变电站设计文献综述毕业设计

1、文献综述摘要 ：随着工业时代的不断发展， 人们关于电力供应的要求越来越高， 特别是 供电的稳定性、 可靠性和持续性。 变电站是电力系统的重要组成部分， 它直接影 响整个电力系统的安全与经济运行， 电网的稳定性、 可靠性和持续性往往取决于 变电站的合理设计和配置。降压变电所正朝着高效、模块、组合、通用、经济方 向发展。关键字 ：发展 变电站 高效 稳定 重要作用本课题来源及研究的目的和意义我国的变电站发展，至今为止，大约可以分为二个阶段：第一个阶段 80 年 代末， 我国的电网相当薄弱，南北电网处于分隔状态，供需矛盾非常突出，随时 都会拉闸限电；第二阶段，90 年代中期，随着综合自动化变电站的建

2、立， 从 35KV 变电所到110KV 甚至 500KV 的综合自动化变电站建立投用，我国的电力事业发生 鲜明变化。近年来，电网日益坚强，科技不断进步，变电站有着飞速的发展，变电站实 现集控化已成为变电站的一种发展趋势。 近年来，各国均关于变电站的设计及使用 技术进行了深入的研究， 并且取得了卓越的理论成就， 离高效稳定节能的标准逐渐 缩小距离。现在是跨世纪的时代， 科技的发展使变电站设备的科技含量也越来越高， 新 型的、多功能的变电站设备也相继出现。如沈阳昊诚 ZB-F 系列箱式变，体积仅 为国产常规箱式变的1/31/5;安全性高，产品无裸露带电部分，为全封闭、全绝缘结构，完全能达到零触电事

3、故；防渗漏、防侵蚀。河北电力设备厂生产的 10110kV箱式变，设有“四遥”可无人值守。VFI(VacuumFaultInterrupterTransformer)美式箱式变也以其独到的优势挤身于中国市场， 如：最大容量可达 10000kVA可用手动或电动操作，并且进与SCAA系统接合，使技术逐步升级。此外，近年来 , 计算机技术和电子信息技术在电力建设中的应用越来越广泛 , 变电站自动化技术也已经达到一定的水平 , 随着智能化开关、 光电式电流电压互 感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟 , 以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用 , 势必关于已有的变电站自

4、动化技 术产生深刻的影响 , 全数字化的变电站自动化系统也即将出现。电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业， 是国民经济的第一基 础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展 重点。作为一种先进的生产力和基础产业，电力行业关于促进国民经济的发展和 社会进步起到重要作用。与社会经济和社会发展有着十分密切的关系，它不仅 是关系国家经济安全的战略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相 关。随着我国经济的发展，关于电的需求量不断扩大，电力销售市场的扩大又刺 激了整个电力生产的发展。随着科学技术的发展和能源经济利用的需要， 变电站的设计在逐步向经济、 稳定的方向发展。

5、迄今为止，变电所的更新设计在国内外也正在逐渐形成一个 与人类生活密不可分的行业。 优良更新的设计不仅具有标准化、高效化、组 合化等当代先进设计思想 ,又契合节约有效利用资源的原则 ,更适合当代社会发 展的要求。所以是今后电力技术的一个重要发展方向。变电站的发展现状10 220kV 及以上的超高压变电站建设中也大量采用综合自动化新技术 从而提高了电网建设的现代化水平 增强了输配电的可能性 降低了变电站 建设的总造价。随着智能化开关、光电式电流势必关于已有的变电站自动化技术产生深刻的影响 数字化变电站自动化系统发展中的主要问题： 数字化变电站自动化系统的 研究目前处于基础阶段 , 主要集中在进程层

6、方面 , 诸如智能化开关设备、 光电 互感器、状态检测等技术与设备的研究开发。目前存在的主要问题是 : 研究 开发进程中专业协作需要加强 , 比如智能化电器的研究至少存在机、电、光三 个专业协同攻关。材料器件方面的缺陷及改进。试验设备、测试方法、检验标准 特别是 EMC （电磁干扰与兼容 ）控制与试验还是薄弱环节。我国电力工业自动化水平正在逐年提高。20MW及以上大型机组以采用计算机监控系统，许多变电所以装设微机综合自动化系统， 有些已实现无人值班， 电 力系统已实现调度自动化。迄今，我国电力工业已进入了大机组，大电厂，大电 力系统，高电压和高自动化的新阶段。 我国在城乡电网改造与建设中不仅中

7、低压 变电站采用了自化技术实现无人值班，而且在220kV及以上的超高压变电站建设中也大量采用自动化新技术,从而大大提高了电网建设的现代化水平,增强了输配电和电网调度的可能性 ,降低了变电站建设的总造价 这已经成为不争的事 实也是目前变电站建设的主要模式 . 综合自动化的系统性要求极强 要求变电站建设一期工程越齐越好 而这在高电压等 级的变电站建设中简直是不可能的； 扩建工程的操作防误闭锁逻辑实际验证困难 特别是牵涉到母线类的；一次设备电动操作全部受控于监控系统 关于 IO设计应用中 的热门课题和发展的必然趋势。在一些工业发达国家中， 配电自动化系统受到了广泛的重视， 国外的配电自 动系统已经形

8、成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、 用户负荷控制和远方抄表等系统于一体的配电网管理系统（MS，其功能已多140 通信技术组合成综合的通信系统， 各个层次按实际需要采用合适的通信 方式。研究内容变电站设计主要根据用电的要求电压等级来选择合理的变压器和母线的设 置，来实现变幻电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力 设施，经过变压器将各级电压的电网联系起来。主要解决的问题有： 1、变压器的选择2 、母线的选择 3 、短路电流的计算 4 、继电保护装置的选择 5 、隔离开关、断路器的选择 6 、避雷装置的选择 7 、输电线的选择 8 、电流电压互感器的选型图的绘制9

9、 、一次接线图、二次接线关于专变电站设计，可以了解变电所在变幻和分配电能中的作用： 可靠地保证整个电力系统的安全运行与经济效率，经过变电站的合理设计和配置充分发挥电 网的稳定性、可靠性和持续性。随着社会的发展，科技的不断提高，众多技术逐渐渗透到各个行业，如何利 用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在电气行业中，使之更好的 为我们服务， 这还需要电气行业人员不断的努力，开辟创新。参考文献：熊信银发电厂电气部分水利电力出版社，1992年何仰赞等电力系统分析华中理工大学电力出版社，1991 年贺家李等电力系统及电保护原理水利电力出版社，1992 年吴广宁高电压技术.浙江大学出版社，1994

10、年雍静机械出版社，1994 年张冠生.机械工业出版社，1991 年杨有启电气安全规程.北京出版社，1991 年刘从爱电力工程机械工业出版社，1992 年王崇林、邹有明主编供电技术煤炭工业出版社，1996年李军年电力系统继电保护水利电力出版社，1991年GB50059-1992.35-110kV变电所设计规矩.中国标准出版社， 1992年赵成军解玉龙.电力系统继电保护方向性分析J.科技资讯.2011(23)薄艳云,王鹏,.35KV中常见问题J.中国新通信.2013(05)张宝归.35KV变电站的接地系统设计与施工问题研究J.2013(12)张华郝建奇.35kV变电站防雷与接地分析J.中国电业()

11、.2013(04)外文文献General Requirements to Construction of SubstationSubstations are a vital element in a power supply system of inustrial enterprisesTheyservetoreceive，convertanistributeelectricenergy.epening onpoweranpurpose,thesubstationsareivieintocentralistributionsubstations for a voltage of 110-500

12、kV;main step-own substations for110-220/6-10-35kV;eep entrance substations for 110-330/6-10Kv;istribution substations for 6-10Kv;shop transformer substations for 6-10/0.38-0.66kV.At the main step-own substations, the energyreceivefromthepowersourceistransformefrom110-220kVusuallyto6-10kV(sometimes35

13、kV)whichisistributeamongsubstationsoftheenterpriseanisfe to high-voltage services.Centralistributionsubstationsreceiveenergyfrompowersystemsanistribute it(withoutorwithpartialtransformation)viaaerialancablelinesofeepentrancesata voltageof110-220kVovertheenterpriseterritory.Centralistributionsubstati

14、oniffers fromthemainistributionsubstationinahigherpoweraninthatbulkofitspowerisat avoltageof110-220kV;itfeaturessimplifieswitchingcircuitsatprimaryvoltage;itis fe from the power to an iniviual object or region .Low-an meium-power shop substations transform energy from 6-10kV to a seconary voltage of

15、 380/220 or 660/380.Step-uptransformersubstationsareuseatpowerplantsfortransformationof energyproucebythegeneratorstoahighervoltagewhichecreaseslossesata long-istancetransmission.ConvertersubstationsareintenetoconvertACtoC (sometimesviceversa)antoconvertenergyofonefrequencytoanother.Converter substa

16、tions with semiconuctor rectifiers are convert energy of one frequency to another.Convertersubstationswithsemiconuctorrectifiersaremosteconomic.istribution substations for 6-10kV are fe primarily from main istribution substations (sometimesfromcentralistributionsubstations).Withasystemofiviingsubsta

17、tions for110-220kV,thefunctionsofaswitch-gearareaccomplishebyswitch-gearsfor6- 10kV at eep entrancesubstations.epeningonlocationofsubstationstheirswitch-gearmaybeoutoororinoor.Thefeeanoutputlinesat6-10kVsubstationsaremainlyofthecabletype.at35- 220kVsubstationsoftheaerialtype.Whenerectinganwiringthes

18、ubstations,major attentionisgiventoreliableaneconomicpowersupplyofagivenprouction.Substationsareerectebyinustrialmethoswiththeuseoflargeblocksan assemblies prepare at the site shops of electric engineering organizations an factories of electrical engineering inustry .Substations are usually esigne f

19、or operationwithoutcontinuousattenanceoftheutypersonnelbutwiththeuseof elementary automatic an signalingevices.Whenconstructingthestructuralpartofasubstation.itisavisabletouselight- weightinustrialstructuresanelements(panels,floors,etc.)maeofbentsections .These elements are pre-mae outsie the erecti

20、on zone an are onlyassemble at site .This consierably cuts the terms an cost of construction.Basiccircuitryconceptsofsubstationsarechosenwhenesigningapowersupply systemoftheenterprise.Substationsfeatureprimaryvoltageentrances.transformers an output cable lines or current conuctors of seconary voltag

21、e .Substations are mounte from equipment an elements escribe below .The number of possible combinationsofequipmentanelementsisverygreat.Whenelaboratingasubstation circuitry,itisnecessarytostriveformaximumsimplificationanminimizingthenumber ofswitchingevices.Suchsubstationsaremorereliableaneconomic.C

22、ircuitryis simplifie by using automatic reclosure or automatic change over to reserve facility which allows rapi an faultless reunancy of iniviual elements an using equipment.Whenesigningtransformersubstationsofinustrialenterprisesforallvoltages, thefollowingbasicconsierationsaretakenintoaccount:Pre

23、ferableemploymentofasingle-bussystemwithusingtwo-bussystemsonly toensureareliableaneconomicpowersupply;Wieuseofunitizeconstructionsanbuslesssubstations;Substantiate employment of automatics an telemetry ;if the substation esign oesnotenvisagetheuseofautomaticsortelemetry,thecircuitryissoarrangeasto

24、allowforaingsuchequipmentinfuturewithoutexcessiveinvestmentsanre-work.Use of simple an cheap evices-isolating switches ,short-circuiting switches,loa-breakingisolators,fuses,withueregarfortheirswitchingcapacity mayrasticallycuttheneeforexpensiveancriticaloil,vacuum,solenoianairswitches.Substationans

25、witch-gearcircuitriesaresomaethatusingtheequipment ofeachprouctionlineisfefrominiviualtransformers,assemblies,thelinestoallow their isconnection simultaneously with mechanisms without isrupting operation of ajacent prouctionflows.Whenelaboratingcircuitryofasubstation,themostvitaltaskistoproperlychoo

26、se an arrange switching evices(switches ,isolators ,current limiters ,arresters,high- voltage fuses).The ecision epenson the purpose ,power an significance of the substation.Manyyearsago,scientistshaveryvagueieasaboutelectricity.Manyofthem thoughtofitasasortoffluithatflowethroughwiresaswaterflowsthr

27、oughpipes,but theycoulnotunerstanwhatmaeitflow.Manyofthemfeltthatelectricitywasmae upoftinyparticlesofsomekin,buttryingtoseparateelectricityintoiniviualparticles bafflethem.Then,thegreatAmericanscientistMillikan,in1909,astounethescientificworl byactuallyweighingasingleparticleofelectricityancalculat

28、ingitselectriccharge.Thiswasprobablyoneofthemostelicateweighingjobseveronebyman,forasingle electricparticleweighsonlyabouthalfofamillionthofapoun.Tomakeupapounit woultakemoreofthoseparticlesthanthereareropsofwaterintheAtlanticOcean.They are no strangers to us, these electric particles, for we know t

29、hem as electrons.Whenlargenumbersofelectronsbreakawayfromtheiratomsanmove throughawire,weescribethisactionbysayingthatelectricityisflowingthroughthe wire.Yes,theelectricalfluithatearlyscientiststalkeaboutisnothingmorethan electrical flowing along awire.Buthowcaniniviualelectronsbemaetobreakawayfroma

30、toms?Anhow canthesefreeelectronsbemaetoalongawire?Theanswertothefirstquestionlies inthestructureoftheatomsthemselves.Someatomsaresoconstructethattheylose electronseasily.Anatomofcopper,forexample,iscontinuallylosinganelectron, regaining it(or another electron),an losing it again. A copper atom norma

31、lly has 29 electrons,arrangeinfourifferentorbitsaboutitsnucleus.Theinsieorbithas2 electrons.Thenextlargerorbithas8.Thethirorbitispackewith18electrons.An theoutsieorbithasonlyoneelectron.Itisthisoutsieelectronthatthecopperatomis continuallylosing,foritisnotverycloselytietotheatom.Itwanersoff,isreplac

32、eby anotherfree-rovingelectron,anthenthisseconelectronalsowanersaway.Consequently,inacopperwirefreeelectronsarefloatingarouninallirections amongthecopperatoms.Thus,eventhroughthecopperwirelooksquitemotionlessto yourorinaryeye,thereisagreatealofactivitygoingoninsieit.Ifthewirewere carryingelectricity

33、toanelectriclightortosomeotherelectricalevice,theelectrons woulnotbemovingarounatranom.Instea,manyofthemwoulberushinginthesame irection-from one en of the wire to the other.Thisbringsustotheseconquestion.Howcanfreeelectronsbemaetomove alongawire?Well,menhavefounseveralwaystoothat.Onewayischemical.Vo

34、lta,s voltaic pile,or battery, is a chemical evice that makes electricity(or electrons)flowinwires.Anotherwayismagnetic.FaraayanHenryiscoverehow magnets coul be use to make electricity flow in a wire. MagnetsAlmost everyone has seen horseshoemagnets-so calle becausethey are shape likehorseshoes.Prob

35、ablyyouhaveexperimentewithamagnet,annoticehowitwill pickuptacksannails,orothersmallironobjects.Menhaveknownaboutmagnetsfor thousans ofyears.Severalthousanyearsago,accoringtolegen,ashephernameMagneslive ontheislanofCrete,intheMeiterraneanSea.Hehaashepherscrooktippewith iron.Oneayhefounanolyshapeblack

36、stonethatstucktothisirontip.Later, when many other such stones were foun, they were calle magnets(after Magnets).These were naturalmagnets.Inrecenttimesmenhavelearnehowtomakemagnetsoutofiron.Moreimportant still,theyhaveiscoverehowtousemagnetstopushelectronsthroughwires-thatis, howtomakeelectricityfl

37、ow.Beforeweiscussthis,therearecertaincharacteristicsof magnetsthatweshoulknowabout.Ifapieceofglassislaiontopofahorseshoes magnet, an if iron filings are then sprink leon the glass, the filings will arrange themselvesintolines.Ifthissamethingistriwithabarmagnet(ahorseshoemagnet straightene out),the l

38、ines can be seen more easily. These experiments emonstrate whatscientistscallmagneticlinesofforce.Magnets,theyexplain,workthroughlinesof forcethatext-enbetweenthetwoensofthemagnet.Butelectronsseemtohave magneticlinesofforcearounthem,too.Thiscanbeprovebystickingawirethrough apieceofcarboar,sprinkling

39、ironfilingsonthecarboar,anconnectingabattery to the wire. The filings will ten to form rings aroun the wire,as a result of the magnetism of the moving electrons(or electricity).So we can see that there is arelationshipbetweenmovingelectronsanmagnetism,Magnetismresultsfromthe movement ofelectrons.Ofc

40、ourse,electronsarenotreallyflowinginthebarmagnet,buttheyareinmotion, circlingthenucleioftheironatoms.However,inthemagnet,circlingthelineupinsuch awaythattheirelectronsarecirclinginthesameirection.Perhapsagoocomparison mightbeagreatnumberofboyswhirlingballsonstringsinaclockwiseirectionaroun theirheas

41、.变电站建设的一般要求变电站(所)在电源系统的工业企业是一个至关重要的因素。 他们接受 ,转换和 发电能。根据能源和需求，变电站分为中央配电变电站电压为110-500kV;主要110-220/6-10-35kV 110-330/6-10kV6-10KV 6-10/0.38-0.66kV。在主要的降压变 电所,电源能110-220kV6-10Kv（35kV 变电所）和被用来满足高压服务。中央配电变电站从电力系统接受能量并且分发它（不囊括或者囊括部分变幻 ）给企业不同区域，经过空中电缆和地下电缆线路电压为变电站站不同于主配电变电它是一个更强大的电力设施110-220kV。 中央分配,它的电压大部分

42、在110-220kV 6-10kv 的电压，380/220 660/380。升压变压器变电站用于将电厂产生的能量转化使发电机产生的电压升高 ,从 而有效地减少在远距离输电能量的损失转换器变电站的目的是为了将直流转换 成交流（有时相反 ）和转换成能量时改变频率。转换器变电站的能量转换是用半导 体整流器来变频的。带半导体整流器的转化器变电站是最经济的。 6-10kV 的配 电变电站主要依据主配电变电站（有时依据中央配电变电站）。110-220kV 变电站 系统区域的划分时，根据变电站设备功能划分时是有学问的， 6-10kV 的变电站 设备划分在变电站的入口。根据变电站变的位置，电站设备在可以露天或

43、室内。6-10kV 变电站的在电缆 的类型主要是供给输出线。 在 35-220kV 变电站空中线路样式 ,在变电站架线和接 线,主要注重供电生产的可靠和经济。用工业的方式建设变电站， 是使用大量的数块和在电气工程组织和工厂电气 工程等行业的车间的位置进行组装。 变电站通常是专为不连续操作的责任人员所 设计,但用的是基本的自动设备和信号装置。当建立变电站结构的一部分 ,应当采用薄型建造结构以及由弯段组成的组件 （板材、地板等 ）。这些元件是预先安装区外面建造区域并且且只是在这个位置组装。 这样可以有效的削减变电所建造成本。变电站基本电路概念设计的选择 ,是根据企业的供电系统特点得到的。 变电站

44、电特性主要入口，变压器和输出电缆线路导线或当前导体的二次电压.变电站安装的设备和元件， 设备和元件的若干种可能的组合是非常好的。 当阐述了变电 站的电路时争取切换装置最大的简化和数目的最小化。 这样的变电站更可靠、 经 济。电路简化是采用自动接入或自动转入储备的方法,允许快速和无错误的自动接入每一个元件和使用设备。当设计工业企业全电压变电站时 ,下面的基本因素都要考虑在内。优先使用采用两编组的单总线系统可以确保可靠的和经济的供应电力。配套建设和变电站广泛使用。变电站使用自动化并且且支持遥测技术 ;遥测、线路安而且不允许添加设备，确保以后没有过度投资和返工。使用简单、便宜的装置，有绝缘装置的断路

45、器、短路开关、过载保护隔离 器、保险丝 ,预期到他们的交换容量可考虑大幅度削减昂贵的器件需要和临界油、 真空、螺线管和空气开关电路使用。变电站和开关电路 ,采用这样的设备的每个 生产线服从个体变压器、 装配、允许他们同时的断开而不损坏断开连接的生产流 程的机制的线条。变电站的线路的意义 ,最重要的一点是要妥善安排与选择转换器件 （开关、隔 离者、电流限制器等、避雷器、高低压熔断器 ）,这决定了变电站的目的、功能和 意义。很多年以前， 科学家们关于电仍只有很模糊的概念。 他们之中不少人认为电是 一种“流体”，这种流体就像水流经管道一样流过导线。 但他们并且不了解是什么东 西使电流动。 他们之中的许多人觉得电是有某种极小的微粒构成