農(nóng)村電網(wǎng)規(guī)劃第3章電源規(guī)劃

關于上次課內(nèi)容的一些問題復習農(nóng)村電力負荷有什么特點？負荷預測的方法有哪些？灰色負荷預測的特點是什么？第3章供電電源規(guī)劃§3.1概述§3.2小型水電站的規(guī)劃問題§3.3太陽能發(fā)電及其它新能源發(fā)電的規(guī)劃§3.4小型變電所規(guī)劃§3.5無人值班變電所規(guī)劃§3.6有人值班變電所改造為無人值班變電所規(guī)劃§3.7綜合考慮多種因素變壓器最佳容量的確定第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述§3.1概述農(nóng)村電網(wǎng)的主要電源電源規(guī)劃的原則電源規(guī)劃的步驟電力電量平衡電源結構的選擇電源規(guī)劃的目的：根據(jù)某一時期的負荷需求預測，在滿足一定可靠性的條件下，尋求一個最經(jīng)濟的電源開發(fā)方案。第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述一、農(nóng)村電網(wǎng)的電源

1、

國家大電網(wǎng)2、農(nóng)村電站小水電站小熱電聯(lián)產(chǎn)電廠風力發(fā)電站太陽能發(fā)電沼氣發(fā)電、潮汐發(fā)電、地熱發(fā)電等優(yōu)點：運行經(jīng)濟穩(wěn)定，供電質(zhì)量高，可靠性高，對負荷增長變化的適應能力強缺點：在負荷密度小，負荷分布過于分散時，送、變、配電投資及網(wǎng)損較高第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述二、電源規(guī)劃的原則執(zhí)行國家有關政策充分利用地區(qū)的資源條件，因地制宜積極建設新能源電站布局和結構經(jīng)濟合理，系統(tǒng)安全可靠第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述三、電源規(guī)劃的步驟1、根據(jù)電力負荷的發(fā)展，進行初步電力電量平衡。

2、提出幾種電源布點方案，進行技術經(jīng)濟比較，確定方案。3、根據(jù)推薦方案，再進行電力電量平衡，按照逐年的負荷發(fā)展確定電站裝機容量、進度。4、無功電力平衡、確定補償容量、選擇無功電源。第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡的方法農(nóng)村電力網(wǎng)規(guī)劃設計導則第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡的方法代表日：枯水季節(jié)中最大負荷日和農(nóng)業(yè)灌溉時期的最大負荷日分別進行平衡首先進行一個變電所或一個供電區(qū)的平衡，然后進行全縣或一個系統(tǒng)的平衡不考慮事故備用和檢修備用，應設置負荷備用，其備用容量按綜合最大供電負荷的5％計算第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡實例199519961997199819992000200520102020一、市區(qū)負荷(冬大/夏大)78.6/70.783.7/80.889.8/80.897.8/88.0107.6/96.8120.5/108.5194.0/174.6293.7/264.3477/429.31.南部地區(qū)34.1/30.738.2/34.441.3/37.245/40.550.8/45.758/52.298/88.2154.8/139.3246.5/221.92.北部地區(qū)44.5/4045.5/40.948.5/43.652.8/47.556.8/51.162.5/56.396/86.4138.9/125230.5/207.4有功電力平衡表第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述二、電廠裝機容量33.4535.8542.6542.6547.6553.7562.9565.4565.451.南部地區(qū)5.858.259.459.4514.4521.7530.9533.4533.452.北部地區(qū)27.627.633.233.233.232323232三、電廠出力1920.220.420.423.328.332.934.134.11.南部地區(qū)4.05.25.45.48.312.316.918.118.12.北部地區(qū)151515151516161616四、正常電力盈虧-59.6/-51.7-63.5/-55.1-69.4/-60.4-77.4/-67.6-84.3/-73.5-92.2/-80.2-161.1/-141.7-259.6/-230.2-442.9/-395.21.南部地區(qū)-30.1/-26.7-33/-29.2-35.9/-31.8-39.6/-35.1-42.5/-37.4-45.7/-39.9-81.1/-71.3-136.7/-121.2-228.4/-203.82.北部地區(qū)-29.5/-25-30.5/-25.9-33.5/-28.6-37.8/-32.5-41.8/-36.1-46.5/-40.3-80/-70.4-122.9/-109-214.5/-191.4第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述四、電力電量平衡實例規(guī)劃地區(qū)電力電量平衡表序號項目XX年XX年XX年備注電力電量電力電量電力電量1規(guī)劃區(qū)最大負荷和電量2發(fā)電設備工作容量及發(fā)電量3廠用電4發(fā)電廠供電能力5區(qū)域電力系統(tǒng)供給的電力和電量6電力盈虧7備用率（%）第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述五、主、配變壓器容量比例的規(guī)劃

110kV與35kV變壓器原則是：110kV的供電負荷應與35kV用電負荷及損耗相平衡，且應保證變壓器在經(jīng)濟狀態(tài)下運行第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述35kV與10kV變壓器第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述10kV配電變壓器與用電設備第3章供電電源規(guī)劃—§3.1概述數(shù)例分析某規(guī)劃縣變壓器容量：110kV：63000kVA35kV：32850kVA10kV：79550kVA低壓設備：74482kVA分析：γ1理論值：1.58～1.35實際：0.52γ2理論值：1.587～2.22實際：2.43γ3理論值：1.4～1.86實際：1.06總體說來：35kV變壓器容量太小，易發(fā)生“卡脖子”現(xiàn)象

另外，10kV配變?nèi)萘科?，應增加布點某供電區(qū)：110kV：883MVA35kV:52MVA

？第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電§3.2小型水電站的規(guī)劃問題小水電：單機容量在25MW及以下的水電站及其配套電網(wǎng)又可分為：微型、小小型、小型分類發(fā)展情況設備和主接線微機監(jiān)控規(guī)劃聯(lián)網(wǎng)運行規(guī)劃柴油發(fā)電機組的選配第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電一、水電站分類：水電站壩式引水式混合式河床式壩后式有壓引水式無壓引水式第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電河床式：第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電河床式：葛洲壩水利樞紐第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電壩后式：第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電壩后式：三峽水電站第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電引水式：第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電二、發(fā)展情況截止2011年(數(shù)萬座水電站):水電-------裝機：2.2億千瓦年發(fā)電量：6626億千瓦時小水電----裝機:6200萬千瓦約占30%覆蓋面：1540多個縣（市）建有小水電站

600個縣以小水電供電為主200多個縣擁有完整的小水電供電網(wǎng)3000多個鄉(xiāng)村有小水電自供區(qū)第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電小水電發(fā)展可以大致劃分為三個階段：①、新中國成立到上世紀70年代：總裝機：700萬千瓦年均投產(chǎn)：23萬千瓦②、改革開放到上世紀末：總裝機：2350萬千瓦年均投產(chǎn)：82萬千瓦③、進入新世紀以來：總裝機：6200萬千瓦年均投產(chǎn)：300多萬千瓦第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電小水電的作用及意義：

主要分布在遠離大電網(wǎng)的山區(qū)，它既是農(nóng)村能源的重要組成部分，也是大電網(wǎng)的有力補充。遍布全國1/2的地域、1/3的縣市，累計解決了3億多無電人口的用電問題。增加能源供應改善能源結構減少溫室氣體排放電力應急保障小水電已成為我國農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基礎設施、“十二五”期間，中國進一步加大水電建設力度，小水電開發(fā)迎來歷史性機遇。中央財政資金投入：2010年6億，2011年14.7億第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電小水電的特點：

①分散性，即單站容量不大，但其資源到處存在;②對生態(tài)環(huán)境負影響很小;③簡單性，即技術是成熟的，無須復雜昂貴的技術;④當?shù)鼗?，當?shù)厝罕娔軌騾⑴c建設，并可盡量使用當?shù)夭牧辖ㄔO;⑤標準化，即較易于實現(xiàn)設計標準化和機電設備標準化，以降低造價、縮短工期。

三、小水電主要設備和主接線第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主要設備：水輪機電站設備的標準化和系列化。中國小型水輪機分500kW以下和500～10000kW兩部分。主要機型有反擊式和沖擊式兩大類。發(fā)電機中國小型水輪發(fā)電機多數(shù)為同步發(fā)電機，異步發(fā)電機使用較少：額定頻率為50Hz，功率因數(shù)為0.8。320kW以下小型水輪發(fā)電機的額定電壓為400/230V;500kW以上水輪發(fā)電機，額定電壓一般為3.15kV或6.3kV。調(diào)速器調(diào)速器已定型，有特小型系列、小型系列。作用：啟停機、調(diào)節(jié)輸出功率、調(diào)頻等。勵磁系統(tǒng)勵磁系統(tǒng)早期多使用直流勵磁機，現(xiàn)已廣泛使用半導體勵磁裝置、無刷勵磁裝置。

主變壓器三、小水電主要設備和主接線第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主接線：

農(nóng)村小水電站的電氣主接線在滿足基本要求的前提下，應力求采用簡單、清晰而又符合實際需要的接線形式。

對于1臺機組，宜采用發(fā)電機—變壓器組單元接線；對于2～3臺機組，宜采用單母線不分段接線，共用1臺主變；對于4臺機組，宜采用2臺主變用隔離開關進行單母線分段，以提高運行的靈活性。第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主接線第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電

主接線四、小水電微機監(jiān)控規(guī)劃問題第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電監(jiān)控裝置的主要功能：數(shù)據(jù)采集功能控制功能調(diào)節(jié)功能CRT顯示功能打印功能模擬量：U、I、P、Q、f開關量：斷路器、繼電器的狀態(tài)發(fā)電機：電壓調(diào)節(jié)、勵磁調(diào)節(jié)、負荷調(diào)節(jié)水輪機：轉速調(diào)節(jié)、調(diào)壓器的分接頭調(diào)節(jié)斷路器、自動開關、接觸器的投入和切除第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電五、小水電聯(lián)網(wǎng)運行規(guī)劃問題1．要合理選擇聯(lián)網(wǎng)方式2．要正確選用同期裝置3．要重視無功電力電量的平衡4．繼電保護要配備恰當升壓聯(lián)網(wǎng)盡可能專線聯(lián)網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)點最好選擇在變電所增發(fā)無功：增強勵磁提高空載電壓改變變壓器分接頭加設電容器補償選本身帶有保護功能的自動開關送電短路保護考慮內(nèi)、外部短路繼電保護動作值和動作時限都要與電網(wǎng)相配合重視甩負荷保護：滅磁、水阻第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電六、枯水期柴油機組選配1．機組配套形式2．機組轉速

250kW以下高速1500r／min及以上250～500kW中速750至1000r／min500～800kW低速600r／min及以下3．發(fā)電機額定電壓630kW及以下400V更大容量6300V4．機組額定容量根據(jù)負荷及電網(wǎng)缺電情況，一般選2臺第3章供電電源規(guī)劃—§3.2小水電枯水期柴油機組選配---例某農(nóng)村小水電網(wǎng)，枯水期平均缺少電力950kW，短時間高峰負荷時缺電1350kW，試選配柴油發(fā)電機組。

選：2臺單機額定容量為630kW同步轉速為600r／min額定電壓為400V具有10％的短時超載能力第3章供電電源規(guī)劃—其他形式新能源發(fā)電1、風力發(fā)電我國并網(wǎng)型風力發(fā)電自20世紀80年代開始起步2001年底，裝機40萬kW，僅占全國電力總裝機容量的0.14%2005年底，15個省市自治區(qū)建設61個風電場，裝機容量126萬kW2008年底，風電并網(wǎng)894萬kW，占全國發(fā)電總裝機1.13%2012年6月，并網(wǎng)風電裝機達5258萬千瓦，取代美國成為世界第一風電大國。成為繼火電、水電之后的我國第三大電源。

預計：到2015年，風電發(fā)電量占總發(fā)電量的3%到2020年，風電發(fā)電量占總發(fā)電量的5%達板城風力發(fā)電廠風能豐富兩大地帶：新疆、內(nèi)蒙古到東北一帶；東南沿海的海島、海域和海濱地區(qū)較大的風力發(fā)電：新疆達坂城，裝機容量達7萬千瓦，年發(fā)電量1.5億千瓦時廣東南澳島，裝機容量5.3萬千瓦，滿足本島的用電，富余的電可通過海底電纜向大陸輸出。

國內(nèi)主要發(fā)展趨勢：①、單機容量不斷增大，利用率提高；②、機組槳葉增長，具有更大捕捉風能的能力；③、塔架高度上升，在50m高度捕捉的風能比30m高處多20%；④、海上風力發(fā)電技術取得進展。

面臨的主要困難及解決途徑主要困難：風電在發(fā)展初期電價較高，無法與常規(guī)能源發(fā)電競爭

解決途徑：多出臺鼓勵政策支持風電的發(fā)展。2、地熱發(fā)電地熱發(fā)電和火力發(fā)電的原理一樣，都是利用蒸汽的內(nèi)能在汽輪機中轉變?yōu)闄C械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。不過，地熱發(fā)電不像火力發(fā)電那樣，要備有龐大的鍋爐設備，也不需消耗燃料，它的能源來自地熱，地熱蒸汽發(fā)電與地下熱水發(fā)電。

1970年，我國在廣東豐順建成第一座地熱電站，機組功率為0．1MW。隨后，河北懷來、西藏羊八井等地也建了地熱電站。到目前為止，西藏羊八井地熱電站是我國最大、運行最久的地熱電站，一直在安全、穩(wěn)定發(fā)電。

羊八井電廠是我國最大的地熱電廠，總裝機容量為25.18MW，水溫約150℃，擔負拉薩地區(qū)50%的供電任務。電站由5眼地熱井供水，單井產(chǎn)量為75～160立方米／小時。羊八井地熱電廠

羊八井地熱溫泉3、潮汐發(fā)電潮汐發(fā)電就是在海灣或有潮汐的河口建筑一座攔水堤壩，形成水庫，并在壩中或壩旁放置水輪發(fā)電機組，利用潮汐漲落時海水水位的升降，使海水通過水輪機時推動水輪發(fā)電機組發(fā)電。潮汐發(fā)電的優(yōu)點是成本低，每度電的成本只相當火電站的八分之一。

1913年德國在北海海岸建立了第一座潮汐發(fā)電站。1957年我國在山東建成了第一座潮汐發(fā)電站。到目前為止，我國正在運行發(fā)電的潮汐電站主要有8座：浙江樂清灣的江廈潮汐試驗電站、海山潮汐電站、沙山潮汐電站，山東乳山縣的白沙口潮汐電站，浙江象山縣岳浦潮汐電站，江蘇太倉縣瀏河潮汐電站，廣西飲州灣果子山潮汐電站，福建平潭縣幸福洋潮汐電站等。法國郎斯潮汐電站示意圖

法國朗斯潮汐電站

法國郎斯電站1967年建成，位于法國圣馬洛灣郎斯河口。一道750米長的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車輛的公路橋，壩下設置船閘、泄水閘和發(fā)電機房。郎斯潮汐電站機房中安裝有24臺雙向渦輪發(fā)電機，漲潮、落潮都能發(fā)電?？傃b機容量24萬千瓦，年發(fā)電量5億多度，輸入國家電網(wǎng)。

江廈潮汐電站是中國第一座雙向潮汐電站，位于浙江省溫嶺市樂清灣北端江廈港。1980年5月第一臺機組投產(chǎn)發(fā)電。電站裝有雙向貫流式機組6臺，總裝機容量3200干瓦，年發(fā)電量600萬度，可晝夜發(fā)電14～15小時

。規(guī)模僅次于法國郎斯潮汐電站、加拿大芬地灣安娜波利斯潮汐電站，居世界第三。4、生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢棄物為原料，也可以將城市垃圾為原料，采取直接燃燒或氣化的發(fā)電方式。

生物質(zhì)能發(fā)電在可再生能源發(fā)電中電能質(zhì)量好、可靠性高，比小水電、風電和太陽能發(fā)電等間歇性發(fā)電要好得多，可以作為小水電、風電、太陽能發(fā)電的補充能源，具有很高的經(jīng)濟價值。上次課重點內(nèi)容復習1、農(nóng)村電網(wǎng)的電源主要有哪些？

2、做電力電量平衡時代表日怎么選？

3、小水電站聯(lián)網(wǎng)時應重點注意哪些問題？一、兩種類型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)

1、光伏發(fā)電2、熱發(fā)電

二、太陽能發(fā)電的特點及應用前景三、離網(wǎng)型光伏發(fā)電站的規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃1、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介核心元件：光伏電池（光生伏打效應）太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)如圖所示：第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃

2、塔式聚化太陽能發(fā)電系統(tǒng)簡介（太陽能熱發(fā)電）

第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃

采用“光－熱－電”的發(fā)電方式亞洲首座塔式太陽能熱發(fā)電站（北京延慶）第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃大的光伏發(fā)電項目：陜西榆林靖邊20兆瓦、青海共和有30兆瓦、青海河南20兆瓦、甘肅白銀20兆瓦、甘肅金昌20兆瓦、甘肅武威20兆瓦、內(nèi)蒙古阿拉善20兆瓦、內(nèi)蒙古包頭20兆瓦、內(nèi)蒙古巴彥淖爾20兆瓦、寧夏青銅峽30兆瓦、新疆哈密20兆瓦、新疆吐魯番20兆瓦、中標電價全部低于1元／千瓦時，最高電價為0.9907元／千瓦時，最低電價僅為0.7288元／千瓦時。太陽能熱發(fā)電項目：北京延慶１兆瓦鄂爾多斯50兆瓦山東德州:全球首座屋頂太陽能高溫熱發(fā)電站2.5兆瓦二、太陽能發(fā)電系統(tǒng)的特點及發(fā)展前景

1、特點(1)太陽能的清潔性。

(2)太陽能的廣泛性。

(3)太陽能的分散性。

(4)太陽能的間歇性。

(5)太陽能電池壽命長。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃2、發(fā)展

1954年第一個實用的硅太陽能電池美國用于人造衛(wèi)星我國從1958年開始研制硅太陽能電池預計：到2030年太陽能發(fā)電占電力總共應10%以上,可再生能源在總能源結構中占到30%;到2050年太陽能發(fā)電將占總能耗的20%；到本世紀末太陽能發(fā)電將在能源結構中起到主導作用。

四、離網(wǎng)類型太陽能發(fā)電站的規(guī)劃青海玉樹巴塘鄉(xiāng)上巴塘村小學15kW離網(wǎng)光伏電站第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃1.光伏電站選址原則

①、選擇太陽能資源豐富的地區(qū)；②、光伏電站場址應盡可能選擇在地勢平坦的地方；③、場址應該選擇在用電負荷中心區(qū)域；④、避免選擇地質(zhì)災害區(qū)，應該盡量選擇非農(nóng)田或草場的閑置土地，光伏電站場址不能壓覆礦產(chǎn)資源。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃2、系統(tǒng)配置設計光伏電站最基本的三大構成是：發(fā)電單元（太陽能電池方陣）蓄能單元（蓄電池組）逆變器為了保證以上三大部分的正常工作，特別是保護蓄電池避免因為過充電或過放電造成損壞，控制器也是太陽能光伏電站必須配置的設備。

交流配電柜主要起到分配對外線的供電，計量各用電回路的用電量和安全保護等作用。以上5種設備構成了太陽能光伏電站的基本設備。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃光伏電站裝機容量確定W=L/（H×η）式中：

W———光伏電站裝機容量，kWp；

L———光伏電站所在地年用電量，kW·h；

H———年峰值日照小時數(shù)，h；

η———光伏電站系統(tǒng)總效率。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃系統(tǒng)工作電壓的確定對于大中型的光伏發(fā)電站，國內(nèi)習慣選取110V、220V、500V等系列設備。國外常采用120V、240V、300V、500V等系列設備。一般來說，此值選得太低將使直流損失增大，選得太高會對所采用的輔助電源充電造成一些困難，也會對人身安全帶來一些負面影響，考慮到光伏電站系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，及系統(tǒng)設備的通用性和可互換性，通常選取系統(tǒng)的直流額定工作電壓為220V。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃光伏陣列優(yōu)化設計①、安裝方式：有固定式、單軸跟蹤式和雙軸跟蹤式從電站運行的安全角度考慮，目前離網(wǎng)光伏電站組件安裝大部分仍以固定式安裝為主。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃②、光伏組件最佳傾角：對于獨立光伏電站，由于冬季照明時間長，用能大，計算光伏組件最佳傾角時以冬半年接收太陽能輻射量最大為約束條件，在0°~90°范圍按1°間隔進行編程計算，計算出不同角度下輻射量的總值，確定以冬半年接受太陽能輻射量最大對應角度為光伏組件安裝最佳傾角。以青海省格爾木為例，獨立光伏電站確定光伏組件最佳傾角為48°。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃③、光伏電站陣列間距設計

通常光伏陣列間距設計按照冬至日9：30~16：30不遮擋為計算設計依據(jù)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.3太陽能發(fā)電規(guī)劃3.4小型變電所規(guī)劃一、規(guī)劃的基本要求

(1)滿足農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的需要，適合我國的國情。(2)農(nóng)村變電所的總體布局，要注意節(jié)省投資、維修方便。

(3)研究新技術和開發(fā)研制新設備，做到技術上先進、安全可靠、檢修周期長。

《農(nóng)村小型化變電所設計規(guī)程》《農(nóng)村小型化無人值班變電所設計規(guī)程》第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃二、小型變電所的優(yōu)點

(1)農(nóng)村小型化變電所建設占地面積小，僅為常規(guī)變電所的1/3左右。(2)基建工程量小、施工方便、周期短。(3)總工程投資減少，僅占常規(guī)變電所的2/3左右。(4)延長了設備的檢修周期，改變了原來每年一大修、半年一小修、平時臨修不停的現(xiàn)象。(5)簡化了結線方式。(6)提高了供電可靠性。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃三、小型變電所的所址選擇

(1)變電所所址應盡量靠近負荷中心。

(2)應從整個農(nóng)網(wǎng)的合理布局、提高農(nóng)網(wǎng)供電可靠性、加強農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架的觀點來考慮。

(3)宜選擇山地、荒地及非耕地。

(4)宜靠近公路，應避開污穢地區(qū)，所址的標號應在50

年一遇的最高水位之上。

(5)應考慮到負荷增加時，所需擴建和改建工程量最小。

(6)應充分考慮變電所與電管站合一形式,以便于發(fā)展成無人值班變電所。

(7)需顧及電氣回路和電氣設備與周圍鄰近設施的相互影響。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃四、小型變電所的電氣主接線35kV和66kV側進線為2回及2回以下:宜采用橋式接線、線路變壓器組接線或線路分支即T形接線；10kV側當出線為6回時，可以采用單母線接線，出線為6回及以上并有兩臺主變壓器時，宜采用分段單母線或簡易分段單母線接線。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃主變壓器容量臺數(shù)應按負荷狀況和性質(zhì)確定。負荷較穩(wěn)定的宜配置兩臺同容量的主變壓器。以農(nóng)業(yè)用電為主時，可配置不同容量的主變壓器。1．單臺變壓器方案(方案1)

適用于主變?nèi)萘坎淮笥?3150kVA(舊型號為不大于13200kVA)及以下，10kV出線1~4回(1~2回為佳)的小型變電所。其35kV側采用線路—變壓器組單元方式。第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃2．兩臺主變方案(方案2)

適用于主變?nèi)萘坎淮笥?3150kVA及以下、10kV出線4~6回的中型變電所。接線如圖4-5所示。第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃五、配電裝置和保護裝置

(1)小型變電所的配電裝置宜采用戶外敞開式、半高型布置。(2)主開關設備應采用真空斷路器、真空重合器、SF6

斷路器、SF6重合器。不得采用油為滅弧介質(zhì)的斷路器和油為介質(zhì)的重合器。(3)主變壓器保護。在35、60kV側采用熔斷器保護，過負荷、輕瓦斯、溫度保護均動作于信號。10kV側采用斷路器保護時，應設過流保護帶時限動作于跳閘，并作為出線的后備保護。(4)l0kV出線。當采用斷路器時，其控制和保護宜采用分布式單元保護；當采用重合器時，可不另設保護裝置，但均應預留遠動裝置的接口。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃六、遠動裝置

1、三點要求：

(1)可靠性。平均故障間隔時間:應在25000h以上,為延長這一時間，可采用雙機互為備用系統(tǒng)。

(2)實時性。

1)YX和重要的YC量，要求l—2s內(nèi)反應；

2)比較重要的YC量，要求2—3s內(nèi)反應；

3)一般YC量要求5—20s內(nèi)反應；

4)電量和水位，要求1h內(nèi)反應。

(3)經(jīng)濟性。滿足工作要求、在經(jīng)濟上廉價的設計。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃2．規(guī)劃遠動裝置可采用的兩種方式

(1)集中式布局是指用一臺或兩臺計算機完成監(jiān)控、保護、遠動的任務。這種集中控制系統(tǒng)有時設置兩臺計算機，一臺完成監(jiān)控、保護、遠動任務，另一臺則完成管理任務。

(2)分布式布局在分布式控制方式下，對全廠、全所的各局部控制對象分別進行控制和保護，將控制任務分散在設置于不同地點的微型計算機上，故稱其為分布式控制系統(tǒng)。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃3．“四遙”小型變電所的功能（遙測、遙信、遙控、遙調(diào)）

有關“四遙”小型變電所的功能可參照表4-8、表4-9、表4-10來確定。SCADA系統(tǒng)簡介：(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系統(tǒng),即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)。

分為3部分：控制中心變電站遠動終端RTU(RemoteTerminalUnit遠端測控單元裝置)傳輸介質(zhì)第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃四遙功能：遙測：用于模擬信號的采集，如：母線電壓、線路電流、變壓器的有功、無功、頻率采集等；遙信：常用于開關狀態(tài)量的采集，如：繼電器觸點的閉合或是斷開，開關的位置信號，保護裝置動作信號，調(diào)壓變壓器抽頭位置信號；遙控：常用于斷路器的分合與控制；遙調(diào)：常用于有載調(diào)壓變壓器抽頭的升降調(diào)節(jié)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.4小型變電所規(guī)劃本次課作業(yè)：去圖書館查找資料進行參考，繪制某35kV變電所的電氣主接線圖。要求：掌握圖上所有設備的功能。上次課重點內(nèi)容復習1、簡單說一下離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要構成。2、簡單說一下塔式聚化太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要構成。3、35kV小型變電所的電氣主接線一般怎么設計？§3.5

無人值班變電所規(guī)劃一、無人值班變電所簡介二、建設無人值班變電所的總體方針三、無人值班變電所規(guī)劃的任務四、無人值班變電所設計方案簡介五、無人值班變電所自動化設備的配置原則六、110kV無人值班變電所二次系統(tǒng)規(guī)劃第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃電壓互感器電流互感器避雷器一、無人值班變電所簡介無人值班變電所是指無固定值班人員在當?shù)剡M行日常監(jiān)視與操作的變電所。1、發(fā)展國外：50年代就開始從事無人值班變電所的建設或改造現(xiàn)在一些發(fā)達國家，90%以上的變電所無人值班我國：從60年代開始試點工作，80年代開始推廣現(xiàn)在城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中相當數(shù)量變電所實現(xiàn)了無人值班我國農(nóng)網(wǎng)：20世紀90年代農(nóng)村變電所在小型化模式基礎上朝無人化模式發(fā)展。1993年投運的河北省三河市西定府變電所成為中國第一座4遙無人值班的農(nóng)網(wǎng)變電所。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃石家莊：

1990年：開始變電所的無人值班改造

2001年：石家莊市農(nóng)網(wǎng)所轄17個縣（市）的41座110kV變電所、135座35kV變電所全部實現(xiàn)了無人值班幾個典型變電所：1994年：河北省南網(wǎng)第一座四遙無人值班變電所在臨漳縣南東坊正式投運。無配電室、值班室，僅有一間保護控制室。1996年：元氏南佐35kV無人值班變電所，以“一畝地，一間房，一百萬（投資），一個月（建成投運）”的特點推出了農(nóng)網(wǎng)變電所建設的新思路。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃1996年無極西郎35kV無人值班變電所全室外化無房屋，無電纜溝，采用分布式遠動及微機保護

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃1998年無極城西110kV無人值班變電所按照“三無”（即無人值班、無一間房屋、無電纜溝）模式建成投運，具有極大的推廣價值第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、建設目的經(jīng)濟方面：節(jié)約變電所的占地面積節(jié)省常規(guī)變電所建設中的配套設備、輔助設施方面的大量投資減少運行維護費用減少值班人員，減員增效技術方面：提高電網(wǎng)運行的可靠性第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃二、建設無人值班變電所的總體方針1．基本要求

(1)提高變電所安全運行和供電的可靠性；有經(jīng)濟效益。

(2)制定規(guī)劃、統(tǒng)一組織、逐步實施、講求實效。

(3)根據(jù)電網(wǎng)所在地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平和變電所在電網(wǎng)中所處位置，對變電所無人值班宜有不同的要求。

(4)首先適宜于輻射狀運行的變電所，也包括220kV終端變電所。

“一步走”和“兩步走”相結合“一步走”：四遙功能一次到位；“兩步走”：實行保留就地監(jiān)視儀表和信號，既可現(xiàn)場操作又可實行遠動操作，經(jīng)運行考核后，再實現(xiàn)無人值班。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2．統(tǒng)籌考慮的幾個問題

(1)把無人值班變電所的規(guī)劃與全局的配電管理系統(tǒng)(DMS)

和全局的管理信息系統(tǒng)(MIS)規(guī)劃統(tǒng)籌地加以考慮。

(2)與微機保護和微機自動裝置的規(guī)劃進行統(tǒng)籌考慮。

(3)與負荷控制系統(tǒng)、遠程抄表系統(tǒng)的規(guī)劃進行統(tǒng)籌考慮。

(4)與一、二次設備的改造和完善進行統(tǒng)籌考慮。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃三、無人值班變電所的規(guī)劃的任務

1．確定變電所的管理模式

(1)集中控制管理模式地區(qū)調(diào)度中心直接對變電所進行監(jiān)測、控制與操作

(2)分級管理模式地區(qū)調(diào)度中心只進行負荷分配、潮流、電壓、無功、運行方式等方面的控制，對變電所的直接控制和操作，由調(diào)度中心所屬的下級調(diào)度來完成。這種管理模式要求上、下級調(diào)度之間有轉發(fā)通道。

(3)集控站管理模式集控站可以單獨設置，也可以放在某一變電所中，負責對變電所的控制和操作。適于未設區(qū)調(diào)的中型電網(wǎng)。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2．確定規(guī)模和建設改造次序(1)確定主變壓器容量、臺數(shù)；(2)確定進、出線回數(shù)和接線方式；(3)確定自動化系統(tǒng)的功能及其所需裝備；(4)確定變電所的通信方式及信息傳輸?shù)囊螅?5)確定建設和改造次序。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃四、無人值班變電所設計方案簡介

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃1、簡化一次系統(tǒng)接線110kV：一般兩回進出線，橋型接線，初期可采用線路變壓器組過度接線方式第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃35kV：35kV終期出線4-6回采用單母線分段接線方式第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃10kV：終期出線8-12回，采用單母線分段接線方式第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、一次主要設備的選型及布置

變壓器：選擇節(jié)能型變壓器斷路器（開關）110SF6開關35kV真空開關10kV真空開關35kVSF6開關第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、一次主要設備的選型及布置

免維護、占地少、安裝方便密集型電容器

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃2、一次主要設備的選型及布置

布置滿足安全距離，檢修空間大，接線方便，且占地少，布置緊湊，接線清晰而美觀半高層布置的35KV架構半高層布置的10KV出線間隔中型、半高型、高型？第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃3、二次設備的選擇微機變壓器主保護裝置

微機線路監(jiān)控保護裝置

微機電容器監(jiān)控保護裝置

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃3、二次設備的選擇自動化系統(tǒng)的終端RTU

多功能電子表

分布式就地布置端子箱

微機保護、遠動RTU、測量裝置裝設于端子箱內(nèi)五、無人值班變電所自動化設備的配置原則

有以下幾種方式，酌情選擇

1．變電站綜合自動化方式集保護、控制、監(jiān)測、遠動為一體的自動化系統(tǒng)。適用于新建的無人值班變電所，其綜合造價高。

2．微機監(jiān)控系統(tǒng)方式利用SCADA系統(tǒng)完成對變電所的監(jiān)測和遠動。其投資、占地較少，適用于新建或改造的變電所。

3．常規(guī)二次設備加計算機遠動裝置方式采用常規(guī)繼電保護、測量、控制、信號裝置，加上計算機管理的YX、YC裝置。適用于老式變電所的改造，造價較低。

第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃110KV變電站綜合自動化系統(tǒng)圖六、110kV無人值班變電所規(guī)劃方案1．遠動監(jiān)控和保護分離式系統(tǒng)

(1)遠動、監(jiān)控和保護的分離式的配置每一間隔層采用二對一的原則配置，每一間隔層由兩套單片機單元構成，一套執(zhí)行遠動、監(jiān)控任務，另一套執(zhí)行保護任務。同時這兩套微機單元又分別與后臺機通信，保持相對獨立。(2)分層、分布結構分層結構是將系統(tǒng)分為變電所層和間隔層。每一間隔均由兩套單片機來分別完成遠動監(jiān)控和保護功能。若干臺單片機設置一臺管理機。第3章供電電源規(guī)劃—§3.5無人值班變電所規(guī)劃110kV變電所下站端綜合自動化系統(tǒng)的硬件總體布局集中式變電站綜合自動化系統(tǒng)結構框圖集中采集變電站的模擬量、開關量和數(shù)字量等信息，集中進行計算與處理后，再分別完成微機監(jiān)控、微機保護和一些自動控制等功能，結構框圖所示。分層分布式集中組屏綜合自動化系統(tǒng)結構示意圖3．110kV線路的遠動和保護裝置（如下圖所示）圖4-9110kV線路的遠動和保護系統(tǒng)配置圖4．35kV線路保護和監(jiān)控系統(tǒng)配置