60kV智能变电站设计毕业论文.doc
《60kV智能变电站设计毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《60kV智能变电站设计毕业论文.doc(45页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、东北农业大学学士学位论文 学号:A0710060660kV智能变电站设计学生姓名:张海燕指导教师:赵玉林教授所在院系:电气与信息学院电气工程系所学专业:农业电气化与自动化研究方向:地方电力系统及其自动化东 北 农 业 大 学中国哈尔滨2014 年 6 月Northeast Agriculture University Bachelor Degree Dissertation Student No.:A07100606Intelligent 60kV Substation DesignName: Zhang HaiyanTutor: Prof. Zhao YulinDepartment:Depa
2、rtment of electrical engineering College of electrical and information Major: Agricultural Electrization andAutomationDirection:Regional Power System and Its Automation Northeast Agricultural UniversityHarbinChinaJune, 2014摘要 Abstract目录1 前言1.1 智能变电站的发展和论文研究的背景 智能变电站的概念是从数字化变电站发展而来的,数字化是智能变电站的基础,变电站的
3、数字化是指变电站内一、二次电气和保护装置均应实现数字化通信,并具有全站统一的数据建模及数据通信平台,在此平台的基础上实现智能装置之间的互操作性。变电站数字化的概念中全站统一的数据建模是基于标准。标准的技术优势在于()标准规范一致性,标准在的基础之上建立一套适用于电力系统的通信接口,符合标准的各个厂家产品可以非常方便的实现相互操作。()简单直观,标准中每个数据均自带名字和数据类型,避免了传统规约中使用点号和数据包类型号带来的混淆。同时借鉴了面向对象编程思想,使用户可以更加简单直观的读懂装置所传递的信息。()规约调试的工作量减少。IEC61850强调了一致性测试,理想情况下各个不同厂家装置及后台系
4、统可以无缝组网,实现互操作性。以数字化变电站为基础,结合智能电网的要求,发展出了智能变电站的概念,即采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本需求,自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量、和监测等基本功能,并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。 当前我国智能变电站建设已近进入了试点启动阶段,部分智能化变电站试点已建成投运,部分正在建设中,智能变电站的建设运行经验正在不断的积累,而智能变电站相关的关键技术和产品也在不断的发展和完善之中。1.2 论文的研究意义 进入21世纪以来,国内外电力行业
5、、研究机构和企业占开了一系列研究与实践,对未来电网的发展模式进行了积极的思考和探索。智能电网的理念逐步萌发形成,成为全球电力工业应对未来挑战的共同选择。建设智能电网,对于保证能源安全、应对气候变化、促进节能减排、发展低碳经济、提高服务水平具有重大意义,是优化电源结构、开发利用清洁能源的迫切要求,是满足经济社会可持续发展要求的重大选择,是电力工业科学发展的具体实践。 作为电网发展的趋势和方向,智能电网今天已经上升到国家战略的高度上。根据国家电网智能化规划,智能电网重点是从发电、输电、变电、配电、用电、调度六个环节实现电网的智能化。对于变电环节,智能电网规划的目标一是实现电网运行数据的全面采集和实
6、时共享,支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用,二是实现变电设备信息和维护策略与电力调度全面互动,三是全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。 智能变电站是变电环节的关键技术,是坚强智能电网的重要基础和支撑。电网建设设计是龙头,智能变电站的设计直接决定了智能变电站的建设水准和技术水平。对智能变电站设计进行系统研究,形成技术先进经济合理的智能变电站的设计方案,对智能变电站的建设有着重大意义,也可为智能电网的发展积累宝贵的经验打下良好的基础。1.3 论文的研究对象和主要内容1.3.1 论文的研究对象 本课题选择66kv智能变电站作为设计研究对象,选取具有普遍性和代表性的6
7、6kv变电站接线方式和建设规模为设计条件进行设计研究。1.3.2 论文的主要内容1) 通过分析几种典型主接线设计方案及特点,总结比较各种典型主接线方案的运行灵活性和供电可靠性,确定60kv智能变电站的主接线方式。依据电力系统变电站建设要求,主变压器选择要求和变电站供电区域负荷现状、负荷预测、用户对供电可靠性的要求,确定主变压器台数、容量和型号。2) 通过短路电流计算,对变电站主要电气设备进行选择,并校验其热稳定和动稳定,并了解智能变电站一次设备智能化要求,提出66kv智能变电站一次设备智能化设计方案。3) 对60kv智能变电站防雷及接地进行设计和校验。 4) 对60kv智能变电站交直流站用和二
8、次系统进行设计2 负荷统计及计算2.1 负荷统计列表表2-1 负荷统计表线路名称配电容量(kVA)需用系数负荷级别供电距离(kM)A 33000.7310B 32000.8312C31000.7528D32000.637E35000.8310F33000.65215G3200 0.7225H30000.75310I31000.6315J34000.82102.2 负荷计算采用需用系数法求各用户的计算负荷 (2-1)各用户需用系数 各用户额定容量 Sjs1=0.7*3300=2310kVASjs2=0.8*3200=2560kVASjs3=0.75*3100=2325kVASjs4=0.6*32
9、00=1920kVASjs5=0.8*3500=2800kVASjs6=0.65*3300=2145kVASjs7=0.7*3200=2240kVASjs8=0.75*3000=2250kVASjs9=0.6*3100=1860kVASjs10=0.8*3400=2720kVASjs.i=Sjs1+Sjs2+Sjs3+Sjs4+Sjs5+Sjs6+Sjs7+Sjs8+Sjs9+Sjs10=23130(kVA)3 主变压器的确定3.1 主变压器台数的确定根据本变电站负荷中有两类负荷的特点,为了保证供电的可靠性,变电站一般装设两台主变压器。3.2 调压方式的确定据设计任务书中:系统60kV母线电压
10、满足常调压要求,且为了保证供电质量,电压必须维持在允许范围内,保持电压的稳定,所以应选择有载调压变压器。3.3 主变压器容量的确定主变压器容量一般按变电站建成后5-10年的规划负荷选择,亦要根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。3.3.1 计算负荷 (3-1)-同时系数 , 0.9-线损率,6%最大计算负荷 (3-2)-年均负荷增长率,8%-年数(本设计取n=5)3.3.2 主变容量的选择对装设两台主变压器的变电站,每台变压器容量应按下式选择:Sn=0.6Pm。因对一般性变电站,当一台主变压器停运时,其余变压器容量应能保证70-80%负荷的供电,考虑变压器的事故过负荷能力40
11、%。由于一般电网变电站大约有25%为非重要负荷,因此,采用Sn=0.6 Pm确定主变是可行的。 (3-3)故应取标准容量 Se = 20000kVA根据以上条件,查手册选择主变的类型为SZ9-20000/63型双绕组有载调压变压器。表3-1 SZ9-20000/63 型电力变压器参数型号额定容量(kVA)额定电压(kV)损耗(kW)空载电流(%)阻抗电压(%)SZ9-20000/632000063 6.356.0 16.51.19.04 电气主接线设计及方案的确定变电站电气主接线是电力系统接线组成的一个重要部分。主接线的确定,对电力系统的安全、灵活、稳定、经济运行以及变电站电气设备的选择、配电
12、装置的布置等将会产生直接的影响。4.1 主接线的设计原则在进行主接线方式设计时,应考虑以下几点:(1)变电站在系统中的地位和作用。 (2)近期和远期的发展规模。(3)负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响。(4)主变压器台数对主接线的影响。(5)备用容量的有无和大小对主接线的影响。4.2 主接线的设计要求(1) 可靠性:1)断路器检修时,能否不影响供电。2)线路、断路器、母线故障和检修时,停运线路的回数和时间的长短,以及能否保证对重要用户的供电。3)变电站全部停电的可能性。4)满足对用户的供电可靠性指标的要求。(2) 灵活性:1)调度要求:可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷
13、,能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。2)检修要求:可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修,且不影响对用户的供电。3)扩建要求:应留有发展余地,便于扩建。(3) 经济性:1)投资省;2)占地面积小;3)电能损失小。4.3 拟定主接线方案主接线的基本形式,概括地可分为两大类:(1) 有汇流母线的接线形式:单母线、单母线分段、双母线、双母线分段、增设旁路母线或旁路隔离开关。 (2) 无汇流母线的接线形式:变压器线路单元接线、桥形接线、角形接线等。接下来对以上几种接线方式的优、缺点及适用范围简单论述一下,看看是否符合原始资料的要求。(1) 单母线接线。
14、优点:接线简单清晰,设备少,投资省,运行操作方便,且便于扩建。缺点:可靠性及灵活性差。适用范围:只有一台主变压器,10kV出线不超过5回,35kV出线不超过3回,110kV出线不超过2回。(2) 单母线分段接线。优点:1)用断路器把母线分段后,对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。2)当一段母线故障时,分段断路器自动将故障段切除,保证正常段母线不间断供电。缺点:1)当一段母线或母线隔离开关故障或检修时,该母线的回路都要在检修期间停电。2)当出线为双回路时,常使架空线路出现交叉跨越。3)扩建时需两个方面均衡扩建。适用范围:适用于6-10kV配电装置出线6回及以下,35-60kV配电
15、装置出线4-8回,110-220kV配电装置少于4回时。(3) 双母线分段接线。由于当进出线总数超过12回及以上时,方在一组母线上设分段断路器,根据原始资料提供的数据,此种接线方式过于复杂,故不作考虑。(4) 双母线接线。优点:供电可靠,调度灵活,扩建方便,便于检修和试验。缺点:使用设备多,特别是隔离开关,配电装置复杂,投资较多,且操作复杂容易发生误操作。适用范围:出线带电抗器的6-10kV出线,35-60kV配电装置出线超过8回或连接电源较多,负荷较大时,110kV-220kV出线超过5回时。(5) 增设旁路母线的接线。由于6-10kV配电装置供电负荷小,供电距离短,且一般可在网络中取得备用
16、电源,故一般不设旁路母线;35-60kV配电装置,多为重要用户,为双回路供电,有机会停电检修断路器,所以一般也不设旁路母线;采用单母线分段式或双母线的110-220kV配电装置一般设置旁路母线,设置旁路母线后,每条出线或主变间隔均装设旁路隔离开关,这样一来,检修任何断路器都不会影响供电,将会大幅度提高供电可靠性。优点:可靠性和灵活性高,供电可靠。缺点:接线较为复杂,且操作复杂,投资较多。适用范围:1)出线回路多,断路器停电检修机会多;2)多数线路为向用户单供,不允许停电,及接线条件不允许断路器停电检修时。(6) 变压器线路单元接线。优点:接线简单,设备少,操作简单。缺点:线路故障或检修时,变压
17、器必须停运;变压器故障或检修时,线路必须停运。适用范围:只有一台变压器和一回线路时。(7) 桥形接线:分为内桥和外桥两种。1) 内桥接线:连接桥断路器接在线路断路器的内侧。优点:高压断路器数量少,四回路只需三台断路器,线路的投入和切除比较方便。缺点: 变压器的投入和切除较复杂,需动作两台断路器,影响一回线路暂时停运; 出线断路器检修时,线路需长时间停运; 连接桥断路器检修时,两个回路需解列运行。适用范围:容量较小的变电站,并且变压器容量不经常切换或线路较长,故障率较高的情况。2) 外桥接线:连接桥断路器接在线路断路器的外侧。优点:设备少,且变压器的投入和切除比较方便。缺点:线路的投入和切除较复
18、杂,需动作两台断路器,且影响一台变压器暂时停运;变压器侧断路器检修时,变压器需较长时间停运;连接桥断路器检修时,两个回路需解列运行。适用范围:容量较小的变电站,并且变压器的切换较频繁或线路较短,故障率较低的情况,当电网中有穿越功率经过变电站时,也可采用此种接线。(8) 角形接线:由于保证接线运行的可靠性,以采用3-5角为宜。优点:投资少,断路器数等于回路数;在接线的任一段发生故障时,只需切除这一段及其相连接的元件,对系统影响较小;接线成闭合环形,运行时可靠、灵活;每回路都与两台断路器相连接,检修任一台断路器时都不致中断供电;占地面积小。缺点:在开环、闭环两种运行状态时,各支流通过的电流差别很大
19、,使电器选择困难,并使继电保护复杂化,且不便于扩建。适用范围:出线为3-5回且最终规模较明确的110kV以上的配电装置中。综上所述八种接线形式的优缺点,结合原始资料所给定的条件进行分析,拟定主接线方案。原始资料:变电站类型:降压变电站电压等级:60kV/10kV出线情况:60kV出线两回,10kV出线10回负荷性质:重要城镇及一般城镇(农村)生活用电结合原始资料所提供的数据,权衡各种接线方式的优缺点,将各电压等级适用的主接线方式列出:(1)60kV只有两回出线,且作为降压变电站,60kV侧无交换潮流,两回线路都可向变电站供电,亦可一回向变电站供电,另一回作为备用电源。所以,从可靠性和经济性来定
20、,60kV部分适用的接线方式为内桥接线和单母线分段两种。(2)10kV部分定为单母线分段。这样,拟定两种主接线方案: 方案I:60kV采用内桥接线,10kV为单母线分段接线。 方案I方案II:60kV采用单母线分段接线,10kV为单母线分段接线。方案II4.4 主接线方案的确定对方案I、方案II的综合比较列表,对应比较一下它们的可靠性、灵活性和经济性,如表4-1,从中选择一个最终方案(因10kV侧两方案相同,不做比较) 表4-1 方案I、方案II的综合比较列表方案项目方案I方案II可靠性 简单清晰,设备少 任一主变或60kV线路停运时,均不影响其它回路停运 各电压等级有可能出现全部停电的概率不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 60 kV 智能 变电站 设计 毕业论文
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3930828.html