220kV變電站電氣一次初步設(shè)計 金晶
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220kV降壓變電站電氣一次系統(tǒng)初步設(shè)計文獻(xiàn)綜述
一 背景和意義
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)水平的進(jìn)步,人們生活水平不斷的提高,電力系統(tǒng)在整個行業(yè)中所占比例逐漸趨大?,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、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務(wù)。[1]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)計是電力工業(yè)建設(shè)中必不可少的一個項目。由于變電站設(shè)計內(nèi)容很多、范圍廣、邏輯性強(qiáng),不同電壓等級,不同類型,不同性質(zhì)負(fù)荷的變電站設(shè)計時所側(cè)重的方面是不一樣的。[2]設(shè)計過程中要針對變電站的規(guī)模和形式,具體問題具體分析。
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,它通過期變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。我國電力系統(tǒng)的變電站大致分為四類:升壓變電站,主網(wǎng)變電站,二次變電站,配電站。[3]我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高,對變電所的設(shè)計提出了更高的要求,更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平,認(rèn)真對待。
結(jié)合我國電力現(xiàn)狀,為國民經(jīng)濟(jì)各部門和人們生活提供充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價的電能,優(yōu)化發(fā)展變電站,規(guī)劃以220kV、110kV、10kV電影等級設(shè)計變電站。從我過目前部分地區(qū)用電發(fā)展趨勢來看,新建變電站應(yīng)充分體現(xiàn)出安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性。[4]在次我為了滿足某些的確 的要點需要,提高電能質(zhì)量。
電力是能源工業(yè),基礎(chǔ)工業(yè),在國家建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位,是實現(xiàn)國家現(xiàn)代化的重點電能也是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),是一種無形的,不能大量儲存的二次能源。要滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,電力工業(yè)必須超前發(fā)展,這是世界發(fā)展規(guī)律。[5]因此,做好電力規(guī)劃,加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè),就尤為重要。而變電站在改變或調(diào)整電壓等方面在電力系統(tǒng)中起著重要的作用,它承擔(dān)著變換電壓,接受和分配電能,控制電力的的流向和調(diào)整電壓的責(zé)任。[6]
可靠,優(yōu)質(zhì)的供電是現(xiàn)代化大都市的重要標(biāo)志。為此目的,需要采用相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù),其難度往往不亞于超高壓輸電技術(shù)。過去,對配電系統(tǒng)的發(fā)展未給予應(yīng)有的重視,欠賬甚多。研究采用配電新技術(shù),提高供電的可靠性和電能質(zhì)量已是十分緊迫的任務(wù)。[7]
二 變電站的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
當(dāng)今時代的變電站正趨于數(shù)字化,數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革,對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。數(shù)字化變電站三個主要的特征就是“一次設(shè)備智能化,二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化,符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”,即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化,信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,通信模型達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化,使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性、維護(hù)簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。[8]
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。[9]
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。
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。[10]
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,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。[11]
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,但首先要解決電子式互感器的可靠性問題、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的可靠性問題等。
我國目前已建成或者在建的數(shù)字化變電站同國外的數(shù)字化變電站相比,有不同的的特點:
國內(nèi)數(shù)字化變電站更重視可靠性問題,故較多采用冗余網(wǎng)絡(luò)方式。
國內(nèi)數(shù)字化變電站較多采用IEC61850-9-1,但該標(biāo)準(zhǔn)未來非IEC主流推薦,國內(nèi)需盡快開發(fā)基于IEC61850-9-2的系統(tǒng)。
因為技術(shù)成熟度問題,國內(nèi)對電子式互感器的應(yīng)用還比較保守。
IEC61850是面向未來的變電站自動化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是全世界關(guān)于變電站自動化系統(tǒng)的第1個完整的通信標(biāo)準(zhǔn)體系,目前我國投運的數(shù)字化變電站均以IEC61850為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但在對標(biāo)準(zhǔn)的理解、執(zhí)行方面還需進(jìn)一步統(tǒng)一規(guī)范。
IEC61850的概念思想非常先進(jìn),應(yīng)該講具有很強(qiáng)的生命力和影響力。電力系統(tǒng)的其他領(lǐng)域都很重視IEC61850,有的直接引用其文本形成本領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),有的吸收其思想,編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IEC61850一套標(biāo)準(zhǔn)涵蓋電力系統(tǒng)各個方面是不現(xiàn)實的,但它的先進(jìn)思想和部分技術(shù)一定會被廣泛引用。
由于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體系龐大,六次互操作,暴露出一些問題。如IEC61850標(biāo)準(zhǔn)本身描述不完全一致;各廠家對標(biāo)準(zhǔn)理解不完全相同;對應(yīng)用時的一些細(xì)節(jié)未作要求(系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)冗余問題、保護(hù)裝置定值的建模問題等)等。[12]要解決以上問題,應(yīng)該由多方共同努力完成:
首先國內(nèi)的用戶和設(shè)備制造商要有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的共同愿望,其次,標(biāo)委會要加強(qiáng)組織協(xié)調(diào),發(fā)揮公正平臺作用。進(jìn)一步細(xì)化完善國內(nèi)工程實施技術(shù)規(guī)范,配套建立其他如功能規(guī)范、設(shè)計規(guī)范、驗收規(guī)范等。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善,我國數(shù)字化變電站的試點建設(shè)已經(jīng)有了相當(dāng)數(shù)量,有必要進(jìn)行階段性總結(jié)。所以,我們“數(shù)字化變電站應(yīng)用經(jīng)驗高峰論壇”,想要通過此次高峰論壇,匯集國內(nèi)數(shù)字化變電站領(lǐng)域最具影響力的專家,通過交流和思想的碰撞,一定能為我國數(shù)字化變電站的發(fā)展走上健康正確的方向發(fā)揮重要作用。
三 本次設(shè)計內(nèi)容
變電站設(shè)計的內(nèi)容力求概念清楚,層次分明。通過大量翻閱工作,了解了電力工業(yè)的有關(guān)政策以及變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程等方面知識,進(jìn)而基本掌握了設(shè)計過程,結(jié)合自己設(shè)計的原始資料,提出了本次設(shè)計的思路和具體設(shè)計內(nèi)容。
1.電氣主接線是變電站設(shè)計的首要部分,也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié),主接線的擬定直接關(guān)系著變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定,是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。結(jié)合原始資料分析。以及各種接線方式的優(yōu)缺點,適用范圍進(jìn)行綜合比較,確定出最終的接線方案.
2.在變電站的選型應(yīng)根據(jù)其容量和臺數(shù)、主變壓器形式等進(jìn)行選擇。
3.短路電流計算是為了更好地選擇電氣設(shè)備,繼電保護(hù)的配置及整定等,了解了電力系統(tǒng)的短路計算知識,學(xué)習(xí)了短路計算的方法,從而完成自己設(shè)計中的短路計算部分。
4.導(dǎo)體及電氣設(shè)備選擇是設(shè)計的主要內(nèi)容之一,因為電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)備的作用和工作條件并不一樣,具體的選擇方法也不完全相同,但是對它們的基本要求是一致的,電氣設(shè)備要能可靠地工作,必須按正常工作條件進(jìn)行選擇,并按照短路狀態(tài)采取驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。
5.高壓配電裝置在電力系統(tǒng)中起著接受和分配電能的作用,從中了解到了電氣布置知識,通過對配電的基本要求,設(shè)計原則的了解,為自己的設(shè)計做了較合理的布置。
6.為了確保變電站的安全,結(jié)合防雷保護(hù)知識,防雷技術(shù)主要從兩個方面:一是雷直擊于發(fā)電廠,采取了裝設(shè)避雷針的方法;二是發(fā)電廠的雷電入侵波采取裝設(shè)閥式避雷器的防雷保護(hù)措施。
7.最后參考《國家電力公司農(nóng)村電網(wǎng)工程典型設(shè)計(第二分冊)》、《電氣CAD》
書籍知識,了解我國在發(fā)電廠設(shè)計工作中電氣具體的布置規(guī)劃,同時參考其繪圖,編號等要求,為自己的設(shè)計繪制了主接線圖、平面圖和斷面圖。
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