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摘要：特高压交流输变电工程是指输电线路电压等级在1000千伏及以上的输变电工程。在特高压交流输变电工程中，新建变电站二次系统设计是指在变电站内部的电气系统设计，包括变电站的配电系统、保护系统、控制系统、通信系统等。新建变电站二次系统设计的意义在于确保变电站的正常运行和安全稳定。

关键字：特高压；电力系统；变电站；系统设计

0引言

随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，电力需求不断增长，对电力系统的安全稳定运行提出了更高的要求。为了满足电力输送的需求，特高压交流输变电工程成为了当前电力行业的重要发展方向。其中，“北电南送”特高压交流输变电工程作为我国电力输送的重要项目之一，将有效解决北方电力资源丰富而南方电力需求旺盛的矛盾，实现全国电力资源的优化配置。在“北电南送”特高压交流输变电工程中，变电站作为电力输送的重要枢纽，承担着电力接收、转换、分配和保护等功能。变电站的二次系统设计是变电站工程中的重要环节，直接关系到电力系统的安全稳定运行。

1高压交流输变电工程中变电站的作用和重要性

特高压交流输变电工程中的变电站是电力系统中非常重要的组成部分，其作用主要包括输电、变电和配电三个方面。在输电方面，变电站起到将特高压输电线路的电能转换为适合城市和工业用电的电能的作用；在变电方面，变电站通过变压器将输电线路的电压升高或降低，以适应不同电压等级的需求；在配电方面，变电站将电能分配到不同的用户，保障电力供应的稳定性和可靠性。变电站还承担着监控电力系统运行状态、保护系统设备、调节电力负荷等重要功能。通过监控系统，变电站可以实时监测电力系统的运行情况，及时发现并解决潜在问题，确保电网安全稳定运行。同时，变电站还配备有各种保护装置，如断路器、避雷器等，用于保护系统设备免受过载、短路等故障的影响。此外，变电站还可以通过调节电力负荷，实现对电力系统的灵活控制，以满足不同时间段和不同地区的用电需求。

2新建变电站二次系统设计的基本原则

新建变电站二次系统设计的基本原则和要求是确保系统稳定、可靠、安全、经济和易于维护。在设计过程中，需要考虑以下几个方面：（1）系统稳定性：应考虑系统的稳定性，确保系统在各种工况下能够正常运行，不会出现频繁的故障或停电情况；（2）可靠性：应考虑系统的可靠性，确保系统在长时间运行中不会出现故障，保障供电的连续性和可靠性；（3）安全性：应考虑系统的安全性，确保系统在运行过程中不会对人员和设备造成危险，避免发生火灾、爆炸等安全事故；（4）经济性：应考虑系统的经济性，尽量减少投资成本和运行成本，提高系统的效益和经济效益；（5）易于维护：应考虑系统的易于维护性，确保系统在运行过程中能够方便地进行检修和维护，减少停电时间和维修成本。

3新建变电站二次系统设计流程实例分析

3.1工程概况

本项目为福建北电南送特高压交流输变电工程长泰1000kV变电站新建工程，站址位于福建省漳州市长泰区，长泰变远景建设4*3000MVA主变压器，本期建设2*3000MVA主变（#2、#3主变压器），主变压器1000kV和500kV侧本期采用中性点直接接地方式，预留远景经小电抗接地的可能；110kV侧采用中性点不接地方式。

3.2电气主接线

长泰1000kV变电站新建工程电气主接线如图1所示。

1000kV变电站配电系统设计：采用1个半断路器接线，远期6线4变，5个完整串；本期2线2变，组成1个完整串和2个不完整串，一共7台断路器。根据这些参数，设计配电系统的主要任务是确保电能在变电站内部的各个设备之间有效传输，同时保证系统的可靠性和安全性。

110kV变电站配电系统设计：以主变压器为单元的单母线接线。根据这一设计方案，配电系统需要确保主变压器与其他设备之间的电能传输畅通无阻，同时保证系统的可靠性和安全性。

500kV变电站配电系统设计：采用1个半断路器接线，远期设分段，10线4变，7个完整串；本期不设分段，6线2变组成3个完整串，2个不完整串，共13台断路器（其中7台断路器列入本工程）。根据这些参数，设计配电系统需要确保电能在变电站内部各个设备之间有效传输，同时保证系统的可靠性和安全性。

3.3保护系统设计

保护系统的设计是为了确保变电站内各个设备在发生故障时能够及时切除故障部分，保护其他设备不受影响。本变电站榕城～长泰2回1000kV线路需要进行电流差动保护，为了保证保护的可靠性，每回线路两侧各配置2套光纤分相电流差动保护。每套保护都集成了过电压及远方跳闸就地判别功能，并具有完整的后备保护功能。为了保证通讯的可靠性，每套保护通道都采用了2路不同路由的复用2Mb/s光纤通道，以上这样设计可以确保线路的安全运行和及时的故障处理。

长泰特高压站本期共配置了多台1000kV/500kV断路器，每台都配备了1套断路器保护装置。其中，500kV侧只计算了与长泰特高压站主变和集美出线相关的断路器保护装置，其余500kV断路器保护装置则包含在配套工程中。此外，每段1000kV/500kV母线都配置了2套母线差动保护装置。长泰站还配置了1面1000kV母线故障录波器柜和2面线路故障录波柜。本期还配置了1面500kV母线故障录波器柜和1面线路故障录波柜。主变压器主体、调压变、补偿变保护均各自由双重化配置的电气量保护、单套非电量保护构成，双重化配置的电气量保护采用主保护和后备保护一体化微机型设备。每组1000kV高抗双重化配置主、后备保护一体的电量保护和1套非电量保护。每组电容器配置1套保护装置，每组电抗器配置1套保护装置。这些配置的目的是确保长泰特高压站的设备能够及时准确地进行保护和故障录波，以保障电网的安全稳定运行。

3.4控制系统设计

控制系统设计是为了实现对变电站内各个设备的监控和控制，确保变电站的正常运行。根据变电站的不同电压等级和接线方式，需要设计相应的控制系统，包括远程监控、自动化控制等。根据本站需求，我们需要在站内配置一套一体化计算机监控系统，用于监控和管理电力系统运行情况。同时，还需要配置一套电能计量系统，用于准确测量电能消耗情况。另外，我们还需要配置一套同步相量测量系统，以确保电力系统的稳定运行。为了保障电力调度数据的安全，我们还需要配置两套电力调度数据网接入设备和二次系统安全防护设备。最后，为了防范网络安全风险，我们还需要配置一套网络安全监测装置，全站统一配置1套状态监测系统，对主变、高抗、GIS以及1000kV避雷器、500kV避雷器装设状态在线监测装置；本站配置一套远程智能巡视系统，全面覆盖主变、高抗等大型充油设备外观类巡视项目和安消防监视，与视频监控系统统筹考虑摄像机布置。整体配置将有助于提高电力系统的运行效率和安全性。

3.5通信系统设计

本站经过综合考虑，长泰站配置了1台调度程控交换机，配置模拟用户线48线，并配置调度台和数字录音系统，通过2Mb/s数字中继方式，长泰站接入了福建电力调度交换网，同时配置了大容量IMS接入终端设备，连接了福建IMS行政交换网。此外，长泰站还配置了数据通信网接入层设备，通过中继方式接入了福建省网数据通信网。为了保证通信设备的稳定运行，长泰站配置了2套独立的通信电源，包括2套48V/600A高频开关电源、2面直流分配屏和4组600Ah蓄电池。整体来说，长泰站建立了完善的通信网络系统，确保了电力调度和数据通信的顺畅进行。

3.6设备的挂网试运行设计

挂网试运行设备的监测范围，在系统中增加挂网试运行设备的远程监控功能，以便实时监测设备运行状态和数据采集情况。本站为了实现#3主变、1000kV榕城2线高抗、1000kV GIS第4串挂网试运行在线监测设备，需要在站控层增加单网挂网试运行设备。同时，为了实现#3主变三侧挂网试运行电能表计和电能量采集终端设备，需要在间隔层增加#3主变测控挂网试运行测控装置。为了增加安全防护挂网试运行设备与监控系统的配合，需要在图像监视子系统主机和安全警卫子系统主机上增加挂网试运行主机设备。数据采集在运数据。为了确保稳定供电，需要增加单独站用直流及UPS系统单独向其他挂网试运行设备供电。最后，为了保证系统时间同步，需要增加1套同步对时主机系统。通过以上这种方案设计，可以进一步提高设备挂网试运行的监测效率和安全性。

结束语：

综上所述，本文以福建北电南送特高压交流输变电工程长泰1000kV变电站新建工程为例，详细阐述其二次系统设计。主要从电气主接线、保护系统、控制系统、通信系统及设备的挂网试运行来进行设计。通过本文的研究，我们对新建变电站二次系统设计进行了深入探讨，提出了一系列有效的设计方案和优化措施，为工程的顺利实施提供了重要的技术支持。通过本文的研究，将为“北电南送”特高压交流输变电工程新建变电站二次系统设计提供理论支持和技术指导，为我国电力系统的安全稳定运行和电力资源的优化配置做出贡献。同时，也将为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴，推动我国电力行业的发展和进步。

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