河南工业大学电气本科毕业设计3

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频率波形的偏差会影响到某些电气设备如电动机和军用雷达的正常、安全工作。国家标准规定：3000MW以及上系统不超过±0.2Hz，3000MHZ以下系统不超过±0.5Hz,例如给定的允许电压偏移为额定电压的±5%，给定的允许频率偏移为±0.2~0.5HZ等。波形质量则以畸变率是否超过给定值来衡量。所有这些质量指标，都必须采取相应的技术手段来予以保证。 (3)保证系统运行的经济性：衡量电力系统经济性的两个重要指标是煤耗率和网损率。即便是损耗的比率不是特别大，电能生产的规模很大，消耗的一次能源源总消耗占的比重约为70％，输送和分配时的损耗绝对值也非常巨大。因此，降低每向用户供应一度电能损耗的能源和降低变换、输送、分配时的损耗对于提高电力系统的经济性又十分重要的意义。为保证系统运行的经济性，应开展系统经济运行工作，使个发电厂所承担的负荷能合理分配。例如，使水电厂能充分利用水能，避免弃水；使火力发电厂中经济性能好的满负荷发电，并避免频繁开停锅炉发电机组；做好负荷预测工作，避免锅炉对空排气，使功率在系统中合理分布以降低电能在生产、变换、输送、分配和使用中的损耗。

1.1.3电力系统的额定电压

为了使电力设备的生产实现标准化、系列化，为了各元件实现互换，电力系统中发电机、变压器、电力线路及各种设备都是按规定的额定电压进行设计和制造的。

额定电压，就是指能使各类电气设备处在最佳运行状态的工作电压。电力系统的额定电压等级是国家根据回民经济发展的需要及电力工业的发展、运行水平，经全面经济技术分析后确定的，国际上各个国家的实际情况不一样，它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。 （1）额定电压的分类

我国现阶段各电力设备的额定电压分三类：

第一类额定电压在100V以下，这类电压主要用与国民经济的照明、

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蓄电池及开关设备的操作电源中。

第二类额定电压高于100V，低于1000V，这类电压主要用于低压三相电动机及照明设备，常见的有380V和660V。

第三类额定电压高于1000V，这类电压主要用于发电机、变压器、输配电线路及设备。

三相视在功率S=3UI。当输出功率为定值时，电压升高，电流降低，线路、电气的载流部分所需的截面积就变小，有色金属的投资也降低，同时由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损耗也较小。另一方面，电压越高，对设备和导线绝缘水平的要求就越高，变压器、开关等设备的投资也越大。综合考虑这些因素，对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济合理的输电电压，当从设备制造角度考虑，为保证产品的标准化和系列化，又不应随意确定输电电压。

1.2 我国变电站及其设计的现状、发展趋势及新变化

新世纪以来，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到长足发展。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流传输转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加，屋内配电装置广泛使用。而国外变电站主要是交流输出向直流输出转变，而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势之一。 1.无人值守变电站

我国变电站的发展趋向于变电站无人值班运行管理，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500 kV和330 kV变电站，即使采用了变电站综合自动化系统的，也基本上都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现无人值守,由此可见，在国内外无人值守变电站之间、国内外变电站自动化系统之间都还

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有很大的差异。

全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益:

1)大幅度提高了运行可靠性；

2)加快了对事故处理的速度； 3)提高了电力行业劳动生产率； 4)降低了电力基础建设成本； 5)降低系统运行费用。 2.城市变电站建设

随着城市市区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城市变电站，在多种变电站的型式中屋内型变电站受到各方面的重视，在最近几年得到飞速发展。由于屋内变电站允许安全净距小且可以分层布置而使占地面积较小。室内变电站的维修、巡视和操作在室内进行，可减轻维护工作量，不受气候影响。

3.数字化智能变电站

在变电站综合自动化领域中，智能化电器的发展，特别是智能化开关设备、光电式互感器等机电一体化设备的出现，变电站自动化技术即将进入新阶段，这些新技术的日趋成熟带来全数字化的变电站新概念。数字化变电站三个最重要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。

依据我国电力工业实际情况国情，电力系统的变电技术有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。 1.变电站接线方案趋于简单化

制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，为变电站接线简化提供了可能。例如，高压断路器是变电站的主要电气设备，其制

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造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。 2.新的电气一次设备大量采用

近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、高可靠性新型设备不断出现，电气设备趋于无油化，采用SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用范围不断扩大。 3.变电站占地及建筑面积减少

经济和城市建设的发展要求新建的城市变电站必须符合城市的形象及环保要求，追求综合经济和社会效益，所以设计形式多采用地面全户内型或地下等布置形式，这使得占地面积有效减少。 4.变电站综合自动化技术

变电站综合自动化是新发展起来的一项用以提高变电站运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。发展和完善变电站综合自动化系统，是电力系统发展的新的趋势。

1.3 变电站设计的主要原则

变电站设计的原则是：安全可靠、技术先进、投资合理、标准统一、运行高效，时效性和和谐性的统一。变电站设计的分类按照变电站标准方式、配电装置型式和变电站规模3个层次进行划分。

(1)按照变电站布置方式分类：110kV变电站分为户外变电站、户内变电站和半地下变电站3类。在变电站设计中，户外变电站是指最高电压等级的配电装置、主变布置在户外的变电站；户内变电站是指配电装置布置在户内，主变布置在户外或者户内的变电站。半地下变电站是指主变布置在地上，其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站；地下变电站是指主变及其它主要电气设备布置在地下建筑内的变电站。

(2)按配电装置型式分类：110kV配电装置可再分为常规敞开式开关

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