火電廠電氣主系統(tǒng)

《發(fā)電廠電氣部分》報告題目：火電廠電氣主系統(tǒng)姓名劉易專業(yè)電氣工程及其自動化二。一七年五月二十九日火電廠電氣主系統(tǒng)電氣2班劉易20141393046摘要：隨著社會經濟的不斷進步，人民對電的需求也越來越大，火電廠由于其布局靈活、一次性投資少等優(yōu)點成為了早期的重點發(fā)展電廠?；痣姀S通常建在大都市與工業(yè)區(qū)附近，提供電力的同時還能在冬天供暖，這樣可以減少被循環(huán)水帶走的熱量損失從而提高總效率。目前，對于大多數(shù)發(fā)展中國家來說，火力發(fā)電仍將在長期處于主力軍的地位?？紤]到新時代背景下社會對火力發(fā)電的環(huán)境污染、發(fā)電效率等多種要求，火電廠必須持續(xù)性地在技術上有所突破和創(chuàng)新。本論文重點對火電廠電氣一次部分以及輸電、配電部分進行敘述，并引用目前最新的研究成果對新時代電力系統(tǒng)遇到的問題提出意見。關鍵詞：火電廠；一次設備；電氣主接線；直流輸電；配電網(wǎng)0引言電能是經濟發(fā)展中最重要的一種能源，其與其他能源形勢相比，具有可大規(guī)模生產和遠距離輸送、轉換方便、易于控制、損耗小、效率高等優(yōu)點?？梢韵胂?，沒有了電腦，現(xiàn)代文明將不復存在。傳統(tǒng)的發(fā)電技術有水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電等，隨著技術進步，現(xiàn)在也逐漸開始普及風能發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源技術。但由于經濟成本等原因，火力發(fā)電仍將在大多數(shù)發(fā)展中國家中長期處于主導地位?，F(xiàn)目前階段，雖然我國已擁有部分核電廠，但火力發(fā)電仍占據(jù)大部分市場，特別在經濟增速放緩的大背景下，火力發(fā)電仍是電力建設的首選。但火力發(fā)電帶來的環(huán)境污染等問題愈發(fā)嚴重，如何提高火力發(fā)電技術以適應新時代低排放、低污染、高效率的新要求已逐步提上日程。本文就火電廠的鍋爐、各類一次設備、電氣接線和裝置以及輸配電技術等內容作簡要介紹。1國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢改革開放以來，我國電力工業(yè)突飛猛進，取得了累累碩果。1987年，全國電力裝機容量越過1億千瓦門檻，1995年突破兩億，到2000年底已達3.19億千瓦。從1949年到1978年，我國電力裝機從185萬千瓦增加到5712萬千瓦，增長近30倍；年發(fā)電量由43億千瓦時增加到2566億千瓦時，增長了58.7倍。而從1978年到2000年，我國裝機容量和年發(fā)電量又分別增長了4.58倍和4.33倍。2016年，我國電力裝機總容量已達164575萬千瓦，年發(fā)電量為59897億千瓦時，雙雙位居世界第二位。我國的電力工業(yè)也已從大電網(wǎng)、大機組、超電壓和高自動化階段邁入資源優(yōu)化配置、逐步全國聯(lián)網(wǎng)的新階段。我國作為發(fā)展中國家，用電量隨著工業(yè)的發(fā)展迅速增加。但由于技術限制和人才短缺，我國以前的電力工業(yè)的技術水平和裝備配置稍落后于其他發(fā)達國家，但在近幾年電力工業(yè)的水平與發(fā)達國家的差距在不斷縮小。但我國仍需通過不斷引進新技術進行吸收和創(chuàng)新，不斷提高管理水平，盡早達成與發(fā)達國家并肩的目標。值得注意的是，“十一五”期間，電力工業(yè)為推進節(jié)能減排的政策，已累計關停了小火電機組7077萬千瓦，國產30萬~60萬千瓦的中大型火電機組已成為主力機組；60萬千瓦及以上的清潔機組占火電機組的比重已達到34%，其中在運百萬KW超超臨界機組已經達到30多臺，我國也成為世界上擁有超超臨界機組最多的國家。2鍋爐

鍋爐是火電廠中將化學能轉化為熱能的場所，蒸汽鍋爐的工作介質是水，水在鍋爐里被加熱成一定壓力和溫度的蒸汽。鍋爐產生的蒸汽送進汽輪機膨脹做功，驅動汽輪機轉子帶動發(fā)電機轉子轉動，從而實現(xiàn)發(fā)電。鍋爐機組的示意圖如下：鍋爐的組成大體包括:序名稱組成內容號1鍋本體蒸發(fā)設備，包括水冷壁、氣鼓及汽水等、過熱及再熱設備、省煤器系統(tǒng)爐本體燃燒室和噴燃器等燃燒設備、及燃燒系統(tǒng)爐本體燃燒室和噴燃器等燃燒設備、系統(tǒng)爐墻，構無架輔助設通風設備、燃料輸送設備、制備粉設備、除塵和除灰設備、給水設備、吹灰器裝置附件水位計，壓力表，溫度表，流量表等熱工儀表與自動控制裝置、安全閥和外部汽水管道、閥門等鍋爐整體布局可采用多種形式，形狀根據(jù)具體情況而定。3汽輪機汽輪機是將熱能轉化為機械能的重要裝置，也是火電廠三大主要裝置之一，它具有單機容量大、效率高、穩(wěn)定性好、成本低和壽命長等優(yōu)點。汽輪機設備包括汽輪機本體，各種輔助設備，熱力系統(tǒng)等。汽輪機本體由汽輪機的轉動部分和固定部分組成，輔助設備包括凝汽器、抽氣器、給水泵、循環(huán)水泵等，熱力系統(tǒng)包括主蒸汽系統(tǒng)凝氣系統(tǒng)、給水除氧系統(tǒng)等。4電氣設備、接線和裝置為滿足電力生產和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經濟性，發(fā)電廠安裝有各種電氣設備，其主要任務是啟停機組、調整負荷、切換設備和線路、監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。根據(jù)作用的不同可將電氣設備分為一次設備和二次設備。一次設備指將生產、變換、輸送、分配和使用電能的設備，如發(fā)電機、變壓器和斷路器等；二次設備指對一次設備的運行狀態(tài)進行測量、控制、監(jiān)視和保護的設備。在發(fā)電廠中，各種電氣設備必須用導體按一定的要求連成一個整體，并與必要的輔助設備一起安裝，構成回路，實現(xiàn)發(fā)供電，這便是電氣接線和電氣設備。1）發(fā)電機發(fā)電機有多種形式，但工作原理都基于電磁感應定律。發(fā)電機由定子、轉子、端蓋和軸承等部件構成，其中定子由定子鐵芯、定子繞組、機座及固定部件組成，轉子由轉子鐵芯、轉子繞組、中心環(huán)、護環(huán)、風扇及轉軸等部件構成。由軸承及端蓋將發(fā)電機的定子、轉子連接組裝起來，使轉子在定子產生的磁場中旋轉，做切割磁導線運動，便產生了感應電動勢，通過接線端子引出便產生了感應電流。2）主變壓器的選擇概述在發(fā)電廠中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡變壓器；只供本廠用的變壓器，稱為廠用變壓器或自用變壓器。本小節(jié)著重介紹主變壓器的選擇。主變壓器的選擇原則a)主變容量一般按發(fā)電廠建成后5?10年的規(guī)劃負荷來進行選擇，并適當考慮遠期10?20年的負荷發(fā)展。b)據(jù)發(fā)電廠所帶負荷的性質和電網(wǎng)結構來確定主變的容量。對于發(fā)電廠，應考慮一臺主變停運時，其余變壓器容量在計及過負荷能力后的允許時間內，保證鍋爐的最小出力。對于一般發(fā)電廠，當一臺主變停運時，其他變壓器容量應能保證全部負荷的70%?80%。主變壓器的容量和臺數(shù)的確定原則單元接線的主變壓器單元接線時變壓器容量按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。采用擴大單元接線時，應盡可能采用分裂繞組變壓器，其容量亦應按接單元接線的計算原則計算出的兩臺機容量之和來確定。具有發(fā)電機電壓母線接線的主變壓器連接在發(fā)電機電壓母線與系統(tǒng)之間的主變壓器的容量，應考慮以下因素：?當發(fā)電機全部投入運行時，在滿足發(fā)電機電壓供電的日最小負荷，并扣除廠用負荷后，主變壓器應能將發(fā)電機電壓母線上的剩余有功和無功容量送入系統(tǒng)。?當接在發(fā)電機電壓母線上的最大一臺機組檢修或者因供熱機組熱負荷變動而需限制本廠出力時，主變壓器應能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負荷的需要。?若發(fā)電機電壓母線上接有2臺及以上的主變壓器時，其中容量最大的一臺因故退出運行時，其他主變壓器應能輸送母線剩余功率的70%以上。隨著智能化變電站的建設和狀態(tài)檢修工作的開展，電力一次設備的在線監(jiān)測裝置得到了廣泛的應用。電力變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設備之一，對其安裝在線監(jiān)測裝置可以有效地降低設備故障率及減少停電時間，進而影響整個電力系統(tǒng)的安全性、可靠性和經濟性。然而電力系統(tǒng)內變壓器數(shù)量眾多，以220kV變壓器為例，以地級市為規(guī)劃范圍，也往往有數(shù)十臺之多。實際規(guī)劃中由于人力物力的限制，電力部門無法同時對所有變壓器配置在線監(jiān)測裝置，一般采取分批配置，因此如何統(tǒng)籌考慮每臺變壓器的設備運行狀況和在電力系統(tǒng)中的重要性，合理評估同一電壓等級內不同變壓器的在線監(jiān)測裝置配置優(yōu)先級，以提高在線監(jiān)測裝置的綜合經濟效益，是一個值得研究的問題。針對這一問題，提出了一種變壓器在線監(jiān)測裝置配置優(yōu)先級綜合評估模型。理論分析與實例計算證明，本文所提模型，能夠較合理地從在線監(jiān)測裝置配置的角度，對不同變壓器進行優(yōu)先級排序，為電力行業(yè)在線監(jiān)測裝置的配置策略提供了一種參考，具有一定的實用性和推廣性。[1]3)電氣主接線電器主接線應滿足以下幾點要求：令可靠性。安全可靠是電力生產的基本要求。主接線的接線形式必須保證供電可靠。在可靠性分析中，最主要的基礎統(tǒng)計數(shù)據(jù)是斷路器的可靠性，其主要指標是故障率、可用系數(shù)和平均修理小時數(shù)。令靈活性。電器主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行運行方式的轉換。靈活性包括：操作的方便性、調度的方便性、擴建的方便性。令經濟性。主要矛盾往往發(fā)生在可靠性和經濟性之間，經濟性主要從以下幾點考量：節(jié)省一次投資、占地面積少、電能損耗少。電氣主接線的基本形式是指主要電氣設備常用的幾種連接方式，以電源和出線為主體。根據(jù)是否有母線，主接線的基本形式可分為有母線和無母線兩大類，有母線連接方式又可分為單母線接線、雙母線接線等不同形式，無母線連接方式可分為單元接線、多角形接線等。單母線接線單母線接線只有一組母線，特點為電源和供電線路都連在同一母線上，接線簡單。每條回路中都裝有斷路器和隔離開關，其中隔離開關沒有滅弧裝置，只能用于設備停運后退出工作時斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。單母線接線的優(yōu)點是接線簡單，操作方便，設備少、經濟性好，擴建方便。但其也有明顯的缺點：可靠性差，調度不方便。因此這種接線形式只用在出線回路少且沒有重要負荷的發(fā)電廠和變電站中。為了克服單母線接線的缺點，提高其供電可靠性和靈活性，我國發(fā)展出了單母線分段接線和單母線帶旁路接線。通過裝設隔離開關和斷路器將母線分為兩段，可從兩段母線引出兩條回路由雙電源供電從而提高其穩(wěn)定性。這兩種接線方式廣泛應用于中小容量發(fā)電廠。單母線分段接線的適用范圍如下表：配電裝置電壓等級出線回路數(shù)6~10KV6回及以上35~63KV4?8回110~220KV3~4回雙母線接線雙母線接線有兩組母線，可互為備用。每一組電源和出線的回路都裝有一臺斷路器，有兩組母線隔離開關，可分別與兩組母線連接。兩組母線之間通過母聯(lián)斷路器聯(lián)絡。雙母線斷路器有以下優(yōu)點：供電可靠、調度靈活、擴建方便。由于這種接線有較高的可靠性，它廣泛應用于以下情況：6~220KV回路數(shù)較多35~60KV超過8回110KV6回及以上220KV4回及以上為了縮小母線故障的停電范圍，又發(fā)展出了雙母線分段接線和雙母線帶旁路接線。這兩種接線進一步提高了供電可靠性，但多裝了價高的斷路器和隔離開關，增加了投資，經濟性較差。一臺半斷路器（3/2）及三分之四斷路器接線3/2接線中，每兩個元件（出線、電源）用3臺斷路器構成一串接至兩組母線，而兩回路之間的斷路器稱為聯(lián)絡斷路器。這種接線形式的主要特點是，任一母線故障或維修，均不停電；任一斷路器維修也不停電；甚至于兩組母線同時故障的極端情況下，仍能繼續(xù)輸送功率。交叉接線的形式比非交叉接線具有更高的運行可靠性，可減少特殊運行方式下事故擴大。在3/2接線中有兩條原則:電源線宜與負荷線配對成串，即要求采用在同一個“斷路器串”上配置一條電源回路和一條出線回路，以避免在聯(lián)絡斷路器發(fā)生故障時，兩條電源回路或兩條負荷回路同時被切除；配電裝置建設初期僅有兩串時，同名回路宜分別接入不同側的母線，進出線應裝設隔離開關。通常在330?500Kv配電裝置中，當進出線為6回及以上時，宜采用3/2接線。由于高壓斷路器造價高，為了進一步減少設備投資，把3條回路的進出線通過4臺斷路器接到兩組母線上，構成4/3接線。這種接線形式通常用于發(fā)電機臺數(shù)大于線路數(shù)的大型水電廠，以便實現(xiàn)在一個串的3個回路中電源和負荷相匹配。實際運行中，可以根據(jù)電源和負荷的數(shù)量和擴建要求，采用4/3和3/2斷路器多重連接的組合接線，這將有利于提高配電裝置的可靠性和靈活性。單元接線發(fā)電機和變壓器直接串聯(lián)連接成一個單元，組成發(fā)電機-變壓器組，稱為單元接線。單元接線的特點是幾個元件直接連接，不設母線，這樣不僅減少了設備的數(shù)量，簡化了配電裝置的結構以及降低了設備投資，同時也大大減少了故障發(fā)生的可能性。單元接線主要分為發(fā)電機-雙繞組變壓器擴大單元接線和發(fā)電機-分裂繞組變壓器擴大接線。發(fā)電機-雙繞組變壓器擴大單元接線中，發(fā)電機和變壓器連接成一個單元，電能經變壓器升壓后直接進入高壓電網(wǎng)。這種接線由于發(fā)電機和變壓器無法單獨運行，因此二者的容量應當相等。它的缺點是兩個基本元件的其中一個損壞或維修時，整個單元都被迫停止工作，這種接線形式適用于大型發(fā)電廠。發(fā)電機-分裂繞組變壓器擴大接線不需在發(fā)電廠或變電所中建造高壓配電裝置，占地面積大大減少，造價降低，并簡化了運行。但這種接線也有類似的局限性，當線路故障或檢修時，變壓器必須停運；變壓器故障或檢修時，線路必須停運。橋形接線將兩個“變壓器-線路”連接，便構成了橋形接線。它主要分為內橋接線和外橋接線兩種。當只有兩臺變壓器和兩臺線路時，宜采用橋形接線。內橋接線內橋接線在線路故障或切除、投入時，不影響其余回路工作，并且操作簡單；而在變壓器故障或切除、投入時，要使相應線路短時停電且操作復雜。因而該接線一般適用于線路較長的情況。這種接線形式的優(yōu)點是所用高壓斷路器數(shù)量少，缺點有三點：需要對兩臺斷路器進行操作來投入或切除變壓器，操作過程比較復雜；橋聯(lián)斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期的停運。外橋接線外橋接線在運行中的特點與內橋接線相反，適用于線路較短和變壓器需經常切換的情況。當系統(tǒng)中有穿越功率通過主接線為橋形接線的發(fā)電廠或變電站高壓測，或者橋形接線的兩條線路接入環(huán)形電網(wǎng)時，通常宜采用外橋接線。多角形接線多角形接線的斷路器數(shù)等于電源回路和出線回路的總數(shù)，斷路器接成環(huán)形電路，電源回路和出線回路都接在兩臺斷路器之間，多角形的角數(shù)等于回路數(shù)，也等于斷路器數(shù)。多角形接線的優(yōu)點是：所用的斷路器數(shù)目比單母線分段接線或雙母線接線還少1臺，卻具有雙斷路器雙母線接線的可靠性，任一臺斷路器檢修時，只需斷開其兩端的隔離開關，不會引起任何回路停電；沒有母線，因而不存在因母線故障所產生的影響；任一回路故障時，只跳開與它連接的兩臺斷路器，不影響其他回路的正常工作；操作方便。多角形接線的缺點有：檢修任何一臺斷路器時，多角形就開環(huán)運行，如果此時出現(xiàn)故障，又有斷路器自動跳開，將使供電造成紊亂；由于運行方式變化大，電氣設備可能在閉環(huán)和開環(huán)兩種情況下工作，其中流過的工作電流差別較大，會給電氣設備的選擇帶來困難；不便于擴建。多角形接線最多為六角形接線，因而以四角形和三角形為宜。多角形接線一般用于回路數(shù)較少且能一次建成、不需要擴建的hokv及以上的配電裝置中。由于多角形接線無母線，配電裝置占地面積小，故多用于進出線不超過6回、地形狹窄的中、小型水力發(fā)電廠。經過多方面考慮，在發(fā)電機側接線方案應采用單母線分段接線；在升高壓側接線方案的選定中，220KV電壓等級側應采用雙母線接線，在500KV側應采用雙母線分段帶旁路接線。示意圖如下圖所示：3）電氣設備主要的電氣設備的選擇包括：斷路器、隔離開關的選擇，電流、電壓互感器的選擇。電氣設備選擇的一般原則：/應滿足正常運行、檢修、斷路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要；/應按當?shù)丨h(huán)境條件校驗；/應力求技術先進與經濟合理；/選擇導體時應盡量減少品種；/擴建工程應盡量使新老電氣設備型號一致；/選用新產品，均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經正式鑒定合格。盡管電力系統(tǒng)中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全一樣，但對他們的要求是一樣的。電氣設備要能可靠地工作,必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。若按正常工作條件選擇電氣設備，則有以下三個條件：.額定電壓規(guī)定一般電氣設備允許的堆高工作電壓電壓為電氣設備的1.ri.is倍，而電氣設備所在電網(wǎng)的運行電壓波動一般不超過電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設備時，一般按照電氣設備的額定電壓Un不低于裝置地點的額定電壓Usn的條件選擇。.額定電流電氣設備的額定電流In是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流。In應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流Imaxo由于發(fā)電機、調相機和變壓器在電壓降低5%時，輸出功率可保持不變,故其相應回路的Imax應為發(fā)電機、調相機或變壓器的額定電流的1.05倍。.環(huán)境條件電氣設備的選擇與環(huán)境條件，如溫度、風速、污穢等級、海拔高度等,都有關系，對于環(huán)境條件超過一般電氣設備的使用條件時，應采取措施。一、高壓斷路器選擇除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定。根據(jù)我國當前制造情況，電壓6—220kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器，電壓no—330kV電網(wǎng)，可選用SF6或空氣斷路器，大容量機組采用封閉母線時，如果需要裝設斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器。⑵⑶⑷斷路器服選擇的具體技術條件如下：1）電壓：UgWUnUg：電網(wǎng)工作電壓2）電流：Igmax<InIgmax：最大持續(xù)工作電流3）開斷電流：Id.t<IkdId.t：斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量Ikd：斷路器額定開斷電流4）動穩(wěn)定:ichWimaximax：斷路器極限通過電流峰值ich：三相短路電流沖擊值5）熱穩(wěn)定：18八2*tdzWt*It°2I-：穩(wěn)態(tài)三相短路電流tdz：短路電流發(fā)熱等值時間It：斷路器t秒熱穩(wěn)定電流其中tdz=tz+O.05B〃2；由=[〃/18和短路電流計算時間t,查出短路電流周期分量等值時間，從而可計算出tdzo二、隔離開關的選擇隔離開關也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關電氣設備，一般配有電動及手動操動機構，單相或三相操作，需與斷路器配套使用。但隔離開關無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷和短路電流。隔離開關形式的選擇，應根據(jù)配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行比較然后確定。參數(shù)的選擇要綜合考慮技術條件和環(huán)境條件。選擇的具體技術條件如下：1）電壓：UgWUn2）電流：IgmaxWIn3）動穩(wěn)定：ichWimax4）熱穩(wěn)定：I8八2*tdzWt*It^2三、互感器的選擇互感器包括電壓互感器和電流互感器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況?；ジ衅鞯淖饔糜校?）一次回路的高電壓和大電流變?yōu)槎位芈窐藴实牡碗妷汉托‰娏?，使測量儀表和保護裝置標準化，小型化，并使其結構輕巧，價格便宜，并便于屏內安裝。2）使二次設備與高電壓部分隔離，且互感器二次側均接地，從而保證了設備和人身的安全。?電流互感器電流互感器的型式應根據(jù)使用環(huán)境條件和產品情況選擇。對于6?20KV屋內配電裝置，可采用瓷絕緣結構或樹脂澆注絕緣結構的電流互感器，對于35KV及以上配電裝置，一般用油浸箱式絕緣結構的獨立式電流互感器，有條件時，應盡量采用套管式電流互感器。電流互感器的二次側額定電流有5A和1A兩種，一般弱電系統(tǒng)用1A,強電系統(tǒng)用5A,當配電裝置距離控制室較遠時，亦可考慮用1A。?電壓互感器電壓互感器的型式應根據(jù)使用條件選擇：6?20KV屋內配電裝置，一般采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂繞注絕緣結構的電壓互感器。35?110KV的配電裝置，一般采用油浸絕緣結構的電壓互感器。220kV以上，一般采用電容式電壓互感器。當需要和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器，或有第三繞組的單相電壓互感器組。電壓互感器三個單相電壓互感器接線，主二次繞級連接成星形，以供電給測量表計，繼電器以及絕緣電壓表，對于要求相電壓的測量表計，只有在系統(tǒng)中性點直接接地時才能接入，附加的二次繞組接成開口三角形，構成零序電壓濾過器供電給繼電器和接地信號（絕緣檢查）繼電器。5輸電線路本小節(jié)僅對目前新興的直流輸電技術作簡要分析，不對架空線路和地下電纜作相關敘述。輸電線路設計研究的目的就是，配合電力系統(tǒng)其他部分，保證電力系統(tǒng)運行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)經濟調度，使各種能源得到充分利用，完成電力系統(tǒng)間的電能交換和調節(jié)。通過對輸電線路設計的研究，使輸電線路的設計滿足更加經濟、安全、高效率的電能輸送的要求。從而設計出更加安全、可靠、穩(wěn)定、經濟、環(huán)保的輸電網(wǎng)絡。通過對目前的交流超高壓輸電和直流輸電技術在可靠性和經濟性上分別分析，我們便可以在實際建設中采用最合適的技術，使輸電線路更穩(wěn)定并兼顧可靠性和經濟性。對兩種輸電方式進行可靠性比較，結果顯示：各個輸電距離下，直流系統(tǒng)的FEU指標均大于交流；當輸電距離小于約1300km時，交流系統(tǒng)的EOF指標低于直流，反之則直流系統(tǒng)的EOF指標更低。對二者進行經濟性比較，結果顯示：當不考慮停電損失，輸電距離超過約1300km時，直流的經濟性更優(yōu)。當考慮停電損失時，如果單位停電損失較低，則直流輸電的經濟性在較遠距離上更有優(yōu)勢，但是當考慮的單位停電損失較高時，在合理的輸電距離范圍內，交流的經濟性均要優(yōu)于直流。[5]不論交流輸電還是直流輸電，線路難免出現(xiàn)故障。對此線路必須裝設健全的繼電保護設備，但傳統(tǒng)的技術仍需革新，以適應不斷增加的用電需求和不斷出現(xiàn)的新技術。對此，利用數(shù)據(jù)融合技術提升輸電線路故障定位精度的新方法不失為一種好的方法。輸電線路故障的快速準確定位對于電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義。目前，不同的故障定位原理被廣泛地應用于電力系統(tǒng)的變電站中，由于其在故障后所給出的故障位置并不一致，運維檢修人員對相互沖突的測距結果無所適從，影響了故障的快速恢復。我們可以利用輸電線路兩端變電站中距離繼電器的測距結果，基于多源數(shù)據(jù)融合技術，提出一種提升輸電線路故障定位精度的新方法，該方法利用線路兩端距離繼電器的測距結果和故障錄波裝置中的電氣量數(shù)據(jù)，采用加權系數(shù)的數(shù)據(jù)融合方法，通過解析求解，對兩端距離繼電器的測距結果進行數(shù)據(jù)融合來獲得一個精度更高的定位結果。[6]6配電裝置配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成的總體裝置，其作用是在正常運行時接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。為此，它需要滿足以下要求：1）運行可靠；2）便于操作、巡視和檢修；3）保證工作人員的安全；4）力求提高經濟性；5）具有擴建的可能。配電裝置分為屋內配電裝置、屋外配電裝置、成套配電裝置，各有特點。在發(fā)電廠和變電站中，配電裝置型式的選擇，應根據(jù)設備選型及進出線方式，結合工程實際情況，因地制宜，通過技術經濟比較確定。技術經濟合理時應優(yōu)先采用占地少的配電裝置型式。配電變壓器是配電網(wǎng)的主要設備之一，作為配電環(huán)節(jié)的終端，直接與用戶相連，肩負著向用戶分配電能的作用，對整個配電網(wǎng)的用電質量和經濟效益的提高起著重要作用。據(jù)統(tǒng)計，截至2013年底，我國在網(wǎng)運行的配電變壓器約1530萬臺，盡管配變的運行效率達到95%以上，但由于配變應用量大且運行時間長，其累計運行損耗約占整個配電網(wǎng)總損耗的80%以上。為此，研究人員為減小損耗提出了大量模型和改進措施，如基于差異化數(shù)據(jù)采集的配電變壓器優(yōu)選方法。近年來，配電技術不斷發(fā)展，產生了許多新技術，其中包括基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性分析。這種方法基于主成分分析法與并行關聯(lián)規(guī)則挖掘技術，是一種基于大數(shù)據(jù)技術的配電網(wǎng)運行可靠性分析方法。它首先提出了配電網(wǎng)運行可靠性四維指標體系及相關數(shù)據(jù)來源，再采用主成分分析法，從海量數(shù)據(jù)中挖掘主要評估指標；針對所得的主要指標，分析相應的影響因素，并采用并行關聯(lián)規(guī)則模型，挖掘出運行可靠性主要指標與各影響因素間的強關聯(lián)規(guī)則，從而獲得主要影響因素；最后基于歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，將上述主要影響因素作為預測的輸入量、主要評估指標作為輸出量，基于人工神經網(wǎng)絡預測方法預測未來一定時間尺度的運行可靠性指標值。算例表明，采用所提方法可快速有效預測配電網(wǎng)運行可靠性。而針對當前智能配電網(wǎng)傳統(tǒng)保護方法存在的整定復雜、配合困難以及適應性差等問題，最近幾年又出現(xiàn)了一種基于智能配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析的狀態(tài)監(jiān)測與故障處理方法。這種方法首先根據(jù)網(wǎng)絡關聯(lián)矩陣以及區(qū)域差分規(guī)則，對各節(jié)點測控一體化終端采集的電流、功率數(shù)據(jù)進行預處理；然后，將預處理結果在時間以及空間上進行數(shù)據(jù)融合，并生成高維時