110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計 鄭斌,110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計,鄭斌,kv,變電站,部分,部份,二次,回路,系統(tǒng),設(shè)計 110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計 文獻綜述 1、 選題意義 對于自身:大學(xué)即將畢業(yè)，我也將要踏入電力行業(yè)從事變電站的建設(shè)，調(diào)試與維護中，因此研究《110kV變電二次回路系統(tǒng)設(shè)計》對我以后的工作具有重大的幫助和深遠(yuǎn)的意義。 對于我生活:隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對供電質(zhì)量的要求日益提高。國家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造、拉動內(nèi)需的發(fā)展計劃。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，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。因此，近年來110kV變電站的建設(shè)得到了迅猛飛速的發(fā)展[2]。 電力管理體制與變電站綜合自動化系統(tǒng)關(guān)系問題變電站綜合自動化系統(tǒng)的建設(shè)，使得繼電保護、遠(yuǎn)動、計量、變電運行等各專業(yè)相互滲透，傳統(tǒng)的技術(shù)分工、專業(yè)管理已經(jīng)不能適應(yīng)變電站綜合自動化技術(shù)的發(fā)展，變電站遠(yuǎn)動與保護專業(yè)雖然有明確的專業(yè)設(shè)備劃分，但其內(nèi)部聯(lián)系已經(jīng)成為不可分割的整體，一旦有設(shè)備缺陷均需要兩個專業(yè)同時到達現(xiàn)場檢查分析，有時會發(fā)生推諉責(zé)任的情況，造成極大的人力資源浪費，而且兩專業(yè)銜接部分的許多缺陷問題成為“兩不管地帶”，不利于開展工作。在專業(yè)管理上，變電站綜合自動化設(shè)備的運行、檢修、檢測，尤其是遠(yuǎn)動系統(tǒng)的實時性、遙測精度、遙信變位響應(yīng)速度、信號復(fù)歸和事故總信號等問題仍需要規(guī)范和加強；對傳動實驗及通道聯(lián)測的實現(xiàn)、軟件資料備份等問題提出了[7]。新的課題內(nèi)容。 2、 變電站建設(shè)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 逐漸向綜合自動化轉(zhuǎn)變：大部分地區(qū)從建成第一座ll0kV綜合自動化無人值班站起，后來新建的110kV變電站均改為綜合自動化無人值班站模式，并且陸續(xù)對以前的舊站進行自動化無人值班的改造，變電站的控制模式相應(yīng)地由現(xiàn)場操作轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)方控制 [12]。由于隔離開關(guān)并不符合遠(yuǎn)方控制的要求，變電站的電氣主接線型式就要盡量減少改變運行方式時隔離開關(guān)的倒閘操作，減少變電站的電壓等級和簡化接線[7]。 變電站設(shè)備的簡化：在變電站中由于光纖和微波通信方式傳輸速率大和可靠性強，已經(jīng)取代了載波通信方式。而且，由于110kV電壓等級電力網(wǎng)絡(luò)已降為配電網(wǎng)絡(luò)，在很多地區(qū)，為了保證配置簡化、整定方便以及負(fù)荷潮流分布安全合理的需要，110kV電壓等級電力網(wǎng)絡(luò)不再實行環(huán)網(wǎng)運行，而是采用單電源的運行方式，電源點也多為電壓等級更高變電站的110kV出線[8]。 變電站數(shù)字化：隨著信息化的普及和深入，越來越多的目光投向了數(shù)字化變電站和數(shù)字化電網(wǎng)的研究與開發(fā)。數(shù)字化的目標(biāo)是利用電網(wǎng)進行數(shù)據(jù)采集和處理、通信和信息綜合利用、分層和分類的數(shù)字化電網(wǎng)調(diào)度體系，實現(xiàn)電網(wǎng)監(jiān)控分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)一和規(guī)范化管理以及信息挖掘和信息增值利用，提高決策效率和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行水平[6][3]。 變電站集成化：集成化是指要形成互聯(lián)大電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需綜。合利用多角度和尺度、廣域大范圍的電網(wǎng)信息及分離的各系統(tǒng)內(nèi)存在的各種數(shù)據(jù)[5]。調(diào)度數(shù)據(jù)集成化要實現(xiàn)調(diào)度數(shù)據(jù)的整合，數(shù)據(jù)和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的資源整合和數(shù)據(jù)共享以及電網(wǎng)調(diào)度信息化和管現(xiàn)代化，最終為實現(xiàn)調(diào)度智能化服務(wù)[7]。 變電站智能化：。智能調(diào)度是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。智能調(diào)度采用調(diào)度數(shù)據(jù)集成技術(shù)，能有效整合電力系統(tǒng)的運行信息，實現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運行的監(jiān)測與優(yōu)化、預(yù)警與動態(tài)預(yù)防控制、事故的智能辨識以及事故后的故障分析和系統(tǒng)恢復(fù)，同時實現(xiàn)緊急狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制，調(diào)度運行和管理的智能化，電網(wǎng)調(diào)度可視化等高級功能[7]。 3、 變電站設(shè)計內(nèi)容及原則 110kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計主要包括以下步驟：電氣主接線設(shè)計、主變壓器容量型號的選擇、短路電流的計算、電氣設(shè)備的選擇、無內(nèi)外配電裝置的選擇和防雷及接地裝置的選擇[1]. 變電站設(shè)計原則[1]： 1)足夠的變電容量以滿足供電區(qū)域內(nèi)中長期規(guī)劃預(yù)測的負(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)計中要考慮到雷電對變電站的危害，在變電站中至少要安裝一臺避雷器來保護變壓器，最佳選擇是在變電站入口處安裝避雷器 [4]。此時，即使在瞬時有極高電流出現(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)。 變電站設(shè)計中應(yīng)注意的問題[9] 1)電氣主接線選擇電氣主接線的方式主要有單母線接線，單母線分段接線，單母線帶旁路母線接線，單母線分段帶旁路母線接線，雙母線接線，雙母線分段接線，雙母線帶旁路母線的接線，一臺半斷路器的接線。近年來，隨著sF6斷路器和氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的普遍采用，旁路母線的使用越來越少。所以我們沒有采用單母線分段帶旁路母線接線和雙母線帶旁路母線的接線等接線形式。安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對國民經(jīng)濟各部門帶來的損失將更嚴(yán)重，往往比少發(fā)電能的價值大幾十倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報廢、城市生活混亂等經(jīng)濟損失和政治影響，更是難以估量。因此，主接線的接線形式必須保證供電可靠。電壓、頻率和供電連續(xù)可靠是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)，主接線應(yīng)在各種運行方式下都能滿足這方 面的要求。 2)主變壓器選擇變電站主變壓器容量和臺數(shù)時影響電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、可靠性和經(jīng)濟性的一個重要因數(shù)。所以根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀、最高供電負(fù)荷、售電量及其發(fā)展趨勢，確定變電站的規(guī)模，合理選擇變電站的變壓器容量和臺數(shù)。主變壓器可以根據(jù)6個方面進行選擇：按電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃選擇主要變壓器容量；按電壓等級選擇主變壓器容量；根據(jù)變電站所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來選擇主變壓器的容量；同級電壓的單臺變壓器容量的級別；按容載比確定主變壓器的容量，按負(fù)荷密度選擇變電站主變壓器的容量。主變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)根據(jù)地區(qū)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、供電負(fù)荷大小、運行方式、供電可靠性等條件進行綜合比較后確定。同級電壓的單臺變壓器容量級別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行主變壓器容量的系列化和標(biāo) 準(zhǔn)化。 3)三維布置 按照實際工程需要利用三維模型庫搭建電站三維模型，并且附加實際工程信息。 a.配電間隔的創(chuàng)建。配電間隔由間隔內(nèi)部設(shè)備和導(dǎo)線以及導(dǎo)線支架組成。在本工程中，參考施工圖實際的距離參數(shù)來布置間隔內(nèi)部各個設(shè)備之間的間距。每個間隔在模型目錄中的層次按如下規(guī)則存放：SITE層確定分區(qū)，如500 kV分區(qū){Z0NE層確定間隔，如：2#，37~至l0 W某電廠Ⅱ出線間隔；EQUI層則存放該間隔內(nèi)的設(shè)備。 b.導(dǎo)線的創(chuàng)建。導(dǎo)線包括各類母線、進線、出線及設(shè)備間導(dǎo)線等。PDMS中沒有專用創(chuàng)建導(dǎo)線的工具，本工程中采用彎曲鋼管代替，弧垂幅度根據(jù)計算結(jié)果確定，本層次由電氣專業(yè)進行設(shè)計。 c.主控樓、站內(nèi)道路、圍墻的創(chuàng)建。建模時采用t3dms土建專用工具和道路創(chuàng)建專用工具，本層次由土建專業(yè)負(fù)責(zé)設(shè)計。 d.全站三維布置。確定變電站模型坐標(biāo)系原點位置后，按照實際位置參數(shù)設(shè)置變電站中所有設(shè)備、支架、導(dǎo)線、道路、圍墻、主控樓等。對變電站進行全場布置時，由sITE劃分功能分區(qū)，如：500 kV分區(qū)、220 kV分區(qū)、35 kV分區(qū)、主控樓、場區(qū)道路、圍墻等。由Z0NE劃分功能子單元、獨立的間隔，如：8WII至某開關(guān)站Ⅱ、所用變回路Ⅱ等。 4)接地材料的選擇[10] 選擇接地材料時需要綜合考慮，鋼材是最為常見的接地材料。短路電流過大時，變電所需降低施工難度，此時可選擇銅接地。腐蝕方面應(yīng)該根據(jù)土壤的具體環(huán)境決定材料。從部分投運時間長達10a的按地網(wǎng)來看，部分鋼材完好如初，只是在焊接處和距空氣接近處出現(xiàn)了銹蝕；少數(shù)銹蝕較為嚴(yán)重。這就提醒設(shè)計者 在設(shè)計時需考慮到腐蝕情況，根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H的腐蝕數(shù)據(jù)進行材料設(shè)計。 5)主變保護的設(shè)計 電力變壓器是電力系統(tǒng)中十分重要的供電設(shè)備，它的故障將對供電可靠性和系統(tǒng)的正常運行帶來嚴(yán)重的影響，同時大容量的電力變壓器也是非常貴重的設(shè)備。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度考慮裝設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保護裝置。針對變壓器故障類型和不正常運行狀態(tài)，對主變可采用以下保護： 瓦斯保護；諧波制動縱差保護；變壓器220kV側(cè)過流保護；變壓器35kV側(cè)過流保護；220kV零序過流保護； 110kV 2段方向零序過流保護；35kVN零序過流保護；220kV~I35kV~1]過負(fù)荷保護。 四、結(jié)束語 變電站設(shè)計是個綜合系統(tǒng)工程，是電力系統(tǒng)項目設(shè)計的重要組成部分。一份成功的變電站設(shè)計方案可以在實際工程中取得最優(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，使變電站的配置達到最佳，保證較高的經(jīng)濟效益和社會效益[11]。 五、參考資料及文獻 [1] 朱大新，劉覺.變電站綜合自動化系統(tǒng)的內(nèi)容及功能要求和配置.電力系統(tǒng)自動 化.1995（10）：3～6. 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