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长春双龙66kv变电站设计与实施

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'1019分类号:TM631+2单位代码;0研究生学号:G08016密级:无12戀朵来凌欠爹是程名页女学位论文长春双龙66kV变电站设计与实施TheDesinandImlementatgpionofChanChunShuanLonSubstation66kVggg工程领域名称及代码:电气工程(085207)研究生姓名:葛玉林校内指导教师及职称:于海芳(讲师)企业指导教师及职称:刘映利(高级王程师)2015年4月 硕±学位论文提交审核表学号G1208016姓名葛玉林专业电气工程硕壬学位长春双龙66kV变电站设计与实施论文题目学位论文已按照答辩委员提出意见进行修改,同意提交。审核意见导师签字2015年4月10日 长春工业大学工程硕丈学位论文长春工业大学工程硕±学位论文原劍性声明本人郑重声明:所呈交的硕±学位论文,《长春双巧66kV变电站设计与实施》是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名古、?J苗年d争月jb占长春工业大学工捏硕±学位论文版权使用授巧书"本学位论文作者及指导教师完全了解长春工业大学硕±学"位论文版权使用规定,同意长春工业大学保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅>1。本人授权长春工业大学可^将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或妇描,也可采用影印等复制手段保存和汇编学位论文。"作者签名今年今月>0口校内指导教师签名:寸底年糾/文日4^^企业指导教师签名:為么月日叫、, 长春工业大学工程硕±学位论文摘要长春双龙起步建设区规划面积8.25平方公里,目前,为该区域供电的西新66kV变电站距离该供电区义9km,无法为该区域提供充足可靠的电源,因此制定了双龙66kV变电站的可行性研究报告及设计实施,W满足该地区的供电。本文在介绍了长春双龙变电站的项目建设意义和必要性么后,对国内外变电站的研究现状做了系统的归纳和总结。首先较为系统的介绍了变电站的基础理论知识,包括变电站的概念及其作用、变电站建设可采用的方法论。其次分析了长春电网建设现状及近期电网建设项目,并对长春变电站负荷现状和负荷预测做了详细分析。再次对长春双龙66kV变电站设计原则,主变压器、主接线的选择及初拟方案及技术分析做了系统的介绍。接着分析介绍长春66kV变电站实施解决方案,包括线路形式及导电截面积的选择分析、主变压器的选择、电力系统的二次系统继电保护分析、系统通信分析及短路电流计算。最后强调了长春双龙66kV变电站整体设计与施工时应注意的事项。66kV变电站存在电缆故障、真空短路器故障、电压互感器故障,在建设过程中应注重变电站的维护、加强变电站的设备改造、完善设备的定期巡回检修制度,结合其他地区66kV变电站的运行现状及经验,来保障双龙66kV变电站的建设与维护。关键词:66kV变电站主变压器主接线图短路电流定期巡回检修制度I 长春工业大学工程硕±学位论文AbstractChangchunShuanglongstartCO打stmctio凸plannedarea8.25squarekilometersat,resent,anew66kVsubstationwestoftheregionawayfromthepowersupplyarea8.9kmp,unable化rovideadeuateandreliableowersulforthereion,so化6develoentofpqpppygpmthefeas化。itstudyreortandShuanlon66kVsubstationd扮inimlementationtoypgggpmeettheow货sulin化earea.pppyChangchunisintroducedafterShuanglongsubstationprojectconstructionsignificanceand化enec朗sity化rdom找ticandforeinresearchstatusuoofsubstation,gqdotheinductionandsummaryofthesstem.Firstsstematicallintroducesthesubstationyyyofbasictheoreticalknowledgeincludintheconcetofsubstatio打anditsefectcanuse,gp,也emethodologyofsubstationconstruction.SecondlyanalysesthepresentsituationofpowerridconstructioninChangchunandtherecentowerridconstractio打roectsandgpgpj,abouttheresentsituationofChanchunsubstationloadandmadedetailedanalsisofpgyloadforecastin.Aain化ChanchunShuanlong66kVsubstationd的inrincileatgggggpp,thebeginningofthemaintransformer,selectionofmainwiringandfittingschemeand化chnicalanalysis化introducethesystem.ThenanalysisisintroducedinChangchun66kvsubstationimplementsolutionsincludintheselectionofcircaiitformandconductivearea,ganalysisthechoiceof化6maintransformersecondarsstemofowersystemrelay,,yypprotectionanalysissstemanalsisandshortcircuitcurrentcalculationofcommunication.,yyFinallystressed化eChangchunShuanglong66kVsubstatio打matters化atshcmldbenoticedind的ignandconstructionasawhole.66kVsubstationcablefault,vacuumbre沁巧failure,voltagetransformerfailureshouldaatention化化emaintenanceoftransformer,pysubstationintheprocessofconstruction,strengthenthesubstationequipmentreformation,improvethesystemofequipmentmaintenanceregularlytour,combinedw地o化erareasof化eoperationsituationof66kVsub巧ationandexperience,化protect化econstructionandmaintenanceofShuanglong66kVsubstation.Keywords;66kVsubstationThemaintransformerThemainwiring出agramShortcircuitcurrent民egularinspectiontoursystemII 长春工业大学工程硕±学位论文目录摘要IAbstractII一章绪论第11.1选题背景及项目简介11.1.1背景情况11.1.2项目简介11.2项目的必要性及意义11.3国内外研究现状21.3.1国内研究现状21.3.2国外研究现状3第二章变电站基碰理论知识42.1变电站的概念及其作用42.2变电站建设拟采用方法论4第三章长春变电站现状分析73.1长春电网现状及近期电网建设项目73.2长春变电站负荷现状及预测73.2.1负荷现状73.2.2负荷预测8第四章长春双巧66kV变电站设计原则及方案分析154.1变电站设计原则154.1.1主变压器154.1.2主接线154.2长春双龙66kV变电站初拟方案及分析164.2.1初拟方案164.2.2初拟方案的技术分析18第五章长春66KV变电站实施解决方案255.1线路形式及导电截面积的选择分析255.2主变压器的选择255.2.1主变压器台数的确定255.2.2主变压器容量的确定25t2.3主变压器相数的确定265.2.4主变压器调压方式的确定265.2.5主变压器冷却方式的确定27III 长春工业大学工程硕±学位论文5.2.6主变压器的选择275.3电力系统的二次系统继电保护分析285.4系统通信分析29t5短路电流计算...31t51.短路电流计算的目的31短路电流计算条件31第六章长春双龙66kV变电站整体设升与施工注意事项35t1在运行66kV变电站存在的故障分析356.1.1电缩故障356.1.2真空断路器故障356.1.3电压互感器故障35t2长春双龙66kV变电站建设中应注意的问题356.2.1注重66kV变电站的维护356.2.2加强66kV变电站的设备改造376.2.3完善66kV变电站设备的定期巡回检修制度37氏366kV变电站运行现状及启示37结论38^W39参考文献40IV 长春工业大学工程硕±学位论文第一章绪论1.1选题背景及项目简介1.1.1背景情况长春绿园西新工业园区是2006年经吉林省政府批准成立的省级工业园区,规划总面积达35.8平方公里,建成区约为面积10平方公里,拓展区面积共计14平方公里,W汽车零部件加工、改装汽车、汽车物流等企业为主,着力巧造汽车零部件制造产业园,是长春市整体规划确定的重点外围工业产业和重点打造建设的工业及经济集"十"中区域,是绿园区二五期间发展汽车工业经济的重要载体和平台。西新工业产业园区坐落于绿园区西部一,距离汽大众、马自达、丰田等整车生产厂一8公里,距102国道13公里,绕城高速公路汽出城口10公里,跑长春西客站5一3.5公里,距龙嘉机场4分钟车程,南侧与汽集团和长春汽车产业开发区咖邻,瞧月大路、长深高速、四环路贯穿其中。西新工业集中区经过四年的规划及建设,园区内基础设施日臻完善。累计投资已"一"""达4亿元,建成区业已全部实现九通平。园区已经形成四级六横的路网框,道路总长约30公里,铺设地下排水管线总长27公里暖管线架、通信管网、燃;供一应俱全气管线、60KV供电线路等配套设施;铺设10万平方米人行方砖步道,绿化己建成的主干道路。,总绿化面积达15万平方米园区累计落位企业207户,其中汽车零部件企业多达112户,规模W上企业达到61户。引进项目总投资160多亿元,累计完成固定资产投资77亿元,区内就业从业人员1.7万人。1.1.2项目简介长春双龙起步建设区规划面积义25平方公里,规划用地西邻新开河,南临长深—公路,东侧紧邻绕城高速公路,北至新建路。该区域W、二类工业为主,为现有该区域供电的西新66kV变电站距离该供电区域8.9km,无法为该区域提供充足可靠的电源,故制定了双龙66kV变电站的可行性研究报告及设计实施。1.2项目的必要性及意义建设双龙66kV变电站的必要性及意义主要有两点:一一、步发展为促进长春经济的进,必须重新规划变电站布局随着经济不断发展,人民的物质生活水平逐渐提高,长春供电范画逐渐扩大,现有的电网布局很难满足当下用电需求。从长远供电角度考虑,只有对变电站布局进行全面彻底的规划和调整,才能适应长春经济发展和居民生活需求。目前长春地区共有500kV2变电站座,变压器3组,总变电容量2801MVA。逸是在难W满足长春今后的发展,66kV变电站的建设与实施,不仅能满足新工业集中区新增项目的电力需求,1 长春工业大学工程硕±学位论文更能解决远景供电需求,促进长春的经济发展。二一、66kV变电站的建设能进步避免电力事故的发生由于变电站设备没有达到自动化的标准,各类事故频发,电力公司的形象有所下一降。W往的电网事故,有的是大自然灾害造成的,但是相当部分是由外力物理破坏、人员思想过时等原因造成的,给国民经济和社会稳定均造成严重影响和难W估量的损。失下面的例子可W说明不及时更新变电站给国家和人民利益带来的损害:(1)1994年6月14日,黑龙江省佳木斯电厂,因为隔离间内带负荷的刀间没有闭锁程序警告提示,更换膨胀器时运行人员误入,造,拉下刀闽导致电厂全面停电成了巨大损失。(2)2003年7月30日,沈阳市供电公司郑家66kV变电站设备发生故障,由于运行工作人员没有及时发现,设备爆炸造成大规模停电,致使社会经济遭受巨大损失、且影响到居民的正常生活。近些年来,长春电网为了避免重蹈上述电力公司的覆撤,不断加大电网改造投资力度,提高设备技术水平,及时改造、更换老旧设备,努力提島电网的安全性、可靠レ性,ッ保障区域内用电需求。1.3国内外研究现状1.3.1国内研究现状关于66kV变电站国内研究成果颇多,许海燕在《66kV变电站设备常见故障及P6维护》坤指出了66kV变电站存在的故障,并提出了电缴、真空断路器、电压互感器等维护方法WSl。贺凤智、张连英在《66kV变电站主变差动保护相位测量》中分析了66kV变电站主变差动原理,并提出在新变压器投入使用之前,必须结合现场实际情况准确测量变压器差动保护相位66kV一。孙希在《变电站部分电气次设计浅析》一一中提出,因为变电站在输电系统中是重要环节之,对66kV变电站次部分进行科学合理的设计,能够保证供电环节的正常运行66kV。许晓毅在其硕±论文《大连港W变电站动态无功补偿模糊控制器的设计与仿真:M中对大连港66kV变电站中调压变压器和无功补偿自动投切并联电容器等设备存在的缺陷进行了系统分析,总结出需对一级上66kV变电站进行集中补偿,才能满足目前大连港对供电量的需求。淡烁洪在《浅析66kV变电站屋面防水技术》中对66kV变电站屋面的放水技术问题做了较为系统的阐述W。肖捷、苏佩茹、陈宝琪在《线谈66kV模块化变电站的设计》将66kV模块化变电站的设计方案与国家电网66kV变电站典型设计A-6方案进行了对比分析,归纳总结了66kV模块化变电站的优势和应用前景。此外,国内对于66kV变电站综合自动化方面的研究也比较深入。李霉《变电站综合自动化系统的设计及实现》根据沈阳黎明航发集团公司设计开发的66kV变电站综合自动化系统的要求,提出设计原则,形成变电站综合自动化系统总框架,分析2 长春工业大学工程硕±学位论文研究计算机监控系统遥测、遥信、遥控数据输入及处理系统,提出建立WWorldFIP和W太网为主的变电站监控通信网络。该系统投入运行,满足了变电站响应速度快,可扩展性强等要求。PW刘畅《66kV变电站综合自动化应用的研究与实现》首先分析了国内外变电站综合自动化系统的研究现状,并对分析了黑龙江省66kV变电站中综合自动化系统应。用情况,进而探讨该系统的保护原理和算法结合66kV顾乡变电站的技术改造项目,W设计规范为依托进行综合自动化系统的功能设计。利用嵌入式系统采集和计算电流量一、电压量。改进H台主变的主接线方式,在台主变发生故障时,可W将负荷均匀转移至其他主变,保证供电可靠性,运行灵活,可靠性高。王也贺在《阜新西郊66kV变电站综合自动化系统的设计与实现》中参照国、内外变电站综合自动化系统,分析了该系统的内容功能和要求,吸取面向对象设计的分层分布式综合自动化结构形式,对变电站综合自动化进行了系统研究。1.3.2国外研究现状国外关于变电站的研究主要集中在综合自动化,W及模块化保护和控制系统两方面。70上个世纪年代国外开始综合自动化的研究;如美国的CPCS变电站保护和控制管理综合自动化系统。,日本研究开发的配电变电站数字控制系统逐渐商业化投运80ac年代初,美国又开发了MP模块化保护与控制系统,之后,世界各国电力公司也相继开发、生产了变电站综合自动化产品。目前,国外用于变电站的综合自动化产品主要有:ALSTOM司的SPACE2000、MiCOMSlO等。公3 长春工业大学工程硕壬学位论文第二章变电站基础理论知识2.1变电站的概念及其作用,变电站指的是在电力系统中,用变换电足的方式接受电能,并在接受电能之后及时分配电能,W此来控制电力流向及调整电压的电力设施。变电站是电网与电网间的纽带,利用变压器连接不同等级电压,实现电能的转换与分配。变电站的正常运行,关系到了整个电网的正常运行。变电站的主要作用是使电能科学、合理地不断地在高低皮之间转换。在此过程当中,变电站把发电机出口的电压进行升压,这样有利于电能的远距离传输,W便降低电能在线路上的损耗。此外,变电站还可W在高、低压之间转化,输送到用户端W供使用。66KV变电站,直接针对客户端,使用数量多,分布广,因此在设计66kV变电站时,必须考虑经济性、可靠性,IU便能够降低投资成本,提高供电需求,满足用电增长需求。2.2变电站建设拟采用方法论一变电站的建设关系到个地方供电系统的稳定及经济发展,因此从立项到建设完一。毕投入使用整个过程中,都需要严格按照定的步骤进行在建设过程中,也可W采用多个方法论,来规划变电站建设。制定项目计划。项目计划是项目组织依据项目目标做出的周密安排,是项目管理的开始阶段,,也是最重要的阶段。毕竟没有汁划也就谈不上实施。因此,在制定时必须严格按照项目总目标、总计划,详细、合理地设计项目计划。项目计划通过之后,就需要成立领导小组按照项目计划,运用专业知识、技能和。方法,进行项目管理,保证项目顺利完成一:在变电站建设中,国内外提出了许多设汁方法,下面逐分析(1)甘特图一?一在第次世界大战时,美国科学家亨利甘特研发了种横道图用来辅助设计,送图被后人職为甘特图。横道图的主要作用是追踪活动完成的相关进程,进度线代表已经完成的工作任务,进程线与计划线表示己完成的工作和剰余的时间,过程线和当一。前时间代表实际过程和计划过程甘特图十分简单,目了然,,便于理解现己被广泛地应用。(2)里程碑式计划顾名思义就是W项目中重要任务时间点作为阶段性标准而产生的计划。它具有阶一。段性和战略性,是个项目主要框架,依据中间产品、可实现的结果而制定它仅仅表示出项目的过稻或状态,而中间的具体方式、方法、工具在此处不加讨论。(3)责任法分配矩阵4 长春工业大学工程硕王学位论文将项目里的工作分解成不同部分,并分配到具体个人或部口身上,由该个人或者部口具体负责。这种方式,能使负责的部口或个人清楚的认识到自己位置及应负担的责任进而完成自己的任务。(4)采样调查法调查法指的是选取样本、定向调查,搜集相关信息及材料。这种方法适合知道定、向问题的情况下使用,在反复实践研究的基础上,寻求更合理的解决方法。(5)定性分析法定性分析法指的是对研究结果、研究方法的量、质的具体分析。定性分析包括两一二:种第种是针对研究方法的,如调查法和交谈法;第种是针对研究结果的。定性分析是在对研究方法、研究结果描述定性的基础上进行還辑分析和推理。定性分析采用描述性的资料,通常W图片或者文字形式表达。研究者充分、全面地研究研究资料之后,采集更多的有用信息,进行還辑化分析,揭示各种现象的内在联系。(6)定量分析法定量分析法的依据是按照统计数据建立的数字化模型,通过该模型计算样本的各项技术指标的方法。(7)负荷预测方法根据各个时期电网负荷情况,推测即将建设电网可能承担的负荷水平,目标不确定。电为系统负荷预测分短期预测、中期预测和长期预测,电网改造和规划属于长期预测。经典的预测负荷方法有经验预测法、概率性预测法等。经验预测方法是规划人员根据自身设计一、规划王作经验做出判断,其得出只是个大体的方向,而不是具体的。,与根据数字化模型计算出来的结果有很大区别负荷预测的确定性预测方法有负荷集中法、神经网络测算法等:不确定性预测方法主要包括小波分解测算技术、多彩系统遗传算法等预测方法。(8)网络优化规划方案改革开放W来,我国经济迅猛发展,城市发展速度也随之加快,电力负荷需求剧烈增长,目前的电力供应显然是无法满足居民生活和经济发展的正常需求的。分析我、国配电网络的现状可知,我国大部分电网存在着配电容量不足供电品质不高等缺点。在这种情况下,配电网络的优化方案逐渐受到人们的重视,并在电力网络改革中广泛应用起来,用来保障城市配电网的正常供电能力和供电质量。网络优化规划方案主要包括了两个方面:第一,变电站的选址方案;第二,必须结合实际已经存在的网络规划。-配电网的优化解决方法如图21所示:5 i;春工业大学工程硕±学位论文'配电网络优化方法 ̄ ̄ ̄ir‘麻数学方法I肩发式方lJ——i?iiii「?-iww-wmi.1jj|确定性方法不确定性方法传统式启发方法现代式智能方法IIII ̄ ̄动态规划法模糊规划法遗传算法IImmmmmmLmm2-图1配电网络优化解决方法由图2-1可W看出,数学方法和启发式方法共同构成配电网的优化规划方法。数学方法有确定性方法和不确定性方法之分;启发式方法经历了传统的启发式方法和现代的启发式智能方法两个阶段。确定性方法,包括线性规划方法和线性规划方法两种。线性规划方法是Masud于1974年提出来,是最早的确定性方法。Masud指出配电网需要两个阶段模型,来解决变电站面积扩大、增加负荷的容量及时间的问题,这就涉及到的是变电站的选址问题,Masud针对这种情况提出必须形成可靠的整体规划方案。但是线性化方法却没一有考虑到配电网的离散型特点。为了弥补这缺陷,学者们又提出了非线性规划方法,把变电站的选址和非线性法中的补偿加速法结合,W求能寻找到更合理的规划方案。但由于非线性方法计算量大、又繁琐,且不能计算出来最优方案,因此未得到广泛应用。不确定性方法包含有模糊规划法、风险度评估法等。启发式智能方法。传统的数学计算方法数字模型不精准,不能从多方位多角度上,解决网架规划问题,且计算方式复杂,结果具有不确定性,这些缺点使得传统的数学计算方法己不能满足近年来网架优化规划的需要。因此启发式智能方法逐渐发展起来,相较于传统的数学计算方法,启发式智能方法具有计算简便、结果确定、精准等特点。W上变电站的基础理论和设计方法在长春双龙66kV变电站的设计与实施中,均需要根据实际情况采用,可W说是所有方法的综合应用,但是笔者建议在长春双龙66kV变电站的建设中,应当网络优化规划方案为主,综合考虑长春双阳地理位置、经济发展状况等因素,建立符合长远发展的电网网络。6 ■长春工业大学工程硕七学位论文第H章长春变电站现状分析3.1长春电网现状及近期电网建设项目长春市的66kV高压配电网16个220kV变电站为配电中也,形成16个相对独立的66kV供电系统。两台主变电站的220kV变电所的主变压器66kV侧并列运行(平泉变除外一,平泉变的两台主变压器66kV侧独立运行,各带条66kV母线,经母联开关所设的备用电源自投装置彼此备用。)长春市中也区66kV电网双环网结构设计为主,目前围绕着东郊、西郊、北郊、一一长春、平泉等6座220kV变电站及热电厂、汽自备电站已经构成多重双环网结220kV66kV联络线构,为避免电磁干扰环网,每个变电站之间形成双回路的,正常一运行下线路侧开关断开一,当上级电网发生异常时,变电站之间可W相互支援,保证供电的可靠性,不存在相互支援的变电站,因此供;少数线路采取放射状网络结构电可靠性较低。直到2013年底,长春地区总共发电厂总装机容量485.914MW;其中共有500kV变电站2座,主变容量为2801MVA220kV174台;变电站有座,变压器数量为3,总容量为4212MVA,其中局属变电站共计14座,变压器为28台,总容量3906MVA;220kV线路共计54条总长度合计1260.45km。66kV变电站有232座,总容量共为,5938.31MVA,其中局直属变电站有60座,总容量3670MVA;农电变电站有127座,总容量为18^.25MVA.43MVA。66kV送电线;用户变电站有45座,总容量为1169路多达136条,总长度合计为3257.244km。共有无功补偿装置有232台,补偿容量kV电kV有1222.986MVar,其中66容器有21台,补偿容量共计438MVar,lO电容器有106台,补偿容量共计552MVar,其他lOkV电容器计106台,补偿容量计232.986MVar。共有瓣弧线圈计的台,总补偿容量计133.945MVar。表3-1近期建设项目项目名称建设内容建设时间汽车配件产业园220kV变电变电站主变容量2X240MVA2014年末投运站新建二期工程西郊220kV变电站一X次扩建将现有的3120MVA主变压器增容为20化年初投运工程180^180+120MVA3.2长春变电站负觀现状及预测3.2.1负荷现状2009年长春地区年中最大供电负荷为1255MW,全社会用电量共计为7 长春工业大学工程硕±学位论文71.2xl〇8kWh;2010年长春地区年中最大供电负荷为1587MW,全社会用电量高达%.85xl08kWh;而2010年年中最大供电负荷为2407.0MW,全化会用电量合计为""""x一158.67l〇8kWh、十五期间最大供电负荷及全社会用电总量年递增;十五〇。率分别为4.8%和6.35%、8.69/〇和1(U8%2011年长春地区年中最大供电负荷为2513MW,全社会用电量合计为x〇169.88l〇8kWh2010.4%.1/〇。;分别较年分别増长了4和72011年长春地区220kV公用变最大供电负荷为2274MW,220kV公用变电容载积比为1.59)220kV.67,其中长春市城区(不包含双阳区公用变电容载积比为1,其?系数低于规程中电量和电力中等增长水平容载比1.72.0的规定要求。3.2.2负荷预测根据《西新工业集中区控制性详细规划设计说明书》,长春绿园西新工业产业区一W依托汽集团等支柱企业,W汽车零部件制造产业为引导,充分利用市、县区现有汽车零部件的技术基础和产业集成优势,全为打造中国汽车零部件制造产业集聚区、最低成本区W及承接世界汽车零部件加工业的大型基地。)规划用地西邻新开河,南至长深公路(规划,东侧紧邻绕城高速公路,区域面积达8.25平方公里。预计新増加负荷多达化2.7MW,区域规划建设3座66kV变电站—二工业±地,本期双龙66kV变电站供电面积为2.1平方公里,用地主要W、类为主,预计新增负荷达51.9MW。一、拟建的长春双龙66kV变电站供电区域新增负荷预测)在规划用地西邻新开河,南临长深公路(规划,东侧邮邻绕城高速公路,区域面巧8.25.7MW平方公里。预计新增负荷162,区域规划建设3座66kV变电站,本—期双龙66kV变电站供电面积2.1平方公里,主要W、二类工业用地为主,预计新增负荷51.9MW。长春双龙的地形图如下:8 长春工业大学工程硕±学位论文DiJPSi若礁靈讚龜巧.奪赵焉I直:左[L&.1,.?W祀巧咕知1蛙块31绝故2古歲III園3-1长春双龙地形图表3-2用地类型及规划用电负荷规划负荷指标±地性质总共占地面积(ha)占有比例延迟率电负荷(kW/ha)(MW)一90.类工业用地.443.1%4000.75271二类工业用地7民436.4%6000.7534.4—类居住用地10.44.9%2000.751.6绿地27.613.2%50010.75.5..基本设施用地.024%2000.7508合计209.8.100.0%0点5199 长春工业大学工程硕±学位论文表3-3新增项目用电情况表单位:kW序号企业名称2011年2012年20口年2014年2015年1长春林虎汽车零部件有限公司6001800260033803500长春市丰泰汽车零配件有限公26001200180023403000司长春市伉轩金蠢汽车部件有限3200的090011701200公司长春市维斯特汽车零部件有限4400800100013001500公司长春市一汽大众汽车变速箱有58001200180023403200限公司长春市金利友汽车零部件有限6250900120015602000公司吉林省吉利汽车零部件有限公720090015001950280058长春市新蠢经贸有限公司10001500195028009长春市顺风城车厢有限公司90012001560化00长春市安耐恃汽车涂装有限公1050080015001%02600司11长春市瑞欣工艺装备有限公司63090011701800长春市解放汽车箱桥齿轮有限1231563090011701500公司吉林省大盛邦汽车制品有限公1363090011701500司长春市军之星汽车零部件有限0014200400900117012公司长春市汽车城机电专工有限公1540080010401200司10 长春工业大学工程硕±学位论文^序号企业名称2011年2012年2013年2014年2015年长春市豪邦名n塑钢口窗有限1663090011701500公司17长春市金奇铅窗口窗厂10040063081990018长春市绿华科技有限公司400630819830吉林省登日泰克牙科材料有限196308001040900公司2080010003000长春市东海废泡沫有限公司1150长春市天嘉世界汽车零部件有2120063090011701500限公司22吉林省双峰筑路有限公司16063015001950200023吉林省明安再生能源有限公司6309001170120024东升苯胺厂20031550063025长春市速通废旧物资回收公司10020020031540026长春市白云堂棉织品厂20020020020020027国良汽车零部件有限公司20031550050063028瑞星物流设备有限公司20031540040029朝阳永昌达物资经销处10020031540030福林格包装有限公司20031550063031龙阳机械设备制造有限公司31531531531531532吉林省众和能源开发有限公司20050080033家家有购物物流中也(长春)00315630134吉林省万盈工贸商业有限公司200500630■35吉林省武必适集团200500800一汽大众华阳建设工业有限公36315630900司11 长春工业大学工程硕±学位论文序号企坐名称2011年2012年2013年2014年2015年长春市恒达运物流有限责任公37200315400司长春市汽车内部装饰设计有限38351500500630830^巧长春市未来发展汽车制造厂20040063040共计4553158402474833194.440924二、西郊220kV变电站供应区域负荷专项预测变电站220kV侧为双母线带支路接线,配出线10回;66kV侧为双母线带支路、接线,配出线16回,其中分别为北联甲艺线西平甲丙线、西正甲丙线、西环甲石一、、线西縷甲下线、西垂甲乙线西热甲乙线和西汽甲T线,变电站北侧还存在有个空闲间隔位置。在负荷功率指数为0.95的情况下,2013年最大负荷为295MW,主变负载率68.2%20220kV变电站主.8%。;预测到15年西郊变负载率为70一表34西郊220kV变电站(般运行方式)负荷预估表单位:MW2011年2012年2013年2014年2015年2020年预测预测预测预测预测预测一294.030L8290最大负荷.9305.6318.1354.2二同时率0.510.570.570.570.570.575巧51035%5114H合计578.4.5..258.62.1.城西28.515.416乂18.019.421.42.汽贸45/747.148.549.951.456.8339221222.924726].2.湖西...巧433.615.215.816417.119.8.绿园.535316.58193283.安胜28.1.17...621.东岗40.3.812 长春工业大学工程硕±学位论文^2011年2012年2013年2014年2015年2020年预测预测预测预测预测预测7.西湖14.015.116.317乂25.98..朝阳巧621.421.822.222.725.19.西新35.2%.518.619.019.421.410.9号累站21.021.011H厂区107.0107.0107.0107.0107.0107.012.四环6.46.46.46.46.46.413.蔚山14615.817.018.419.929.21481.0810808.81080.汽车厂电站.1.10.1.15.双龙7.912.416.620.526.017.镇业电站75.075.075.075.075.075.018..大众44.964771.974.374.319.大成%.029.029.029.029.029.0208.717.02626630.8巧站1..H、正阳地区220kV变电站供电区域年内负荷预测变电站220kV侧接线方式使用的是内桥接线法,220kV出线2回;66kV侧接线方式使用的是双母线法,66kV出线远期14回,本期6回,分别为西正甲丙线、正平甲乙线、东正甲芒线。在负荷功率指数为化95的情况下,2013年正阳220kV变电站最大负荷达到147MW,主变电站负载率为86%;在2014年正阳220kV变电站扩建为2X180后,预计将到2015年正阳220kV变电站主变负载率达到54.1%。一表3-5正阳220kV变电站(般运斤方式)负荷预测表单位;MW2011年20口年2013年2014年2015年2016年2017年2020年预测预测预测预测预测预测预测预测一47.0118最大负荷1.4166.9180.2185.0194.0202.8217.413 长春工业大学工程硕±学位论文2011年20口年2013年2014年2015年2016年2017年2020年预测预测预测预测预测预测预测预测二延时率0.90.90.90.90.80.80.80.8S合计160.4129.2182.2W6.6222.42巧.2247.3;265.2128014.716270918乂27.白花.15.4.1.17.1.2.春阳42.022.123.224.325.5%.8巧.132.63.景园33.617.317.818.418.919.520.121.94.海河13.213.614.014.414.915.315.817.25.建中43.644.946.347.649.150.552.156.968702乂%628巧0308.西站.17.1..7..7;0.双龙7.912.416.620.523.826.026.tH12172.2地铁和平站.17..17义自成19.519.519.519.519.519.510.城西16.618.019.420.020.921.411库库家3.410.416.723.615.319.914II 长春工业大学工程硕±学位论文第四章长春双龙66kV变电站设计原则及方案分析4.1变电站设计原则4.11.主变压器一一个变电所般有两台主变压器,W保障变电所能正常供电。当然如果变电所内一个电源一一只有,或可从其他电力网获得帮助,也可W只配备台主变压器。配有台一主变压器的变电站,般采用兰相式变压器。配有两台及W上主变压器的变电站,应当保证一台主变压器断开时,其他主变压器的容量能够承担起70%负荷,保证用户的正常需求。4.1.2主接线、变电所的主接线的选择上,需要考虑的因素很多,主要包括变电所位置地位、回路数及负载性质等,同时应当满足运行可靠、操作方便等要求。在满足运行同时,富压侧应尽量避免采用断路器、(线路变压器姐桥形接线等)。在能保证电力系统继电保护的前提下,线路分支接线的方式也可W应用。确有扩建必要,应当考虑最终接?线准备条件的过渡。3560KV配电装置中根据出线的回数不同,主接线的选择也不一同:第出线为两回采用桥形接线,第二出线为两回W上采用分段单巧线或单母线接线,或者,也可采用双母线。当然出线回路数和连接的电源都比较多负荷大的情况下接线一。长春双龙所要建的66kV变电站般采用分段单母线或单母线接线。?3560kV配电装置中不需要设旁路母线;如果变电所不允许停电检修,也可设置其他旁路设施。若电力网或用户不允许停电检修线,采巧单母线或分段单母线的旁路设施。66kV配电装置中,可设置旁路母线。主接线图如下;15 长審工业大学T程硕±学位论文化k\Z巧66kV化一参 ̄秦]广,隣imtm■"M"vs?]<O?6fc>47i"(((w((?(^脚53SW]】々S^w^((《(期(f^{法3川託fi]谢wmmtkftmMat*々々々古々A].(5^^占主IIIIIII卸tf】OKV?】〇KVIDKVMlOKVW】0的MOVW?MtJOKVJCKVW〇KVM■化KV?l〇V?K];?;巧!;]化《?yI;*;g^]]PT<"SjS《IPI?i4-图1变电站主接线图当代的一一66kV变电站,般才用的是综合自动化系统这,系统能够保证外界通V变电一一信,这与非综合自动化系统的66k站是个非常大的进步。在这系统中采,用了许多最新的设备,如仪表、模拟演化盘、报警设备连接中央信号系统、锁定保护装置等。66kV变电站具有W下主要两个功能:一第,微机保护。所谓的微机保护应包含线路保护、变压器保护、备用电源自动投入保护等。微机保护具有储存、根据故障实际运行情况发出跳、合阐的命令等功能。第二,数据采集。变电站数据采集主要是指状态量、数字模拟量和脉冲量的采集等。采集的状态量包含有:断路器状态、接地信号等些信号。采集方式上通常都采用光电隔离区域的方式。保护动作信号是通过串行曰或LAI/网络获得。采集的模拟量包括各段母线和线路电压电流和功率一一,变压器内的油温等。般有两种:第交流电采样方式,此种方法因精度高、免调校而被广泛采用二A/D;第采取常规变送器加变换方式。4.2长春双龙66kV变电站巧拟方案及分析4.2.1初拟方案新建的长春双龙66kV变电站规划具有2台40MVA变压器,本期预备安装2台。根据变电站站址现有周边66kV电网的当下现状和规划情况,初拟双龙66kV接入系16 长春工业大学工程硕±学位论文统方案如下:一""方案:采用双T6kV西正甲乙线上供电11m接6,其中,线路总长共计.3k架空线路导线型号使用2XJL-/G1A240钢芯铅绞线,线路总长为3.3km与架空线相;-配的电雞采用YJLW031200,线路长共8km。长眷?心◎Hm一图4-2接入系统方案""方案二:采用双T接66kV西环甲丙线上供电,线路总长约12.3km,其中架2X-3km1A空线路程3.,导线选用JL/G240/30,电缆线路总长9虹1,电绳线选用YJLW03-800。17 长春工业大学工程硕±学位论文r换按爲/f图4-3接入系统方案二4.2.2初拟方案的技术分析一一其中方案与方案二区别在于:方案所讲的新建双龙变电站可直接由西郊、正阳两座220kV变电站供电,供电可靠性较高;新建线路短,并且按照原电网远景建""设规划,到十二五计划末期,绿园220kV变电站将建成投运,会有效的改善该区域电网区域结构,届时西区电网结构如下;執运园2轨道园1号^园红民;西砰f图4-4西区电网结构原西正己丙线双龙将接入绿园220kV变电站,双龙66kV变电站主线路将作为负荷线路进行运行,原西正甲乙线接入绿园220kV变电站,作为绿园至西郊、绿园至18 长春了业大学工程硕±学位论文正阳的联络主线路。方案二新建双龙变电站由西郊220kV变电站直接供电,在西郊220kV变电站并■未扩建完工之前一一,进步加重了该次变的供电压力66kV;西环甲乙线作为用户专一用线路,能否被允许其他变电站接入仍需与线路产权方进行协商。因此,认定方案为双龙66kV变电站的接入系统最佳方案。4-表1技术方案比较表路轻总长度折同阻碍现场交叉后期维总共利于目下km系数处理难易跨越护方便耗材量发展一一一一方案H.31.1少易般般般好一二一方案12.31.23较多困难多般大般表4-2经济分析比较结果表计算单位:万元方案一方案二一总投资1753419188新建双回2X新建双回2X-JL/G-1A240架空线路,JL/G1A240架空线路,送电初期投入线路总长13.3km.1;新建的17513线路总长33km;新建9188-双回YJLW031200电缆的双回YJLW03-800电线路线路长8km。缆线路线路长9km。2变电投资—0—0二年运行费用3904291送电折旧3894212变电折旧__3电能损失646..7H年计算费用23322509从上表可W看出,,在总投资资金方面由于方案二建设的线路较长,总投资明显一高于方案一;然而在年运行费用方面,方案由于总投资金额小,在年运行费用方面也占有优势一;在年计算费用方面,方案也成为了两个方案中最经济的方案。(1)方案判断意向19 长春工业大学工程硕±学位论文通过两个方案的技术经济综合比较结果分析一,方案在技术上、经济上对于现有的供电方式和远期规划发展都明显好过方案二。综合考虑工程的技术和经济比较结果一,充分考虑长远的规划和施工现场难易程度,推荐方案作为新建66kV双龙变电站工程接入系统建设方案。(2)潮流计算潮流计算采用2013最大负荷。两个方案在正常运行模式下都能满足供电需求,""N-在1故障方式下各条线路也均未出现过载,能够满足供电要求。21.9+6.8|\正阳/濟鄉,+人^V^4.7+4.9\^i\四环7.5+2.47j西郑345.4+113.514-520图12年潮流分布图巧龙9巧齡2归踢环^心7在.5+浑蘭◎施.4叫化5图4-62012年潮流分布图潮流计算采用2015极限负荷校验。两个方案在正常运行模式下都能满足供电需""-求,在N1故障方式下各条线路也均未能过载,能够满足供电要求。20 长春工业大学工程硕±学位论文44.3+46P挪.8\Am5四环Z刪.W38.+'11(M6j-图472015年潮流分布阁双走四环/747.叫.◎麗1+厚6齒4-82015年潮流分布图(3)短路电流计算短路电流计算数据及方式采用的是2020年规划的网架结构和预测负荷进行计-算,计算结果可见表43。表4-3计算结果表,,短路点短路点名称Ik(3)IchIch66kVS相短路电流dl9.7914882497..lOkV短路电流犯27.2441.4169.47(4)66kV电容电流计算西郊220kV变电站66kV配出总线总长度及对应的电容电流见下表;21 长春工业大学工程硕出学位论文表4 ̄4西郊220kV变电站66kV配出总线总长度及对应电容电流表线路名称线路长度(km)电容电流(A)西热甲线10名巧12.49西热乙线10..827口49西汽甲线2.7010.巧西汽玄线2.701化巧西垂甲线乃.1835.92西垂己线巧..98057451.热联甲线.60822热联乙线5.如81.2216北联甲线.464422.445北联乙线16.464422.445西镇甲线7.67611.巧西儀乙线7.67611.37西环甲线1.479.53西巧乙线1..47953西正甲线10名314.68西正乙线10.8314.68双龙新建线路(甲线)113巧.5双龙新建线路(乙线)11.353.5194.9163264合计.97表4-5西郊220kV变电站网内装设有的消弧线圈总台数及大小容量变电站名称台数消弧线圈容量(kVA)电感电流(A)城西变1380010022 长春工业大学工程硕±学位论文变电站名称台数消弧线圍容量(kVA)电感电流(A)二厂区变1190050电站38001001合计49500250表4-6正阳220kV变电站66kV配出线总长度及电容电流大小表线路名称线路长度(km)电容电流(A)1.西平甲线10.8314.682.西正玄线10.8314.683.正平甲线13.90847.5941157.正平乙线3.7947.5.北平甲线9.58110.076.北正乙线9.58110.077.双龙新建高压线路(甲线)11.353.5813535.双龙新建高压线路(乙线)1..9.西正甲线车家分歧1.49.2410149.24.西正丙线车家分歧.11.正阳II期疏通后添加线路17.99781.306合升111.9化351.446目前;,正阳220kV变电站网内现今装设消弧线圈台数及容量大小如下表表4-7正阳220kV电站网内^今装设消弧线圈台数及容量大^y变电站名称台数消弧线圈容量(kVA)电感电流(A)建和变1%00100西站(拟建)13800100合计1760020023 长春工业大学工程硕±学位论文从上述表格分析可W看出,目前西郊220kV变电站网内、正阳220kV变电站网巧按照既有目标网架的运行均为重补偿方式,但由于本项目新增干线路较长,导致两网内消弧线圈补偿均呈现为欠补偿方式,因此建议本工程增加设置消弧线圈1台,容量大小为3800kVA,用W解决正阳网、西郊网内消弧线圈容。k24 长春工业大学工程硕±学位论文第五章长春66KV变电站实施解决方案5.1线路形式及导电截面积的选择分析一、线路架设型式的选择本工程为长春地区城网电网一次建设项目,送电线路建设场地位于长春市绿园区内,为建成区结合现场实际情况,推荐本工程建设的送电线路采用架空与电缆两者相结合方式。二、导线截面的选择根据负荷的预测,按长春双龙66kV供电区域电力需求规模考量,本次新建线路所带最大电为负荷均按5-5300小1MW考虑,最大供电负荷综合使用小时数按3000时W上进行考虑,:(其中,,采用经济电流密度法选择导线的截面公式如下所示经=1济电流密度取J.15)P=S「(5-1)v3JC/?cosa2选择导线的截面积为438.7mm,在结合电网规划,为远期该区域新建220kV变一2X-电站预留出定的疏通空间,故本期导线选择了双回路JL/G1A240/30钢芯铅绞2线,电缆则采用1200mm。5.2主变压器的选择变压器关系到变电站的正常运行,因此在变压器的选择上要尤其慎重,变压器的容量、台数等直接影响配电装置的结构、主接线的形式,选用不当可能导致整个变电站雜疾:选用得当则可减少投资,减少运行电能损耗,同时能提高运行效率和可靠性,保障电网稳定性能5.2.1主变压器台数的确定一为保证供电的可靠性,般的变电所应当配^两台或两台^^上主变压器。当然,如果变电站能够满足当地的供电需求或者能够在主变压器出现问题化能够寻求到各一。用资源,也可W只配台主变压器5.2.2主变压器容量的确定25 长春工业大学工程硕±学位论文5-表1电为需求预测方案年份2012201320142015201620182025^((((((预测需求预测实绩)预计)预测)预测)预测)(预测))负荷项目区3945.1647.8948.1349.8950.2453.99(兆伏安)II根据《电力工程设计手册》,根据计算负荷选择变压器容量,平稳负荷供电的单台变压器的负荷率:-(52)片=_|一:S(kVA)Se为变压器容量(VA)式中为计算负荷容量;(;kP为负荷率般取85%左右)。kV—本系统中只有lO个负荷等级。2014年预测最大负荷S为47.89MVA,需要选择的变压器容量为:=*=-Se80.8540.7MVA(53)主变压器容量的确定,需要根据变电站负荷情况及电网结构进行计算。假如变电站有重要负荷一,那么台主变压器出现故障时,其余变压器容量的负荷一一二级能力在定时间段内,能够保证用户的级和负荷。假如变电站没有重要负荷一,台不能正常运行时,其余变压器容量应当能保证全?部负荷的6070%。5.2.3主变压器相数的确定300kV及W下机组单元和巧一H相变压OkV及W下电力系统,般主变压器采用器。毕竟单相变压器组投资大、运行损耗大、配电装置十分复杂,三相变压器则不存。在上述问题,也能够保障变电所的正常运行.25.4主变皮器调压方式的确定变电站的供电质量是由变电站负荷的电压所决定的一,因此电压必须维持在定范±一围么内。普通变压器调压范围仅为5%,这范围十分小,而且如果出现逆调压,普通变压器就无法满足需求。而且,普通变压器调整方式很复杂。为了解决普通变压器存在的问题,有载调压变压器应运而生。有载调压变压器调压范围在15%W上,这个,而且既能够保障向系统传输功率数值非常大,又能保障系统倒送功率。同时,母线电压恒定的情况下,有载调压变压器可W在潮流方向不固定的情况下,保证供电质量。因此有载调压变压器逐渐被广泛应用。长春双龙66kV变电站建设与实施时也应当采用有载调压变压器。26 长春工业大学工程硕±学位论文5.2.5主变压器冷巧方式的确定主变压器通常采用自然风冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环导向冷却四种方式一。中小型变压器般采用自然风冷却或者强迫风冷却;大容量变压器通常采用强迫油循环风冷却或者强迫油循环水冷却。送四种方式中,强迫油循环导向冷却的效率最高。当然,为保障冷却系统的持续供电要求及维护工作量,最佳选择仍是自然风冷冷却方式。52.6主变皮器的选择.依据负荷增长情况,结合电网现场规划,确定了本工程变压器单台容量大小为40MVA此本期所建设2台80MVA。,因,总容量为1.系统对有关参数要求主变压器采用重压式、低耗能、静音、双绕线、全密封、自冷式有载调压式变压器。表5-2主变压器型号选择数据型号额定容量额定电压接线类别阻抗电压噪音66+8XSZ=1M0000/6640000kVAYndllUk%9《65犯L25W10.5kVI2.无功补偿容量本变电站本期每段lOkV母线补偿电容器组容量的大小按主变皮器容量的15%进行选择,变电站每台主变压器低压侧接连安装两組容量分别为2000kVar、4000kVar的分组式投切电容器无功重补偿装置。3.电气主接线:主变压容量2X40MVA本期建设的规模为,66kV出线2回,lOkV出线14回。-根据本工程结果建设规模及典设A21,初拟定本变电站66kV主接线设计为内桥接线,主变中性点经消弧线圈后接地,lOkV主接线为单母线分段后接线。4一.电力系统次部分的结论与建议一依据系统次的相关分析、论证,推荐长春双龙66kV变电站建设2台40MVA一大小的主变压器,本期次的建设。从区域负荷申报和预测分析的情况上来看,建议工程于2014年开工建设,当年建成投运。5.变电站工程一本变电站后期装设两台容量为40MVA变压器,本期次建成。电源引来自西正27 长春工业大学工程硕dr学位论文甲、立线上。66kV本期2回出线,主变电中性点经消弧线圈后接地;lOkV本期14回经电缆出线。无功补偿装置使用的是框架式电容器成套装置,本期容量大小为12000kVar,每段母线分别为2000kVar、4000kVar。5.3电力系统的二次系统继电保护分析1.系统继电保护选配方案依据变电站的接入系统方案,本变电站所才用的双T接在66kV西正甲、乙线上,由西郊220kV变电站及正阳220kV变电站对双龙66kV变电站进行供电,西郊220kV变电站及正阳220kV变电站应满足本变电站接入后的负荷要求。双龙66kV变电站主接线采用的是内桥接线,两回66kV进线为单向供电,本变电站不设立66kV进线保护装置。2.变电专业的技术要求在本变电站端:(1)66kV进线侧装应设3组电流互感器,从66kV进线至变压器依次顺序为5P30/5P30/0.5S级,容量为10VA。(2)66kV桥间瞄应装设3组电流互感器,从1号主变压器直至2号主变压器依次顺序为5P30/0.5S/5P30级,容量为10VA。(3)lOkV主受柜应装设4组电流互感器lOkV母线依次为,从主变压器直至0.2S化5S/10P25^0P25级,容量大小为10VA。(4)lOkV出线柜、电容器柜、接地变柜应装设3组电流互感器,从lOkV母线至出线侧依次次为10P25/0.2S/0.5S级,容量大小为10VA。3.安全稳定控制装置依据潮流及稳定分析,本变电站接入系统后将不影响系统安全稳定的运行。在系统出现故障的情况下,为了保证变电站实时安全运行,需要配置如下列安全自动装置;(1)在本变电站lOkV系统装置低周低压减负荷功能,即低周低压时分波次减lOkV负荷,此功能必须包含在出线保护测控装置中,配置相应独立的硬压板。(2)备用电源应使用自动投入装置;a—()如66kV回进线发生断电,则跳开该进线断路器,自动合桥断路器,由一另回进线负责两台主变皮器安全运行。(b)如变压器发生故障,则跳开该变压器高、低压侧断路器,自动合上lOkV母分断路器。4.电能计量设备及电能远方控制终端配置计费关口点属性设宣原则;根据相关规程的规定,本变电量计费不进行设置关口lOkV、lOkV、lOkV点,仅设畳考核点,考核点设置如下:主变压器的侧的出线的电容器。计费信息传输通道及通信公约:本变电站至长春地调的计费信息输送通道使28 长春工业大学工程硕±学位论文-870-5用专线和网络传输两种方式,通信公约采用圧C60102。设备的配置:本工程电能计量系统由计费表、电能量采集器基本构成。计费表负责考核点电量数据的采集,通过总线向电能量采集器传递原始的电量信息;电能量采。集器负责计费表电量的数据采集,通过通信装置向调度端传送分析完整的电量信息5.计费考核表按照单表配置其具体配置如下:主变压器低压侧计量有功与无功的电能量,配有置化5S级多功能电度表2只,带双485接入口。lOkV配出线计量有功与无功电能量,配有置化5S级多功能电度表14只,带双485接入口。lOkV电容器计量有功与无功电能量,配有置化5S级多功能电度表4只,带双485接入口。配有置1台长春地调采集器,采集电能量信息上传至长春地调。组屏方式与安装地点。本站配置0.化级多功能电度表20只共同组3面屏。共享,布置分别在控制保护室内,采集器则安装在综合测控柜内根据《电力调度系统安全防护工作实施意见》,长春双龙变电站预计配置二次系统安全防护设备1套:1)通过网关机隔离综合自动化系统内部网络与调度数据网络之间的通信。((2)综合自动化系统、故障录波系统接入调度数据网络配置纵向加密认证装置,II按照安全区划分为安全区I和安全区,配置纵向加密认证装置,通过接入路由器与通信设备相连接。-(3)MPLSVPN1连接综合自动化系统与长春地调之间的通信。-(4)MPLSVPN2连接电能量计费系统与长春地调之间的通信。-(5)MPLSVPN2连接继电保护系统和故障录波系统与长春地调之间的通信。5.4系统通信分析拟建""双龙66kV变电站的主变压器容量大小为2台40MVA,双Y接口位于""接线路66kV西正甲石线处供电,Y总长约11.3km,其中新建的电缆线路总长约为8.0km;新建架空线路总长约3.3km。在双龙66kV变电站建成完工后,归属于长春地调调度管理,需将变电站信息分别传送到长春监控中也和长春地调管理处。1.系统通信方案根据系统分析研究后提出的联网推荐方案和66kV送电线路选择方案,确定为建设西郊220kV变电站至双龙66kV变电站至绿园66kV变电站的24芯ADSS光缆线路。""在利用双龙66kV变电站至66kV西正甲乙线Y接触点的新建66kV线路(8km一电幾线路外加3.3km钢管杆线路)架设根48芯ADSS光缆,在66kV西正甲乙线""""Y60芯ADSS光缆断24芯66kV31接触点将原存有的开其中的,将双龙变电站""接入口断开的24芯ADSS光缆中,同时新建绿园66kV变电站至66kV西正甲乙线T29 长春工业大学工程硕±学位论文kV接触点的24芯ADSS光缆线路上,形成了西郊220变电站至双龙66kV变电站至绿园66kV变电站的24芯ADSS光缆通讯线路。""新建双龙66kV变电站至66kV西正甲T线Y接点的48芯ADSS光缆长度为""12.8km66kVkVT,新建绿园变电站至66西正甲丙线接点的24巧ADSS光樂长2。。度为.1km新建光绳长度包括光缆进变电站预留长度和接头处预留长度同时更换66kV西正甲乙线原存有的60巧ADSS光缆1.7km,用来W实现光缆接头,具体型号选用60芯ADSS光缆。双龙66kV变电站装备了长春城网光传输设备光纤电路传输速率等级为STM-4,,具体的通信设备祥细配置如下:双龙66kV变电站;新增设622Mbit/sSDH2)、11套光纤传输设备(个光方向套PCM备用设备、1面综合式配线架;绿园66kV变电站-:新增设1块STM4光纤接口板和1块24芯光标配单元;正阳220kV变电站-4光纤口板:新设1块STM接;长春地调:新设1套PCM备用设备。按照本工程制定的系统通信设计方案,双龙66kV变电站途经绿园66kV变电站、西郊220kV变电站与长春监控中也。、长春地调将联成环形光纤通信通道2.通道组织通信通道如下所示:通道1:双龙66kV变电站至西郊220kV变电站至北郊220kV变电站至东郊220kV变电站至长春监控中也至长春地调;一通道2:双龙66kV变电站至绿园66kV变电站至正阳220kV变电站至地铁号66kV变电站至平泉220kV变电站至长春监控中也至长春地调;调度自动化所用通道、电量计费的通道等与通信通道组织完全相同。3.综合数据网现今吉林省综合数据网未完全覆盖66kV变电站,本期双龙66kV变电站暂时不一考虑综合数据网的建设,待建设综合数据网时再统考虑。4.调度程控交换网""依据吉林省电为有限公司电力通信十一规划的要求五,无人值守变电站应当W地调调度电话单机作为调度基本通信电话。66kV变电站所因此,双龙采用专线调度电话单机将作为调度通信电话。5.通信机房、通信电源按国网公司设计要求国网公司发布的一《关于印发协调统基建类和生产类标准化差异条款(变电站部分)的通知》66kV,双龙变电站暂不设置独立用的通信机房,通信设备和电源将被放置在控制保护室内。一双龙66kV变电站也不会设置独立的通信电源电站电源系统进行统。,由变供电6.电力系统结论及建议30 长春工业大学工程硕±学位论文本变电站设计为无人值班变电站,需装设调度自动化设施装备。双龙66kV变电站相关调度信息需纳入长春地调,由长春地调针对双龙66kV变电站进行调度安排营。理,故将而远动信息传输到长春地调55.短路电流升算55.1短.路电流计算的目的。在发电厂和变电所电气设计中,短路电流计算环节十分重要主要体现在下几个方面:一第,电气主接线选择方面,通过短路电流计算,可W得出各种接线方案W供选一择。同时在某接线是否需要采用限制短路电流时,也需要通过短路电流计算实现。。第二,选择电气设备方面,通过短路电流计算可W保证某些设备在存在故障状况下亦能够安全工作,W节约资金。第兰,设计屋外高压配电装置方面,通过短路电流计算校验软导线之间的安全距离。第四,,选择继电保护方式和进行整定计算方面通过短路电流计算得出线路短路时的短路电流。fW。第五,在设计接地装置,也需要通过短路电流计算来实现5.5.2短路电流汁算条件1.基本假定短路电流的计算需要满足W下基本假定条件:变压器正常运行灯,H项系统能够对称运行;相同的电流电功势相位角;所有电源运行负荷额定;短路发生瞬间,短路电流为最大值,元;在短路点的衰减时间常数和低皮网络的短路电流外情况下件的电阻都略去不计;短路点的电流阻抗和变皮器的励磁电流可W不予考虑;元件的技术参数均取额定值的情况下,参数的误差和调整范围可W不予考虑;不计算输电线路的电容。—2.般规定短路电流的计算需要满足W下一般规定:(1)考虑电力系统的发展计划,按照项目的总体设计,验算导体的电器动稳定、电器开断电流所用的短路电流;(2)考虑异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流影响,选择导体和电器用的短路电流;(3)在正常接线方式时短路电流最大地点,选择不带电抗回路的计算短路点的导体和电器。5-3变电所lOkV母线短路原始数据见表;31 长春工业大学工程硕±学位论文表5-3变电所OkVl母线短路原始据y运行方式电源66千伏母线短路容量说明系统最大运行方式=12120兆伏安系统为无限大容量系统最小运行方式=6871兆伏安已知系统的最大和最小运行方式>1,所1^可求得最大和最小运行方式下的短路总电抗。最小运行计算公式为:S1000.-Vj-V=—.么5?35rS-4)Sdmax187最大运行计算公式为;=-^^^==-SXn>ax9.35(55)Sdmin107由于该点兰相短路电流的基准电流值为:0005-6()I===45.98kAij^V3UiV3x1〇.5j所W可W求得最大和最小运行方式下的H相短路电流的有效值。最大运行计算公式为;'=—-=)7r54.98x10.28b4(5)5.35最小运行计算公式为:—=-x=rkA54.985.88(58)I皿9.35冲击电流的最大值和最小值分别为;===5x-2.以.5C2.5102826.12(59)5-=2==(1〇)C.552.55x5.8814.9撕4mhC现将马点短路的计算数据列于表:表5 ̄4点短路计算)项目巧CiTsT、)=2计算公式無巧呼.55巧著系统最大运行方式10.28kA10.28kA26.12kA187MVA32 长春工业大学工程硕±学位论文广系统最小运行方式5.88kA5.88kA14.99kA107MVA经过计算比较两相短路的大小为:000-=--==/^544-.98^片j^7(511)lQ徊Jnyfix.5单相短路电流比两相短路电流还要小,所W在进行电气选择的时候只需要计算H相短路电流即可,再计算线路末端短路的电流。等效电路图表示为:义1nx^-.图51等效电路图两种情况下的电路图分别为:最大运行方式下:x/2xl-V—V图5-2最大运行方式下的等效电路图最小运行方式下:图5-3最小运行方式下的等效电路图由于在最大运行方式下的电流值为:-===(512)ZXX+6+.iX219427.94丽在最小运行方式下的电流值为:(5-13)而电流的基准值为;-等r(514)所W求得在此情况下的H巧短路电流的有效值分别为:最大有效值:33 长春工业大学工程硕±学位论文?=—L—-r==(1)I,X5X04L4554.972.jEXmin26.94最小有效值:-'(516)=-—^r—==ixx^^SA.91\.91kA皿Zmax27.97义现将线路末端短路的计算数据列于表:表5-5路末端短路的计算^项目1iTsf些_1)>=计齡式無巧呼2.55皆去系统最大运行方式2.04kA2.04kA5.20kA巧.08MVA系统最小运行方式1.97kA1.97kA50.2kA35.79MVA34 长春工业大学工程硕±学位论文第六章长春双龙66kV变电站整体设计与施工注意事项6.1在运行66kV变电站存在的故障分析tl.l电缆故障66kV变电站电缆容易出现故障,这是长春双龙66kV变电站建设过程中要十分注意的一一。66kV变电站电缆的故障般是由两种原因造成的:第,66kV变电站电缆的接地点电阻值过离一。66kV变电站电缆般会有两个接地点,W方便降低接地点电狙,W达到保护电缆的目的。然而,在实际操作中,若金属屏蔽不强或者接线不牢固,电阻就会随之增加。此时电阻如果超标,可能出现网络瞬间高压,电缆绝缘层非常容易被击穿,造成安全事故。第二是66kV变电站电缆长期过载。电缆如果实际运行中长时间过载,湿度就会不断上升,绝缘层逐渐老化。夏季用电高峰时期,电缴湿度的提升速度会加快,最终击穿电缆绝缘屋,影响66kV变电站的稳定运行,发生电力事一故。当然,电缆的质量问题也是导致电缆出现故障的主要原因之。电缆生产厂家在、制造过程中,采用劣质原材料杂质含量过多、技术不到位等原因,都会导致电缆出现严重质量问题,最终导致电缠被烙断、绝缘层被击穿,发生电力事故。6.1.2真空断路器故障真空断路器是专口针对66kV变电站的功能性和保护性设备。66kV变电站如果一出现真空断路器故障:,将会造成严重后果。原因有两个第,真空断路器所产生的真空泡发生真空度下降。由于66kV变电站长期运行,长期过载、高温最终导致真空度下降,缩短了真空断路器的使用寿命,严重的会引起真空断路器爆炸,影响到66kV。二变电站正常运行第,分合开关的失灵。由于质量问题或者安装技术等原因,真空断路器分合开关出现失灵,这时通过远程遥控、手工都无法实现分合功能,致使真空断路器的作用得不到发挥,威胁到66kV变电站的安全运行。6.1.3电压互感器故障在一66kV变电站运行中,大量存在的储能元件产生定的铁磁谐振,导致线性电容、铁芯线圈处等重要部位的电压互感器负荷量和电压大幅提高,直接影响到电压互感器,导致其出现严重故障,影响66kV变电站的稳定运行。6.2长春双龙变电站建设中应注意的问题6.2.1注重66kV变电站的维护1.电缆故障线路的维护首先要把好电缆的质量关,这是电缆故障的源头问题。广家在生产电缆时应当秉35 长春工业大学工程硕±学位论文持商家的基本经营道德,不用劣质原材料,不渗杂劣质材料,采用专业的电缆质量检测设备对生产的电缆进行质量检测,争取不让质量不合格的电缆流入市场。在安装完毕之后,要注重对电缆的接头、端头等部位的定期检测维护,及时更换不合格或者有问题的电雞。同时,要实时监控和分析接地电阻值的变化情况,及时采取处理办法。一其次,把好电缆安装技术关。电缆安装过程也是个非常讲究技术的过程,从电缆进场、铺设、架装施工使用等方面都应该由专口的技术人员进行,严格的选拔和评估施工技术人员的技术水平,确保安装技术过关,尽量避免人为因素导致电缆安装出现问题。长春双龙变电站新设电缆采用7个完整的段运行,电缆终端设避雷器与现架空线路相接,采用直接接地方式,采用电阻率低、导线性能好的铜芯聚氯己帰电缆,避免线损。2.真空断路器故障线路维护真空泡真空度的降低将缩短真空断路器寿命一,采用旋转与产品体的真空短路装备可能降低这种情况的出现频率。同时,在真空断路器的正常运作过程中,还应该定期抽样检查真空断路器的放电现象一旦发现有放电现象,,必须立刻切断电源,更换断路器,确保真空断路器的所有元件都能够稳定正常的工作。3.电压互感器故障的维护电压互感器故障的维护上,可在变电站的电源中性点处接入互感器、消谐器等方式,防互感器被烧损。该种方式的局限性在于它只能在比较小概率范围内避免谐振引发的故障。当然,随着互感技术的发展,利用防单母线非线性防止铁磁共谐振避免故障方式势必会得到大力推广,这对预防电压互感器被烧损有至关重要的意义。4.加强66kV变电站设备维护设备的维护工作是检查检修工作的重中之重。曰常管理中,应当通过对66kV变电站设备检测、检修及故障原因的综合描述,做好变电站的设备维护工作。将故障预警和维护工作做在平时,通过对频发故障、事故的处理、分析与防范,全面提升维护水平,避免类似故障再次出现。同时,注意及时更换已经或潜在老化的线路、绝缘体、避雷器等设备。在进行无人操作之前,全面检查所有的开关和电阐,保持运行场所内部干净清洁一二次设备的。同时,区别对待次和维护,例行检查变压器,断路器,隔离开关口等设各,书面备案检查结果;做好控制仪器、继电保护器、小型计算化等设备的除尘防潮工作。为了保障66kV变电站的正常工作,加强66kV变电站设备维护的相关人员工作设备培训强度十分重要。通过培训,可不断加强工作人员的安全意识和设备管理保护意识,也能够提高工作人员的技术水平。同时也要注重对管理人员的培训,使他们能够W更科学、合理的方式进行管理。也需要定期进行防火事故演练和消防培训,防止在真正出现事故时,由于工作人员出现慌就等也理原因致使事故扩大化。36 长春工业大学工程硕±学位论文6.2.2加强66kV变电站的设备改造设备改造是在原有的设备中进行更换和换代升级,迭对保障变电站的正常运行也一方面改造是十分重要的。66kV变电站的设备改造,66kV变电站的过电压保护器,通过消弧线圈或小电抗设备进行复式接地等方式,全面升级传统的中保障电压保护器的性能稳定一kV。另方面,改造66变电站的避雷装备器材,主要通过金属氧化物减低线路电压,避免出现避雷器被击穿的情况。此外,要改造66kV变电站主变辅助设备和电子元器件,可W通过遥控开关遥控主变压器。二次改造66kV变电站的高压开关柜,通过增加距离保障安全运行及高压开关柜处的绝缘,尤其注意在高压开关柜重要位置应使用绝缘装置,提高绝缘性能,保障其性能稳定。最后,改造661^¥变电站的断路器技术,可1^通过变电站自动化技术和远程监控技术来实现。控制线路中迂回的接线,保证断路器把握控制的准确性,66kV改造变电站的重合闽装置,运用遥控技术和网络技术,提高重合闹开关的快速响应能力及动作的准确性。6..23完善66kV变电站设备的定期巡回检修制度定期巡回检修制度,不仅可W保障变电站设备均能够正常运行,也能够有效减少检修过剩、检修不充分等现象。而且定期检修还能够减少工作时间,提高工作效率。一环因此定期巡回检修制度,是变电站维护工作中必不可少的。另外,也注重对检修人员的业务综合素质的考核,定期进行培训,避免出现检修人员专业素质不过关导致出现问题,保障检修人员的技术素质能够与时俱进。同时应当配W状态巡回检修制度,W完善设备检修制度。状态巡回检修制度指的是根据设备的实际工作运行状态,进而分析出诊断结果,W此来决定设备是否需要检修。这样做,不仅能够化被动为主动,也能够降低检修成本,提高工作效率。6.366kV变电站运行现状及启示目前我国66kV变电站多数建立在东北地区,为保障当地的经济建设和人民生活发挥着至关重要的作用。然而,许多66kV变电站在建成后由于缺乏系统性地设备改造与升级,致使许多变电站仍在沿用老式的设备和仪器,这就非常容易出现运行损耗剧增、设备老化等各类问题频发,不仅降低66kV变电站的安全性、运行可靠化也影响到经济的发展和人民的正常生活。此外,66kV变电站的运行维护工作也存在意化方法老旧、计划经济现象存在等问题。这使得66kV变电站故障时有发生,维护水平长期在低水平徘徊,不但不能保障66kV变电站的稳定运行,也会影响整个电力网络的形象。新时期应该高度重视66kV变电站的设备改造和运行维护工作,保障其能在高灵敏度、高效率、强功能性的状态下工作,满足经济发展、人民生活的电力需求。37 长春工业大学工程硕±学位论文结论本文在分析了我国电网现状及近期的电网建设项目之后,对电网的负荷现状和长春双龙66kV变电站负荷预测进行了探究。接着对66kV变电站综合自动化系统设计与实施做了深入介绍和探讨,归纳总结了66kV变电站在实践中存在的故障,应当注重的维护。文章最后对长春双龙66kV变电站的设计与实施中应当注意的问题做了系统总结。笔者认为,长春双龙66kV变电站的设计与实施中应当注意对国内其他省市。建设经验的引进和吸收,W完善自身的建设笔者在文中的些许建议,可能因为自身的学识有限!,有所不足,敬请各位老师指正38 长春工业大学工程硕±学位论文致谢弹指之间,研究生生活就这样结束了,虽然读的在职,但是在整个研究生读书期一间起学习的同学们说声谢谢!,跟老师和同学们相处的极其融洽愉快,在此要对在论文完成之时,预示着我的研究生生活要画上完美的句话,而在整个论文写作过程中,我要特别感谢我的导师于海芳女±,于老师对我论文的指导倾注了大量也血,。才使得我能够顺利完成论文写作事实上,不仅在论文写作中,于老师对我帮助良多,在整个研究生生活期间,老师严谨的治学态度和渊博的学识,都对我产生了极大的影一>1个严谨、踏实的人。在此响,让我明白在^后的工作和学习中,更应该做,对于老(师真擎的说声感谢!还要感谢在论文写作过程中!,给予我帮助的其他老师和同学工业大学我的培养!感谢长春,祝愿母校明天更加美好最后!,谨向审阅本文的专家、教授致敬39 长#T业义学T程硕女学位论义参考文献1张全元..2008.].变电站综合自动化现场技术问答[M]中国电力出版牡[2008间周立红.变电站综合自动化技术问答[M].中国电力出版化..变电站综合自动化系统实用技术问答M.中国电力出版化2007.间下书文[][4]T书克电力系统远动原理及应用[M].化学工业出版社.2009.5]郭培源.电力系统自动控制新技术[M].科学出版化2001.[[6]何永华.发电厂及变电站的二次回路[M].中国电力出版社.2007.[7]霍利民.电力系统继电保护[M].中国电力出版社.2008..M2000.間黄益庄变电站综合自动化技术[].中国电力出版化9刘试.2008.尹勇李京蔚.基于ARM的嵌入式系统开发[M].电子工业出版社[],,[10]刘带汤雨乾变电站综合自动化实用技术问约M].中国电力出版化2007.刘振亚.国家电网公司输变电工程典型设计66kV变电站分册[M].中国电力出版[川社.2007.路文禄李铁玲变电站综合自动化技巧M].中国电力出版社2001.[巧4巧卢向南顶目计划与控制..200.[[M]机械工业出版社M华北电管局.变电运行技术问答.997.][M中国电力出版化1[]王浩波..28..应急管理实施手册在供电企业中的应用J江宁电业00[巧[][16]张兰有,徐洁.做好供电企业安全监督工作的几项措施[J.电力安全技术.2007.]叫7]杨昭新谈变电工区安全生产保证体系的建设[J.电力安全技术.2007.]1刊周丹.无人值班变电站遥信误报、漏报的分析及处理[J..2008.[]电力安全技术[19]麻常辉基于蒙特卡罗模拟法的输电灵活规划[J].电网技术.2009.口0田雨平电力企业安全风险管理M.白山出版社.2008.][](德).料布兰觀变电站自动化[M].中国电力出版社2009.]口叫张儒.变电站综合自动化原理与运行[M].中国电力出版社.2008.[2引屠强.变电站自动化实用技术及应用指南[M].中国电力出版化2004..口叫刘畅.66kV变电站综合自动化应用的研究与实现D.东北农业大学2011.[][25]夏玉巧.沈阳供电公司变电站综合自动化改造规划的编制与建设[D].吉林大学.2010.2666kVJ.黑龙江科学.2014.[]许海燕.变电站设备常见故障及维护[]一27孙希.66kV变电站部分电气次设计浅析J.2013.[][]科技与企业-NordenE....P^,Huang,ManLiCVlUSteVenRLong,SuelSPShen,WenDongQ,Perloersen,KuL.Fan,AconfidencelimitfortheempiricalmodegdecompositiondHilbenspectralalysis,Proc机.Roy.Soc.LondonA,VOl.459,2003.40 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