220kV變電站電氣一次初步設(shè)計

220kV變電站電氣一次初步設(shè)計,kv,變電站,電氣,一次,初步設(shè)計 華 北 電 力 大 學(xué) 科 技 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）附 件外 文 文 獻 翻 譯學(xué) 號： 071901010706 姓 名： 侯健 所在系別： 電力工程系 專業(yè)班級： 電氣07K6 指導(dǎo)教師： 胡永強 原文標(biāo)題： NEW INTELLIGENT FEATURES DURING REFURBISHMENT OF SUBSTATIONS 2011年 6 月 20 日變電站改進期間的新型智能特征Maarten VAN RIET NUON Technical Projects & Consultancy -The NetherlandsMaarten.van.RietNuon.comFrans PROVOOST Eindhoven University of Technology - The NetherlandsF.ProvoostTue.nlFrans VAN ERP NUON Technical Projects & Consultancy -The NetherlandsFrans.vau.ErpNuon.com摘要：變電站改進期間是安裝新的功能和實現(xiàn)新的思路的好時機。事實證明，等到改進時做這些要比不經(jīng)過深思熟慮就更新要更合理。NUON正處在一個許多變電站要升級保護，控制和安裝新功能的重要時刻。我們的主要目標(biāo)是僅用幾十萬歐元對老變電站應(yīng)用最新的工藝進行升級更新。為了達到這個目標(biāo)，很多設(shè)備都要進行整合。保護和控制系統(tǒng)的合并是一定的。但與此同時變電站需要一個單獨的保護箱和控制箱來服務(wù)多臺機組。以一個簡單的以太網(wǎng)總線實現(xiàn)超級快速跳閘的成功，預(yù)示著多個保護軟件設(shè)備整合到一臺計算機變得有可能。因此，我們的未來變電站正在變得越來越現(xiàn)實。在過去的25年，大家都把注意力集中在我們從高壓自動化中的受益。但我們的看法是，在這個時候，我們首先可以用到是低，中壓。在我們翻新150/10千伏變電站的試點項目中，我們不僅實現(xiàn)了保護和控制裝置的技術(shù)狀態(tài)，而且實現(xiàn)了對所有20個即將報廢的饋線的綜合電能質(zhì)量測量。此外，我們實現(xiàn)了中等電壓故障定位儀以不到100米和準確性檢測兩相和三相短路故障，并以500米的精度檢測單相故障接地的接地軟網(wǎng)絡(luò)。對于中壓變電室的距離，這樣的精度對于開始交換網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)是綽綽有余的。在應(yīng)用可編程邏輯控制器（PLC）聯(lián)接中低壓網(wǎng)絡(luò)、對網(wǎng)絡(luò)信息和控制處理的開發(fā)中，我們?nèi)〉昧艘欢ǖ某晒＿@不僅涉及我們和客戶的溝通，例如自動抄表，也涉及到總網(wǎng)管理，變電站和低電壓之間的信息連接。我們的目標(biāo)是在10年內(nèi)要建設(shè)全透明和簡單的變電站自動化系統(tǒng)。最終，變電站自動化翻新費用要降低90%。引言： NUON是荷蘭主要的能源供應(yīng)商，供應(yīng)五個省5萬客戶煤氣、水、電等，包括首都阿姆斯特丹。 從150/110/50千伏(高壓)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)約340中壓網(wǎng)絡(luò)(10千伏)。改進這樣的變電站是增加新技術(shù)的好時機。從70年代初期開始，我們大力發(fā)展變電站高壓一側(cè)的自動化。開放的電力市場、工業(yè)中不斷增多的脆弱的電力電子設(shè)備和用戶要求高質(zhì)量的電能供應(yīng)，特別是在斷路、電壓跌落，諧波和接地這些情況下。要滿足這些要求，中壓自動化是必要的。由于有大量的饋線，中壓自動化需要簡單、廉價和智能標(biāo)準的解決方案。在制造商沒有妥善解決的情況下，快速的信息技術(shù)發(fā)展要求有遠見卓識的思想、觀念。新思想的最終狀態(tài)可以在試行中證明，可以在今后研究方向中以標(biāo)準的解決方案實現(xiàn)翻新，NUON已在重大會議公布了幾個預(yù)想。所有的觀點表明，一切的一切，只有處理全面的解決方案將獲得成功。這時候的最終的目標(biāo)就是建立一個由智能測量儀表組成的簡單的智能自動化系統(tǒng)，這個系統(tǒng)和智能集中系統(tǒng)相連通，原則上只包含2套計算系統(tǒng)。一、中壓自動化要求對一個良好的工作體系的要求是要服從于運營商，客戶和管理的?？蛻粢蟾呖煽啃?，高標(biāo)準和高質(zhì)量。這意味著，斷電故障的時間要盡可能的短。電能質(zhì)量方面要符合規(guī)定的國際標(biāo)準和監(jiān)管標(biāo)準。運營商需要盡快采取措施并獲得更多的數(shù)據(jù)從而監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的性能以及電網(wǎng)和對客戶的態(tài)度。管理始終要做到用最少的錢做最多的事。因此，綜合自動化系統(tǒng)必須要滿足一下條件：1. 在擾動的網(wǎng)絡(luò)中迅速反應(yīng)來保護和恢復(fù)；2. 不斷監(jiān)測電能質(zhì)量，參數(shù)超標(biāo)時迅速警報;3. 變電站之間良好的溝通聯(lián)系，調(diào)度中心和其他部分的聯(lián)系；4. EMC認證解決方案；5. 減少人為失誤的影響；6. 簡單的MML系統(tǒng)；7. 從網(wǎng)絡(luò)上獲取在電網(wǎng)負荷以及中壓狀態(tài)更多的信息；8. 模塊化和中央支持的軟件；9. 減少今后網(wǎng)絡(luò)操作的投資和代價。所有這些要求的形式為變電站自動化調(diào)制解調(diào)器。解決這一難題的困境與合作有部分“智能網(wǎng)絡(luò)”的荷蘭創(chuàng)新研究發(fā)展計劃（眼壓EMVT）1的亮點。這個方案（由荷蘭政府贊助）大幅的影響分散在大規(guī)模發(fā)電的穩(wěn)定性高低壓電網(wǎng)，配電設(shè)計的管理電網(wǎng)和控制方案的自主控制中壓電網(wǎng)。該項目是在巴塞羅那Cired2003期間聲明2。二、最終的技術(shù)狀態(tài)5年后的技術(shù)水平最終狀態(tài)圖一所示：由智能元器件智能檢測設(shè)備組成的變電站通過玻璃纖維聯(lián)通集中保護和控制系統(tǒng)。智能零部件是斷路器和開關(guān)這樣的常規(guī)設(shè)備，并配有大量電子設(shè)備，對信息存儲對設(shè)備本身進行自檢。如電流，電壓互感器智能檢測裝置產(chǎn)生，而不是像模擬信號的數(shù)字信號電壓和電流。保護和控制系統(tǒng)完全集成在兩臺計算機中。輸入的信息包括智能系統(tǒng)中的設(shè)備。輸出的控制信號包括智能組件、調(diào)度中心和網(wǎng)絡(luò)其他各部分的信息。在這種理念下，保護裝置和智能組件的物理距離已經(jīng)不再被關(guān)注。這個理念是必然會被接受的，即使是“命令”電路斷路器在變電站運行中通過的通信總線不再需要通過銅線。保護和控制之間不再有一個明確的區(qū)別。智能測量設(shè)備會傳輸連續(xù)的在線信息對電壓、電流進行監(jiān)測。當(dāng)中壓電網(wǎng)發(fā)生短路，控制系統(tǒng)能夠就能夠檢測到某些變化，并在第一階段警報。經(jīng)過一段時間后，系統(tǒng)有足夠的信息來計算故障的類型和變電站之間的距離。如果變電站必須要進行開關(guān)操作，信號將被發(fā)送到相應(yīng)的電路斷路器。供電故障的故障類型，故障距離等信息將被送到調(diào)度中心。玻璃纖維，不僅對實現(xiàn)電磁兼容的目的是必要，而且還可以防止總系統(tǒng)的故障并進行其他故障系統(tǒng)主要安裝。有這樣的一個例子，故障發(fā)生在我們的“老土自動化”變電站。由一個電流互感器的弧高電壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到輔助系統(tǒng)，并從那里通過銅線通信的變電站自動化系統(tǒng)傳入保護裝置。集中自動化系統(tǒng)的一半幾乎全部失靈。三、試點為了達到最終目標(biāo)，試點是必要的。在試點工程中我們將與制造商有良好的合作。對于NUON本身來說將工程分支項目分別處理是很有價值的。對于制造商來說，這是一個檢驗他們在新發(fā)展中實際做法的很好的機會來。設(shè)計會議上必須確定這個試點的目標(biāo)。試點工程在1997年已經(jīng)開始，一個新的試點也在正在啟動。下面將解釋一些案例。四、智能故障定位這個試驗的目的是對中壓電網(wǎng)故障進行快速定位。這種定位減少客戶幾分鐘的時間。事實證明，這一原則由ABB在試點變電站被證實并在與1999年發(fā)表3。這個成果由于合適硬件和軟件過高的成本而還無法投入使用。五、故障定位，保護，以及控制的整合這個設(shè)計的目的是證實一個適當(dāng)?shù)淖詣舆\行故障定位儀在綜合智能變電站保護和控制中的經(jīng)濟可行性。這個設(shè)計還將表明，減少變電站必要部分的數(shù)量的可能性，如圖2。與GE的卡爾加里和階段試驗性合作在試驗變電站階段實施。第一個研究結(jié)果于2003年在巴塞羅那發(fā)表4，5。六、PLC通信這個試驗的目的是展示低電壓的客戶和廣域網(wǎng)和變電站連接的適用性和可靠性，如圖3。試點被分為兩個階段。第一階段是變電室內(nèi)低電壓側(cè)的中壓/低壓變壓器與客戶之間的連接。意大利國家電力公司證明了這個概念。第二階段將包括溝通中壓變電室和變電站。為此，我們申請了便宜解決方案（僅25歐元）的直接電容耦合的中壓電纜芯專利。由于專利還需要時間批復(fù)，所以方案尚未公布。七、銅通訊（重新設(shè)計統(tǒng)一媒介的銅項目）這個項目的目的是展示調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)連接所有高壓變電站的可能性。該系統(tǒng)由玻璃纖維和銅線工作。每個連接的溝通速度至少2 兆位/秒。這種復(fù)合廣域網(wǎng)包括直接路由的連接，如距離和差動保護裝置保護包括預(yù)定義的路由。該系統(tǒng)是基于ABB公司515的概念。八、電網(wǎng)變電站的中壓檢測MV的一部分網(wǎng)格的變電站被放置在處置的研究項目上以證明智能網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展結(jié)果。這時可編程序控制器(PLC)通訊中壓變電室之間的安裝。這給了同時測量在負載和電源質(zhì)量方面問題的可能性。未來，我們希望能看到這一測試網(wǎng)格能夠成為一個獨立的控制網(wǎng)絡(luò)，通過電力電子連接到外部網(wǎng)絡(luò)。這個網(wǎng)絡(luò)可以測試全新的自適應(yīng)保護與控制系統(tǒng)。而且狀態(tài)估計MV網(wǎng)格將完成。其所涉結(jié)果將由獲得博士學(xué)位的學(xué)生不斷出版。九、利用全球接地一個變電站的可靠性不再像過去依賴于部件本身可靠性的，而是依賴使用抗干擾的變電站的部件對EMC的擾動。全球性接地系統(tǒng)的優(yōu)點被發(fā)表在Jeroen研究所碩士論文中6。十、對MV網(wǎng)格的一種新的保護思路新的保護系統(tǒng)，將由現(xiàn)有的傳統(tǒng)的電網(wǎng)保護裝置和變電站智能自適應(yīng)保護裝置組成。該系統(tǒng)的目的不僅是要切斷故障，同時也要限制兩、三相短路和降低由于接地故障引發(fā)的安全風(fēng)險,。該解決方案需要智能裝置的選擇性和使用故障定位設(shè)計的經(jīng)驗。十一、廉價的智能電流互感器介紹在未來的一年里,我們將會推出一個廉價的智能數(shù)字輸出電流測量裝置。這種裝置將用于未來的保護和故障定位。這種廉價的故障定位器將會應(yīng)用于正在改進的阿姆斯特丹市中心50/10千伏變電站。十二、試點結(jié)論總結(jié)最后的試點變電站工程將在2006年實現(xiàn)我們的一切的夢想。參考文獻1. Homepage for Dutch innovative research Drogram on intelligent networkshttp/eps.et.tudel.nl/iop2. Reza M. Schavemaker P.H.,. Klin-e W.L .,Sluis L.van der, 2003A research program on intelligent power systems : self controlling and self adapting power systems equipped to deal with the structural changes in the generation and the way of consumptionCIRED, Barcelona, Spain3. Saha M.M, Provoost F, 1999Fault location in Medium voltage networksCIRED, Nice, France4. Oirsouw P.M. van, Provoost F, 2003Fault location in an MV distribution networkCIRED, Barcelona, Spain5. Riet M.J.M. van, Provoost F, Erp F van,2003New features during refurbishment of substationCIRED, Barcelona, Spain6. Waes, J.B.M. van, 2003Safety and EMC aspects of Grounding, dissertation Eindhoven University of Technology, ISBN 90-386-1755-0