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110 kV 降压 变电站 电气 一次 系统 设计

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110kV降压变电站电气一次系统设计文献综述一 背景和意义随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站设计内容很多、范围广、逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过期变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。可靠，优质的供电是现代化大都市的重要标志。为此目的，需要采用相当复杂的技术，其难度往往不亚于超高压输电技术。过去，对配电系统的发展未给予应有的重视，欠账甚多。研究采用配电新技术，提高供电的可靠性和电能质量已是十分紧迫的任务。二 本次设计内容变电站设计的内容力求概念清楚，层次分明。通过大量翻阅工作，了解了电力工业的有关政策以及变电站设计技术规程等方面知识，进而基本掌握了设计过程，结合自己设计的原始资料，提出了本次设计的思路和具体设计内容。1、电气主接线的设计。电气主接线是变电站设计的首要部分，主接线的拟定直接关系着变电站电气设备的选择，配电装置的布置，继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。可靠性指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力。灵活性是指满足调度时、检修时以及扩建时的要求，使工程改扩建时的工程量较小。经济性涉及到一次投资、运行费用和占地面积等。主接线的设计步骤包括对原始资料的分析，根据对电源和进出线回路数、电压等级、变压器台数、传输容量、负荷性质等不同考虑拟定出可行的方案若干，依据对主接线的基本要求，通过技术上论证各方案优劣，经过初步的技术和经济比较，确定2-3个较好方案，进行全面的技术、经济比较，以确定技术上合理、经济上可行最优主接线方案。 2、短路电流的计算。短路电流计算是变电所设计中的一个重要环节，用以进行电气主接线比选、导体和电器的选择和校验、确定中性点接地方式、确定分裂导线间隔棒的距离、验算接地装置的接触电压和跨步电压、选择继电保护装置和进行整定计算等。短路电流的计算步骤可归纳为：选择短路计算点；绘制等值网络图；化简等值网络图；求计算电抗；有运算曲线法得出各电源供给的短路电流周期分量标幺值；及无限大电源供给的短路电流周期分量；计算短路电流周期分量有名值和短路容量、短路电流冲击值等。3、主要电气设备的选择。电气设备选择是设计的主要内容之一。各种电气设备的作用和工作条件不尽相同，具体的选择方法也不完全一样，但对他们的基本要求是一致的。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。需选择的电气设备包括主变压器、各电压等级的母线、绝缘子、断路器、隔离开关、电压及电流互感器等。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。变电站主变压器的容量依据负荷性质，按一台停运时其余容量在计及过负荷能力时，应能满足全部负荷70%-80%。主变压器的台数，对于枢纽变电站应不少于2台，以满足可靠性要求。此外还需选择变压器的型式和结构。断路器选择中涉及到:(1)种类和型式的选择。高压断路器按绝缘介质分少油、多油、空气、真空、SF6等型式。(2)额定电压和电流选择。（3）开断电流的选择。它是表征断路器完成最基本开断电流功能的重要参数。不仅要求断路器可靠的灭弧，而且要求断路器不重燃，以限制操作过电压倍数。（4）短路开合电流的选择。它是表征高压断路器在一些特殊情况下开断短路电流的特性参数。隔离开关与断路器配套使用，不能用来接通和断开负荷电流和短路电流。主要用作隔离电压、倒闸操作、分合小电流。其额定电压、电流的选择及短路动、热稳定的校验与断路器基本相同。互感器是电力系统中测量仪表、继电保护获取电气一次回路信息的传感器。分电压和电流互感器。其选择依据有：（1）种类和型式。（2）一次额定电压、电流（电压互感器涉及到二次额定电压）。（3）额定容量和准确级。（4）动、热稳定校验。4、最后参考国家电力公司农村电网工程典型设计（第二分册）、电气CAD书籍知识，了解我国在发电厂设计工作中电气具体的布置规划，同时参考其绘图，编号等要求，为自己的设计绘制了主接线图、平面图和断面图。三 总结与展望 当今时代的变电站正趋于数字化，数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。数字化变电站在我国发展迅速，从1995年德国提出制定IEC61850的设想开始，中国就一直关注IEC61850的发展。全国电力系统管理及其信息交换标准化技术委员会自2000年起，将对IEC61850的转化作为工作重点之一。从CD（委员会草案）到CDV，从FDIS到正式出版物，标委会及其工作组专家密切跟踪IEC标准的进展，用近5年的时间，二十多位专家的辛勤工作，完成了IEC61850到行业标准DL/T860的转化。标准转化的同时，国内顶级设备制造商如南瑞集团、北京四方、国电南自、许继电器等同步开展了标准研究和软硬件开发。2006年以来，相继有采用IEC61850标准的变电站投入运行，从110kV到500kV，从单一厂家到多家集成，国内对数字化变电站工程实践的探索正在向纵深发展。在国调中心的领导下，从2004底开始，标委会成功组织了6次大规模互操作试验，极大地推动了基于IEC61850标准的设备研制和工程化。目前，国内各网省公司都进行了数字化变电站试点，对DL/T860标准的应用程度和技术水平各不相同，有单在变电站层应用DL/T860的，也有在过程层试验的，还有结合电子式互感器应用的；有单一厂家实现的，也有多达十多加设备制造商参与的。数字化变电站的试点已经较为充分，现在应该到了总结成功经验、探讨发展策略的时候了。未来，在智能电网建设的大背景下，数字化变电站快速发展是必然趋势，但首先要解决电子式互感器的可靠性问题、网络交换机的可靠性问题等。我国目前已建成或者在建的数字化变电站同国外的数字化变电站相比，有不同的的特点：国内数字化变电站更重视可靠性问题，故较多采用冗余网络方式。国内数字化变电站较多采用IEC61850-9-1，但该标准未来非IEC主流推荐，国内需尽快开发基于IEC61850-9-2的系统。因为技术成熟度问题，国内对电子式互感器的应用还比较保守。IEC61850是面向未来的变电站自动化技术标准，也是全世界关于变电站自动化系统的第1个完整的通信标准体系，目前我国投运的数字化变电站均以IEC61850为统一标准，但在对标准的理解、执行方面还需进一步统一规范。 参考文献1熊信银.发电厂电气部分M.中国电力出版社, 20042宋继承.220500KV变电所二次接线.中国电力出版, 19963刘笙.电气工程基础M.科学出版社, 20024水利电力部西北电力设计院.电气工程设计手册电气一次部分M.中国电力出版社, 19895电力工业部西北电力设计院.电气工程设计手册电气一次部分M.中国电力出版社, 19986文锋.现代发电厂概论M.中国电力出版社, 19997黄益庄.变电站综合自动化技术M .中国电力出版社, 20018戈东方.电气设计手册电气一次部分M.中国电力出版社, 20029孟祥萍.电力系