預制式光纜和電纜的選型及整合優化

摘 要 伴隨著中國經濟的快速發展,電力工業正面對著新的挑戰。電網結構變得越來越復雜。特別是近年來,間歇性清潔能源的集成以及風力發電和光伏發電等的波動性需要更大的靈活性和可控性。對多樣化服務的需求需要變電站更良好的互動。經濟和社會發展需要更安全,更可靠
閱讀技巧Ctrl+D 收藏本篇文章

  摘 要

  伴隨著中國經濟的快速發展,電力工業正面對著新的挑戰。電網結構變得越來越復雜。特別是近年來,間歇性清潔能源的集成以及風力發電和光伏發電等的波動性需要更大的靈活性和可控性。對多樣化服務的需求需要變電站更良好的互動。經濟和社會發展需要更安全,更可靠,更高質量的變電站。由于資源和環境的限制,變電站必須更加高效,經濟和環保。在這種情況下,如何保證電網的安全穩定運行,電網發展方式如何改變成為了一項問題。然而,由于互操作性差以及來自不同制造商的設備的高管理成本,傳統變電站多年來未能適應智能電網建設的需要。

  新能源技術,智能技術,信息技術和網絡技術的突破性創新以及第三次工業革命的發展,使得強大的智能電網可以加速發展全球的聯系。然后傳統智能變電站的建設目前存在以下特點:1、建設周期長,主要體現在一二次設備的現場調試和聯調時間長。2、土建工作量巨大,考慮到現場存在大量的建構筑物。3、變電站面積大,建設投資大。。

  模塊化變電站采用標準化設計,工廠加工和裝配化的施工方式,大程度的優化了工程施工周期,減少了施工成本。模塊化智能變電站應用通用設計,通用設備圖集和即插即用二次接線支持“大規模運行,大型檢修”,采納通用模塊化標準化定制信息模型。同時采用組合式建筑,結構,預制倉式二次復合設備,實現一次、二次集成設備規模的生產,集成和調試。

  基于此背景,本文正在對 110 kV 模塊化智能變電站進行二次設計和研究。二次系統優化,特別是變壓器選擇和二次參數,本地采樣數字采樣的實現,各站綜合監控系統的網絡結構,開關采樣跳閘模式,繼電保護裝置,變電站二次虛擬電路設計,局部智能控制二次電路設計等。同時考慮二次系統柜的設計方法是非常必要的。根據本文研究的結論,實際項目設計方案對未來智能變電站設計具有重要的參考價值。

  關鍵詞:智能電網;智能變電站;模塊化;二次系統;設計;電力系統

電氣工程碩士論文

  ABSTRACT

  With the rapid economic development in our country,the power industry is alsofacing a new situationIn recent years,with the volatility of wind farms,solarphotovoltaic power plants and the intermittent clean energy grid-connected and putinto operation,substations are required to be more flexible andcontrollableDiversified service needs require a more friendly interaction betweensubstations : Economic and social development requires substations safer,morereliable,better quality :resource and environmental constraints require substationsmore efficient,more economical and more environmentally friendlyIn thissituation,how to ensure the safe and stable operation of the power grid and to meet therequirements of the transformation of the power grid has become a problem that ourpower system must face and solveHowever,conventional substations have long beenin the spotlight because of poor interoperability between equipment manufacturersand high operation and maintenance costs, which are no longer suitable for the needsof smart grid construction

  With the breakthrough in innovation of new energy technologies,smarttechnologies,information technology and network technologies,the third industrialrevolution is under development and the strong smart grid is accelerating itsdevelopment towards a worldwide interconnectionThen the traditional intelligentsubstation construction currently has the following characteristics : Firstly,theconstruction period is long,mainly reflected in the first and second equipment on-sitecommissioning and long coupling time Secondly,large amount of civil work,takinginto account the presence of a large number of buildings on siteThirdly,substationcovers an area of large,large construction investment

  Modular substation with standardized design,factory processing,assembly-basedconstruction model greatly optimized the construction cycle,shortening theconstruction costModular intelligent substation application of universaldesign,common equipment atlas,using plug and play secondary wiring,to support "large operation,overhaul",using common,modular,standardized and customizedinformation modelAt the same time,it adopts the prefabricated buildings,structuresand prefabricated bunker secondary combination equipment to realize the scaleproduction,integration and debugging of primary and secondary integrated equipmentfactories

  Based on this background,this paper carries out the secondary design andresearch of 110kV modular intelligent substationThe secondary system,especially thetransformer selection and secondary parameter optimization,in-situ sampling anddigitization of the realization of integrated monitoring system of the whole networkstructure,networking and switch configuration mode,the relay protection devicesampling and it is very necessary to study the design of key secondary systems suchas tripping method,secondary virtual circuit in substation and design of secondarycircuit in local intelligent control cabinetAccording to the conclusion of the study,it isproposed that the design scheme of the actual project at this stage has importantreference and reference value for the future design of smart substation

  Key Words:Smart grid;smart substation;modularization;secondary system;design;power systems

  目 錄

  第 1 章 引言

  1.1 課題背景與研究意義

  近年來,與環境氣候惡化、能源安全、社會經濟發展、電網穩定運行相關的問題日益突出。與此同時,用戶對電源可靠性的要求越來越高。電動汽車和其他業務的發展提出了對能源分配和存儲的新需求。在這種情況下,電網運營面臨重大挑戰。為了解決這些問題,我們積極開發清潔高效的能源和多種能源,發展分布式能源和微電網,以求能源安全和穩定。靈活應對大規模分布式能源接入電網,以確保電網清潔和高效的工作,同時適應智能電網在中國的國情,以全新的面貌迎接電網的未來發展。這是一種穩定,經濟,清潔和安全的現代能源。

  隨著中國經濟的快速發展,電力行業同時也正面臨新的形勢。溫家寶總理在2010年政府工作報告中強調“大力開發低碳技術、推廣節能高效技術、積極發展新能源和可再生能源、加強智能電網建設”。在這種情況下,如何確保電網安全穩定運行,如何滿足電網發展方式變革的需求,是中國電力系統繞不開的問題。然而,由于互操作性不良以及來自不同制造商的設備的高管理成本,傳統變電站多年來未能適應智能電網建設的需要。

  隨著高速工業以太網技術的發展,開放協議,智能一次設備,電力信息接口標準不斷的革新,變電站一、二次設備技術集成和變電站控制方式的變化得到推廣,智能變電站技術發展的基礎得到了奠定。

  作為變電站的發展方向,智能變電站主要可以解決傳統變電站存在的下列問題。即傳統電壓電流互感器的飽和、諧振以及絕緣。有許多長距離電纜和屏蔽電纜,安裝困難;由于通信標準不統一,因此設備之間的互操作性受到限制。

  與傳統變電站相比,智能變電站主要升級了過程層和間隔層,數字化主系統的模擬量和開關量的傳遞,用光纖取代現有的電纜連接,實現過程層以及需要形成聯系的間隔層設備之間的通信。

  智能變電站的優點:

  1通信網絡代替了模擬量輸入以及數字量輸入和輸出,使得二次設備硬件系。

  2得益于可觀測性和可控性的加強,產生了狀態監測、站域保護控制等新型應用。

  3控制電纜和信號電纜在變電站的使用范圍大大降低,用光纖進行替代,有效節省了有色金屬,使得設計、安裝和調試工作更加簡潔。

  4通過智能終端和 GIS 智能控制技術,能夠節省大量電纜; 由于智能變電站采用統一共享的信息平臺,可以避免設備的重復投資,使測量、保護、計量等多組裝置共用一組電子式互感器。

  5智能化一次設備布置緊湊,能夠優化占地。

  6智能變電站的建設過程中,安裝調試步驟大大簡化,能夠縮短建設的工期;同時智能設備能夠實現在線檢測,達到狀態檢修的目的,因而可以提高設備的工作效率。

  與傳統變電站相比,智能變電站的最大變化是二次系統。信息數字化是智能變電站二次系統的主要特征,主要體現在二次系統架構、數據采集模式、數據傳輸模式、電流和電壓回路、通信協議等方面發生了根本性的變化。隨著這些變化,傳統變電站的二次系統設計模式已不能滿足智能變電站二次系統的設計要求。

【由于本篇文章為碩士論文,如需全文請點擊底部下載全文鏈接】

  1.2 國內外研究現狀
  1.2.1 國內智能變電站發展現狀
  1.2.2 國外智能變電站發展現狀
  1.3 課題主要研究內容
  1.4 課題主要創新點
  1.5 本章小結

  第 2 章 二次設備模塊化設計

  2.1 二次設備模塊化設計概述
  2.1.1 模塊化設計總原則
  2.1.2 二次設備模塊劃分原則
  2.2 二次設備機架式模塊化安裝
  2.3 裝配式建筑預制式二次組合設備模塊化設計
  2.3.1 戶內預制式模塊化二次組合設備
  2.3.2 戶內模塊化二次組合設備的技術方案
  2.4 預制二次設備艙方案選擇及應用
  2.4.1 艙體尺寸類型
  2.4.2 艙體屏柜布置方式
  2.4.3 預制艙內布線方案
  2.4.4 預制艙內輔助設施
  2.5 本章小結

  第 3 章 二次系統設備集成優化

  3.1 站控層設備整合方案
  3.1.1 安全 I 區服務器硬件及功能整合
  3.1.2 安全 II 區服務器硬件及功能整合
  3.2 間隔層設備整合
  3.2.1 集成計量、pmu 功能的多功能測控裝置
  3.2.2 保護、測控、計量、智能終端及合并單元多合一裝置
  3.3 智能終端與其它二次回路整合優化分析
  3.3.1 二次回路接線精簡及優化
  3.3.2 智能組件與變壓器的融合方案
  3.3.3 智能組件功能模塊插件化
  3.4 本章小結

  第 4 章 預制式光纜和電纜的選型及整合優化

  4.1 預制光電纜概述
  4.1.1 傳統光電纜缺陷
  4.1.2 預制光電纜特點及優勢
  4.2 預制光纜選型及連接方案
  4.2.1 連接器選型
  4.2.2 光纜選型
  4.2.3 連接方案
  4.2.4 整合可靠性分析
  4.3 預制電纜
  4.3.1 預制電纜基本特點
  4.3.2 電連接器類型
  4.3.3 電纜和連接器選型
  4.4 電纜整合方案
  4.5 本章小結

  第 5 章 調控運維一體化監控及高級應用方案

  5.1 智能化變電站一體化監控系統概述
  5.1.1 智能變電站監控系統
  5.1.2 一體化監控系統架構
  5.1.3 一體化監控的網絡構架
  5.1.4 一體化監控安全區域的劃分
  5.2 基于“調控運維一體”的變電站一體化監控系統
  5.2.1 一體化監控技術方案
  5.2.2 現階段可實施的高級應用
  5.2.3 智能告警
  5.2.4 設備在線監視及診斷
  5.2.5 遠程瀏覽/告警直傳
  5.2.6 事故追憶與全景事故反演
  5.2.7 一體化監控五防
  5.3 變電站運維支撐系統技術解決方案
  5.3.1 系統配置和一致性校驗
  5.3.2 二次設備管理
  5.3.3 運維信息安全
  5.4 本章小結

  第 6 章 交直流一體化電源推薦實施方案

  6.1 智能變電站一體化電源系統概述
  6.2 交直流一體化電源系統功能設計
  6.2.1 智能開關模塊化設計
  6.2.2 一體化電源數字化設計
  6.2.3 統一監控功能設計
  6.3 變電站交直流一體化電源系統配置方案
  6.3.1 總體配置
  6.3.2 站用電源子系統
  6.3.3 直流電源子系統
  6.3.4 UPS 電源子系統.
  6.3.5 通信電源子系統
  6.3.6 蓄電池組智能管理系統
  6.4 本章小結

  第 7 章 戶外二次設備的環境適應性設計

  7.1 戶外預制式智能控制柜環境適應性
  7.1.1 環境控制需求分析
  7.1.2 封閉式柜體設計
  7.1.3 區域空調共用設計
  7.1.4 設計特點小結
  7.2 戶外預制艙艙體環境適應性
  7.2.1 溫濕度控制系統設計
  7.2.2 通風防塵設計
  7.2.3 設計特點小結
  7.3 技術經濟分析
  7.4 本章小結

  第 8 章 總結

  8.1 結論
  8.2 展望

  致 謝
  參考文獻

    點擊下載全文 轉載請注明來源。原文地址:http://www.rubcby.tw/html/zhlw/20190616/8177855.html   

    預制式光纜和電纜的選型及整合優化相關推薦


    聯系方式
    微信號 xzlunwen
    熱點論文
    456梭哈