1、畢 業(yè) 設(shè) 計(論文) 文 獻 綜 述設(shè)計（論文）題目： 10KV變電所供配電系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院 名 稱： 電子與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣082 姓 名： 胡森斌 學(xué) 號 08401170229 指 導(dǎo) 教 師： 邱雪娜 職 稱 講師 定稿日期：2011年 12 月 24 日10 kv變電所供配電系統(tǒng)設(shè)計摘要：變電所是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，它從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)。因此，設(shè)計和建造一個安

2、全、經(jīng)濟的變電所，是極為重要的。目前應(yīng)用較廣泛的變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有三種類型：集中式、分散與集中相結(jié)合、全分散式。關(guān)鍵詞：變電所 電力 發(fā)展趨勢 1 我國電力系統(tǒng)現(xiàn)狀1.1 電力建設(shè)成就中國電力工業(yè)始于1882年。新中國成立前，電力工業(yè)發(fā)展緩慢，1949年發(fā)電裝機容量和發(fā)電量僅為185萬千瓦和43億千瓦時8，分別居世界第21位和第25位。新中國成立后，電力工業(yè)得到快速發(fā)展，1978年發(fā)電裝機容量達到5712萬千瓦，發(fā)電量達到2566億千瓦時，分別躍居世界第8位和第7位。1978年改革開放到2000年，我國發(fā)電裝機和發(fā)電量先后超越法國、英國、加拿大、德國、俄羅斯和日本，居世界第2位。

3、1987年發(fā)電裝機突破1億千瓦，1995年超過了2億千瓦，2000年跨上3億千瓦臺階。進入新世紀，電力工業(yè)進入歷史上的高速發(fā)展階段，2004年全國發(fā)電裝機突破4億千瓦，2005年超過了5億千瓦。1.2 電力技術(shù)水平的發(fā)展改革開放之前，我國發(fā)電設(shè)備只能生產(chǎn)12.5萬千瓦和20萬千瓦等級及以下的機組，輸變電設(shè)備只能生產(chǎn)220千伏及以下的裝置。隨著電力工業(yè)的技術(shù)裝備水平不斷提高，我國成批量生產(chǎn)的30萬千瓦和60萬千瓦機組已成為國內(nèi)的主力機型。目前,60萬千瓦、90萬千瓦超臨界機組已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電，國產(chǎn)百萬千瓦級超超臨界機組也即將投產(chǎn)。通過引進國際先進技術(shù)，國內(nèi)合作生產(chǎn)的30萬千瓦大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電設(shè)

4、備、9F級聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機、60萬千瓦級壓水堆核電站和70萬千瓦三峽水輪機組等發(fā)電設(shè)備在性價比上已經(jīng)具有了國際競爭力。同時，國內(nèi)制造廠家生產(chǎn)制造的500千伏交直流輸變電設(shè)備已成為電網(wǎng)的骨干輸電網(wǎng)架。西北750 千伏交流輸變電示范工程和河南靈寶背靠背成套設(shè)備已建成投產(chǎn)。 但是，在有些方面我國同國際先進水平相比仍有一定差距，如百萬千瓦級核電站的設(shè)備制造。1.3 穩(wěn)步推進電力體制改革2002年底，國家電力監(jiān)管委員會、兩大電網(wǎng)公司3、五大發(fā)電集團公司和四個輔業(yè)公司的相繼成立，標志著我國電力體制改革取得了決定性成績。實現(xiàn)了 “廠網(wǎng)分開”和“政企分開”，電力工業(yè)競爭有序的局面已經(jīng)形成。目前，改革的后續(xù)工作

5、正按照積極穩(wěn)妥的原則穩(wěn)步推進。2 10kv變電所的設(shè)計2.1 變電所自動化的發(fā)展現(xiàn)狀變電所自動化系統(tǒng)的基本功能包括： 數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算和處理、越限和狀態(tài)監(jiān)視、開關(guān)操作控制和閉鎖、與繼電保護交換信息、自動控制的協(xié)調(diào)和配合、與變電所其他自動化裝置交換信息和與調(diào)度控制中心或集控中心通信等2。目前應(yīng)用較廣泛的變電所自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要有三種類型。2.2 變電所的組成變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統(tǒng)，所用電和直流系統(tǒng)，遠動和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成 。其中 ，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠動和通

6、信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運行質(zhì)量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進性、經(jīng)濟性和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器；330 千伏及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入5 10年的預(yù)期負荷選擇。此外，對變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求 。變電所繼電保護分系統(tǒng)保護（包括輸電線路和母線保護）和元件保護（包括變壓器、電抗器及無功補償裝置保護）兩類。變電所的控制方式一般分為直接控制和選控兩大

7、類。前者指一對一的按紐控制。對于控制對較多的變電所，如采用直接控制方式，則控制盤數(shù)量太多，控制監(jiān)視面太大，不能滿足運行要求，此時需采用選控方式。選控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面積較小等優(yōu)點；缺點是直觀性較差，中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多。便使用。2.3 變電所的工作原理變壓器是變電所的主要設(shè)備，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器即高、低壓每相共用一個繞組，從高壓繞組中間抽出一個頭作為低壓繞組的出線的變壓器。電壓高低與繞組匝數(shù)成正比，電流則與繞組匝數(shù)成反比。 變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器。前者用于電力系統(tǒng)送端變電站，后者用于受端變電站。變壓器的電壓需與電力系統(tǒng)的電壓相適應(yīng)。

8、為了在不同負荷情況下保持合格的電壓有時需要切換變壓器的分接頭。 按分接頭切換方式變壓器有帶負荷有載調(diào)壓變壓器和無負荷無載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器主要用于受端變電站。 電壓互感器和電流互感器。它們的工作原理和變壓器相似，它們把高電壓設(shè)備和母線的運行電壓、大電流即設(shè)備和母線的負荷或短路電流按規(guī)定比例變成測量儀表、繼電保護及控制設(shè)備的低電壓和小電流。在額定運行情況下電壓互感器二次電壓為l00V，電流互感器二次電流為5A或1A。電流互感器的二次繞組經(jīng)常與負荷相連近于短路,請注意:絕不能讓其短路，否則將因高電壓而危及設(shè)備和人身安全或使電流互感器燒毀。 開關(guān)設(shè)備。它包括斷路器、隔離開關(guān)、負荷開關(guān)、高壓熔

9、斷器等都是斷開和合上電路的設(shè)備。斷路器在電力系統(tǒng)正常運行情況下用來合上和斷開電路；故障時在繼電保護裝置控制下自動把故障設(shè)備和線路斷開，還可以有自動重合閘功能。在我國，220kV以上變電站使用較多的是空氣斷路器和六氟化硫斷路器。 隔離開關(guān)（刀閘)的主要作用是在設(shè)備或線路檢修時隔離電壓，以保證安全。它不能斷開負荷電源和短路電流，應(yīng)與斷路器配合使用。在停電時應(yīng)先拉斷路器后拉隔離開關(guān)，送電時應(yīng)先合隔離開關(guān)后合斷路器。如果誤操作將引起設(shè)備損壞和人身傷亡。 負荷開關(guān)能在正常運行時斷開負荷電流沒有斷開故障電流的能力，一般與高壓熔斷絲配合用于10kV及以上電壓且不經(jīng)常操作的變壓器或出線上。 為了減少變電站的占

10、地面積近年來積極發(fā)展六氟化硫全封閉組合電器(GIS)。它把斷路器、隔離開關(guān)、母線、接地開關(guān)、互感器、出線套管或電纜終端頭等分別裝在各自密封間中集中組成一個整體外殼充以六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)。這種組合電器具有結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕不受大氣條件影響，檢修間隔長，無觸電事故和電噪聲干擾等優(yōu)點，具有發(fā)展前765kV已在變電站投入運行。目前，它的缺點是價格貴，制造和檢修工藝要求高。3 10kv變電所發(fā)展趨勢3.1 整個系統(tǒng)的數(shù)字化、集成化、規(guī)范化當前變電所自動化的發(fā)展趨勢將會不斷朝著高集成化、數(shù)字化、標準化方向發(fā)展。隨著集成電路和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型的大規(guī)模集成電路將會進一步應(yīng)用在繼電保護和測

11、控裝置上，這些新器件的應(yīng)用將使保護和測控裝置的電路板更加小型集成化。高集成化可以使裝置通信、數(shù)據(jù)存儲及處理能力更強，降低成本，減少故障率，有利于實現(xiàn)統(tǒng)一的運行管理。數(shù)字化是指變電站自動化系統(tǒng)的整體數(shù)字化、信息化以及與電力整體的協(xié)調(diào)操作3。隨著變電所一次設(shè)備的智能化，如智能開關(guān)設(shè)備、光電式電壓和電流互感器和各類智能電子裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用，變電所自動化將進人數(shù)字化階段，有利于改進和優(yōu)化現(xiàn)有的保護和控制功能。變電所自動化系統(tǒng)將逐步向產(chǎn)品標準化方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在：產(chǎn)品基本功能設(shè)計和要求的標準化及產(chǎn)品的對外接口和通訊協(xié)議的標準化，變電所內(nèi)不同廠家的設(shè)備可以做到互換互連，“即插即用”增加了用戶選擇變電所內(nèi)

12、各類設(shè)備和更換設(shè)備的自由度，同時不滿足標準化設(shè)計的廠商將被逐步淘汰，使變電所自動化專業(yè)逐步走向良性的發(fā)展4。3.2 變電所設(shè)計過程中注意的問題變電所要很好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能和環(huán)境保護工作，就必須達到以下基本要求1：(1)安全 在電能的供應(yīng)、分配使用中，不應(yīng)發(fā)生人生事故和設(shè)備事故。(2)可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)性供電的要求。(3)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等的質(zhì)量要求。(4)經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗。此外，在供電工作中，應(yīng)合理的處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部和當前

13、的利益，又要有全局觀念，能顧大局，適應(yīng)發(fā)展。例如計劃用電問題，就不能只考慮一個單位的局部利益，更要有全局觀念。4 10KV變電所設(shè)計的深遠意義隨著經(jīng)濟的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，供電系統(tǒng)的設(shè)計越來越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長，對電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟狀況、供電的可靠性指標也日益提高，因此對供電設(shè)計也有了更高、更完善的要求9。設(shè)計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與

14、保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的發(fā)展趨勢。隨著計算機技術(shù)、現(xiàn)代通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為目前變電站的監(jiān)視、控制、保護和計量裝置及系統(tǒng)分隔的狀態(tài)提供了優(yōu)化組合和系統(tǒng)集成的技術(shù)基礎(chǔ)10。5 我國電力發(fā)展存在五大問題2010年亞洲能源論壇上，國務(wù)院國資委國有重點大型企業(yè)監(jiān)事會主席路耀華，公布了最近由國資委監(jiān)事會牽頭進行的一次關(guān)于電力行業(yè)發(fā)展的集中調(diào)研情況，指出中國電力發(fā)展現(xiàn)存的五大主要問題： 5.1 電力結(jié)構(gòu)不盡合理2009年底，火電裝機占全國裝機總量的

15、70.5%，且大部分是用煤作燃料，水電裝機占裝機總量的22.5%與巨大的水電資源相比，明顯偏低。核電裝機所占比例只有1%，也明顯偏低。5.2 電力的規(guī)劃工作嚴重滯后目前電力行業(yè)的規(guī)劃指導(dǎo)性與權(quán)威性不強，電力的全國規(guī)劃與地方規(guī)劃之間、電源規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃之間、電源結(jié)構(gòu)規(guī)劃之間、傳統(tǒng)能源規(guī)劃與新能源規(guī)劃之間、輸煤規(guī)劃與輸電規(guī)劃之間，缺乏統(tǒng)一性、協(xié)調(diào)性與科學(xué)性。5.3 電價的形成機制不合理煤電價格聯(lián)動機制執(zhí)行不到位，辦法不完善，既影響電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也影響媒體企業(yè)的長遠規(guī)劃。5.4 電力行業(yè)法律法規(guī)建設(shè)速度緩慢改革開放以來，尤其是2002年電力體制改革以來，電力行業(yè)的管理體制、機制，電力的科學(xué)技

16、術(shù)，電力的管理機構(gòu)等均發(fā)生了巨大變化，但目前仍然執(zhí)行的是1996年實施的電力法，之后頒布的可再生能源法也缺少實施細則。5.5 電力開發(fā)建設(shè)的環(huán)境和社會壓力加大，發(fā)展的困難增大。征地拆遷、水土保持、植被保護、移民訴求等等的成本大幅提升，有的已超過了電力企業(yè)的承受能力。6 結(jié)束語 本文通過閱讀大量書籍、論文、刊物等專業(yè)資料整理總結(jié)而成，目的是為了10kv變電所供配電系統(tǒng)設(shè)計做準備，通過閱讀大量參考文獻對我國電力系統(tǒng)現(xiàn)狀有了一定的了解同時對本次10kv變電所供配電系統(tǒng)設(shè)計有了一個初步的思路，知道了所需要的知識有哪些，設(shè)計過程中應(yīng)注意哪些問題等等。設(shè)計是否合理，不僅直接影響基建投資、運行費用和有色金屬

17、的消耗量，也會反映在供電的可靠性和安全生產(chǎn)方面，它和企業(yè)的經(jīng)濟效益、設(shè)備人身安全密切相關(guān)。參考文獻：1 劉介才.工廠供電M.北京：機械工業(yè)出版社，20082 湯還成，海平.淺談變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展J.科苑雜談，2006，（3）.3 王士政.發(fā)變電站電氣工程M.北京:中國水利水電出版社，20094 賀家李.電力系統(tǒng)及保護原理M.北京:水利水電出版社，19925 林志鶚，楊家佩，王永興.輸配電.中國電力出版社，20046 王葵，孫瑩.電力系統(tǒng)自動化M.北京:中國電力出版社，2007. 7 尹克寧.電力工程M.北京：機械工業(yè)出版社,1986.8 于永源，楊綺雯.電力系統(tǒng)分析M.北京：中國電力出版社,2007.9 王子午. 常用供配電