息共享。
人们设想中的智能电网将进一步拓展对电网全景信息的获取能力，以坚强、可靠、流畅的实体电网架构和信息交互平台为基础，以服务生产全过程为需求，整合系统各种实时生产和运营信息，通过加强对电网业务流实时动态的分析、诊断和优化，为电网运行和管理人员提供更为全面、完整和精细的电网运营状态图，并给出相应的辅助决策支持，以及控制实施方案和应对预案，最大程度的实现更为精细、准确、及时、绩优的电网运营和管理。

2.2运用知识

      1、将搜集学习到的相关知识与变电站的实践相结合，对理论知识进行深化理解，总结收获。
  
       电站配电装置采用中型布置，断路器采取三列式布置。在母线和线路上装设三相电容式电压互感器，在主变压器上装设单相电容式电压互感器，接线简单清晰。母线为铝合金型硬母线，间隔宽度为32m，基本冲击绝缘水平1800kV。 
      变电站的主要电气设备有主变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、并联电抗器和串联电容器等。主变压器的特点是电压等级高、传输容量大，对变压器的设计和制造工艺的要求都比较高。变电站的变压器容量为700MVA左右，多采用三相变压器，也有采用三台单相变压器接成三相组成的。为了节约材料、方便运输和降低损耗，变电站的联络变压器和降压变压器都采用自耦变压器。自耦变压器一般接成星形-星形。由于铁心饱和，在二次侧感应电压内会有三次谐波出现。为了消除三次谐波及减少自耦变压器的零序阻抗，三相自耦变压器中，除有公共绕组和串联绕组外，还增设了一个接成三角形的第三绕组，此绕组和公共绕组、串联绕组只有磁的联系，没有电的联系。第三绕组电压为6~35kV，除了用来消除三次谐波外，还可以用来对附近地区供电，或者用来连接无功补偿装置等。
       断路器 高压断路器的主要作用是，在正常情况下控制各种电力线路和设备的开断和关合，在电力系统发生故障时自动地切除电力系统的短路电流，以保证电力系统的正常运行。在超高压电网中我国110kV断路器全部使用六氟化硫断路器。
        隔离开关 隔离开关是高压开关设备的一种，在结构上，隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不能用来拉合负荷电流和短路电流，。正常分开位置时，隔离开关两端之间有符合安全要求的可见绝缘距离，在电网中，其主要用途有：
       设备检修时，隔离开关用来隔离有电和无电部分，形成明显的开断点，以保证工作人员和设备的安全；
       隔离开关和断路器相配合，进行倒闸操作，以改变系统接线的运行方式。其只要作用是电气隔离。
       电压互感器 电压互感器作为电压变换装置跨接于高压与零线之间，将高电压转换成各种设备和仪表的工作电压；电压互感器的主要用途有：
       供电量结算用，要求有0.2级准确等级，但输出容量不大；
       用作继电保护的电影信号源，要求准确等级一般为0.5级及3p，输出容量一般较大。
       用作合闸或重合闸检查同期、检无压信号，要求准确等级一般为1.0级和3.0级，输出容量较大。现代电力系统中，电压互感器一般可做到四绕组式，这样一台电压互感器可集上述三种用途于一身。电压互感器分为电磁式和电容式两大类，目前在110kV电力系统中，大量使用的都是电容式电压互感器。
      电流互感器 电流互感器是专门用作变换电流的特种变压器。电流互感器的一次绕组串联在电力线路中，线路中的电流就是互感器的一次电流，二次绕组接有测量仪表和保护装置，作为二次绕组的负荷，二次绕组输出电流额定值一般为5A或1A。
      避雷器 避雷器是变电站内保护电气设备免雷电冲击波袭击的设备。当雷电冲击波沿线路传入变电站，超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，将雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。 ⑺高压电抗器和抽能并联高压电抗器 超高压交流输电线路有大量的容性充电功率。100km长的110kV线路容性充电功率约为100~120M。为同样长度的110kV线路的6~7倍。如此大的容性充电功率给电网的安全运行带来了许多麻烦。因此，在超高压输电线路上一般要装设并联高压电抗器。

2.2.1变压器选择

       在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所用的变压器，称为站用变压器或自用变压器。
       主变容量一般按变电所建成后5～10年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期10～20年的负荷发展。 根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的Ⅰ级和Ⅱ级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全负荷的70%～80%。为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。  
对大城市郊区的一次变电所，在中、低压侧已构成环网的情况下变电所以装设两台主变压器为宜。对地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。对于规划只装设两台主变压器的变电所，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 
       选择主变压器，需考虑如下原则： 
     （1）当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。 
     （2）当发电厂与系统连接的电压为110KV时，已经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50%容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW，并直接升到110KV的，宜选用三相变压器。 
     （3）对于110KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。 
        具有三种电压等级的变电所，如各侧的功率均达到主变压器额定容量的15%以上，或低压侧虽无负荷，但需要装设无功补偿设备时，主变压器一般选用三绕组变压器。变压器绕组的连接方式必须和系统电压相位一致，否则不能并列运行。电力系统采用的绕组连接方式只要有Y和△，高、中、低三侧如何结合要根据具体工作来确定，我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用Y连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组多采用△连接。由于35KV采用Y连接方式，与110、110系统的线电压相位角为0，这样当变压器变比为110/110/35KV，高、中压为自藕接时，否则就不能与现有35KV系统并网。因而就出现所谓三个或两个绕组全星连接的变压器，全国投运这类变压器约40～50台。 
       查《电力工程电气设备手册：电气一次部分》，选定变压器的容量为100000KVA 由于升压变压器有两个电压等级，所以这里选择三绕组变压器，查《大型变压器技术数据》选定主变型号为：SFPS10-100000/220
      主要技术参数如下： 额定容量：100000KVA额定电压：高压—110±8×1.25%；中压—121；低压—10.5 连接组标号：YNYnOd11 空载损耗：68.75 阻抗电压（%）：高中：12-14；中低：22-24；高低：7-9 空载电流（%）：0.5 所以一次性选择两台SFPS10-100000/110型变压器为主变


3实习结果

3.1实习收获

       通过本次毕业实习我了解了整个变电站的链接方式、构造特点、主要参数及作用，对其他辅助设备也应有所了解。着重了解发变电所的电气主接线形式、运行特点及检修、倒换操作顺序。了解站用电的接线方式、备用方式及怎样提高站用电的供电可靠性。了解配电装置的布置形式及特点，并了解安全净距的意义。了解控制屏、保护屏的布置情况及主控室的总体布置情。
       通过这些巩固和加强我们所学理论知识，为今后在工作岗位打下良好基础。同时培养了正确的劳动观念，为今后走向基工作岗位奠定思想基础。 在变电站工作，安全是最重要的一件事，所以我们牢记“安全第一、预防为主”的实习方针，加强《安规》学习，提高安全意识，更是我们的必修课。
      “变电站安全无小事”已在每个同学的心中打上深深的烙印。在这次实习中，我收益颇多，这些都是无形资产，将伴随我一生。经过实习才发现自己还是很无知，缺少很多知识，理论和实践相差实在是太远了。在变电站的每一项设计并不是纯粹的利用理论知识就能解决的，而是要用到许许多多的工程估算，参数，考虑到现场的环境与实际情况的设计方法。

4实习总结或体会

4.1总结体会

      在学校实验室里我们所看到的一些设备和变电站的实际设备的形状和大小相比，实在是小得多，可见实验室的设备完全是理想化了，没有考虑到运行现场的实际情况。 看来我们要学的东西实在是太多了，不仅要学好理论知识，还要会运用这些理论知识解决工程上的问题。这次实习可以说是将我们对电力系统从理性认识提升到了感性的认识。在这次参观中我放下了心中的一块石头，以前我想到万伏的高压电就怕啊，事实上只要对它了解了，安全的操作，高压电并不可怕。电力系统是一个国家的前进的原动力，有着不可忽视的地位。因此它的安全十分重要，这次参观可以看到变电站的管理可以说是军事化的管理模式。临走前，我看着一根根的输电线把电能输送到千家万户，给我们带来了光明，给我们带来了征服大自然的力量。此外，我们和站长的谈话中也学到了一些在社会上为人处世和工作的经验，让我知道怎样在平凡之中创造出不平凡。 

5致    谢

       行文至此，我的这篇论文已接近尾声；岁月如梭，我的大学时光也即将敲响结束的钟声。离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。
       生我者父母。感谢生我养我，含辛茹苦的父母。是你们，为我的学习创造了条件；是你们，一如既往的站在我的身后默默的支持着我。没有你们就不会有我的今天。谢谢你们，我的父亲母亲！
      育我成才者老师。感谢我的指导老师XXX副教授，这篇论文是在X老师的的悉心指导与鼓励下完成的。X 老师为我提供了良好的实验条件，在申请和开展项目、参加学术会议、撰写论文等方面提供了很多专业性的指导。X老师渊博的学识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风和诲人不倦的高尚师德，都将深深地感染和激励着我。在三年的实验室时光里，X老师不仅在学业上给我以悉心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向X老师致以诚挚的感谢！
      感谢为这篇论文的完成付出了辛勤劳动和心血的同学——XX、XX和XX。他们在实验过程中团结合作、认真严谨、不畏艰苦，给了我极大的帮助。
      感谢我的学妹XX和XX、学弟XX，他们在实验中给予了我许多的帮助。

6参考文献

[1] 刘国钧,郑如斯．《电力电子应用技术》．机械工业出版社 第三版.
[2] 石玉 栗书贤. 《电力电子技术题例与电路设计指导》, 机械工业出版社 第一版
[3] 金海明 郑安平. 电力电子技术(高等院校自动化新编系列教材)．北京邮电大学出版社
[4] 黄俊．《电力电子变流技术》．机械工业出版社
[5] 谢运祥、欧阳森. 《电力电子单片机控制技术》．机械工业出版社
郭世明．《电力电子技术》(新世纪教改系列教材). 西南交通大学出版社