110kv变电站设计文献综述

'下载可编辑重庆理工大学文献综述二级学院电子信息与自动化班级110070403学生姓名专业资料精心整理 下载可编辑110kV变电站设计刘鸿瑞摘要：随着经济的迅速发展，供电系统的设计越来越全面和系统，工厂用电量迅速增长，对于电能的性能要求也越发的高，因此对于供电设计有了更高的要求。变电站是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电站的设计必须安全，可靠，经济。当今世界的变电站设计趋于简单化和智能化，所以变电所的设计也主要是电气主接线的选择，短路计算和继电保护的配置选择为主。在对110KV变电站进行智能化的设计的同时，也能保证可靠的供电质量。关键词：变电站，电气主接线，短路计算，继电保护，智能化Abstract：Withtherapiddevelopmentofeconomy,thedesignofthepowersupplysystemismoreandmorecomprehensiveandsystem,andfactoryelectricityconsumptionisgrowingfast.TheperformancerequirementsoftheelectricityareincreasinglyhighThereforetherearehigherrequirementsforpowersupplydesign.Substationisanimportantpartofpowersystem,contactingpowerplantsandusersoftheintermediatelinks,anditplaystheroletransformationanddistributionofelectricity.Thisrequiresthatasubstationdesignmustbesafe,reliableandeconomic.Substationdesignintoday"sworldtendstosimplifyandintelligent,sothesubstationdesignismainlybasedonthemainelectricalwiringconfigurationoptions,shortcircuitcalculationsandrelayselection.Whileintelligentlydesigningthe110KVsubstation,wecanalsotoensurereliablequalityofpowersupplies.Keywords:Substation,Mainelectricalwiring,Short-circuitcalculation,relayselection,intelligent.专业资料精心整理 下载可编辑1引言我国电力工业的水平正在逐步提高，许多变电站已经实现了集中控制和计算机监控，所有电力工业都在努力降低成本，使用新设备，采用新技术。目前国内外的110KV变电站都在一定程度上拥有了自动化系统，而未来的发展趋势应该是向智能化，网络化，测量、温度、保护和控制为一体化发展。另一方面，随着竞争越发激烈，变电站对于地区性电能分配技术的要求也越来越高。因此，我国必须在变电站设计中注重这个技术方面的顶尖，才能在这场改革中占有一席之地。通过这次设计，能使我们对所学的理论知识有一个全面的全新的认知和补充，也是对我们理论知识的一次实践。了解当前的发展趋势，学会去选择合适的方法或者新颖的方法来完成设计，是我们的一次成长，一次收获。2智能化变电站在设计变电站的当前趋势下，智能化已经成了主流。在变电站自动化领域中,智能化电气的发展，特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，使变电站所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和物质基础。2.1技术特征(1)各类数据从源头实现数字化，真正实现信息集成、网络通信、数据共享。在电流、电压的采集环节采用智能化电气测量系统，打破了常规变电站的监视、控制、保护、故障录波、量测与计量等几乎都是功能单一、相互独立的装置的模式。(2)系统结构更加紧凑，数字化电气量监测系统具有体积小、重量轻等特点，可以有效地集成在智能开关设备系统中，按变电站机电一体化设计理念进行功能优化组合和设备布置。对一、二次设备进行统一建模，资源采用全局统一命名规则，变电站内及变电站与控制中心之间实现了无缝通信，从而简化系统维护、配置和工程实施。2.2智能化系统结构智能化变电站自动化系统专业资料精心整理 下载可编辑的结构在物理上可分为两类，即智能化的一次设备和网络化的二次设备；在逻辑结构上可分为三个层次，根据IEC6185A通信协议草案定义，这三个层次分别称为"过程层"、"间隔层"、"站控层"。2.3发展中的主要问题国外已有一定的成熟经验，国内的大专院校、科研院所以及有关厂家都投入了相当的人力进行开发研究，并且在某些方面取得了实质性的进展。但归纳起来，目前主要存在的问题是:(1)研究开发过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；(2)材料器件方面的缺陷及改进；(3)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。国内已有数个智能化变电站顺利投运，运行时间最长的已近两年，总的来看设备运行平稳，各类数据采集、传输无误，保护和自动装置动作正常，说明智能化变电站的技术运用到实际中已初步通过实践的检验，满足了安全、稳定的系统运行要求。但智能化变电站应用发展中遇到的主要问题，还有待进一步深入研究和解决。3电气主接线的选择和设计3.1电气主接线简介变电站的电气主接线包括变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和避雷器等电气设备，是电气部分的主干。通常称为变电所一次接线。这是一个庞大的工程，在我看来，不仅要了解母线，电气设备，接线方式，而且还要与具体环境联系起来，例如设计要求中提到的温度和海拔等因素。这些都是课本中学的不多的，因此我们必须自己通过查阅各种文献和现有的理论指导来逐步完成。目前的电气主接线技术主要是集中在解决主变压器的选择，其他设备相对而言，较为简单。主变的选择要考虑容量问题，容量问题又必须考虑到负荷。母线的接线方式选择也很重要，通常都会有好几个方案供选择，需要逐个分析，我们不能盲目选择，只有在具体情况下选取最适合的。专业资料精心整理 下载可编辑3.2电气主接线的方案选择3.2.1电气主接线的设计要求对于电气主接线方案的选定，有以下几个要求点去进行选取：1、供电可靠性。主接线的设计必须满足：当系统发生故障时，停电范围小，恢复供电快。2、经济性。在满足供电可靠和安全的前提下，尽量节省投资和减少占地面积。3、简化性。变电站自动化，无人控制是必然的发展趋势，简化主接线可以为此提供方便。4、适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作简便，恢复供电快。电气主接线方案的选定对变电所电气设备的选择，现场布置，保护和控制所采取的方式，运行可靠性等都有直接影响。因此，选择优化的电气主接线方式，具有重大的意义。3.2.2电气主接线的方案比较按照设计参考规定，在110KV配电装置中，当出线为2回路时，一般采用桥形接线；当出线不超过4回路时，一般采用分段单母线接线。方案一：单母线接线方式接线简单，清新。操作方便，投资少便于扩建。母线或隔离开关检修或故障时，连接在母线的所有回路必须停止工作。检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停止工作。当母线或母线上的隔离开关发生短路，以及断路器在继电保护的作用下都会自动断开，因而造成全部停电。方案二：单母线分段接线方式当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线供电，不致使重要用户停电，可提高供电可靠性和灵活性。方案三：双母线接线专业资料精心整理 下载可编辑运行方式灵活，可靠，便于事故处理和扩建。通过两组母线的隔离开关倒换操作，可以轮流检修一组母线而不至于停电，一组母线故障后能迅速恢复供电。隔离开关倒换工作容易引起电器误操作。配电装置复杂，经济性较差。综上，110KV必须要考虑供电可靠性，所以选择双母线接线方式。4短路计算和继电保护4.1短路计算4.1.1短路计算的意义短路有以下几种：三相短路，两相短路，两相接地短路和单项短路（接地）。三相短路是对称短路，此时三相电流和三相电压仍是对称的，只是三相电流特别大。除三相短路之外的都是非对称短路，每相的电流和电压不相同。电力系统不可避免会发生短路故障，威胁着电网的正常运行，也有可能损坏电气设备。因此，在设计中，需要进行短路电流的计算，以便正确的选用继电保护，确保电力系统安全运行。而且在选择电气设备时，为了保证在正常运行和故障情况下都能可靠地工作，这都需要进行短路电流计算。通常用三相短路电流。4.1.2短路电流计算计算可以采用有名值和标幺值两种方法，遇到变量多或者数字大时，一般采用标幺值。计算时，需要将各电压等级的电气元件参数都归算到同一电压等级，归算也有两种方法，一种是将有名值进行归算然后进行标幺值计算，另一种是直接对基准值进行归算，再求出各基准值对应的标幺值。计算过程中需要对变压器、发电机、电抗器、线路等进行电抗值计算和归算。4.2继电保护完成了短路计算后，就是对继电保护的配置选择。继电保护的四个特性：可靠性，选择性，灵敏性，速动性。断路器和隔离开关，是比较常用的配置，对于型号的选择查看设计规范就可以得到。在本次设计中，我主要针对主变和线路进行保护选择及部分相应整定计算。变压器的保护配置通常采用瓦斯保护和纵差动保护作为主保护，其中瓦斯保护仅专业资料精心整理 下载可编辑对于是油箱内的故障保护。容量为800KV以上的油浸式变压器，都可以装设瓦斯保护。一般情况，除了主保护以外，还可以辅助使用过电流保护、零序电流保护或者过负荷保护作为后备保护。5结论110KV变电站设计是一个比较复杂的过程，包括了很多方面，电气主接线的设计，短路计算和继电保护的整定，电气设备的选择和校验，还有一些其他的应用。110KV等级的电气主接线还是采取单母线分段和双母线较多。因此我在这次设计过程中，主要是通过几种方案的比较来选择适合的即可。在变电站设计中，变压器是首先要进行确定的，一般为了确保供电可靠性，会采用双变压器。通过这次设计，可以考察理论知识，也可以对专业知识起到实践作用，拓宽知识面，增强工程观念。在变电站的设计过程中，逐步提高动手解决问题的能力。6参考文献［1］李光琦.电力系统暂态分析（第三版）【M】.北京:中国电力出版社：2007［2］贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理（增订版）【M】.北京：中国电力出版社：2004［3］张保会,尹项根.电力系统继电保护（第二版）【M】.北京：中国电力出版社：2009.12［4］刘宝贵,杨志辉,马仕海.发电厂变电所电气部分（第二版）【M】.北京：中国电力出版社：2012.2［5］孙丽华.电力工程基础（第二版）【M】.北京：机械工业出版社；2009.12［6］陈峘.电力系统稳态分析（第三版）【M】.北京：中国电力出版社；2007.［7］YiqingLiu,HouleiGao.ASolutionforIntelligentReconstructionof110kVPingyinSubstation【D】.重庆：重庆理工大学；2012.［8］YufanGuan,ChenyanGuo.The21stcenturysubstationdesign:VisionoftheFuture【D】.重庆：重庆理工大学；2010.［9］D.Atanackovic,D.McGillis.ANEWTOOLFORSUBSTATIONDESIGN专业资料精心整理 下载可编辑【D】.重庆：重庆理工大学；1998.专业资料精心整理'