220kV變電站電氣一次初步設(shè)計,kv,變電站,電氣,一次,初步設(shè)計 文獻(xiàn)綜述 一、我國變電站發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 隨著社會的不斷發(fā)展，工業(yè)不斷進(jìn)步，人們的生活水平不斷提高，電力系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)中所占比例越來越大?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的，嚴(yán)密的整體。 各類發(fā)電廠、變電站分工完成電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電任務(wù)，電力系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)的重要能源部門，而變電站的設(shè)計是其中必不可少的一個項目。[1]變電站是電力系統(tǒng)中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。由于我國電力建設(shè)起步比較晚，目前我國變電站主要現(xiàn)狀是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變，有人值班向無人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設(shè)中，戶內(nèi)型變電站大幅增加。[2]國外變電站主要是交流輸出向直流輸出。轉(zhuǎn)變而數(shù)字化智能變電站也是國內(nèi)外變電站未來發(fā)展趨勢。[3] 數(shù)字化變電站在我國發(fā)展迅速，從1995年德國提出制定IEC61850的設(shè)想開始，中國就一直關(guān)注IEC61850的發(fā)展。全國電力系統(tǒng)管理及其信息交換標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會自2000年起，將對IEC61850的轉(zhuǎn)化作為工作重點(diǎn)之一。從CD（委員會草案）到CDV，從FDIS到正式出版物，標(biāo)委會及其工作組專家密切跟蹤IEC標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，用近5年的時間，二十多位專家的辛勤工作，完成了IEC61850到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T860的轉(zhuǎn)化。[4] 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的同時，國內(nèi)頂級設(shè)備制造商如南瑞集團(tuán)、北京四方、國電南自、許繼電器等同步開展了標(biāo)準(zhǔn)研究和軟硬件開發(fā)。2006年以來，相繼有采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站投入運(yùn)行，從110kV到500kV，從單一廠家到多家集成，國內(nèi)對數(shù)字化變電站工程實踐的探索正在向縱深發(fā)展。[5] 在國調(diào)中心的領(lǐng)導(dǎo)下，從2004底開始，標(biāo)委會成功組織了6次大規(guī)?；ゲ僮髟囼灒瑯O大地推動了基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備研制和工程化。 為規(guī)范IEC61850在國內(nèi)的有效有序應(yīng)用，2007年，標(biāo)委會將DL/T860標(biāo)準(zhǔn)工程實施技術(shù)規(guī)范納入工作計劃，并迅速組織有關(guān)專家進(jìn)行起草，經(jīng)廣泛征求意見，2008年該規(guī)范通過標(biāo)委會審查報批。成為指導(dǎo)DL/T860標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)工程實施的重要配套文件。[6] 目前，國內(nèi)各網(wǎng)省公司都進(jìn)行了數(shù)字化變電站試點(diǎn)，對DL/T860標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程度和技術(shù)水平各不相同，有單在變電站層應(yīng)用DL/T860的，也有在過程層試驗的，還有結(jié)合電子式互感器應(yīng)用的；有單一廠家實現(xiàn)的，也有多達(dá)十多加設(shè)備制造商參與的。數(shù)字化變電站的試點(diǎn)已經(jīng)較為充分，現(xiàn)在應(yīng)該到了總結(jié)成功經(jīng)驗、探討發(fā)展策略的時候了。 未來，在智能電網(wǎng)建設(shè)的大背景下，數(shù)字化變電站快速發(fā)展是必然趨勢。[7] 二、變電站概述 （一）變電站及其分類 變電站是改變電壓的場所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘?，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。變電站的主要設(shè)備是開關(guān)和變壓器。按規(guī)模大小不同，稱為變電所、配電室等。變電站是把一些設(shè)備組裝起來，用以切斷或接通、改變或者調(diào)整電壓，在電力系統(tǒng)中，變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)。 變電站主要分為：升壓變電站，主網(wǎng)變電站，二次變電站，配電站。 （二）變電站的主要設(shè)備 1、變壓器 變壓器是變電站的主要設(shè)備，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器即高、低壓每相共用一個繞組，從高壓繞組中間抽出一個頭作為低壓繞組的出線的變壓器。電壓高低與繞組匝數(shù)成正比，電流則與繞組匝數(shù)成反比。 變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統(tǒng)送端變電站，后者用于受端變電站。變壓器的電壓需與電力系統(tǒng)的電壓相適應(yīng)。為了在不同負(fù)荷情況下保持合格的電壓有時需要切換變壓器的分接頭。 按分接頭切換方式變壓器有帶負(fù)荷有載調(diào)壓變壓器和無負(fù)荷無載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器主要用于受端變電站。[8] 2、電壓互感器和電流互感器 電壓互感器和電流互感器的工作原理和變壓器相似，它們把高電壓設(shè)備和母線的運(yùn)行電壓、大電流即設(shè)備和母線的負(fù)荷或短路電流按規(guī)定比例變成測量儀表、繼電保護(hù)及控制設(shè)備的低電壓和小電流。在額定運(yùn)行情況下電壓互感器二次電壓為l00V，電流互感器二次電流為5A或1A。電流互感器的二次繞組經(jīng)常與負(fù)荷相連近于短路,請注意:絕不能讓其開路，否則將因高電壓而危及設(shè)備和人身安全或使電流互感器燒毀。 [9] 3、開關(guān)設(shè)備 變電站的開關(guān)設(shè)備包括斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器等，都是斷開和合上電路的設(shè)備。斷路器在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下用來合上和斷開電路；故障時在繼電保護(hù)裝置控制下自動把故障設(shè)備和線路斷開，還可以有自動重合閘功能。在我國，220kV以上變電站使用較多的是空氣斷路器和六氟化硫斷路器。 隔離開關(guān)（刀閘)的主要作用是在設(shè)備或線路檢修時隔離電壓，以保證安全。它不能斷開負(fù)荷電流和短路電流，應(yīng)與斷路器配合使用。在停電時應(yīng)先拉斷路器后拉隔離開關(guān)，送電時應(yīng)先合隔離開關(guān)后合斷路器。如果誤操作將引起設(shè)備損壞和人身傷亡。 負(fù)荷開關(guān)能在正常運(yùn)行時斷開負(fù)荷電流沒有斷開故障電流的能力，一般與高壓熔斷絲配合用于10kV及以上電壓且不經(jīng)常操作的變壓器或出線上。[10] 4、其他設(shè)備 防雷設(shè)備主要有避雷針和避雷器。避雷針是為了防止變電站遭受直接雷擊將雷電對其自身放電把雷電流引入大地。在變電站附近的線路上落雷時雷電波會沿導(dǎo)線進(jìn)入變電站，產(chǎn)生過電壓。另外，斷路器操作等也會引起過電壓。避雷器的作用是當(dāng)過電壓超過一定限值時，自動對地放電降低電壓保護(hù)設(shè)備放電后又迅速自動滅弧，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。目前，使用最多的是氧化鋅避雷器。 此外，變電站設(shè)備還包括匯集電流的母線，計量和控制用儀表、繼電保護(hù)裝置和調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補(bǔ)償設(shè)備。 三、設(shè)計內(nèi)容及目標(biāo) 220kV降壓變電所電氣部分設(shè)計的研究主要內(nèi)容是結(jié)合相關(guān)的設(shè)計手冊，輔助資料，主要完成該變電站的一次部分設(shè)計，參考國內(nèi)外最新的設(shè)計方法、研究成果和新的電氣設(shè)備，對降壓變電所的電氣主接線方案，主變壓器的選擇，電氣設(shè)備的選擇（包括斷路器，隔離開關(guān)，熔斷器等），配電裝置的選擇以及防雷保護(hù)的設(shè)計。主變壓器、各側(cè)電壓等級的電氣主接線和相關(guān)一次、二次設(shè)備、避雷裝置、繼電保護(hù)裝置進(jìn)行選擇。同時，完成變電站一次部分總接線圖、220kV變電所平面布置初步設(shè)計圖和詳細(xì)設(shè)計圖。[11] 本次變電站的設(shè)計要做到概念清晰，層次分明，結(jié)合自己選擇的參考資料，并參考變電站一次設(shè)計的規(guī)范，經(jīng)過查閱資料，了解其基本過程，整理相關(guān)的思路，在老師的指導(dǎo)下，細(xì)致縝密的完成整個設(shè)計過程，具體的設(shè)計規(guī)范步驟如下： 1、根據(jù)原始資料選擇5～7種合理的電氣主接線； 2、進(jìn)行初步技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選擇2種較好的電氣主接線； 3、選擇主變壓器的容量和型號； 4、計算這兩種主接線的短路電流； 5、根據(jù)短路電流計算結(jié)果選擇電氣設(shè)備； 6、通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最佳方案； 7、設(shè)計較為合理的防雷系統(tǒng)； 8、屋內(nèi)外配電裝置設(shè)計和總平面布置； 9、繪制圖紙：電氣主接線、電氣總平面布置、防雷與接地、配電裝置斷面圖。 參考文獻(xiàn)： [1]熊信銀.發(fā)電廠電氣部分[M].中國電力出版社，2004 [2]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].中國電力出版社，2006 [3]李光琦.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析[M].中國電力出版社, 2006 [4]金旭東.數(shù)字化變電站介紹[M].江蘇電機(jī)工程，2007 [5]夏勇軍,蘇吳,胡剛,董永德.數(shù)字化變電站研究現(xiàn)狀與應(yīng)用展望[M].湖 北電力, 2007 [6]湯漢松,孫志杰,徐大可.數(shù)字化變電站的現(xiàn)狀與未來[M].江蘇電機(jī) 工程，2007 [7]葸英.淺談數(shù)字化變電站的應(yīng)用[M].電力技術(shù), 2009 [8]陳月娥.有關(guān)220kV變電站設(shè)計思路的分析[M]. 廣東科技，2008 [9]陳景龍.變電站自動化發(fā)展趨勢分析[M].科學(xué)實踐，2008 [10]才國平.高壓電氣設(shè)備選擇[M].電氣開關(guān), 2002 [11]唐岳柏.淺議220kV變電站電氣主接線的選擇[M].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010年07期