35KV变电站设计
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作者: 杜 平
摘要:本文介绍了内蒙古大唐国际克旗煤制气项目筹备处35kV变电站设计的主要内容与特点,该站采用了先进的DCAP一5000自动化系统,有着较高的自动化程度,设备配置也达到了国际先进水平。
关键词:35kV变电站;设计,自动化系统
1、设计内容
1.1主要设备
1.1.1主变压器
为确保电源的可靠性,本次内蒙古大唐国际克旗煤制气项目筹备处35kV变电站工程的变压器采用35/10kV三相有载调压变压器。
1.1.235kV开关柜
35kV开关柜采用封闭真空断路器高压开关柜,真空断路器采用弹簧储能机构,利用综合微机保护器进行保护。
10kV开关柜
10kV开关柜采用封闭中置式真空断路器高压开关柜,真空断路器采用弹簧储能机构,利用微机综合保护器进行保护。
1.2 供配电方案
系统采取10kV电压供电,35kV、10kV均采用单母线分段接线,以满足用电设备的安全性和可靠性。无功功率补偿装置用于10kV配电系统,补偿后功率因数达到0.95以上。
1.3 自动化系统
本站自动化系统采用微机保护监控装置,方式为组屏安装以及分散安装。主变差动保护单元DCAP-5040、主变高后备保护单元DCAP-5050、主变低后备保护单元DCAP一5050组屏安装;35kV和10kV保护测控单元分别安装于各开关柜上。
监控中心采用性能较高的2套监控系统。作为整个电站监控的核心,监控中心通过总线通讯网获得整个电站的信息,然后对信息进行相应的加工处理。该监控中心能够处理记录的事件,对电站的故障进行记录,并实现制表打印,向调度提供其需要的相关数据,完成对整个电站所有设备的远程控制功能。
DCAP-5000系列保护测控装置采用双CPU系统设计,一套用于保护,另一套用于通信和监控,不仅降低了CPU的负荷率,还进一步提高了CPU的可靠性。CPU插件采用全悬浮设计,强电、开关量输入以及开关量输出、通讯口等全部采用了光电隔离技术,具有极强的抗干扰能力。
本站自动化系统具有完善的自测试以及自校正功能,包括保护方式以及保护定值的合理性分析,测量值的准确性和合理性分析,元器件的自动检测,通讯网的自行测试以及自行维护功能,控制回路断线保护和报警功能以及仿真测试等功能。
1.4直流电源
本站设置高频开关直流电源控制屏和电池屏各l面。直流电源系统是电站必要的设备之一,主要应用于电站内断路器和其他设备的跳合、控制、保护等信号操作。本站高频开关直流电源系统配置5个l0A充电模块、1个监控模块以及1个参数变送单元。监控模块采用串行通信接口,能够与监控系统完成数据交换。
1.5 交流电源
本站设交流电源屏1面,采用双电源自动投切,馈出开关采用瑞士ABB自动空气开关。
2、主要设计特点
2.1设计特点
内蒙古大唐国际克旗煤制气项目筹备处35kV变电站布局合理,结构紧密,充分考虑了施工可行性以及技术先进性的要求,该变电站多次优化了站内的主接线方式、设备配置以及布置形式,不仅保障了变电站的供电能力,实现了供电的安全性和可靠性,还使得变电站的运行更加灵活。
变电站采用双层结构,一层为主变压器室、10kV无功自动补偿室、10kV配电室。二层为主控室和35kV配电室。在设计中设置了地下电缆室,并将地下电缆室与地下电缆隧道进行连接,使得变电所的整体布局合理,方便了进出线和施工的需要,大大减少了工程施工对供电的影响,提高了工程施工进度。
设计采用了多项新设备、新技术,自动化程度较高,设备配置、技术水平均达到了国际先进水平。
2.2 本工程采用的新设备和新技术
(1)本站自动化系统采用了先进的DCAP一5000自动化系统,该系统设置了两层,分别为间隔及控制层和站级控制层。间隔及控制层将采集、处理的数据信号,通过总线通讯网传送到站级控制层,站级控制层通过通讯控制器与调度进行通信,完成远程控制功能。各间隔单元互相独立,互不影响,从而提高了系统的可靠性。该系统采用微机开放设计方式,可以对接任意智能化设备和管理网,实现了真正意义上的自动控制,达到了国际先进水平。
(2)变压器采用DCAP一5040和DCAP一5050系列数字式微机保护装置,DCAP一5040装置具有完善的主保护功能;DCAP一5050装置具有后备保护功能,该技术水平较为先进,灵敏度和可靠性较高,具有国际先进水平标准。
(3)对馈出线路采用DCAP一5000型保护测控单元综合保护装置,该装置在可靠性、准确性、通信能力、抗干扰性、维护以及调试等方面均具有较高水平,达到了国际先进水平。该保护装置是集保护和远程控制于一体的计算机保护单元,综合性较强,非常适用于变电站的自动化系统。
(4)本站采用先进的高压无功自动补偿装置,对变电站的10kV系统进行无功补偿。装置按照模糊控制的原则,由可靠性较高的控制器进行电压无功控制。该无功自动补偿装置能够根据检测到的无功功率值,自动控制高压真空开关的投切。每台电容器柜均配备相应的微机保护监控装置,这些微机保护监控装置具有速断、过流、过压、开口三角电压保护等保护功能。
(5)本站10kV系统采用了了固封式的高压真空断路器,其真空灭弧室能够形成可靠性较高的极柱,有效的防止了真空灭弧室受外界撞击、污秽和凝露的损害,没有相间闪络,增大了主回路的外爬距,提高了断路器的耐受电压水平,具有国际先进水平。
(6)本站10kV系统设置了先进的消弧和过电压保护装置柜,不仅具有常规的电压互感器和避雷器柜的功能,而且能够迅速消除间歇性弧光接地过电压以及由此激发的铁磁谐振过电压给变电站的电网运行所带来的危害。本变电站采用三相组合式过电压保护器代替传统的避雷器装置,不仅可以限制大气过电压、各种真空开关引起的操作过电压,而且可以对相间、相对地的过电压起到可靠的限制作用,有效的保护了变压器以及断路器线等电气设备。
(7)系统采用了微机小电流接地选线装置,该装置具有操作简单,运行快速、选线准确、安全可靠等特点。可以记忆瞬间的接地信息,能够区分母线和出线接地,而且可以准确的配置通信接口,及时将各种故障信息传送至相关部门,极大方便了电站的现场运行人员。
2.3消防报警
本电站的火灾报警控制装置置于35kV变电站主控室。35kV和10kV配电室以及电缆夹层均安装了智能光电感烟探测器,在变压器室安装了智能光电感烟探测器和电子感温探测器。房间进口和出口处均安装了手动报警按钮和声光报警器。所有的探测器、手动报警按钮以及声光报警器均采用二总线方式,当有极性信号时,及时传送至火灾报警控制器,从而实现了火灾探测及自动报警。
3、结束语
本系统投入运行以来,一直保持着安全、稳定、可靠的运行。DCAP一5000型自动化系统集变电站保护、测量、监视和远程控制于一体,完全替代了常规的变电站保护、测量、信号、远动等。DCAP-5000自动化系统通过变电站的各个设备,实现了信息互换和数据共享的功能,实现了变电站运行的自动管理、协调、监视和控制,进一步提高了变电站的保护和控制性能,使得变电站的运行更为安全可靠。
参考文献
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【2】李乐亭、王洪才,钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册【M】,北京:冶金工业出版社,2000。
【3】章盛、李江,几种35kV变电站设计方案的讨论【J】,新疆电力,2005.(4),41―42。
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