110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計
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110kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計文獻綜述一 背景和意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展,工業(yè)水平的進步,人們生活水平不斷的提高,電力系統(tǒng)在整個行業(yè)中所占比例逐漸趨大?,F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟的重要能源部門,而變電站的設(shè)計是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個項目。由于變電站設(shè)計內(nèi)容很多、范圍廣、邏輯性強,不同電壓等級,不同類型,不同性質(zhì)負荷的變電站設(shè)計時所側(cè)重的方面是不一樣的。設(shè)計過程中要針對變電站的規(guī)模和形式,具體問題具體分析。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,它通過期變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。我國電力系統(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。我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高,對變電所的設(shè)計提出了更高的要求,更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平,認真對待??煽?,優(yōu)質(zhì)的供電是現(xiàn)代化大都市的重要標志。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)。過去,對配電系統(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)計內(nèi)容變電站設(shè)計的內(nèi)容力求概念清楚,層次分明。通過大量翻閱工作,了解了電力工業(yè)的有關(guān)政策以及變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程等方面知識,進而基本掌握了設(shè)計過程,結(jié)合自己設(shè)計的原始資料,提出了本次設(shè)計的思路和具體設(shè)計內(nèi)容。1、電氣主接線的設(shè)計。電氣主接線是變電站設(shè)計的首要部分,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,繼電保護和自動裝置的確定,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)濟性三項基本要求??煽啃灾改軌蜷L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、檢修時以及擴建時的要求,使工程改擴建時的工程量較小。經(jīng)濟性涉及到一次投資、運行費用和占地面積等。主接線的設(shè)計步驟包括對原始資料的分析,根據(jù)對電源和進出線回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、傳輸容量、負荷性質(zhì)等不同考慮擬定出可行的方案若干,依據(jù)對主接線的基本要求,通過技術(shù)上論證各方案優(yōu)劣,經(jīng)過初步的技術(shù)和經(jīng)濟比較,確定2-3個較好方案,進行全面的技術(shù)、經(jīng)濟比較,以確定技術(shù)上合理、經(jīng)濟上可行最優(yōu)主接線方案。 2、短路電流的計算。短路電流計算是變電所設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié),用以進行電氣主接線比選、導(dǎo)體和電器的選擇和校驗、確定中性點接地方式、確定分裂導(dǎo)線間隔棒的距離、驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓、選擇繼電保護裝置和進行整定計算等。短路電流的計算步驟可歸納為:選擇短路計算點;繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖;化簡等值網(wǎng)絡(luò)圖;求計算電抗;有運算曲線法得出各電源供給的短路電流周期分量標幺值;及無限大電源供給的短路電流周期分量;計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行選擇,并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。需選擇的電氣設(shè)備包括主變壓器、各電壓等級的母線、絕緣子、斷路器、隔離開關(guān)、電壓及電流互感器等。主變壓器的容量、臺數(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)負荷性質(zhì),按一臺停運時其余容量在計及過負荷能力時,應(yīng)能滿足全部負荷70%-80%。主變壓器的臺數(shù),對于樞紐變電站應(yīng)不少于2臺,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)開斷電流的選擇。它是表征斷路器完成最基本開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,以限制操作過電壓倍數(shù)。(4)短路開合電流的選擇。它是表征高壓斷路器在一些特殊情況下開斷短路電流的特性參數(shù)。隔離開關(guān)與斷路器配套使用,不能用來接通和斷開負荷電流和短路電流。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、熱穩(wěn)定的校驗與斷路器基本相同?;ジ衅魇请娏ο到y(tǒng)中測量儀表、繼電保護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)額定容量和準確級。(4)動、熱穩(wěn)定校驗。4、最后參考國家電力公司農(nóng)村電網(wǎng)工程典型設(shè)計(第二分冊)、電氣CAD書籍知識,了解我國在發(fā)電廠設(shè)計工作中電氣具體的布置規(guī)劃,同時參考其繪圖,編號等要求,為自己的設(shè)計繪制了主接線圖、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)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革,對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠的影響。數(shù)字化變電站三個主要的特征就是“一次設(shè)備智能化,二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化,符合IEC61850標準”,即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化,信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,通信模型達到標準化,使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟性、維護簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。數(shù)字化變電站在我國發(fā)展迅速,從1995年德國提出制定IEC61850的設(shè)想開始,中國就一直關(guān)注IEC61850的發(fā)展。全國電力系統(tǒng)管理及其信息交換標準化技術(shù)委員會自2000年起,將對IEC61850的轉(zhuǎn)化作為工作重點之一。從CD(委員會草案)到CDV,從FDIS到正式出版物,標委會及其工作組專家密切跟蹤IEC標準的進展,用近5年的時間,二十多位專家的辛勤工作,完成了IEC61850到行業(yè)標準DL/T860的轉(zhuǎn)化。標準轉(zhuǎn)化的同時,國內(nèi)頂級設(shè)備制造商如南瑞集團、北京四方、國電南自、許繼電器等同步開展了標準研究和軟硬件開發(fā)。2006年以來,相繼有采用IEC61850標準的變電站投入運行,從110kV到500kV,從單一廠家到多家集成,國內(nèi)對數(shù)字化變電站工程實踐的探索正在向縱深發(fā)展。在國調(diào)中心的領(lǐng)導(dǎo)下,從2004底開始,標委會成功組織了6次大規(guī)?;ゲ僮髟囼?,極大地推動了基于IEC61850標準的設(shè)備研制和工程化。目前,國內(nèi)各網(wǎng)省公司都進行了數(shù)字化變電站試點,對DL/T860標準的應(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,也有在過程層試驗的,還有結(jié)合電子式互感器應(yīng)用的;有單一廠家實現(xiàn)的,也有多達十多加設(shè)備制造商參與的。數(shù)字化變電站的試點已經(jīng)較為充分,現(xiàn)在應(yīng)該到了總結(jié)成功經(jīng)驗、探討發(fā)展策略的時候了。未來,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,但首先要解決電子式互感器的可靠性問題、網(wǎng)絡(luò)交換機的可靠性問題等。我國目前已建成或者在建的數(shù)字化變電站同國外的數(shù)字化變電站相比,有不同的的特點:國內(nèi)數(shù)字化變電站更重視可靠性問題,故較多采用冗余網(wǎng)絡(luò)方式。國內(nèi)數(shù)字化變電站較多采用IEC61850-9-1,但該標準未來非IEC主流推薦,國內(nèi)需盡快開發(fā)基于IEC61850-9-2的系統(tǒng)。因為技術(shù)成熟度問題,國內(nèi)對電子式互感器的應(yīng)用還比較保守。IEC61850是面向未來的變電站自動化技術(shù)標準,也是全世界關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)的第1個完整的通信標準體系,目前我國投運的數(shù)字化變電站均以IEC61850為統(tǒng)一標準,但在對標準的理解、執(zhí)行方面還需進一步統(tǒng)一規(guī)范。 參考文獻1熊信銀.發(fā)電廠電氣部分M.中國電力出版社, 20042宋繼承.220500KV變電所二次接線.中國電力出版, 19963劉笙.電氣工程基礎(chǔ)M.科學(xué)出版社, 20024水利電力部西北電力設(shè)計院.電氣工程設(shè)計手冊電氣一次部分M.中國電力出版社, 19895電力工業(yè)部西北電力設(shè)計院.電氣工程設(shè)計手冊電氣一次部分M.中國電力出版社, 19986文鋒.現(xiàn)代發(fā)電廠概論M.中國電力出版社, 19997黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)M .中國電力出版社, 20018戈東方.電氣設(shè)計手冊電氣一次部分M.中國電力出版社, 20029孟祥萍.電力系統(tǒng)分析M.高等教育出版社, 200410陳慶紅.變電運行M.中國電力出版社, 200511陳生貴.電力系統(tǒng)繼電保護M.重慶大學(xué)出版社, 200312單淵達.電能系統(tǒng)基礎(chǔ).東南大學(xué)出版社,200413張步涵.電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社,200614姚春球.發(fā)電廠電氣部分.中國電力出版社,200515閻治安.電機學(xué).西安交通大學(xué)出版社,2003
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