110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鄭斌,110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì),鄭斌,kv,變電站,部分,部份,二次,回路,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 110kV變電站部分二次回路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述 1、 選題意義 對(duì)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(hù)中，因此研究《110kV變電二次回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)》對(duì)我以后的工作具有重大的幫助和深遠(yuǎn)的意義。 對(duì)于我生活:隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求日益提高。國(guó)家提出了加快城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)建設(shè)及改造、拉動(dòng)內(nèi)需的發(fā)展計(jì)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(guò)其變壓器將各級(jí)電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，在電力系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。因此，近年來(lái)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(dòng)化系統(tǒng)關(guān)系問(wèn)題變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)，使得繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)量、變電運(yùn)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(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，變電站遠(yuǎn)動(dòng)與保護(hù)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(gè)專業(yè)同時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析，有時(shí)會(huì)發(fā)生推諉責(zé)任的情況，造成極大的人力資源浪費(fèi)，而且兩專業(yè)銜接部分的許多缺陷問(wèn)題成為“兩不管地帶”，不利于開(kāi)展工作。在專業(yè)管理上，變電站綜合自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行、檢修、檢測(cè)，尤其是遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、遙測(cè)精度、遙信變位響應(yīng)速度、信號(hào)復(fù)歸和事故總信號(hào)等問(wèn)題仍需要規(guī)范和加強(qiáng)；對(duì)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)及通道聯(lián)測(cè)的實(shí)現(xiàn)、軟件資料備份等問(wèn)題提出了[7]。新的課題內(nèi)容。 2、 變電站建設(shè)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 逐漸向綜合自動(dòng)化轉(zhuǎn)變：大部分地區(qū)從建成第一座ll0kV綜合自動(dòng)化無(wú)人值班站起，后來(lái)新建的110kV變電站均改為綜合自動(dòng)化無(wú)人值班站模式，并且陸續(xù)對(duì)以前的舊站進(jìn)行自動(dòng)化無(wú)人值班的改造，變電站的控制模式相應(yīng)地由現(xiàn)場(chǎng)操作轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)方控制 [12]。由于隔離開(kāi)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(yùn)行方式時(shí)隔離開(kāi)關(guān)的倒閘操作，減少變電站的電壓等級(jí)和簡(jiǎn)化接線[7]。 變電站設(shè)備的簡(jiǎn)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(qiáng)，已經(jīng)取代了載波通信方式。而且，由于110kV電壓等級(jí)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(jiǎn)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(jí)電力網(wǎng)絡(luò)不再實(shí)行環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，而是采用單電源的運(yùn)行方式，電源點(diǎn)也多為電壓等級(jí)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(lái)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(kāi)發(fā)。數(shù)字化的目標(biāo)是利用電網(wǎng)進(jìn)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(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)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(lái)電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。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(yùn)行信息，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)與優(yōu)化、預(yù)警與動(dòng)態(tài)預(yù)防控制、事故的智能辨識(shí)以及事故后的故障分析和系統(tǒng)恢復(fù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)緊急狀態(tài)下的協(xié)調(diào)控制，調(diào)度運(yùn)行和管理的智能化，電網(wǎng)調(diào)度可視化等高級(jí)功能[7]。 3、 變電站設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則 110kV變電站電氣一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括以下步驟：電氣主接線設(shè)計(jì)、主變壓器容量型號(hào)的選擇、短路電流的計(jì)算、電氣設(shè)備的選擇、無(wú)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(jì)原則[1]： 1)足夠的變電容量以滿足供電區(qū)域內(nèi)中長(zhǎng)期規(guī)劃預(yù)測(cè)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(dòng)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(jì)中要考慮到雷電對(duì)變電站的危害，在變電站中至少要安裝一臺(tái)避雷器來(lái)保護(hù)變壓器，最佳選擇是在變電站入口處安裝避雷器 [4]。此時(shí)，即使在瞬時(shí)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(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)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(tái)半斷路器的接線。近年來(lái)，隨著sF6斷路器和氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的普遍采用，旁路母線的使用越來(lái)越少。所以我們沒(méi)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(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)帶來(lái)的損失將更嚴(yán)重，往往比少發(fā)電能的價(jià)值大幾十倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(tái)數(shù)時(shí)影響電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)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(shì)，確定變電站的規(guī)模，合理選擇變電站的變壓器容量和臺(tái)數(shù)。主變壓器可以根據(jù)6個(gè)方面進(jìn)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(jí)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(lái)選擇主變壓器的容量；同級(jí)電壓的單臺(tái)變壓器容量的級(jí)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(tái)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(yùn)行方式、供電可靠性等條件進(jìn)行綜合比較后確定。同級(jí)電壓的單臺(tái)變壓器容量級(jí)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(shí)際工程需要利用三維模型庫(kù)搭建電站三維模型，并且附加實(shí)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(shí)際的距離參數(shù)來(lái)布置間隔內(nèi)部各個(gè)設(shè)備之間的間距。每個(gè)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(jìn)線、出線及設(shè)備間導(dǎo)線等。PDMS中沒(méi)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(jì)算結(jié)果確定，本層次由電氣專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 c.主控樓、站內(nèi)道路、圍墻的創(chuàng)建。建模時(shí)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(jì)。 d.全站三維布置。確定變電站模型坐標(biāo)系原點(diǎn)位置后，按照實(shí)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(duì)變電站進(jìn)行全場(chǎng)布置時(shí)，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(chǎng)區(qū)道路、圍墻等。由Z0NE劃分功能子單元、獨(dú)立的間隔，如：8WII至某開(kāi)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(shí)需要綜合考慮，鋼材是最為常見(jiàn)的接地材料。短路電流過(guò)大時(shí)，變電所需降低施工難度，此時(shí)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(yùn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10a的按地網(wǎng)來(lái)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(jì)者 在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮到腐蝕情況，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際的腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。 5)主變保護(hù)的設(shè)計(jì) 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(duì)供電可靠性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響，同時(shí)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(hù)裝置。針對(duì)變壓器故障類型和不正常運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)主變可采用以下保護(hù)： 瓦斯保護(hù)；諧波制動(dòng)縱差保護(hù)；變壓器220kV側(cè)過(guò)流保護(hù)；變壓器35kV側(cè)過(guò)流保護(hù)；220kV零序過(guò)流保護(hù)； 110kV 2段方向零序過(guò)流保護(hù)；35kVN零序過(guò)流保護(hù)；220kV~I35kV~1]過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 四、結(jié)束語(yǔ) 變電站設(shè)計(jì)是個(gè)綜合系統(tǒng)工程，是電力系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的重要組成部分。一份成功的變電站設(shè)計(jì)方案可以在實(shí)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(dá)到最佳，保證較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[11]。 五、參考資料及文獻(xiàn) [1] 朱大新，劉覺(jué).變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的內(nèi)容及功能要求和配置.電力系統(tǒng)自動(dòng) 化.1995（10）：3～6. 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