220KV變電站初步設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)220KV變電站的初步設(shè)計(jì)，主要是對(duì)變電站電氣一次部分的初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：確定此變電站主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，電氣主接線的方式，短路電流的計(jì)算，各級(jí)線路所需電氣設(shè)備的選擇以及一些簡(jiǎn)單的防雷設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站設(shè)計(jì)；短路計(jì)算；電氣設(shè)備；防雷 前言變電站對(duì)電力的生產(chǎn)和分配起到了舉足輕重的作用，學(xué)習(xí)和了解變電站的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行對(duì)電力資源的可持續(xù)發(fā)展墊下了基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)電力需求迅速增長(zhǎng)，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和居民生活水平的提高，第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電比重上升，制冷制熱負(fù)荷大幅度增加，使得電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，高電壓、大機(jī)組、長(zhǎng)距離輸電、電網(wǎng)互

2、聯(lián)的趨勢(shì)，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜。常規(guī)變電站的二次部分主要由四大類(lèi)裝置組成：繼電保護(hù)、故障錄波、就地監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)。電能有許多的有點(diǎn)，是運(yùn)用相當(dāng)廣泛的清潔能源，隨著電力工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,電力已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的動(dòng)力，并廣泛應(yīng)用于一切生產(chǎn)和日常生活方面。 本次設(shè)計(jì)的題目是：220 KV變電站初步設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)變電所在城市近郊，向開(kāi)發(fā)區(qū)的煉鋼廠供電，在變電所附近還有地區(qū)負(fù)荷。確定本變電所的電壓等級(jí)為220/110/10KV，220KV是本變電所的電源電壓，110KV和10KV是二次電壓。待設(shè)計(jì)變電所的電源，由雙回220KV線路送到本變電所；在中壓側(cè)110KV母線，送出

3、2回線路，主要供給煉鋼廠（一類(lèi)負(fù)荷），最大負(fù)荷為42000KW,其中重要負(fù)荷占65%，COS=0.95；在低壓側(cè)10KV母線，送出12回線路，主要給部分工廠和民用（主要為二三類(lèi)負(fù)荷），最大負(fù)荷為9800KW，其中重要負(fù)荷占62%；在本所220KV母線有三回輸出線路。最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)hT5500max=，同時(shí)率取0.9，線路損耗取5%。該變電所的所址，地勢(shì)平坦，交通方便。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為：1.選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型2. 設(shè)計(jì)本變電所電氣主接線 3.進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算4.選擇所需的電氣設(shè)備5.選擇所用電接線方式和所用變壓器6.進(jìn)行防雷的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)

4、程中，始終本著綜合運(yùn)用理論知識(shí)和符合畢業(yè)設(shè)計(jì)要求而展開(kāi)設(shè)計(jì)工作。查閱了發(fā)電廠電氣部分、電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)、高電壓技術(shù)等課程的內(nèi)容，查閱了電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)，在次基礎(chǔ)上擬定了電氣主接線，進(jìn)行了短路電流的計(jì)算和電氣設(shè)備的選擇。這次設(shè)計(jì)檢驗(yàn)了我在大學(xué)四年里所學(xué)的所有專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)習(xí)期間所獲得的生產(chǎn)知識(shí)。從而鞏固、加深專(zhuān)業(yè)知識(shí)，學(xué)習(xí)了變電站設(shè)計(jì)的基本方法和技能，還培養(yǎng)和提高獨(dú)立分析和解決實(shí)習(xí)工程問(wèn)題的能力。第一章 概述一、變電站的發(fā)展 變電站的發(fā)展主要有以下幾個(gè)階段：變電站是電力網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，它連接線路，輸送電能，擔(dān)負(fù)著變換電壓等級(jí)、匯集電流、分配電能、控制電能流向、調(diào)整電壓等功能。變電站

5、的智能化運(yùn)行實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一。變電站的發(fā)展經(jīng)歷了如下幾個(gè)發(fā)展階段。20世紀(jì)80年代及以前變電站保護(hù)設(shè)備以晶體管、集成電路為主，二次設(shè)備均按照傳統(tǒng)方式布置，各部分獨(dú)立運(yùn)行。隨著微處理器和通信技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)動(dòng)裝置的性能得到較大提高，傳統(tǒng)變電站逐步增加了“遙測(cè)”、“遙信”、“遙控”、“遙調(diào)”的四遙功能。20 世紀(jì)90 年代，隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)的發(fā)展，變電站自動(dòng)化取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)和信息處理技術(shù)，對(duì)變電站二次設(shè)備的功能進(jìn)行重新組合、優(yōu)化設(shè)計(jì)，建成了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào)的

6、功能。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)先后經(jīng)歷了集中式、分散式、分散分層式等不同結(jié)構(gòu)的發(fā)展，使得變電站設(shè)計(jì)更合理，運(yùn)行更可靠，更利于變電站無(wú)人值班的管理。近年來(lái)，隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷進(jìn)步和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用，國(guó)內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了基于IEC61850的數(shù)字化變電站。數(shù)字化變電站具有全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化、高級(jí)應(yīng)用互動(dòng)化四個(gè)重要特征。數(shù)字化變電站體現(xiàn)在過(guò)程層設(shè)備的數(shù)字化，整個(gè)變電站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)化，以及斷路器設(shè)備的智能化，而且設(shè)備檢修工作逐步由定期檢修過(guò)渡到以狀態(tài)檢修為主的管理模式。數(shù)字化變電站從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，其突出成就是實(shí)現(xiàn)了變電站信息的數(shù)字采集和網(wǎng)絡(luò)化信息交互，但這對(duì)于智能電網(wǎng)的

7、需求來(lái)說(shuō)，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。國(guó)家電網(wǎng)公司在建設(shè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的變電環(huán)節(jié)中，提出建設(shè)智能變電站的目標(biāo)。智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進(jìn)、可靠、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為信息傳輸基礎(chǔ)，以全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化為基本要求，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，同時(shí)具備支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)功能的變電站。智能變電站分為設(shè)備層、系統(tǒng)層。設(shè)備層主要由高壓設(shè)備、智能組件和智能設(shè)備構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)IEC 61850中所提及的變電站測(cè)量、控制、保護(hù)、檢測(cè)、計(jì)量等過(guò)程層和間隔層的功能。系統(tǒng)層相當(dāng)于變電站的站控層,實(shí)現(xiàn)信息

8、共享、設(shè)備狀態(tài)可視化、智能告警、分析決策等高級(jí)智能應(yīng)用，包含智能變電站系統(tǒng)級(jí)的先進(jìn)功能。隨著高壓設(shè)備智能化的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)意義上的一、二次設(shè)備間的界限也將逐漸模糊，一次設(shè)備通過(guò)安裝和集成智能組件，將成為智能設(shè)備。二、變電站的現(xiàn)狀 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，電網(wǎng)容量不斷擴(kuò)大，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性要求也越來(lái)越高。而電力系統(tǒng)對(duì)變電站又提出了減人的要求，這兩者之問(wèn)的矛盾可以通過(guò)變電站自動(dòng)化技術(shù)來(lái)解決。專(zhuān)題報(bào)道中的文獻(xiàn)論述了變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展過(guò)程、新的設(shè)計(jì)思想，報(bào)道了所采用的最新技術(shù)，匯集了其主要特點(diǎn)，并預(yù)測(cè)了變電站自動(dòng)化其今后的發(fā)展趨勢(shì)。 在國(guó)內(nèi)，變電站的設(shè)計(jì)中仍然存在很多問(wèn)題，比如

9、可靠性還欠提高。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給電力行業(yè)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是電力能源的需求持續(xù)增長(zhǎng)，城市和農(nóng)村用電量和密度越來(lái)越來(lái)高，需要更多的深入市區(qū)農(nóng)村的變電站，以減少線路的功率損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等，然而這些變電站占地面積大；二是城區(qū)地價(jià)昂貴，環(huán)境要求嚴(yán)格，在稠密的市區(qū)選擇變電站址相當(dāng)困難。在農(nóng)村，農(nóng)田的保護(hù)非常嚴(yán)格。我國(guó)開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，即建設(shè)地下變電站。而建設(shè)地下變電站可以利用城化綠化帶或者利用大廈的地下室。例如前者有上海人民廣場(chǎng)，北京王府井220kV變電站，還有北京西單110kV變電站。 此外計(jì)算機(jī)的滲透已經(jīng)達(dá)到每一個(gè)角落，電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)

10、取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的越來(lái)越成熟。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶(hù)所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。三、變電站的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)變電站的發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站的發(fā)展看來(lái)已經(jīng)越來(lái)越快，目前我國(guó)變電站的發(fā)展方向趨于以下幾個(gè)方面： 1.數(shù)字化數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對(duì)變電站自動(dòng)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(gè)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)

11、字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實(shí)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(tái)。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(jiǎn)便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。 2.裝配化裝配式變電站。配式變電站是變電站建設(shè)的一場(chǎng)變革,改變了傳統(tǒng)的變電站電氣布局、土建設(shè)計(jì)和施工模式。采用全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的建筑形式,通過(guò)工廠生產(chǎn)預(yù)制和現(xiàn)場(chǎng)裝配安裝兩大階段來(lái)建設(shè)變電站,大幅縮短了設(shè)計(jì)及建設(shè)周期,減少了變電站占地面積,節(jié)約了土地資源。隨著國(guó)網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣,裝配式變電站在全國(guó)各地均成功試點(diǎn),成為今后變電站建設(shè)的一種新型模式。 3.智能化智能化電站的發(fā)展,特別是智能化開(kāi)關(guān)、光電式

12、互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn),以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,使變電站所有信息的采集、傳輸實(shí)現(xiàn)全智能化處理提供了理論和物質(zhì)基礎(chǔ)。技術(shù)的發(fā)展是沒(méi)有止境的,隨著智能化開(kāi)關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)、變電站運(yùn)行作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟,以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,勢(shì)必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響,全智能化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。但是目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有真正意義上智能化一次設(shè)備，一次設(shè)備的智能化仍然需要通過(guò)一定的二次設(shè)備來(lái)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)，一般采用智能終端的模式。國(guó)內(nèi)目前進(jìn)行的數(shù)字化變電站項(xiàng)目，雖然大多采用此種方式，但是普遍沒(méi)有對(duì)開(kāi)關(guān)內(nèi)部的二次回路進(jìn)行集成化改造，智能終端與開(kāi)關(guān)整合度較低。 4.自動(dòng)化自20世紀(jì)80、90年代起，國(guó)外和國(guó)內(nèi)先后開(kāi)發(fā)研制成功了變電站所必須的集繼電保護(hù)、故障錄波、遠(yuǎn)動(dòng)功能、站內(nèi)監(jiān)控等功能一體的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代了變電站常系統(tǒng)，如變送器、錄波器、指針式儀表等；取代了常規(guī)的操作控制盤(pán)、手控?zé)o功補(bǔ)償?shù)妊b置，以及常規(guī)的報(bào)警裝置如中央信號(hào)系統(tǒng)和光字牌等；取代