一、文献综述
(一)国内发展现状
随着社会经济的不断发展,节约资源成为电力建设中倍受关注的重要问题。节约用地,是我国基本国策,也是变电所平面设计的基本原则。为此多年来电力建设中积极研究和采用新技术、新设备,例如紧凑型配电装置(GIS、HGIS)、油浸式电抗器等,以较高的经济代价换取占地面积的减小等优势。然而,在采用了紧凑型配电装置的变电所中,仍有不少因为部分敞开式设备的习惯性布置方式而导致大块空地难以有效利用的情况。如果改变这些敞开式设备的习惯性布置方式,稍加优化,便可在不增加任何经济代价的条件下,使配电装置占地面积得到可观的缩减,例如主变压器高压侧进线设备(包括电压互感器、避雷器)的布置优化、高压并联电抗器运输道路的布置优化等。目前,这些设计优化方案在部分变电所中(尤其是用地紧张地区的变电所)已有应用实例。
我国的电力工作者在变电所设计领域积累了丰富的研究成果,编制发行了各类变电所通用设计方案,如《国家电网公司输变电工程通用设计−110(66)~500kV 变电所分册》、《国家电网公司输变电工程通用设计−110(66)~750kV 智能变电所部分》、《国家电网公司输变电工程通用设计−1000kV变电所分册》、《中国南方电网公司输变电工程标准设计V1.0》等,对我国绝大多数变电所的设计有着相当重要的指导作用。目前这些通用设计方案中均尚未纳入上述设计优化成果,且均有可采用上述设计成果的优化空间。若能将上述设计优化方案纳入通用设计中适当的方案和模块中,必将进一步推广更加节约土地资源的设计方案和思路,特别是为位于基本农田和场地受限区域的变电所提供有益的参考,甚至解决实际工程的难题。
我国变电所自动化技术从 1980 年开始发展至今已有三十多年历史,电力行
业通过这些年的科研和试运取得了丰硕的成果和经验。这期间取得的重要成果之
一就是对站控层和间隔层进行数字化处理,使得站内信息的流通更加快捷、准确、准时。虽然经过短短的三十几年就取得了这样的成果,但有一些方面还得继续完
善。比如,系统的扩展性、设备操作性和信息共享等。这些问题严重制约了变电
站可靠性、实时性和经济性的进一步提升。在传统变电所已经不能满足我国电力
行业的发展的情况下,发展智能变电所就成为了电力行业的康庄大道。
由于各国国情不一,智能化的侧重点也不一样,可提供给我国智能变电所建
设的技术标准可谓少之又少,我国只能靠自主研究,通过试点工程来积累经验,
完善我国智能化变电所的建设。通过对 IEC61850 标准的研究来提升信息标准化
方面的技术。同时在一次设备方面主要是通过设备的研发来提升智能化水平,包
括综合智能组件、断路器、电抗器等。由于电子互感器的技术还不成熟,再加上
电子设备稳定性和可靠性不高,我国选用常规一次设备和智能组件相结合的过渡
形式,来实现对变电所进行智能化处理。
在系统建设方面,我国虽然采用的是国际上通用的 IEC61850 标准,但并非
原本照搬,我国电力行业研究人员结合国家的基本国情和电力现状将原有的标准
进行转化,形成了一套更加适应我国智能化建设的 DL/T860 标准。此标准的提
出,为我国智能化建设开辟了新的道路,目前为止,以 DL/T860 标准为指导的
电力工程已达数百余个,为智能化建设提供了宝贵的经验。在建设与研究的同时,我国根据电力现状,按照 IEC61850 第二版相关的内容,适当取舍,不断完善,确保在发展国内智能变电所建设的同时兼容国际电力网络。
(二)国外研究现状
对于智能变电所,国外尚无明确定义。但欧美发达国家已从电气设备上开始
着手智能化,因为各国国情与电力现状都不一样,所以导致各大厂家对变电所发
展方面的看法也有出入。其中两大电气设备巨头就提出了不同的看法。西门子公
司认为智能的重点应基于高度自动化来支撑变电所的自愈能力。ABB 公司则认
为这只是智能化很基础的一部分,重点应放在设备状态监测和数据采集方面。在一次设备方面,两大电气设备厂家在打破电气一、二次设备界限方面已取得了不少的成果,在融合设备的同时,提高其智能化水平。低压设备智能化方面已取得了显著的成果。在电子互感器方面,ABB 公司发展最为迅猛,而且成果颇丰。1986 年光电互感器在电网的试运行,十年之后研制出的误差为 0.3%的362kV 光纤电压互感器,1997 年成功开发出 115kV、550kV 高电压等级的光电电压互感器。目前为止,ABB 公司不仅已研制出多种有源电子式、无源光电式互感器。而且这些互感器已在封闭式组合电器及中低压开关柜中得到应用。国外在变电所自动化方面,主要采用 ABB、西门子等公司联合制定的IEC61850 标准。同时这些国外主要厂家在试运行过程中均已获得成熟建设经验,使得此标准成为了变电所建设的唯一标准。目前,此标准第二版部分内容已发布,相比第一版应用领域更加广阔,指导内容更加丰富。
二、论文提纲
一、绪论
1.1课题来源及研究背景意义
1.2国内外发展现状
1.3课题的主要研究内容
二、变电所整体设计及关键部件选型
2.1变电所需求分析
2.2变电所整体设计
2.3关键部件选型
三、变电所布置设计及优化
3.1 110KV变电所总体布置优化原则
3.2 110KV变电所优化的措施
3.3 110KV变电所布置设计
四、总结
五、参考文献
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