《某工厂10KV变电所的一次设计的文献综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某工厂10KV变电所的一次设计的文献综述（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、更多资料尽在： http:/ 大学生部落-大学生第一门户社区某工厂10KV变配电所的设计崔娜河北科技师范学院 机电工程学院电气工程及其自动化专业指导老师：庄程摘要：众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，电能的产生和转化形式多样，同时电能输送和分配既简单积极，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程的自动化。因此做好工厂供电对于发展工业，实现工业现代化，具有十分重要的意义。变电所设计更是实现工厂供电的安全、可靠、优质、经济重中之重，是实现具有中国特色社会主义现代化道路中无可替代的重要角色。文中介绍了变电所的发展阶段，10KV变电所，变压器的选择，短路电流的计算，电气设备的选择等方面。关
2、键字：变电所，变压器，短路电流，电气设备的选择第1章 项目背景第1.1节 工厂供电系统的意义伴随着我国改革开放和现代化建设的迅速发展，我国正在快速、平稳的走向工业现代化。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益增高。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中和国家经济建设中应用极为广泛。1当电能从区域变电
3、所进入工厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在工厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心是变电所。1一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都就将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。工厂供电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，并做好节能工作，就必须达到“安全、可靠、优质、经济”的要求，因此，设计和建造一个以“安全、可靠、优质、经济”为标准的变电所，对保障工
4、厂生产安全、连续的进行时极为重要的。2第1.2节10KV供电系统在电力系统中的位置电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。6在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。1OKV供电系统能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。7因此要全面地理解和
5、执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。第2章 变电所变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需要进行电压调整和潮流控制以及输配电线路和主要电气设备的保护。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分，所以输送和分配电能是十分重要的一环。3变电所使电厂或上级电站经过调整后的电能书送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电所系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作，可能造成停电等事故，给生产
6、生活带来很大不利。因此，变电所在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性等指标十分重要。第2.1节 变电所的发展阶段工厂变配电自动化是当今电气专业领域的热门课题，其发展势头正方兴未艾。基于从最初的基本供电，到现的变配电自动化发展，变电所的发展也在人们不断提高的需求中逐渐的发展，其主要经历如下几个阶段：（1）传统变电所20 世纪80 年代及以前,变电所保护设备以晶体管、集成电路为主,二次设备均按照传统方式布置,各部分独立运行。随着微处理器和通信技术的发展,远动装置(RTU) 的性能得到较大提高,传统变电所逐步增加了“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”的四遥功能。（2）综合自动化变电所20 世
7、纪90 年代,随着微机保护技术的广泛应用,以及计算机、网络、通信技术的发展,变电所自动化取得实质性进展。利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术,对变电所二次设备的功能进行重新组合、优化设计,建成了变电所综合自动化系统,实现对变电所设备运行情况进行监视、测量、控制和协调的功能。综合自动化系统先后经历了集中式、分散式、分散分层式等不同结构的发展,使得变电所设计更合理,运行更可靠,更利于变电所无人值班的管理模式。（3）数字化变电所近年来, 随着数字化技术的不断进步和IEC61850 标准在国内的推广应用,国内已经出现了基于IEC 61850 的数字化变电所。数字化变电所具有全站信息数字
8、化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化四个重要特征。数字化变电所体现在过程层设备的数字化,整个变电所内信息的网络化,以及断路器设备的智能化,而且设备检修工作逐步由定期检修过渡到以状态检修为主的管理模式。（4）智能变电所智能电网中的智能变电所是由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成,以高速网络通信平台为信息传输基础,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、协同互动等高级应用功能。智能变电所分为设备层、系统层。设备层主要由高压设备、智能组件和智能设备构成,实现IEC 61850中所提及的变电所测量、控制、
9、保护、检测、计量等过程层和间隔层的功能。系统层相当于变电所的站控层,实现信息共享、设备状态可视化、智能告警、分析决策等高级智能应用,包含智能变电所系统级的先进功能。随着高压设备智能化的不断发展,传统意义上的一、二次设备间的界限也将逐渐模糊,一次设备通过安装和集成智能组件,将成为智能设备。4第2.2节 变电所的发展现状近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格
10、的电能。5这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，
11、用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。第23节 变电所主要设备变电所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。8变电所起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电所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，有的变电所还有无功补偿设备。变电所的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。（1）变压器 变压器是变电所的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自祸变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头
12、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，前者电力系统送端变电所，后者用于受电变电所。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先保持合格的电压，有时需要切换变压器的分接头。按其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所。9（2）互感器互感器有电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们拔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
13、器二次电压为100V，电流互感器的二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，注意：绝不能让其开路，否则将因高电压而危机设备和人身安全或是电流互感器烧毁。（3）开关设备开关设备包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统运行情况下用来合上和断开电路故障是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以上变电所使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。隔离开关的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，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，
14、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，一般与高压熔断器配合用于10KV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。第3章 变压器 变压器室利用电磁感应的原理来改变交流电压装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等第3.1节 变压器的选择在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务。选择时，应兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统510 年发展规划综合分析，合理选择，否则
15、，将造成经济技术上的不合理。如果变压器容量选的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益；若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷状态下运行，影响变压器的寿命和电力系统的稳定性。因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。10第3.2节 变压器台数的选择为了保证供电可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，变电所中一般装设两台主变压器。当装设三台及三台以上时，变电所的可靠性虽然有所提高，但接线网络较复杂，且投资增大，同时增大了占用面积、配电设备及用电保护的复杂性，以及带来维护和倒闸操作等许多工作的复杂化
16、，而且会造成中压侧短路容量过大，不宜选择轻型设备。考虑到两台主变同时发生故障机率较小，适用远期负荷的增长以及扩建，而当一台主变压器故障或者检修时，另一台主变压器可承担70%的负荷保证全变电所的正常供电。故选择两台主变压器互为备用，提高供电的可靠性。11第3.3节 变压器容量的选择（1）主变容量一般按变电所建成后510 年的规划负荷选择，并适当考虑远期1020 年的负荷发展。对于城郊变电所，主变压器容量应当与城市规划相结合。因此应综合考虑近期和远期总负荷来选择主变的容量。（2）根据变电所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑当一台变压器停运时，其余变压器容量在过负荷能力后允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性能的变电所，当一台主变压器
