变电站-文献综述

220KV降压变电所设计综述作者：指导老师：摘要：电能的开发和利用，是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。它消除了黑夜对人们生活和生产劳动的限制，大大延长了人类用于创造财富的劳动时间，改善了劳动条件，丰富了人们的生活。在现代文明中，电是不能被贮存的，只能当时生产然后马上投入使用。所以，在电力系统中，变电站是不可或缺的。现如今，电力工业在整个工业中所占比例也逐渐加大，各类发电厂、变电站分工完成整个系统的发电、变电和配电的任务。变电站更是电力系统的中间传输者，而它的设计更是电力工业建设中不可去除的项目。而变电站的设计内容多，范围涵盖广，对于不同电压等级、不同类型和不同性质负荷的变电站在设计的时候，侧重点也会有所差异。关键字：电能；变电站；电力系统；220KVstep-downsubstationdesignreviewAuthor:HuQiangTutor:LiChunlanAbstract:thedevelopmentandutilizationofelectricalenergy,ismadeintheprocessofhumanconquestofnaturehastheepoch-makingsignificanceofthebrilliantachievements.Iteliminatesthenightforpeopletolimitlifeandproductivelabor,greatlyextendedhumanforcreatingwealthlabortime,improveworkingconditions,enrichpeople'slife.Inthemoderncivilization,electricitycannotbestored,onlywhentheproductionandthenimmediatelyputintouse.Therefore,inthepowersystem,thesubstationisindispensable.Nowadays,theelectricpowerindustryinthewholeindustryproportionhasgraduallyincreased,allkindsofpowerplant,substationdivisiontocompletethewholesystemgeneration,substationanddistributiontask.Substationistheintermediatetransmissionofelectricpowersystem,anditsdesignisnottheremovaloftheprojectintheconstructionofelectricpowerindustry.Thedesigncontentofsubstation,widerange,fordifferentvoltagelevels,differenttypesanddifferentloadsubstationatdesigntime,theemphasismayvary.Keywords:electricenergy;substation;powersystem;引言随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来220kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的可靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。变电站是改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。1变电站概述1.1变压站的组成变电站是把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点。变电站主要组成为：馈电线（进线、出线）和母线，隔离开关，接地开关，断路器，电力变压器（主变），电压互感器TV（PT）、电流互感器TA(CT），避雷针。变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。目前分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流。1.2变压站的分类变电站主要可分为：枢纽变电站、终端变电站；升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站(27.5kV、50Hz）；1000kV、750kV、500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6.3kV等电压等级的变电站。枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220KV、330KV(仅西北电网)和500KV，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。终端变电站在输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，全站停电后，只是终端用户停电。升压变电站是把低电压变为高电压的变电站，例如在发电厂需要将发电机出口电压升高至系统电压，就是升压变电站。与升压变电站相反，是把高电压变定。[21](3)当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。(4)当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。5.5电流互感器的配置(1)凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。(2)在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。(3)对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求按两相或三相配置。(4)一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。5.6避雷器的装置(1)配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。(2)旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。(3)220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。(4)三绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。(5)下列情况的变压器中性点应装设避雷器：1直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时；2直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时；3接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。(6)发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。(7)SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。(8)110—220KV线路侧一般不装设避雷器。[21]5.7做好变电站的防雷和保护接地变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，并在在保证可靠性的前提下力求经济性。防止雷电直击的主要电气设备是避雷针，避雷针由接闪器和引下线、接地装置等构成。避雷针的位置确定，是变电所防雷设计的关键步骤。首先应根据变电所电气设备的总平面布置图确定，避雷针的初步选定安装位置与设备的电气距离应符合各种规程范围的要求，初步确定避雷针的安装位置后再根据公式进行，校验是否在保护范围之内。同时做好变电站的接地电网，也可以有效的防止电力事故的发生。5.8所用变的设置为保证重要变电所的安全用电，所以需装设两台所用变以备用。为了保证供电的可靠性应在低电压等级即10KV母线上各装设一台变压器（每段各一台）。这样就可以避免由于低压线路故障率较高所引起的所内停电事故，从而保证变电所的不间断供电。5.9继电保护的配置在电力系统的运行中，变电所可能出现各种故障和不正常运行状态。最常见同时也是最危险的故障是各种类型的短路，其中包括相间短路和接地短路。此外，还可能发生输电线路断线，旋转电机、变压器同一绕组的匝间短路等，这样，供电系统就不能顺利完成输送电。此时，继电保护就显的很重要。继电保护系统的主要作用：保护作用、控制作用、监视作用、事故分析与事故处理作用、自动化作用。继电保护装置在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统可靠性，是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的重要技术措施之一。在现在电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持系统正常运行。鉴于其在系统中的重要性，有如下要求：（1）选择性，即仅将故障元件从系统中切除，保证非故障元件正常运行，提高系统供电可靠性；（2）速动性，快速地切除故障元件可以提高系统并列运行的可靠性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，以缩小故障元件的损坏程度。只要求速动性是不行的，要根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定，例如当发电厂或母线电压低于允许值时，继电保护动作等；（3）灵敏性，它要求保护装置在事先规定的保护范围内发生故障时，不论短路点的位置，短路类型，以及短路点是否有过渡电阻，都应敏锐感觉，正确反应；（4）可靠性，它主要针对保护装置本身的质量和运行维护水平而言，一般来说，保护装置的组成元件的质量越高，回路中继电器的触电就越少，保护装置的可靠性就越高，同时，正确的设计和整定计算，保证安装、调试试验的质量，提高运行维护水平，对提高保护装置的可靠性有重要作用。因此在电气设计中将继电保护配置好是一个很重要的环节，同时我们应该按照要求进行合理配置。6结束语电网运行的最基本要求是安全与稳定。电网安全稳定的核心问题是要建立一个与该供电网络相适应的、合理的电网结构。220kV电力网络和变电站在系统中的地位和功能发生了很大变化。220kV电力网络已下降为配电网络，大多数220KV变电站也沦为负荷型的终端变电站。配电电压升高，电力系统安全更要时刻抓紧。建设变电站时，在保证安全的前提下还要保证其经济性和灵活性。随着电力人不断的努力，变电站的设计一定会不断完善的。参考文献[1]饶莹，郭炜，徐鑫乾220/20kV变电站电气一次部分设计。电力设备，2008[2]张宏阳，浅谈220kV变电站设计思路及实践。科技咨询，2009（18）[3]35～110KV变电所设计规范GB50059-92[4]蔡伟君,电站电气装置型式变化情况及前景探讨.《广东科技》[5]熊信银,范锡普.《发电厂电气部分》.中国电力出版社[6]董征森浅谈主变压器容量的选择。农村电工，2011,19(11)[7]王宁会.《电气工程常用数据速查手册》.中国建材工业出版社[8]卓乐友.《电力工程电气设计》.中国电力出版社[9]郭仲礼,于曰浩.《高压电工实用技术》.机械工业出版社[10]隋振有.《中低压配电实用技术》.机械工业出版社[11]刘从爱,徐中立。《电力工程》.机械工业出版社[12]王锡凡。电气工程基础。西安交通大学出版社[13]