文献综述胡森斌.doc

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1、毕 业 设 计(论文) 文 献 综 述设计（论文）题目： 10KV变电所供配电系统设计 学 院 名 称： 电子与信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气082 姓 名： 胡森斌 学 号 指 导 教 师： 邱雪娜 职 称 讲师 定稿日期：2011年 12 月 24 日10 kv变电所供配电系统设计摘要：变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电气设备及配电网络按一定的接线方式所构成，它从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。它是联系发电厂和电力用户的中间环节。因此，设计和建造一个安全、经济的变电所，是极为

2、重要的。目前应用较广泛的变电站自动化系统的结构形式主要有三种类型：集中式、分散与集中相结合、全分散式。关键词：变电所 电力 发展趋势 1 我国电力系统现状1.1 电力建设成就中国电力工业始于1882年。新中国成立前，电力工业发展缓慢，1949年发电装机容量和发电量仅为185万千瓦和43亿千瓦时8，分别居世界第21位和第25位。新中国成立后，电力工业得到快速发展，1978年发电装机容量达到5712万千瓦，发电量达到2566亿千瓦时，分别跃居世界第8位和第7位。1978年改革开放到2000年，我国发电装机和发电量先后超越法国、英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，居世界第2位。1987年发电装机突破1

3、亿千瓦，1995年超过了2亿千瓦，2000年跨上3亿千瓦台阶。进入新世纪，电力工业进入历史上的高速发展阶段，2004年全国发电装机突破4亿千瓦，2005年超过了5亿千瓦。1.2 电力技术水平的发展改革开放之前，我国发电设备只能生产12.5万千瓦和20万千瓦等级及以下的机组，输变电设备只能生产220千伏及以下的装置。随着电力工业的技术装备水平不断提高，我国成批量生产的30万千瓦和60万千瓦机组已成为国内的主力机型。目前,60万千瓦、90万千瓦超临界机组已经投产发电，国产百万千瓦级超超临界机组也即将投产。通过引进国际先进技术，国内合作生产的30万千瓦大型循环流化床锅炉发电设备、9F级联合循环燃气轮

4、机、60万千瓦级压水堆核电站和70万千瓦三峡水轮机组等发电设备在性价比上已经具有了国际竞争力。同时，国内制造厂家生产制造的500千伏交直流输变电设备已成为电网的骨干输电网架。西北750 千伏交流输变电示范工程和河南灵宝背靠背成套设备已建成投产。 但是，在有些方面我国同国际先进水平相比仍有一定差距，如百万千瓦级核电站的设备制造。1.3 稳步推进电力体制改革2002年底，国家电力监管委员会、两大电网公司3、五大发电集团公司和四个辅业公司的相继成立，标志着我国电力体制改革取得了决定性成绩。实现了 “厂网分开”和“政企分开”，电力工业竞争有序的局面已经形成。目前，改革的后续工作正按照积极稳妥的原则稳步

5、推进。2 10kv变电所的设计2.1 变电所自动化的发展现状变电所自动化系统的基本功能包括： 数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电所其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等2。目前应用较广泛的变电所自动化系统的结构形式主要有三种类型。2.2 变电所的组成变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成 。其中 ，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接

6、线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装23台主变压器；330 千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5 10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求 。变电所继电保护分系统保护（包括输电线路和母线保护）和元件保护（包括变压器、电抗器及无功补偿装置保护）两类。变电所的控制方式一般分为直接控制和选控两大类。前者指一对一的按纽控

7、制。对于控制对较多的变电所，如采用直接控制方式，则控制盘数量太多，控制监视面太大，不能满足运行要求，此时需采用选控方式。选控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面积较小等优点；缺点是直观性较差，中间转换环节多。便使用。2.3 变电所的工作原理变压器是变电所的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。 变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持

8、合格的电压有时需要切换变压器的分接头。 按分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器。有载调压变压器主要用于受端变电站。 电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们把高电压设备和母线的运行电压、大电流即设备和母线的负荷或短路电流按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为l00V，电流互感器二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路,请注意:绝不能让其短路，否则将因高电压而危及设备和人身安全或使电流互感器烧毁。 开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路

9、的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路；故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。在我国，220kV以上变电站使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。 隔离开关（刀闸)的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电源和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。 负荷开关能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。 为了减少变电站的占地面积近年来积极发展六氟

10、化硫全封闭组合电器(GIS)。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中集中组成一个整体外壳充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点，具有发展前765kV已在变电站投入运行。目前，它的缺点是价格贵，制造和检修工艺要求高。3 10kv变电所发展趋势3.1 整个系统的数字化、集成化、规范化当前变电所自动化的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。随着集成电路和计算机技术的飞速发展，各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上，这些新器件的应

11、用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化。高集成化可以使装置通信、数据存储及处理能力更强，降低成本，减少故障率，有利于实现统一的运行管理。数字化是指变电站自动化系统的整体数字化、信息化以及与电力整体的协调操作3。随着变电所一次设备的智能化，如智能开关设备、光电式电压和电流互感器和各类智能电子装置的出现和应用，变电所自动化将进人数字化阶段，有利于改进和优化现有的保护和控制功能。变电所自动化系统将逐步向产品标准化方向发展。具体表现在：产品基本功能设计和要求的标准化及产品的对外接口和通讯协议的标准化，变电所内不同厂家的设备可以做到互换互连，“即插即用”增加了用户选择变电所内各类设备和更换设备的自由

12、度，同时不满足标准化设计的厂商将被逐步淘汰，使变电所自动化专业逐步走向良性的发展4。3.2 变电所设计过程中注意的问题变电所要很好的为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能和环境保护工作，就必须达到以下基本要求1：(1)安全 在电能的供应、分配使用中，不应发生人生事故和设备事故。(2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续性供电的要求。(3)优质 应满足电能用户对电压和频率等的质量要求。(4)经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗。此外，在供电工作中，应合理的处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观念，

13、能顾大局，适应发展。例如计划用电问题，就不能只考虑一个单位的局部利益，更要有全局观念。4 10KV变电所设计的深远意义随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求9。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安

14、全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础10。5 我国电力发展存在五大问题2010年亚洲能源论坛上，国务院国资委国有重点大型企业监事会主席路耀华，公布了最近由国资委监事会牵头进行的一次关于电力行业发展的集中调研情况，指出中国电力发展现存的五大主要问题： 5.1 电力结构不尽合理2009年底，火电装机占全国装机总量的70.5%，且大部分是用

15、煤作燃料，水电装机占装机总量的22.5%与巨大的水电资源相比，明显偏低。核电装机所占比例只有1%，也明显偏低。5.2 电力的规划工作严重滞后目前电力行业的规划指导性与权威性不强，电力的全国规划与地方规划之间、电源规划与电网规划之间、电源结构规划之间、传统能源规划与新能源规划之间、输煤规划与输电规划之间，缺乏统一性、协调性与科学性。5.3 电价的形成机制不合理煤电价格联动机制执行不到位，办法不完善，既影响电力企业的可持续发展，也影响媒体企业的长远规划。5.4 电力行业法律法规建设速度缓慢改革开放以来，尤其是2002年电力体制改革以来，电力行业的管理体制、机制，电力的科学技术，电力的管理机构等均发

16、生了巨大变化，但目前仍然执行的是1996年实施的电力法，之后颁布的可再生能源法也缺少实施细则。5.5 电力开发建设的环境和社会压力加大，发展的困难增大。征地拆迁、水土保持、植被保护、移民诉求等等的成本大幅提升，有的已超过了电力企业的承受能力。6 结束语 本文通过阅读大量书籍、论文、刊物等专业资料整理总结而成，目的是为了10kv变电所供配电系统设计做准备，通过阅读大量参考文献对我国电力系统现状有了一定的了解同时对本次10kv变电所供配电系统设计有了一个初步的思路，知道了所需要的知识有哪些，设计过程中应注意哪些问题等等。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电

17、的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。参考文献：1 刘介才.工厂供电M.北京：机械工业出版社，20082 汤还成，海平.浅谈变电站自动化系统的发展J.科苑杂谈，2006，（3）.3 王士政.发变电站电气工程M.北京:中国水利水电出版社，20094 贺家李.电力系统及保护原理M.北京:水利水电出版社，19925 林志鹗，杨家佩，王永兴.输配电.中国电力出版社，20046 王葵，孙莹.电力系统自动化M.北京:中国电力出版社，2007. 7 尹克宁.电力工程M.北京：机械工业出版社,1986.8 于永源，杨绮雯.电力系统分析M.北京：中国电力出版社,2007.9 王子午. 常用供配电设备选型手册. 煤炭工业出版社，199810 李遵基.电力控制理论及其应用M.北京：中国电力出版社，2003.11 ENIGGEMANN . High performance nickel2metal hydride battery for electric and hybrid vehicles EVS215.Bruxelles. 1998.12 Fairchild Semiconductor.MC78XX/LM78XX/MC78XXA 3-Terminal 1A Positive Voltage RegulatorJ.2001.