220kv變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 楊學(xué)碩
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文獻(xiàn)綜述一、選題意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高,用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求日益提高。國(guó)家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造、拉動(dòng)內(nèi)需的發(fā)展計(jì)劃1。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)其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái),在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。近年來(lái)220kV變電站的建設(shè)迅猛發(fā)展。科學(xué)的變電站設(shè)計(jì)方案能夠提升配電網(wǎng)的供電能力和適應(yīng)性,降低配電網(wǎng)損耗和供電成本,減少電力設(shè)施占地資源,體現(xiàn)“增容、升壓、換代、優(yōu)化通道”的技術(shù)改造思路2。同時(shí)可以增加系統(tǒng)的可靠性,節(jié)約占地面積,使變電站的配置達(dá)到最佳,不斷提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益3。二、變電站建設(shè)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 為了保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,以及持續(xù)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程,我國(guó)電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段,電網(wǎng)建設(shè)得到進(jìn)一步完善。由于我國(guó)電力建設(shè)起步比較晚,目前我國(guó)變電站主要現(xiàn)狀是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變,有人值班向無(wú)人值班變電站轉(zhuǎn)變,交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變,在城市變電站建設(shè)中,戶內(nèi)型變電站大幅增加。國(guó)外變電站主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。而數(shù)字化智能變電站也是國(guó)內(nèi)外變電站未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。 1、無(wú)人值守變電站:同西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比,由于我國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用起步較晚,變電站運(yùn)行管理的理念也有很大差異,使我們的變電站無(wú)人值守運(yùn)行水平與之相比還有很大的差距。在我國(guó),許多220 kV及以下電壓等級(jí)變電站已經(jīng)開(kāi)始由監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控,基本上實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值守。但作為國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級(jí)的500 kV和330 kV變電站,即使采用了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的,也都是實(shí)行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,各個(gè)電壓等級(jí)變電站都能實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守。由此發(fā)現(xiàn),在國(guó)內(nèi)外無(wú)人值守變電站之間、國(guó)內(nèi)外變電站自動(dòng)化系統(tǒng)之間都還有很大的差異4。全面實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守對(duì)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益: 1提高了運(yùn)行可靠性;2加快了事故處理的速度;3提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率;4降低了建設(shè)成本。5 2、城市變電站建設(shè)隨著城市中心地區(qū)的用電負(fù)荷迅速增長(zhǎng),形勢(shì)迫使在城市電網(wǎng)加快改造和建設(shè)的同時(shí),在中心城區(qū)要迅速地建設(shè)一批高質(zhì)量的城市變電站,在多種變電站的型式中戶內(nèi)型變電站受到各方面的重視,在這幾年中得到飛速發(fā)展6。由于戶內(nèi)變電站允許安全凈距小且可以分層布置而使占地面積較小。室內(nèi)變電站的維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行,可減輕維護(hù)工作量,不受氣候影響。3、數(shù)字化智能變電站在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中,智能化電氣的發(fā)展,特別是智能化開(kāi)關(guān)、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn),變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入新階段7。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶所接受,并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用8。隨著智能化開(kāi)關(guān),光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)及自診斷、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真這些新技術(shù)的日趨成熟以及廣泛應(yīng)用必將對(duì)現(xiàn)有變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響,帶來(lái)全數(shù)字化的變電站新概念9。2009年9月11日華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站郭家屯變電站正式啟動(dòng),它的建成對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設(shè)具有重要意義10。三、變電站設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則1、220kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下步驟:電氣主接線設(shè)計(jì)、配電裝置、電氣平面布置、系統(tǒng)保護(hù) 、電氣設(shè)備選擇。112、變電站設(shè)計(jì)原則12:(1)足夠的變電容量以滿足供電區(qū)域內(nèi)中長(zhǎng)期規(guī)劃預(yù)測(cè)的負(fù)荷要求;(2)結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備體積小,占地面積小;(3)自動(dòng)化程度高,通信誤碼率低,可靠性高;(4)可靠靈活的主接線方式;(5)主設(shè)備技術(shù)性能優(yōu)越,可靠性高,檢修頻率低,噪聲低。在變電站設(shè)計(jì)中要考慮到雷電對(duì)變電站的危害,在變電站中至少要安裝一臺(tái)避雷器來(lái)保護(hù)變壓器,最佳選擇是在變電站入口處安裝避雷器。此時(shí),即使在瞬時(shí)有極高電流出現(xiàn),也能最大限度地保證變壓器上的電壓水平在安全極限內(nèi)13。變電站設(shè)計(jì)是個(gè)綜合系統(tǒng)工程,是電力系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重要組成部分。一份成功的變電站設(shè)計(jì)方案可以在實(shí)際工程中取得最優(yōu)的效益:增加系統(tǒng)的可靠性,節(jié)約占地面積以及建設(shè)成本,使變電站的配置達(dá)到最佳,保證較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。參考文獻(xiàn):1劉婭.11OKV變電站部分電氣一次設(shè)計(jì)淺析.民營(yíng)科技, 2009(6):2-382饒 瑩,郭 煒,徐鑫乾.11020 kV變電站電氣一次部分設(shè)計(jì).電力設(shè)備,2008(9):11-133張宏陽(yáng).淺談220kV變電站設(shè)計(jì)思路及實(shí)踐.科技咨訊,2009(18):128-1284陳志軍.國(guó)內(nèi)外變電站無(wú)人值守的比較與思考.廣東電力,2006(19):35-385李嘯驄,王佩璋.馮大千.葉漣遠(yuǎn).無(wú)人值班變電站的發(fā)展意義以及建設(shè)中的幾點(diǎn)建議.廣西電力技術(shù),1998(3):39-436秦建新.城市變電站的發(fā)展趨勢(shì)及其特點(diǎn).天津電力技術(shù), 2002(2):10-127劉貞,殷小虹.智能變電站的實(shí)現(xiàn).科技前沿,2009(36):26-268徐景隆.變電站自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析.科學(xué)實(shí)踐,2009(28):307-3089金旭東.數(shù)字化變電站介紹.江蘇電機(jī)工程, 2007(21):38-4010馬瑾瑜.華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站啟動(dòng).華北電業(yè),2009(5):55-5511陳月娥.有關(guān)22O kV變電站設(shè)計(jì)思路的分析.廣東科技,2008(12):129-13012林濟(jì)濤.220kV城市變電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討.沿海企業(yè)與科技, 2009(8):106-10713黃純?nèi)A.發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料.北京:水利水電出版社.14傅知蘭.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算.北京:中國(guó)電力出版社,2004.15王錫凡.電力工程基礎(chǔ).西安:西安交大出版社,1998.
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