110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì),kv,降壓,變電站,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 一 背景和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)水平的進(jìn)步，人們生活水平不斷的提高，電力系統(tǒng)在整個(gè)行業(yè)中所占比例逐漸趨大。現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個(gè)巨大的、嚴(yán)密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。電力系統(tǒng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要能源部門(mén)，而變電站的設(shè)計(jì)是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個(gè)項(xiàng)目。由于變電站設(shè)計(jì)內(nèi)容很多、范圍廣、邏輯性強(qiáng)，不同電壓等級(jí)，不同類型，不同性質(zhì)負(fù)荷的變電站設(shè)計(jì)時(shí)所側(cè)重的方面是不一樣的。設(shè)計(jì)過(guò)程中要針對(duì)變電站的規(guī)模和形式，具體問(wèn)題具體分析。 變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過(guò)期變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)。我國(guó)電力系統(tǒng)的變電站大致分為四類：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。我國(guó)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對(duì)變電所的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識(shí)理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對(duì)待。 可靠，優(yōu)質(zhì)的供電是現(xiàn)代化大都市的重要標(biāo)志。為此目的，需要采用相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)，其難度往往不亞于超高壓輸電技術(shù)。過(guò)去，對(duì)配電系統(tǒng)的發(fā)展未給予應(yīng)有的重視，欠賬甚多。研究采用配電新技術(shù)，提高供電的可靠性和電能質(zhì)量已是十分緊迫的任務(wù)。 二 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容 變電站設(shè)計(jì)的內(nèi)容力求概念清楚，層次分明。通過(guò)大量翻閱工作，了解了電力工業(yè)的有關(guān)政策以及變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程等方面知識(shí)，進(jìn)而基本掌握了設(shè)計(jì)過(guò)程，結(jié)合自己設(shè)計(jì)的原始資料，提出了本次設(shè)計(jì)的思路和具體設(shè)計(jì)內(nèi)容。 1、電氣主接線的設(shè)計(jì)。 電氣主接線是變電站設(shè)計(jì)的首要部分，主接線的擬定直接關(guān)系著變電站電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。 主接線必須滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。可靠性指能夠長(zhǎng)期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力。靈活性是指滿足調(diào)度時(shí)、檢修時(shí)以及擴(kuò)建時(shí)的要求，使工程改擴(kuò)建時(shí)的工程量較小。經(jīng)濟(jì)性涉及到一次投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積等。 主接線的設(shè)計(jì)步驟包括對(duì)原始資料的分析，根據(jù)對(duì)電源和進(jìn)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、傳輸容量、負(fù)荷性質(zhì)等不同考慮擬定出可行的方案若干，依據(jù)對(duì)主接線的基本要求，通過(guò)技術(shù)上論證各方案優(yōu)劣，經(jīng)過(guò)初步的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較，確定2-3個(gè)較好方案，進(jìn)行全面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，以確定技術(shù)上合理、經(jīng)濟(jì)上可行最優(yōu)主接線方案。 2、短路電流的計(jì)算。 短路電流計(jì)算是變電所設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，用以進(jìn)行電氣主接線比選、導(dǎo)體和電器的選擇和校驗(yàn)、確定中性點(diǎn)接地方式、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離、驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓、選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算等。 短路電流的計(jì)算步驟可歸納為：選擇短路計(jì)算點(diǎn)；繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖；化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)圖；求計(jì)算電抗；有運(yùn)算曲線法得出各電源供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值；及無(wú)限大電源供給的短路電流周期分量；計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量、短路電流沖擊值等。 3、主要電氣設(shè)備的選擇。 電氣設(shè)備選擇是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。各種電氣設(shè)備的作用和工作條件不盡相同，具體的選擇方法也不完全一樣，但對(duì)他們的基本要求是一致的。電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 需選擇的電氣設(shè)備包括主變壓器、各電壓等級(jí)的母線、絕緣子、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓及電流互感器等。 主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。變電站主變壓器的容量依據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，按一臺(tái)停運(yùn)時(shí)其余容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力時(shí)，應(yīng)能滿足全部負(fù)荷70%-80%。主變壓器的臺(tái)數(shù)，對(duì)于樞紐變電站應(yīng)不少于2臺(tái)，以滿足可靠性要求。此外還需選擇變壓器的型式和結(jié)構(gòu)。 斷路器選擇中涉及到:(1)種類和型式的選擇。高壓斷路器按絕緣介質(zhì)分少油、多油、空氣、真空、SF6等型式。(2)額定電壓和電流選擇。（3）開(kāi)斷電流的選擇。它是表征斷路器完成最基本開(kāi)斷電流功能的重要參數(shù)。不僅要求斷路器可靠的滅弧，而且要求斷路器不重燃，以限制操作過(guò)電壓倍數(shù)。（4）短路開(kāi)合電流的選擇。它是表征高壓斷路器在一些特殊情況下開(kāi)斷短路電流的特性參數(shù)。 隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配套使用，不能用來(lái)接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流和短路電流。主要用作隔離電壓、倒閘操作、分合小電流。其額定電壓、電流的選擇及短路動(dòng)、熱穩(wěn)定的校驗(yàn)與斷路器基本相同。 互感器是電力系統(tǒng)中測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)獲取電氣一次回路信息的傳感器。分電壓和電流互感器。其選擇依據(jù)有：（1）種類和型式。（2）一次額定電壓、電流（電壓互感器涉及到二次額定電壓）。（3）額定容量和準(zhǔn)確級(jí)。（4）動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 4、最后參考《國(guó)家電力公司農(nóng)村電網(wǎng)工程典型設(shè)計(jì)（第二分冊(cè)）》、《電氣CAD》 書(shū)籍知識(shí)，了解我國(guó)在發(fā)電廠設(shè)計(jì)工作中電氣具體的布置規(guī)劃，同時(shí)參考其繪圖，編號(hào)等要求，為自己的設(shè)計(jì)繪制了主接線圖、平面圖和斷面圖。 三 總結(jié)與展望 當(dāng)今時(shí)代的變電站正趨于數(shù)字化，數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字化變電站三個(gè)主要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺(tái)。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡(jiǎn)便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。 　　數(shù)字化變電站在我國(guó)發(fā)展迅速，從1995年德國(guó)提出制定IEC61850的設(shè)想開(kāi)始，中國(guó)就一直關(guān)注IEC61850的發(fā)展。全國(guó)電力系統(tǒng)管理及其信息交換標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)自2000年起，將對(duì)IEC61850的轉(zhuǎn)化作為工作重點(diǎn)之一。從CD（委員會(huì)草案）到CDV，從FDIS到正式出版物，標(biāo)委會(huì)及其工作組專家密切跟蹤IEC標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，用近5年的時(shí)間，二十多位專家的辛勤工作，完成了IEC61850到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T860的轉(zhuǎn)化。 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的同時(shí)，國(guó)內(nèi)頂級(jí)設(shè)備制造商如南瑞集團(tuán)、北京四方、國(guó)電南自、許繼電器等同步開(kāi)展了標(biāo)準(zhǔn)研究和軟硬件開(kāi)發(fā)。2006年以來(lái)，相繼有采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站投入運(yùn)行，從110kV到500kV，從單一廠家到多家集成，國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)字化變電站工程實(shí)踐的探索正在向縱深發(fā)展。 在國(guó)調(diào)中心的領(lǐng)導(dǎo)下，從2004底開(kāi)始，標(biāo)委會(huì)成功組織了6次大規(guī)?；ゲ僮髟囼?yàn)，極大地推動(dòng)了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備研制和工程化。 目前，國(guó)內(nèi)各網(wǎng)省公司都進(jìn)行了數(shù)字化變電站試點(diǎn)，對(duì)DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程度和技術(shù)水平各不相同，有單在變電站層應(yīng)用DL/T860的，也有在過(guò)程層試驗(yàn)的，還有結(jié)合電子式互感器應(yīng)用的；有單一廠家實(shí)現(xiàn)的，也有多達(dá)十多加設(shè)備制造商參與的。數(shù)字化變電站的試點(diǎn)已經(jīng)較為充分，現(xiàn)在應(yīng)該到了總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)、探討發(fā)展策略的時(shí)候了。 未來(lái)，在智能電網(wǎng)建設(shè)的大背景下，數(shù)字化變電站快速發(fā)展是必然趨勢(shì)，但首先要解決電子式互感器的可靠性問(wèn)題、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的可靠性問(wèn)題等。 我國(guó)目前已建成或者在建的數(shù)字化變電站同國(guó)外的數(shù)字化變電站相比，有不同的的特點(diǎn)： 國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站更重視可靠性問(wèn)題，故較多采用冗余網(wǎng)絡(luò)方式。 國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站較多采用IEC61850-9-1，但該標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)非IEC主流推薦，國(guó)內(nèi)需盡快開(kāi)發(fā)基于IEC61850-9-2的系統(tǒng)。 因?yàn)榧夹g(shù)成熟度問(wèn)題，國(guó)內(nèi)對(duì)電子式互感器的應(yīng)用還比較保守。 IEC61850是面向未來(lái)的變電站自動(dòng)化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是全世界關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的第1個(gè)完整的通信標(biāo)準(zhǔn)體系，目前我國(guó)投運(yùn)的數(shù)字化變電站均以IEC61850為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解、執(zhí)行方面還需進(jìn)一步統(tǒng)一規(guī)范。 參考文獻(xiàn) [1]熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].中國(guó)電力出版社, 2004 [2]宋繼承.220—500KV變電所二次接線.中國(guó)電力出版, 1996 [3]劉笙.電氣工程基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社, 2002 [4]水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分[M].中國(guó)電力出版社, 1989 [5]電力工業(yè)部西北電力設(shè)計(jì)院.電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分[M].中國(guó)電力出版社, 1998 [6]文鋒.現(xiàn)代發(fā)電廠概論[M].中國(guó)電力出版社, 1999 [7]黃益莊.變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)[M] .中國(guó)電力出版社, 2001 [8]戈?yáng)|方.電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分[M].中國(guó)電力出版社, 2002 [9]孟祥萍.電力系統(tǒng)分析[M].高等教育出版社, 2004 [10]陳慶紅.變電運(yùn)行[M].中國(guó)電力出版社, 2005 [11]陳生貴.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].重慶大學(xué)出版社, 2003 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