220kV變電站電氣一次初步設計
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文獻綜述一、我國變電站發(fā)展現狀和趨勢隨著社會的不斷發(fā)展,工業(yè)不斷進步,人們的生活水平不斷提高,電力系統(tǒng)在國民經濟中所占比例越來越大?,F代電力系統(tǒng)是一個巨大的,嚴密的整體。 各類發(fā)電廠、變電站分工完成電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電任務,電力系統(tǒng)是國民經濟的重要能源部門,而變電站的設計是其中必不可少的一個項目。1變電站是電力系統(tǒng)中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié),對電網的安全和經濟運行起著舉足輕重的作用。由于我國電力建設起步比較晚,目前我國變電站主要現狀是老設備向新型設備轉變,有人值班向無人值班變電站轉變,交流傳輸向直流輸出轉變,在城市變電站建設中,戶內型變電站大幅增加。2國外變電站主要是交流輸出向直流輸出。轉變而數字化智能變電站也是國內外變電站未來發(fā)展趨勢。3數字化變電站在我國發(fā)展迅速,從1995年德國提出制定IEC61850的設想開始,中國就一直關注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委員會自2000年起,將對IEC61850的轉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的轉化。4標準轉化的同時,國內頂級設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,國內對數字化變電站工程實踐的探索正在向縱深發(fā)展。5在國調中心的領導下,從2004底開始,標委會成功組織了6次大規(guī)?;ゲ僮髟囼灒瑯O大地推動了基于IEC61850標準的設備研制和工程化。為規(guī)范IEC61850在國內的有效有序應用,2007年,標委會將DL/T860標準工程實施技術規(guī)范納入工作計劃,并迅速組織有關專家進行起草,經廣泛征求意見,2008年該規(guī)范通過標委會審查報批。成為指導DL/T860標準國內工程實施的重要配套文件。6目前,國內各網省公司都進行了數字化變電站試點,對DL/T860標準的應用程度和技術水平各不相同,有單在變電站層應用DL/T860的,也有在過程層試驗的,還有結合電子式互感器應用的;有單一廠家實現的,也有多達十多加設備制造商參與的。數字化變電站的試點已經較為充分,現在應該到了總結成功經驗、探討發(fā)展策略的時候了。未來,在智能電網建設的大背景下,數字化變電站快速發(fā)展是必然趨勢。7二、變電站概述 (一)變電站及其分類變電站是改變電壓的場所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠的地方,必須把電壓升高,變?yōu)楦邏弘?,到用戶附近再按需要把電壓降低,這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設備是開關和變壓器。按規(guī)模大小不同,稱為變電所、配電室等。變電站是把一些設備組裝起來,用以切斷或接通、改變或者調整電壓,在電力系統(tǒng)中,變電站是輸電和配電的集結點。變電站主要分為:升壓變電站,主網變電站,二次變電站,配電站。 (二)變電站的主要設備1、變壓器變壓器是變電站的主要設備,分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器即高、低壓每相共用一個繞組,從高壓繞組中間抽出一個頭作為低壓繞組的出線的變壓器。電壓高低與繞組匝數成正比,電流則與繞組匝數成反比。 變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統(tǒng)送端變電站,后者用于受端變電站。變壓器的電壓需與電力系統(tǒng)的電壓相適應。為了在不同負荷情況下保持合格的電壓有時需要切換變壓器的分接頭。 按分接頭切換方式變壓器有帶負荷有載調壓變壓器和無負荷無載調壓變壓器。有載調壓變壓器主要用于受端變電站。8 2、電壓互感器和電流互感器電壓互感器和電流互感器的工作原理和變壓器相似,它們把高電壓設備和母線的運行電壓、大電流即設備和母線的負荷或短路電流按規(guī)定比例變成測量儀表、繼電保護及控制設備的低電壓和小電流。在額定運行情況下電壓互感器二次電壓為l00V,電流互感器二次電流為5A或1A。電流互感器的二次繞組經常與負荷相連近于短路,請注意:絕不能讓其開路,否則將因高電壓而危及設備和人身安全或使電流互感器燒毀。 93、開關設備變電站的開關設備包括斷路器、隔離開關、負荷開關、高壓熔斷器等,都是斷開和合上電路的設備。斷路器在電力系統(tǒng)正常運行情況下用來合上和斷開電路;故障時在繼電保護裝置控制下自動把故障設備和線路斷開,還可以有自動重合閘功能。在我國,220kV以上變電站使用較多的是空氣斷路器和六氟化硫斷路器。 隔離開關(刀閘)的主要作用是在設備或線路檢修時隔離電壓,以保證安全。它不能斷開負荷電流和短路電流,應與斷路器配合使用。在停電時應先拉斷路器后拉隔離開關,送電時應先合隔離開關后合斷路器。如果誤操作將引起設備損壞和人身傷亡。 負荷開關能在正常運行時斷開負荷電流沒有斷開故障電流的能力,一般與高壓熔斷絲配合用于10kV及以上電壓且不經常操作的變壓器或出線上。104、其他設備防雷設備主要有避雷針和避雷器。避雷針是為了防止變電站遭受直接雷擊將雷電對其自身放電把雷電流引入大地。在變電站附近的線路上落雷時雷電波會沿導線進入變電站,產生過電壓。另外,斷路器操作等也會引起過電壓。避雷器的作用是當過電壓超過一定限值時,自動對地放電降低電壓保護設備放電后又迅速自動滅弧,保證系統(tǒng)正常運行。目前,使用最多的是氧化鋅避雷器。此外,變電站設備還包括匯集電流的母線,計量和控制用儀表、繼電保護裝置和調度通信裝置等,有的變電站還有無功補償設備。三、設計內容及目標220kV降壓變電所電氣部分設計的研究主要內容是結合相關的設計手冊,輔助資料,主要完成該變電站的一次部分設計,參考國內外最新的設計方法、研究成果和新的電氣設備,對降壓變電所的電氣主接線方案,主變壓器的選擇,電氣設備的選擇(包括斷路器,隔離開關,熔斷器等),配電裝置的選擇以及防雷保護的設計。主變壓器、各側電壓等級的電氣主接線和相關一次、二次設備、避雷裝置、繼電保護裝置進行選擇。同時,完成變電站一次部分總接線圖、220kV變電所平面布置初步設計圖和詳細設計圖。11本次變電站的設計要做到概念清晰,層次分明,結合自己選擇的參考資料,并參考變電站一次設計的規(guī)范,經過查閱資料,了解其基本過程,整理相關的思路,在老師的指導下,細致縝密的完成整個設計過程,具體的設計規(guī)范步驟如下: 1、根據原始資料選擇57種合理的電氣主接線; 2、進行初步技術、經濟比較,選擇2種較好的電氣主接線; 3、選擇主變壓器的容量和型號; 4、計算這兩種主接線的短路電流; 5、根據短路電流計算結果選擇電氣設備; 6、通過技術經濟比較確定最佳方案; 7、設計較為合理的防雷系統(tǒng); 8、屋內外配電裝置設計和總平面布置; 9、繪制圖紙:電氣主接線、電氣總平面布置、防雷與接地、配電裝置斷面圖。 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陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析M.中國電力出版社,2006 3李光琦.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析M.中國電力出版社, 2006 4金旭東.數字化變電站介紹M.江蘇電機工程,20075夏勇軍,蘇吳,胡剛,董永德.數字化變電站研究現狀與應用展望M.湖 北電力, 20076湯漢松,孫志杰,徐大可.數字化變電站的現狀與未來M.江蘇電機 工程,2007 7葸英.淺談數字化變電站的應用M.電力技術, 20098陳月娥.有關220kV變電站設計思路的分析M. 廣東科技,20089陳景龍.變電站自動化發(fā)展趨勢分析M.科學實踐,2008 10才國平.高壓電氣設備選擇M.電氣開關, 200211唐岳柏.淺議220kV變電站電氣主接線的選擇M.科技創(chuàng)新導報,2010年07期
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