220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計01
220kV地區(qū)變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計01,kv,地區(qū),變電所,電氣,一次,系統(tǒng),設(shè)計,01
220kV變電所電氣一次系統(tǒng)設(shè)計文獻綜述一、課題的背景和意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,對供電質(zhì)量的要求日益提高。電力已成為人類歷史發(fā)展的主要動力資源,要科學(xué)合理的駕馭電力必須從電力工程的設(shè)計原則和方法上理解和掌握其精髓,提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運行效率。從而達到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟效益的目的。220kV變電站作為當(dāng)今城市的主要變電節(jié)點和用戶的主要接入點,其直接關(guān)系到電網(wǎng)運行的可靠性、經(jīng)濟性1。本次設(shè)計的目的在于系統(tǒng)的掌握,增強了理論聯(lián)系實際的能力,提高工程意識,鍛煉獨立分析和解決電力工程設(shè)計問題的能力。二、課題的研究現(xiàn)狀目前,我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高,現(xiàn)在已有許多變電站實現(xiàn)了集中控制和采用計算機監(jiān)控。電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了分級集中調(diào)度,所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約,降低成本,確保安全運行。隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展,電力工業(yè)將逐步跨入世界先進水平的行列。電力工業(yè)的發(fā)展,單機容量的增大、總?cè)萘吭诎偃f千瓦以上變電站的建立促使變電站結(jié)構(gòu)和設(shè)計不斷地陳改進和發(fā)展2-4。隨著近幾年計算機技術(shù)的不斷提高,國內(nèi)變電站的不斷發(fā)展,為了適應(yīng)新時代對變電站技術(shù)的要求,變電站必須進行技術(shù)改革,向著更為精準(zhǔn)、自動化的有調(diào)控能力的方向發(fā)展5。目前變電站的發(fā)展趨于數(shù)字化、智能化、自動化。數(shù)字化變電站是以變電站一、二次系統(tǒng)為數(shù)字化對象,由智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備分層構(gòu)建,采用標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)通信平臺6-7(IEC6185),實現(xiàn)信息共享和互操作,滿足安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行要求的現(xiàn)代化變電站8。數(shù)字化變電站具有“全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級應(yīng)用互動化”等四個重要特征9-10:一、二次設(shè)備的靈活控制,具備雙向通信功能,通過信息網(wǎng)進行管理,實現(xiàn)全信息采集、傳輸、處理、輸出數(shù)字化;采用基于IEC61850的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)體系;通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建模實現(xiàn)變電站內(nèi)外的信息交互和信息共享;實現(xiàn)各種站內(nèi)/外高級應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)對象間的互動,滿足智能電網(wǎng)運行、控制要求11。智能變電站是智能電網(wǎng)的重要組成部分。當(dāng)前變電站智能化升級改造的主要內(nèi)容包括:一次設(shè)備智能化和在線監(jiān)測、統(tǒng)一信息平臺構(gòu)建、運行維護智能化、輔助系統(tǒng)智能化改造12。其中,智能化輔助系統(tǒng)已成為智能變電站的重要支撐部分。智能化輔助系統(tǒng)縱向負責(zé)與上級統(tǒng)一信息平臺的信息交互,橫向負責(zé)與變電站自動化系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))的信息交互和互動,以滿足智能變電站對輔助系統(tǒng)的新需求13。變電站自動化的核心是其通信技術(shù),從上世紀(jì)90年代開始,變電站自動化過程中先后出現(xiàn)過幾種通信方案。最初是采用RS485總線將設(shè)備聯(lián)系在一起,以主從的方式進行通信,但是這種通信方式比較簡單,仍然是一種串行的點對點通信,有著很多技術(shù)缺陷。我國過去大量引入現(xiàn)場總線技術(shù),并且由于總線技術(shù)有著簡單易用以及組網(wǎng)方便的特點而在變電站自動化系統(tǒng)的建設(shè)當(dāng)中廣泛應(yīng)用14。嵌入式網(wǎng)絡(luò)單片機新技術(shù)在變電站自動化通信中得到了應(yīng)用。常見的應(yīng)用模式有兩種:一是每個智能電子裝置配置一個嵌入式以太網(wǎng)接口讓每個智能電子裝置作為一個以太網(wǎng)節(jié)點直接連到以太網(wǎng)上;二是幾個智能電子裝置通過RS485或者現(xiàn)場總線等方式連在一起,進而以曲入式以太網(wǎng)接口作為一個以太網(wǎng)節(jié)點連到以太網(wǎng)上。目前我國在那家的高壓以及超高壓變電站自動化系統(tǒng)通常都采用后一種模式,在完成通信功能的同時,還可以萬有引力間隔控制單元完成本單元的測量以及控制等功能15。三、研究內(nèi)容本次設(shè)計題目為設(shè)計220kV降壓變電所一次系統(tǒng),包括電氣主接線的選擇與比較,選擇主變壓器的容量和型號,計算短路電流,根據(jù)短路計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備,最后進行防雷系統(tǒng)設(shè)計。(1) 主接線的設(shè)計變電站常用的主接線形式有:橋形接線,單母線接線,單母分段接線,雙母線接線,雙母線分段接線,帶旁路母線制接線,3/2斷路器接線。橋形接線分為內(nèi)橋和外橋。內(nèi)橋接線主要用于線路較長,不需經(jīng)常切換變壓器的情況;外橋接線主要用在變壓器投入和切除操作比較頻繁、通過橋斷路器有穿越功率的情況下。單母線和單母分段接線形式接線簡單、清晰,采用設(shè)備少、操作方便等特點。雙母線、雙母分段、雙母分段帶旁路接線形式主要用于配電裝置的進、出線回路數(shù)多時,為增加可靠性和運行上的靈活性,可在雙母線中的一條或兩條母線上加分段斷路器,形成兩母線單分段接線或雙母線雙分段接線。一般用于110kV、220kV側(cè)。雙母線單分段或雙分段接線克服了雙母線接線存在全??赡苄缘娜秉c,縮小了故障停電范圍,提高了接線的可靠性。3/2斷路器接線形式有兩條主母線,在兩主母線之間串接三臺斷路器,組成一個完整串。每年串中兩臺斷路器之間引出一回線路或一組變壓器每一元件占有3/2臺斷路器。500kV側(cè)多采用此接線16。(2)主變的選擇主變壓器的容量、臺數(shù),直接影響主接線和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外,還取決于輸送功率的大小,與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度,同時兼顧發(fā)電機電壓負荷增長速度等方面。(3)短路電流計算計算短路電流的目的主要是為了選擇斷路器等電氣設(shè)備或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求;評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案,研究限制短路電流的措施;為繼電保護與調(diào)試提供依據(jù)。(4)電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇在保證安全、可靠的前提下,并注意節(jié)約投資。電氣設(shè)備要能可靠工作必須要按照正常工作條件進行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。(5)防雷接地設(shè)計根據(jù)防雷設(shè)計的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性,根據(jù)周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途,采取相應(yīng)雷電防護措施。對處在不同區(qū)域的設(shè)備系統(tǒng)進行等電位連接和安裝電源防雷裝置及浪涌電壓保護裝置,使得處在不同層次的設(shè)備系統(tǒng)達到統(tǒng)一的防雷效果。四、總結(jié)變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分,由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式構(gòu)成,它從電力系統(tǒng)取得電能,通過其變換、輸送、分配,然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)換場所。作為電能傳輸與控制的樞紐,變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計和控制模式,才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng),現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展。參考文獻1 曹繩敏.電力系統(tǒng)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計參考資料M.水利水電出版社,1995.2 范錫普.發(fā)電廠電氣部分第二版M.北京中國電力出版社,1995.3 西北電力設(shè)計院.發(fā)電廠變電所電氣接線和布置M.水利電力出版社1992.7.4 西安交通大學(xué).發(fā)電廠變電所電氣主接線設(shè)計M,2000.5.5 王錫凡.電力工程基礎(chǔ)M.西安交通大學(xué)出版,2000.1.6 熊信銀.發(fā)電廠電氣部分M.北京:中國電力出版社,2004.7 劉笙.電氣工程基礎(chǔ)M.科學(xué)出版社,2002.8 王士政.電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程M.中國水利水電出版社,2007.9 黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)M.中國電力出版社,2001.10 陳躍.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南M.中國水利水電出版社,2003.11 弋東方.電氣設(shè)計手冊電氣一次部分M.中國電力出版社,2002.12 劉吉來,黃瑞梅.高電壓技術(shù)M.中國水利水電出版社,2004.13 何仰贊.電力系統(tǒng)分析M.華中科技大學(xué)出版社,2002.14 周澤存,沈其工等.高電壓技術(shù)M.中國電力出版社,2007.15 吳希再.電力工程M.華中科技大學(xué)出版社,2004.
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