畢設大慶無人值班變電所電氣系統(tǒng)研究與設計說明

1、 . . . 網(wǎng)絡教育學院本科生畢業(yè)論文（設計）題目：無人值班變電所電氣系統(tǒng)研究與設計19 / 20容摘要今年來，隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展以與電子信息與微機裝置在電力系統(tǒng)中的廣泛運用，變電所實現(xiàn)無人值班已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展的重要方向。無人值班變電所作為一種先進的運行管理模式，前提是提高變電所設備可靠性，并通過借助微機遠動技術(shù)，實現(xiàn)由遠方值班員直接實施對變電所各設備運行的有效控制。無論是對無人值班變電所的新建或是將常規(guī)變電所改造為無人值班狀態(tài)，均有著十分顯著的經(jīng)濟效益。本次課程設計選擇了無人值班變電所電氣系統(tǒng)研究與設計，在設計該無人值班變電所時，以小型化模式為基礎，通過選擇主接線接線方式，變壓器，各導

2、體設備等，介紹綜合自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢以與采用的繼電保護設備等，經(jīng)過分析數(shù)據(jù)以與準確的計算對該變電所進行了無人值班制度的設計，為以后我市的無人變電所的發(fā)展和擴大起到了一定的參考作用。關(guān)鍵詞：無人值班變電所；電氣主接線；變電站綜合自動化系統(tǒng)目 錄容摘要I1 緒論11.1 無人值班變電所的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢11.2 國外的研究背景21.3 本次論文的主要工作32 電氣設計的主要容42.1 變電所的總體分析與主變選擇42.2 電氣主接線的選擇42.3 短路電流計算42.4 電氣設備選擇52.5 配電裝置與總平面布置設計53 變電所的總體分析與主變選擇63.1 變電所的總體情況分析63.2 主變壓器容量的選擇

3、63.3 主變壓器臺數(shù)的選擇74 電氣主接線設計114.1 引言114.2 電氣主接線設計的原則和基本要求114.3 電氣主接線設計說明125 短路電流計算135.1 短路計算的目的135.2 變電所短路短路電流計算136 結(jié)論17參考文獻181 緒論 1.1 無人值班變電所的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢中國農(nóng)網(wǎng)變電所的建設設計，由60年代的簡易變電所發(fā)展到70年代的工業(yè)化模式所，經(jīng)歷著一個逐步改進提高的過程，但都未發(fā)揮其理想的性能。80年代以來，在總結(jié)六七十年代兩種模式的基礎上，本著“小容量、密布點、短半徑”的原則，全國圍建成了上千座農(nóng)村小型化變電所。而進入90年代后，農(nóng)村變電所也開始在小型化模式的基礎上

4、朝無人化模式發(fā)展。但就目前情況來看，我省至今還沒有無人值守的變電所，本次課程設計結(jié)合本省的負荷特點與自然狀況，提出了在省城郊區(qū)建設一座的無人值班變電所模式的研究，為我省今后無人值班變電所的推廣積累了經(jīng)驗。無人值班變電所作為一種先進的運行管理模式，前提是提高變電所設備可靠性，并通過借助微機遠動技術(shù)，實現(xiàn)由遠方值班員直接實施對變電所各設備運行的有效控制。無論是對無人值班變電所的新建或是將常規(guī)變電所改造為無人值班狀態(tài)，均有著十分顯著的經(jīng)濟效益：(l) 管理和運行的費用較低。由于布置時采用的是新型高壓設備和完全的戶外式設備，運行費用僅相當于常規(guī)變電所的1/10。(2) 提高了供電的可靠性和自動化程度。

5、一方面，由于提高了變電所設備的可靠性和基礎的自動化，很大程度上，可以縮短事故停電時間和停電圍，另一方面，遙控技術(shù)的的實現(xiàn)使得遠方調(diào)度值班員可以直接實時監(jiān)測和控制變電所各出線的負荷，因而能進一步加強負荷管理。(3) 不新增投資的條件下可多供電。這種新型的無人值班變電所可以提高負荷率(一般都大于10%)，使得電網(wǎng)可以在不增加新投資條件下多供電。同時，提高了自動化程度高后，可以大大縮短維修停電和事故處理等時間，因此也能多供電。(4) 提高了系統(tǒng)的安全運行水平。由于變電所自動化水平較高，因而可大大減少人員誤觸電和誤操作事故。(5) 進一步提高了供電質(zhì)量。由于對有載調(diào)壓的主變以與無功補償裝置實現(xiàn)了遙控，

6、因而可以維持母線電壓在較為理想的水平，在常規(guī)變電所基礎上，電壓合格率至少提高5%。以上可以看出，全國圍，農(nóng)村無人值班變電所必將蓬勃發(fā)展。1.2 國外的研究背景在西歐、北美與日本等發(fā)達一些國家，絕大部分的變電所（500KV、38OkV與以下電壓等級的變電所)都己實現(xiàn)無人值班，管理人員很少，但是有著很高的管理水平、自動化程度與供電可靠性。比如美國田納西流域管理局管理電壓等級為161一500KV的電網(wǎng)和部分69、46kV的電網(wǎng)，供電區(qū)域面積達到了80000平方英里，最高和最低負荷分別為26000和12000MW，平均負荷處于16000一1700OMw之間，變電系統(tǒng)自動化程度與供電可靠性都相當高1。在

7、1995年，TAV用戶的年平均停電時間僅僅為7min，同時供電可靠率已達到99.999%，變電系統(tǒng)基本全部實現(xiàn)“四遙”。相比與中國，美國農(nóng)村變電所主要有以下幾個特點：(1) 占地面積較小。一些變電所采用立體多層設備布置以節(jié)約占地。(2) 房屋建筑面積較小。主控室較多采用組裝式，多用鐵絲網(wǎng)柵而非實體磚砌圍墻。(3) 一次設備質(zhì)量很好且檢修周期較長。(4) 主接線非常簡單，主變一般為雙繞組，高壓側(cè)多采用熔斷器保護。(5) 基本全部實現(xiàn)無人值班，遠動終端設備體積較小、性能非常優(yōu)良可靠。為數(shù)量日益增加的為人變電所提供設計指導的，是由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)村電氣化管理局編印的農(nóng)村變電所設計導則一體，本次畢設中，摘

8、引以下相關(guān)要點。(l) 設計大多數(shù)變電所連續(xù)運行，無需值班人員。由一個中心樞紐控制系統(tǒng)和系統(tǒng)的各部分，提供遠距離的指示、控制、測量以與通信手段。(2) 由于近年來，系統(tǒng)電壓普遍趨向于上升，因此取消中間傳輸變電所，同時將輸送電壓直接降至一次配電側(cè)的電壓水平。(3) 開關(guān)、控制和降壓設備的集合組成了配電變電所。配電所將輸送電壓降至一次配電電壓，從而輸送電能給居民、農(nóng)場、商業(yè)與工業(yè)負荷。農(nóng)村變電所要求電能容量的從1臺SMvA到3臺SMvA的變壓器圍，并要求以輻射方式供電。(4) 主變高壓側(cè)保護裝置可以選擇躍開式熔斷器、斷路器等。當主變壓器容量小于12MVA，并且高壓側(cè)電壓低于138kV時，高壓側(cè)經(jīng)濟

9、合理的保護是采用熔斷器。目前，中國的無人值班變電所的自動化系統(tǒng)，從整體上可以劃分為以下兩種模式：1.集控臺模式集控臺模式產(chǎn)生并發(fā)展于我國農(nóng)網(wǎng)變電所小形化模式方案試點過程中，具有“四合一”功能，也就是集控制、信號、測量和保護于一體。它實現(xiàn)對強電的控制時，采用的是弱電選線技術(shù)。集控臺模式的逐步發(fā)展經(jīng)歷了由低級向高級逐步的歷程。目前，形成了多型式、多檔次產(chǎn)品并存的局面。2.RTU模式RTU(RemoteTermmalUnit)即為遠方終端裝置，是核心為微機的自動智能化遠動裝置。今年來，隨著微機技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，RTU功能也越來越完善，實現(xiàn)變電所的自動化時采用RTU模式的性價比也越來越高。新產(chǎn)品RTU除

10、了最基本的四遙(即遙測、遙信、遙控和遙調(diào))功能外，還有著較為完善的當?shù)毓δ?如屏幕顯示、打印制表等)、轉(zhuǎn)發(fā)信息功能、存數(shù)據(jù)功能、裝置部功能以與事故順序記錄功能等。3.分層分布式微機網(wǎng)絡模式分層分布式微機網(wǎng)絡模式的主要特征是，采用先進的計算機網(wǎng)絡技術(shù)，把分層管理(變電所層和間隔層)的分布式微機聯(lián)系起來，構(gòu)成一個變電所通信網(wǎng)，以共同對變電所所有設備進行保護、監(jiān)控、信患、處理與智能化管理。由于該模式涉與到了變電所的控制、保護、測量以與信號的綜合管理，因此也稱作變電所綜合自動化。分層分布式微機網(wǎng)絡模式起步較晚，但功能非常完善，技術(shù)很先進、規(guī)模容量也較大。目前，已將該模式引入了農(nóng)網(wǎng)變電所。1.3 本次論

11、文的主要工作選某變電所作為設計對象，做有關(guān)這個變電所的電氣設計。 本論文主要研究無人值班變電所的電氣部分的電氣設計。本文概述了變電所設計的主要容，其中包括變電所總體分析、主變選擇、電氣主接線設計、短路電流計算、 電氣設備選擇、配電裝置和總平面設計等。對實際變電所設計具有一定的指導意義。2 電氣設計的主要容電氣設計主要包括強電和弱電兩個部分，強電部分的主要設計容有：變配電系統(tǒng)、電力和照明以與防雷接地系統(tǒng)等。變配電系統(tǒng)主要部分有：高低壓系統(tǒng)、變壓器、備用電源系統(tǒng)等；而電力系統(tǒng)主要包括電力系統(tǒng)配電和控制；照明系統(tǒng)則包括室外各類照明等；防雷接地系統(tǒng)主要包括防雷電感應、防雷電波侵入、接地、等電位聯(lián)結(jié)和局

12、部等電位聯(lián)結(jié)以與輔助等電位聯(lián)結(jié)等等。變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分。變電所電氣一次部分設計包括變電所總體分析、主變選擇、電氣主接線設計、短路電流計算、電氣設備選擇、配電裝置和總平面設計等3。2.1 變電所的總體分析與主變選擇設計中必須從全局利益出發(fā)進行變電所的設計,妥善處理安全與經(jīng)濟以與基本建設與生產(chǎn)運行等方面的關(guān)系,需要從實際情況出發(fā),結(jié)合當?shù)厍闆r,采取適宜的建設標準。根據(jù)當?shù)匦枰c可能性,應該有計劃和步驟地推行國外的先進技術(shù),一定程度上采用鑒定合格的新設備、新材料和新結(jié)構(gòu)等，逐漸提高地區(qū)的自動化水平。變電所的設計宜采用經(jīng)過審查的通用設計或典型設計。主變臺數(shù)的考慮原則:(1) 對于大城市郊區(qū)

13、的一次變電所,如果中、低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng),裝兩臺主變?yōu)橐恕?2) 對于地區(qū)性孤立的一次變電所以與大型工業(yè)專用變電所,應考慮裝三臺主變壓器的可能性。(3) 對于只裝兩臺主變變電所的規(guī)劃,主變基礎應按大于變壓器容量的一至二級進行設計,方便負荷發(fā)展時更換主變。2.2 電氣主接線的選擇電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。2.3 短路電流計算為了使所選擇的電氣設備，而足夠的可靠性，經(jīng)濟性，靈活性，在某一段時間的電力系統(tǒng)中，以滿足發(fā)展

14、的需要，應對不同的點的短路電流進行驗證。電力系統(tǒng)短路電流，自20世紀50年代以來，中國電力行業(yè)引入長期使用前聯(lián)的操作在任何時間曲線計算短路電流。所謂的運行曲線的電力系統(tǒng)中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎上得到個別計算阻抗在不同的條件下，在一定的時間的短路電流的發(fā)生器的參數(shù)，然后取平均值，所有這些短路電流，作為運行曲線，計算出在某一時刻和電抗的情況下的短路電流。制定運算曲線有兩種方法,同一變化法以與個別變化法。2.4 電氣設備選擇根據(jù)導體和電器選擇技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86 第1.1.2 條規(guī)定：(1) 力求技術(shù)先進，安全適用，并且經(jīng)濟合理；(2) 滿足正常運行或檢修、短路和過電壓情況下的各種要求，并要考慮到遠

15、景的發(fā)展；(3) 按照當?shù)丨h(huán)境與條件校準；(4) 導體種類不宜過多。2.5 配電裝置與總平面布置設計進行高壓配電裝置的設計時必須認真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，根據(jù)系統(tǒng)條件，自然環(huán)境以與運行檢修等的要求，制定合理的布置方案和選用設備，一定程度上采用鑒定合格的新設備、新材料和新結(jié)構(gòu)等，逐漸提高自動化水平，同時要注意節(jié)約材料。安全凈距的設計應根據(jù)高壓配電裝置設計技術(shù)規(guī)SDJ585中第4.1.14.1.5 條的規(guī)定。各不同電壓級配電裝置的設計和選擇符合高壓配電裝置技術(shù)規(guī)程SDJ585的規(guī)定。 總平面設計需符合變電所總布置設計技術(shù)規(guī)定SDGJ6384中第101條額規(guī)定，布置變電所的總平面時，必須全面貫徹洛

16、神現(xiàn)行各項技術(shù)經(jīng)濟政策，因地制宜，努力創(chuàng)新，做到合理布置，并充分利用荒地、坡地或劣地，盡量不占或少占良田，做好技術(shù)的經(jīng)濟論證，認真選擇最佳的設計方案以提高經(jīng)濟效益，從而為安全運行創(chuàng)造良好的條件。需在滿足安全穩(wěn)定運行的前提下，盡量簡化。3 變電所的總體分析與主變選擇3.1 變電所的總體情況分析變電所的設計必須從全局利益出發(fā)，正確處理安全與經(jīng)濟，基本建設與生產(chǎn)運行，近需要與今后發(fā)展等方面的關(guān)系，從實際出發(fā)，結(jié)合國情，采用中等適用的建設標準，有步驟地推廣國外先進技術(shù)，并采用經(jīng)實驗鑒定合格的新設備、新材料、新結(jié)構(gòu)， 根據(jù)需要與可能， 逐步提高自動化水平。變電所的設計宜采用經(jīng)過審查的通用設計或典型設計。

17、3.2 主變壓器容量的選擇 當變電所的所址與容量確定之后，需考慮主變壓器的容量與臺數(shù)。一般而言，農(nóng)村變電所可裝設一臺或兩臺土變壓器，這是因為變壓器臺數(shù)過多，將使土接線復雜化，既增加土建和設備投資，義不會給經(jīng)濟可靠運行帶來多大好處，而且，變壓器的效率隨其容量的增大而提高，故一般都希望增大容量而減少臺數(shù)(。變電所的土變壓器的容量應根據(jù)5一10a的發(fā)展規(guī)劃確定，并根據(jù)當前3一sa的負荷發(fā)展來確定近期單臺變壓器容量。如果確定變壓器容量時按照負荷變化性質(zhì)，負荷主要以農(nóng)業(yè)用電為主時，變電站則可以分別配置容量不同的變壓器各一臺。采用并聯(lián)運行，則容量比最好不超過3：l4；負荷以工業(yè)用電為主時，變電站可以配置一

18、樣的容量的變壓器。本次畢設的變電所位于市松花江北岸松北新區(qū)。其電源由江北一次變電所引出，總共8條10kV出線，預留8條出現(xiàn)。主要承擔著市政府、電視臺、以與江北開發(fā)區(qū)等地區(qū)一類負荷的供電任務，主要負荷統(tǒng)計如下表：網(wǎng)絡用戶名稱需用系數(shù)負荷容量kV.A線路長度（km）1，5江北開發(fā)區(qū)0.8600052，6市政府0.8300083電視臺0.8400054太陽島風景區(qū)0.7400087冰雪大世界0.653000108鎮(zhèn)三產(chǎn)0.720008表3-1 負荷統(tǒng)計表采用需用系數(shù)法進行的計算，第一期負荷增長率5%，變電所計算負荷為：其中,Ki同時系數(shù)，一般取0.85-0.9X%線損率，高低壓網(wǎng)絡的綜合線損率在8%

19、-12%Sjm第i條線路的計算負荷通過計算，本期主變安裝容量為2*20MvA?？紤]10年的負荷增長率5%的情況預留了更換2*3I.SMVA安裝條件。主變壓器采用有載調(diào)壓、低損耗二相電力變壓器，并能白動/手動調(diào)壓，也可實現(xiàn)遠方或就地調(diào)壓。3.3 主變壓器臺數(shù)的選擇主變臺數(shù)的考慮原則:(1) 對于大城市郊區(qū)的一次變電所,如果中、低壓側(cè)已經(jīng)構(gòu)成環(huán)網(wǎng),裝兩臺主變?yōu)橐恕?2) 對于地區(qū)性孤立的一次變電所以與大型工業(yè)專用變電所,應考慮裝三臺主變壓器的可能性。(3) 對于只裝兩臺主變變電所的規(guī)劃,主變基礎應按大于變壓器容量的一至二級進行設計,方便負荷發(fā)展時更換主變。3.4 變電所綜合自動化系統(tǒng)3.4.1常規(guī)

20、變電站組成常規(guī)變電站的三次部分土要由四人部分組成，即繼電保護、故障錄波、就地監(jiān)控和遠動5。長期以來，由于這些裝置功能、原理的不同，在電力技術(shù)部門已經(jīng)形成了不同的專業(yè)與管理模式。隨著微機技術(shù)的發(fā)展和應用，電力部門中分別相繼研制了微機繼電保護裝置、微機故障錄波裝置、微機監(jiān)控裝置以與微機自動遠動裝置等，雖然這些裝置的原理和用途不盡一樣，但其硬件配置卻基本一樣，所采集的量以與控制的對象也大致一樣。由此，人們開始考慮和研制全微機化的變電站一次部分設計和運行的相關(guān)問題，從而開始形成“變電站綜合自動化系統(tǒng)”的概念。采用先進的計算機網(wǎng)絡技術(shù)，把分層管理(變電所層和間隔層)的分布式微機聯(lián)系起來，構(gòu)成一個變電所通

21、信網(wǎng)，以共同對變電所所有設備進行保護、監(jiān)控、信患、處理與智能化管理。該系統(tǒng)也稱為分層分布式微機網(wǎng)絡模式，其起步較晚，但功能非常完善，技術(shù)很先進、規(guī)模容量也較大。變電所綜合自動化廣泛了采用微機保護和遠動技術(shù)，分別對變電所的模擬量、脈沖量、開關(guān)狀態(tài)量以與一些非電量信號進行采集，并經(jīng)過重新組合其功能，按照預定的程序和要現(xiàn)變電所的自動化監(jiān)視、測量、協(xié)調(diào)與控制。變電站綜合自動化最鮮明的特征如以下四點。(1) 功能綜合化。由于變電所綜合自動化技術(shù)建立和發(fā)展在計算機硬件技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以與模塊化軟件上的基礎上，取代了變電所的電磁式保護，其監(jiān)控裝置也綜合了儀表屏、模擬屏、操作屏、變送器、有載調(diào)壓無功補償、遠

22、動裝置、中央信號系統(tǒng)以與光字牌等各個方面。微機保護和監(jiān)控裝置綜合在一起，還有故障錄波和故障測距、小電流接地等功能。(2) 結(jié)構(gòu)微機化。該系統(tǒng)的主要部件是微機化和分布式的結(jié)構(gòu)，通過網(wǎng)絡總線連接，各個環(huán)節(jié)如微機保護、數(shù)據(jù)采集、與控制等的CPU同時并列運行6。(3) 操作監(jiān)視屏幕化。操作人員在變電所或是主控站，面對彩色大屏幕顯示器全方位監(jiān)視與操作變電所的各個設備。屏幕數(shù)據(jù)取代了常規(guī)方式下的指針讀數(shù)；CRT屏幕上的實時接線畫面取代了常規(guī)龐大的模擬屏；CRT屏幕上光標操作取代了常規(guī)在操作屏上完成的跳合閘?？傊?，通過計算機的彩色屏幕可以監(jiān)視變電所的所有變化。(4) 運行管理智能化。該系統(tǒng)的智能化不僅僅為常

23、規(guī)的自動化功能，如自動報警、自動報表或是電壓無功自動調(diào)節(jié)、事故判別與處理、小電流接地選線等方面，還可以表現(xiàn)為在線自診斷，并將自診斷的結(jié)果傳送至遠方的主控端。以上是與常規(guī)二次系統(tǒng)區(qū)別的重要特征。也就是說，常規(guī)系統(tǒng)只可以進行一次設備監(jiān)測，但本身發(fā)生故障時必須靠維護人員去檢查發(fā)現(xiàn)，但綜合自動化系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測一次設備，還可以每時每刻檢查自己是否有故障，充分體現(xiàn)了其智能性。3.4.2 集中式變電所綜合自動化方案與其主要缺點：該方案按照變電所的規(guī)模配置了相應容量、功能的微機保護以與微機遠動裝置，安裝于變電所的主控制室7。通過電流互感器、電壓互感器以與相應變送器傳輸和檢測主變壓器、各進出線路與變電所各種電

24、氣設備的運行狀態(tài)，并經(jīng)電纜傳送至主控制室的微機保護與遠動裝置，初步處理后前置機進行預處理，再進行與調(diào)度端的主計算機的數(shù)據(jù)通信。這種集中監(jiān)控的主要缺點表現(xiàn)在以下幾個方面： （1) 由于系統(tǒng)的信息集中處理，需要敷設大量電纜，投資量很大。 (2) 系統(tǒng)以模擬量傳輸采集的信號，精度較低，易受到外界的干擾和信號的影響。(3) 調(diào)試較麻煩，維護工作量比較大、擴容的靈活性也較差。(4) 信息得傳輸速率較低。實現(xiàn)變電所高可靠性的小型化與無人化是變電所綜合自動化的目標，針對以上所述集中式系統(tǒng)的許多缺點，90年代，我國已開始研究分布式綜合自動化系統(tǒng)8。3.4.3分布式綜合自動化系統(tǒng)分布式變電所綜合自動化的軟硬件配

25、置特點如下：(1)每個開關(guān)柜上分別安裝微機繼電保護裝置和微型RTU。(2)各種不同的電氣設備都單獨加裝微機保護裝置和微型RTU。(3)所有的RTU和保護裝置由兩條光纜連接。(4) 該系統(tǒng)的各裝置單獨運行。 （5)分散安裝，節(jié)省了大量的控制室面積、電纜與安裝費用，因此降低了系統(tǒng)的總造價。 分布式變電所綜合自動化的主要特點如下：(l)由于不同的電氣設備單獨安裝了對應的微機保護裝置和微型RTU，如果其中任一裝置發(fā)生故障，都不影響系統(tǒng)的正常運行。(2)由于系統(tǒng)裝置間以數(shù)字信號傳送信息，系統(tǒng)的抗干擾能力較強。(3)該系統(tǒng)為多CPU的工作方式，每個裝置都具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，因而可以大大減輕主控制機的負

26、擔9。(4)擴充靈活方便。(5)在數(shù)據(jù)庫中存放實時檢測數(shù)據(jù)和保護信息，獲取時調(diào)度中心直接從前置機中獲取，因此建立了可靠的自動化監(jiān)控系統(tǒng)。(6)該系統(tǒng)自診斷能力很強，可以自動巡檢系統(tǒng)所有裝置，自動檢查出發(fā)現(xiàn)的故障，并加以隔離。(7)該系統(tǒng)可以進行事件順序記錄，分辨率可達lms，可以為事故的分析提供有效數(shù)據(jù)。綜上所述，由于分布式綜合系統(tǒng)具有以上所述的投資少、裝置維護方便、功能強、擴充靈活以與可靠性高等各種優(yōu)點點，已經(jīng)成為當今的主流發(fā)展方向。3.4.3繼電保護功能相對獨立繼電保護具有特殊的重要性，因而綜合自動化系統(tǒng)絕不能降低繼電保護裝置的的可靠性。(1) 該系統(tǒng)的繼電保護分別獨立設置被保護的電力設備

27、單元(間隔)，輸入電氣量時，直接通過相關(guān)的電流互感器與電壓互感器，輸出時通過觸點，直接操作著相對應斷路器的跳閘線圈。(2) 該系統(tǒng)保護裝置設有通信接口，可以用于接入站的通信網(wǎng)，在保護動作后提供給變電所層的微機設備各類報告，但是保護的功能卻又完全不依賴通信網(wǎng)。(3) 系統(tǒng)為了提高整個系統(tǒng)的可靠性以與降低造價，避免不必要的硬件重復，應該配給保護裝置一些其他功能，但以不能降低保護裝置可靠性為前提。(4) 系統(tǒng)除保護裝置外，如備用電源的自動投入裝置、控制電容器投切裝置、以與變壓器分接頭有載切換的電壓控制裝置等其他一些重要控制設備，也不依賴通信網(wǎng)，而在相應的間隔層上設置專用的裝置。4 電氣主接線設計4.

28、1 引言電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線直接影響運行的可靠性、靈活性，它的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。變電站電氣主接線是由變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、避雷器等電氣設備按一定順序連接而成的,電氣主接線的不同形式，直接影響運行的可靠性、靈活性，并對電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和控制方式的擬定等都有決定性的影響。因此電氣主接線的正確、合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟論證比較方可。4.2 電氣主接線設計的原則和基本要求本次進行電氣主接線設計時,

29、考慮了以下四個方面的因素:(l)必須保證供電的可靠性和電能質(zhì)量電力生產(chǎn)的首要任務就是安全可靠, 對電氣主接線最基本的要求便是保證供電的可靠性和良好的電能質(zhì)量。進行設計時,除了要對主接線的基本接線形式進行定性評價外,對一些比較重要的變電所，更需要進行定量的分析和計算。雖然我們討論的屬于農(nóng)村電網(wǎng)變電所,但是這些變電所擔負許多郊區(qū)工廠和企業(yè)、風景名勝、以與農(nóng)業(yè)排澇抗旱等重要的供電任務,滿足供電的可靠性十分必要。隨著農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大,加之使用了自動化裝置和一些先進的技術(shù),這都非常有利于主接線可靠性的提高。但可靠性的提高不完全等價于元件或設備用得越多、越新、接線也越復雜，相反地,不必要地使用多余設

30、備,使主接線復雜,運行發(fā)生不便,更會導致供電可靠性的降低。(2)靈活、方便,可以滿足遠方監(jiān)控的要求好的主接線應該不僅可以滿足各種不同的運行狀態(tài),而且能夠靈活地轉(zhuǎn)換運行方式。正常運行時可以安全可靠地供電，故障情況或是設備檢修時也都能滿足遠方監(jiān)控的要求，可以簡單、靈活并且迅速地進行運行方式的倒換,使得停電時間最短，停電影響圍也最小。顯然,過于復雜的接線不僅不能保證操作方便，反而會增加誤操作率，但太簡單的接線，也不一定可以滿足系統(tǒng)運行方式的要求，因此，合理地安排主接線十分重要。(3)經(jīng)濟性良好進行主接線設計時，經(jīng)常會在可靠性與經(jīng)濟性之間發(fā)生貌似。如果要使主接線靈活可靠，必然會在一定程度上導致投資的增

31、加。因此，設計中必須綜合考慮技術(shù)和經(jīng)濟兩種因素，在滿足了供電持續(xù)可靠、運行方便靈活的基礎上,盡可能使得設備的投資費用、運行費用最少。(4)可以發(fā)展和擴建目前，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,往往會對已投產(chǎn)的變電所有擴建的需求,從主變的容量、臺數(shù)、以與饋線的數(shù)量均有擴建的需求的可能性,因此在設計主接線時，應該保留發(fā)展的余地,不僅要實現(xiàn)最終接線的目標，同時還要考慮到分期過渡接線的可能性，以與施工的方便性。4.3 電氣主接線設計說明該變電所承擔著許多工廠企業(yè)、政府機關(guān)的一類負荷供電任務，因此供電必須保證必要的可靠性，同時主接線在該條件下可以簡化設計，以保證運行的靈活方便，如下圖4-l所示。由2回輸電線的分支

32、線將66kV接入變電所，采用雙T接線，雙線路雙變壓器組的接線方式。同時，在雙變壓器66kV母線上，設置了隔離開關(guān)以聯(lián)絡高壓負荷，便于一回檢修時，另一同線可帶雙變運行。變電所本期10kV側(cè)出線8回，預留8回，一律為電纜出線。因為本期設計饋電線路較多，而且負荷很重要，采用了單母線分段帶旁路的接線方式。供電可靠性和靈活性高，檢修出線斷路器時可不中斷供電。本次設計中，如果沒有一類負荷，也可采用單電源側(cè)進線，高壓側(cè)單母線接線、低壓側(cè)單母線分段不帶旁路的主接線方式。圖4-1 主接線圖5 短路電流計算5.1 短路計算的目的為了使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性并在一定的時期滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要

33、，應對不同點的短路電流進行校驗。5.2 變電所短路短路電流計算在校驗電氣設備的短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時，按具體的設計規(guī)劃容量計算所用短路電流電源容量，并將電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃考慮在。進行短路電流計算選擇短路點時，應使得所選擇的電氣設備可以通過可能的最大短路電流。變電所的電氣連接圖如圖5-1所示，等值網(wǎng)絡的計算過程如下圖：選取=I00MVA，=Vav，計算各元件參數(shù)的標么值系統(tǒng)：上級變壓器=0.045，上級線路=0.01747 變壓器：=并聯(lián)運行下=2.2587/2=0.14285圖5-1 系統(tǒng)的等值阻抗圖本研究中系統(tǒng)的等值阻抗圖如圖所示。計算可得：進線路：并列運行下： 0.1836÷2=0.1836 (L=5KM)出線路： (L=8KM) (L=10KM)對于無限容量系統(tǒng)，二相短路周期分量的計算過程如下：圖5-2 系統(tǒng)等值阻抗圖KI點短路下，雙線分列運行的合成阻抗為：短路電流的有效值為：K3點短路下，雙線分列運行的合成阻抗為：短路電流的有效值為：一般系統(tǒng)的沖擊電流瞬時值為 計算結(jié)果如表所示表5-1 各種運行方式下計算結(jié)果6 結(jié)論 本論文主要研究無人值班變電所的電氣部分的