X110kV变电所电气一次部分设计-开题报告-文献综述-参考文献

一、文献综述

变电站的发展趋势

1.国内变电站发展现状和趋势

近年来，在我国在经济技术领域中取得了快速发展，特别是计算机网络技术和通信技术的发展，为我国变电站的发展起到了强有力的推动作用，越来越多的新技术新产品应用到变电站方面，具体来说，使我国变电站设计呈现以下发展趋势：

1. 智能化

智能化变电站的发展是随着高压高精度的智能仪器的出现而逐渐发展的，特别是计算机高速通信网络在实时系统中的开发和应用，使变电站的所有信息采集、传输实现的智能化处理提供的强大的物质和理论基础。智能化主要体现在以下几个方面： 

　　紧密联结全网。 

　　支撑智能电网。 

　　高电压等级的智能化变电站满足特高压输电网架的要求。 

　  中低压智能化变电站允许分布式电源的接入。 

　　远程可视化。 

　　装备与设施标准化设计，模块化安装。 

　　另外，为了加强对变电站及无人值守变电站在安全生产、防盗保安、火警监控等方面的综合管理水平，越来越多的电力企业正在考虑建设集中式远程图像监控系统，这促使了电力综合监控的网络化发展。以IP数字视频方式，能够对各变电站/所的有关数据、环境参量、图像进行监控和监视，实时、直接地了解和掌握各个变电站/所的情况，并及时对发生的情况做出反应，适应许多地区变电站的需要。

不过我国目前还没用完全实现真正意义山的智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备俩转化实现，一般采用智能终端的模式。目前在国内进行的数字化变电站项目，虽然大多数采用此种方式，但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整合度较低，还有很大的发展空间。

2. 数字化

通过采用现代化的精密仪器仪表，以及实时性较高的通信网络，因此在此基础上出现了数字化变电站，数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。

 3. 装配化

 装配式变电站采用全预制装配结构的建筑形式，大幅缩短了设计及建设周期，减少了变电站占地面积，节约了土地资源。随着国网公司“两型一化”的推广，装配式变电站在全国各地均成功试点，成为今后变电站建设的一种新型模式

　4、变电站综合自动化技术

变电站综合自动化是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，一方面综合自动化系统取代或更新传统的变电站二次系统，已经成为必然趋势。另一方面，保护本身也需要自检查、故障滤波、事件记录、运行监视和控制管理等功能。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。

目前, 国内有关研制和生产单位推出的变电站自动化系统及产品很多, 根据该技术的发展过程及系统结构特点, 归纳起来可分为3种典型类型。第1种类型为基于 RT U、变送器及继电保护与自动装置等设备的变电站综合自动化系统, 一般称为增强型 RT U 方式, 也称集中式, 或第1代综合自动化系统。该类系统实际上是在常规的继电保护及二次接线的基础上增设 RT U 装置以实现 “四遥”。结构上仅是站级概念, 有关重要信息通过硬接点送给 RT U 装置, 变电所的监测量一般经变送器变换后送给 RT U 。开关监测量是直接引至 RT U , RT U 的控制输出一般经遥控执行柜发出控制命令。该类系统的特点是: 系统功能不强, 硬件设备重复, 整体性能指标低, 系统联接复杂, 可靠性低, 但其成本低, 特别适合于老站的改造。实际上该类系统仅为变电站综合自动化的初级形式, 尚不能称为综合自动化系统。第2种类型为从硬件结构上按功能对装置进行了划分, 摒弃了集中式单 CP U 结构而走向分散, 系统由数据采集单元,主机单元、遥控执行单元、保护单元组成。各功能单元通过通信网络等手段实现有机结合, 构成系统。该类系统可替代常规的保护屏、控制屏、中央信号屏、远动屏、测量仪表等。它具有较强的在线功能。各种功能比较完善, 且人机界面较好。但系统仍然比较复杂, 联结电缆较多, 系统可靠性不太高。这类系统虽然做到了一定程度上的分散,但没有从整体上来考虑变电站综合自动化系统的结构, 一般仅是监控系统和保护系统简单的相加。由于我国保护和远动分属不同的部门和专业。故我国目前的大多数综合自动化系统均属此类结构系统。这类系统一般称为分散式系统或第2代综合自动化系统, 是一种过渡方案。第3种类型系统是采用国际上成熟的先进设计思想, 引入了站控级和间隔级概念, 系统采用分层分布式结构。设备分变电站层设备 ( 站控级) 和间隔层设备 ( 间隔级) 。间隔层设备原则上按一次设备组织, 例如1条线路、1台主变压器。每一间隔层设备包括保护、控制、测量、通信、录波等所有功能。设计的原则是: 凡是可以在本间隔层设备完成的功能, 尽量由间隔层设备就地独立处理, 不依赖于通信网和变电站层设备。变电站层设备是通过间隔层设备了解和掌握整个变电站实时运行情况, 并通过间隔层设备实现变电站控制, 它还负责站内信息收集、分析、存储以及与远方调度中心的联系, 这类系统实现了信息资源的共享以及保护、监控功能的综合化,大大简化了站内二次回路, 它完全消除了设备之间错综复杂的二次电缆。由于间隔层设备可放在开关柜上或放置在一次设备附近, 从而可大大缩小主控制室面积, 节省控制电缆, 减少 CT 负担。同时大大提高了整个系统的可靠性、可扩展性, 是综合自动化系统的发展方向。该类系统一般称为分层分布式系统, 也称为第3代变电站综合自动化系统。第1种技术观点认为: 变电站综合自动化系统主要考虑 “四遥量”的采集, 以点为对象, 面向 “功能设计”, 故变电站综合自动化系统应以传统 RT U 装置或在其基础上发展起来的数据采集装置、主控单元、遥控执行等装置组成的监控为基础组成, 它与微机保护的联系只要通过装置上的串行口收集信息即可, 并且特别强调保护的独立性, 即两者不能有任何硬件上的融合。由于变电站综合自动化系统源于传统的 “四遥”并且是在微机远动、微机保护基础上发展起来的, 且保护和远动分属不同的部门和专业, 故这种技术观点曾一度流行。而第2种技术观点认为: 综合自动化技术是以先进可靠的微机保护为核心, 以成熟的网络通信技术将测量控制与继电保护融为一体, 共享数据资源, 并十分强调系统的总体结构优化以及系统的可靠性。系统是以对应的一次设备为对象, 面向“对象设计”。当然它也强调保护的相对独立性, 主张在决不降低保护可靠性和功能的前提下, 目前至少可以在低压上采用保护与测控合一的综合装置。第2种技术观点是在微机保护技术成熟并向网络化多功能方向发展的基础上形成的。因此, 第2种技术观点正逐步成为大家的共识, 它也成为了目前综合自动化技术发展的趋势和潮流。

综观目前国内变电站综合自动化技术的发展轨迹, 我们可以看出如下发展趋势:在总体结构上引入国际上成熟的先进设计思想, 采用分层分布式结构, 并采用计算机局域网 ( L AN) , 通信规约向国际标准靠拢; 通信媒介普遍采用光纤, 因为光纤具有抗电磁干扰的突出优点; c. 间隔层设备逐步采用保护与测控合一的综合装置, 对于配电线直接安装在开关柜上。

国外变电站发展概况

国外从70年代末、80年代初就开始进行保护和控制综合自动化系统的新技术开发研究工作。其主要特点为: 系统一般采用分层分布式, 系统由站控级和元件/ 间隔级组成, 大部分系统在站控级和元件/ 间隔级的通信采用星形光纤连接,继电保护装置下放到就地, 主控制室与各级电压配电装置之间仅有光缆联系, 没有强电控制电缆进入主控制室, 这样节约了大量控制电缆, 大大减少对主控制室内计算机系统及其他电子元件器的干扰,提高了运行水平和安全可靠性。

国外由于需求、投资等方面的因素,基于该标准的工程应用相对较少,因此对此标准工程应用的推进力度较小,但由欧洲34个国家的41家输电运营商(TSO)组成的欧洲互联电网组织ENTSO-E(Europeannetworkoftransmissionsystemoperatorforelectricity)则坚定地认为,IEC61850标准是未来变电站发展建设的基础,整个欧洲国家可以通过该标准的推广应用获得经济和技欧洲国家针对智能变电站还提出了如下技术发展方向:变电站内部数据的便捷交互(状态监测、设备自检、远程调试和远程整定)、新的系统功能(同步向量、自动运行、分布式状态估计)、状态监测及评估、改进的变电站站间闭锁功能、系统和保护的即插即用、广域保护和监测、约束管理、柔性应用和简单的调试流程等,这些新技术或者新功能绝大多数都是以运行维护为基础提出的。欧洲国家的将电子式互感器统称为“非传统电磁式互感器”(NCIT,Non-ConventionalInstrumentTransformer),凭借其优越的性能被认为是今后的发展方向。与之配套的合并单元数字化采样技术、开关设备基于GOOSE报文的网络跳闸技术等也被认为是今后发展的趋势。以电子式互感器和GOOSE应用为基础的过程层总线技术将成为欧洲乃至美国等国家今后发展的重点。欧洲国家针对智能变电站还提出了如下技术发展方向:变电站内部数据的便捷交互(状态监测、设备自检、远程调试和远程整定)、新的系统功能(同步向量、自动运行、分布式状态估计)、状态监测及评估、改进的变电站站间闭锁功能、系统和保护的即插即用、广域保护和监测、约束管理、柔性应用和简单的调试流程等,这些新技术或者新功能绝大多数都是以运行维护为基础提出的。

二、^范文提纲

摘 要I

1 绪 论1

2 电力系统及变电所总体分析3

2.1 电力系统分析3

2.2 变电所总体分析3

2.3 负荷分析与计算5

3 主变压器选择和电气主接线设计7

3.1 主变压器选择7

3.2 电气主接线设计9

3.3 各电压级电气主接线设计11

3.4 主变中性点接地方式选择13

3.5 所用变设计16

3.6 无功补偿设计16

4 短路电流计算19

4.1 短路电流计算概述19

4.2 短路电流的计算20

5 电气设备选择23

5.1 电气设备选择的一般原则与技术条件23

5.2 导体的选择26

5.3 高压断路器和隔离开关的选择27

5.4 互感器的选择28

5.5 电气设备选择一览表29

6 配电装置选择和总平面设计32

6.1 配电装置的选择32

6.2 总平面布置设计35

7 防雷设计37

7.1 防雷设计的一般原则37

7.2 直击雷保护设计37

7.3 雷电侵入波保护设计37

结 论45

谢  辞46

参考文献46

三、参考文献

著作：

[1]李建华 《电力系统分析》 西安交通大学出版社   1994

[2]许珉，孙丰奇.发电厂电气主系统[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]戈东方《电力工程电气设备手册电气部分》中国电力出版社   1998

[4]何仰赞.电力系统分析[M].华中科技大学出版社，2002.

[5]水利电力部西北电力设计院.电力工程电力设计手册：电气一次部分[M].北京：水利电力出版社，1989.

[6]唐岳柏.浅议110kv变电站电气主接线的选择科技创新导报

[7]杨宛辉等.发电厂、变电所电气一次部分设计参考图册

[8] 高电压配电装置设计技术规程SDJ5-85. 中国电力出版社

[9] 电力系统技术导则（试行）SD131-84. 中国电力出版社

[10] 电力系统设计技术规程（试行）SD131-84. 中国电力出版社

[11]李小龙.我国变电站设计的研究现状与发展趋势[J].黑龙江科技信息，2010.

[12]刘兆辉.变电站综合自动化系统[J].黑龙江科技信息，2010.

[13]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京：中国电力出版社，2004