變電站設(shè)計開題報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目 古寧城35KV變電站的電氣設(shè)計 學(xué)生姓名 艾昕 學(xué)號 專業(yè) 電氣工程及自動化 班級 指導(dǎo)教師 賈智彬 評閱教師 賈智彬 完成日期 年月日古寧城35kV變電站的電氣設(shè)計學(xué) 生：艾昕 指導(dǎo)教師：賈智彬 （三峽大學(xué) 電氣與新能源學(xué)院）一、課題來源本課題為三峽大學(xué)電氣與新能源學(xué)院電氣工程及自動化專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計課題，該課題名稱為古寧城35kV變電站的電氣設(shè)計，課題基本信息如下：古寧城35kV變電站位于內(nèi)蒙古寧城縣開發(fā)區(qū)，變電站是為開發(fā)區(qū)提供電能，占地面積1500m2，設(shè)計容量為31.5×2 MVA，電壓等級為35/10.5 kV。

2、一回由距離15公里的城東110kV變電站提供電能，另一回由距離10公里的寧西110kV站提供，10KV出線8回。該變電站主要給開發(fā)區(qū)各企業(yè)提供電能。全區(qū)用電負荷60MW，每回按照7.5MW，最小負荷按照70%計算，負荷同時率取0.85，功率因素取0.8，年最大利用小時數(shù)4200小時/年，所用電按1%來取；氣象條件最高氣溫35，最低氣溫-20，全年平均氣溫5。二、 本課題研究的目的和意義目前發(fā)達國家電力技術(shù)發(fā)展比較成熟，都已經(jīng)走向輸電超高壓化，變電所值班無人化，繼電保護智能化等。而我國電力行業(yè)發(fā)展雖有了明顯的進步，但與許多國家相比發(fā)展進度還比較遲緩，有許多的漏洞和問題。我國現(xiàn)在所設(shè)計的常規(guī)變電所

3、最突出的問題是設(shè)備落后，結(jié)構(gòu)不合理，占地多，投資大，損耗高，效率低，尤其是在一次開關(guān)和二次設(shè)備造型問題上，從發(fā)展的觀點來看，將越來越不適應(yīng)我國城市和農(nóng)村發(fā)展的要求。所以，這就需要我們新一代的接班人努力研究、開拓創(chuàng)新，將問題減少，使我國電力技術(shù)的發(fā)展走向世界的前列。我選擇設(shè)計本課題，是對自己已學(xué)知識的整理和進一步的理解、認識，學(xué)習和掌握變電所電氣部分設(shè)計的基本方法培養(yǎng)獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設(shè)計的基本技能。同時也是大學(xué)幾年所學(xué)的有關(guān)理論知識，結(jié)合相關(guān)的參考資料，對所有知識的一次綜合運用，把理論知識和實踐相結(jié)合，根據(jù)國家電力行業(yè)相關(guān)規(guī)范，開拓新思維，總結(jié)和反映大學(xué)的收獲，也起一個很好

4、的見證。35kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電所設(shè)計質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行，為滿足城鎮(zhèn)負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。三、 本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢關(guān)閉 3.1國內(nèi)外變電站設(shè)計的趨勢分析隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國電力系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)成為一個值得探討的問題，根據(jù)我國變電站的發(fā)展情況以及我國的國情來看我國的變電站設(shè)計的發(fā)展趨勢。尤其是計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電

5、技術(shù)也有了新的飛躍，我國變電站設(shè)計出現(xiàn)了一些新的趨勢。 3.1.1 變電站接線方案趨于簡單隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。例如， 斷路器是變電站的主要電氣設(shè)備，其制造技術(shù)近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間少。特別國外一些知名廠家生產(chǎn)的超高壓斷路器均可達到20年不大修， 更換部件費時很短。 為了進一步控制工程造價，提高經(jīng)濟效益，經(jīng)過專家反復(fù)論證，我國少數(shù)變電站設(shè)計已逐漸采用一些新的更為簡單的接線方案。比如我國500kV和330kV電壓等級的接線較多采用3/2斷路器接線，但現(xiàn)在有些設(shè)計院提出，根據(jù)工程情況，可采用3/2斷路器變壓器-母線組接

6、線，可靠性與3/2斷路器接線基本相同，卻可以降低投資。3.1.2大量采用新的電氣一次設(shè)備近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無油化，采用SF6氣體絕緣的設(shè)備價格不斷下降，伴隨著國產(chǎn)GIS向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應(yīng)用面不斷擴大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用GIS配電裝置。變電站設(shè)計的電氣設(shè)備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無油化、真空開關(guān)、SF6開關(guān)和機、電組合一體化的小型設(shè)備發(fā)展。近年來世界各國著名的高壓電氣設(shè)備公司都相繼開發(fā)、研制了各種類型的145-550kV戶外高壓和超高壓組合電器，國內(nèi)一些高壓開關(guān)廠也已經(jīng)開

7、始生產(chǎn)145kV戶外緊湊型組合電器。這些設(shè)備運行可靠性高、節(jié)省占地面積和空間、施工安裝簡單、運行維護方便，價格介于常規(guī)電氣設(shè)備與 GIS之間，是電氣設(shè)備今后發(fā)展的一個方向，符合我國目前的國情和技術(shù)發(fā)展方向。3.2我國變電站的發(fā)展趨勢隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷進步，變電站的發(fā)展看來已經(jīng)越來越快，目前我國變電站的發(fā)展方向趨于以下幾個方面：（1）數(shù)字化數(shù)字化變電站技術(shù)是變電站自動化技術(shù)發(fā)展中具有里程碑意義的一次變革，對變電站自動化系統(tǒng)的各方面將產(chǎn)生深遠的影響。數(shù)字化變電站三個主要的特征就是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標準”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化

8、，信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化， 通信模型達到標準化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。這使得數(shù)字化變電站在系統(tǒng)可靠性、 經(jīng)濟性、維護簡便性方面均比常規(guī)變電站有大幅度提升。（2）裝配化裝配式變電站是變電站建設(shè)的一場變革,改變了傳統(tǒng)的變電站電氣布局、土 建設(shè)計和施工模式。采用全預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)的建筑形式,通過工廠生產(chǎn)預(yù)制和現(xiàn)場裝配安裝兩大階段來建設(shè)變電站,大幅縮短了設(shè)計及建設(shè)周期,減少了變電站占地面積,節(jié)約了土地資源。隨著國網(wǎng)公司“兩型一化”的推廣,裝配式變電站在全國各地均成功試點,成為今后變電站建設(shè)的一種新型模式。 （3）智能化智能化電站的發(fā)展,特別是智能化開關(guān)、光電式互感器等機電一體化設(shè)備的出現(xiàn),以及計

9、算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用,使變電站所有信息的采集、傳輸實現(xiàn)全智能化處理提供了理論和物質(zhì)基礎(chǔ)。但是目前國內(nèi)外還沒有真正意義上智能化一次設(shè)備，一次設(shè)備的智能化仍然需要通過一定的二次設(shè)備來轉(zhuǎn)化實現(xiàn)，一般采用智能終端的模式。國內(nèi)目前進行的數(shù)字化變電站項目，雖然大多采用此種方式，但是普遍沒有對開關(guān)內(nèi)部的二次回路進行集成化改造，智能終端與開關(guān)整合度較低。（4）自動化自20世紀80、90年代起，國外和國內(nèi)先后開發(fā)研制成功了變電站所必須的集繼電保護、故障錄波、遠動功能、站內(nèi)監(jiān)控等功能為一體的變電站綜合自動化系統(tǒng)，取代了變電站常規(guī)的測量系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站

10、二次系統(tǒng)，已成為電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。四、對課題提出的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析4.1課題內(nèi)容：（1） 主接線設(shè)計： 分析原始資料，根據(jù)任務(wù)的要求擬定各級電壓母線接線方式，通過技術(shù)經(jīng)濟比較選擇主接線的最優(yōu)方案;（2） 短路電流的計算: 根據(jù)所確定的主接線方案，選擇適當?shù)挠嬎愣搪伏c計算短路電流并列表表示出短路電流的計算結(jié)果。（3） 主要電氣設(shè)備選擇： 選擇110kV主變側(cè)，35kV側(cè)最大負荷出線及35kV主變側(cè)的斷路器及隔離開關(guān); 選擇110kV，35kV主母線及主變低壓側(cè)母線電纜; 選擇35kV主母線的支持絕緣子; 選擇35kV主母線的電壓互感器; （4）電氣設(shè)備配置 各級電壓等級電壓互

11、感器; 各回路的電流互感器;4.2課題任務(wù)的具體要求 （1）選擇各級線路導(dǎo)線型號和截面，確定出線回路數(shù)；選擇主變壓器臺數(shù)，容量及型號； （2）系統(tǒng)短路電流計算；繼電保護保護計算； （3）選擇主變壓器臺數(shù)，容量及型號； （4）設(shè)計說明書：包括短路電流計算書及設(shè)備選擇校驗、繼電保護計算書；（5）設(shè)計圖紙：包括電氣一次主接線圖、35KV進線圖、二次保護配置圖等。4.3方案的可行性分析電能是發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好

12、電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設(shè)、保護就尤為重要。本論文設(shè)計了一個35kV變電站所主電氣部分設(shè)計,此變電站有兩個電壓等級，一個是35kV，一個是10kV。同時根據(jù)負荷分析和短路計算的結(jié)果對變電所內(nèi)的主設(shè)備進行合理的選型。本設(shè)計選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，供配電線路，無功補償裝置等等按照具體負荷計算，短路計算進行選型、設(shè)計和配置。五、 本課題需要主要解決的問題及設(shè)計方案5.1主要解決的問題(1)母線的選擇(2)負荷計算(3)變壓器的選擇(4)短路電流的計算(5)隔離開關(guān)、斷路器的選擇 (6)防雷設(shè)計 (7)電氣主接線等圖紙的繪制5.2設(shè)計方案5.2.1變電所主

13、接線的接線方案方案一圖：電氣主接線方案一圖方案一35kV側(cè)采用的單母線接線，接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。10kV采用單母線分段連線，對重要用戶可從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常母線供電不間斷，所以此方案同時兼顧了可靠性，靈活性，經(jīng)濟性的要求。方案二圖： 電器主接線方案二圖方案二10kV側(cè)通過雙母線雖然可以使供電更可靠，調(diào)度更加靈活，但每增加一組母線就使每回路需要增加一組母線隔離開關(guān)，當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。并且選擇雙母線接線會增加投資。綜合考慮：方案一：35kV側(cè)采用單母線接線，10k

14、V側(cè)采用單母線分段。方案二：35kV側(cè)采用單母線接線，10kV側(cè)采用雙母線接線。通過比較可以得知還是選方案一比較合適，即35kV側(cè)采用單母線接線，10kV側(cè)采用單母線分段。5.2.2負荷計算 (1)有功功率 (2)無功功率 (3)視在功率 (4)功率因數(shù)cos 5.2.3變壓器的選擇及主接線方案的選擇 (1)變壓器的選擇 a、容量 b、電壓等級 c、中性點接地形式 (2)主接線方案的選擇 a、35kV側(cè)主接線設(shè)計 b、10kV側(cè)主接線設(shè)計5.2.4短路電流計算。 （1）35kV側(cè)短路電流的計算 （2）10kV側(cè)短路電流的計算5.2.5二次電氣設(shè)備的選擇（斷路器、隔離開關(guān)）。 （1）35kV側(cè)進

15、線斷路器、隔離開關(guān)的選擇a、流過斷路器和隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流b、額定電壓選擇 c、額定電流選擇 d、開斷電流選擇 e、動穩(wěn)定校驗f、熱穩(wěn)定校驗（2）10kV側(cè)斷路器、隔離開關(guān)的選擇a、流過斷路器和隔離開關(guān)的最大持續(xù)工作電流b、額定電壓選擇 c、額定電流選擇 d、開斷電流選擇 e、動穩(wěn)定校驗f、熱穩(wěn)定校驗5.2.6防雷設(shè)計（1）避雷針的選擇（2）建筑物外圍六、完成本課題的工作方案及進度計劃（1）2014年秋季學(xué)期第十二周（2014年11月20日前） 接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，學(xué)習畢業(yè)設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)定。閱讀指定的參考資料及文獻，熟悉設(shè)計步驟，收集資料，明確設(shè)計內(nèi)容。（2）2014年秋季學(xué)期第十二

16、周第二十周（2015年1月15日前） 結(jié)合設(shè)計內(nèi)容復(fù)習所學(xué)的專業(yè)知識，作好理論準備；其次進行與設(shè)計有關(guān)的調(diào)研活動及資料的搜集，完成開題報告、外文翻譯，指導(dǎo)教師批閱。（3）2015年春季學(xué)期第一周第二周選擇主變的容量和臺數(shù)，確定電氣一次主接線方案。（4）2015年春季學(xué)期第三周第四周完成短路電流計算，選擇一次電氣設(shè)備。（5）2015年春季學(xué)期第五周完成變壓器瓦斯保護，差動保護等。（6）2015年春季學(xué)期第六周完成母線保護。（7）2015年春季學(xué)期第七周完成變電站防雷保護和接地裝置計算，繼電保護計量裝置配置。（8）2015年春季學(xué)期第八周使用計算機繪制電氣主接線等相關(guān)圖紙，編寫設(shè)計說明書。（9）2

17、015年春季學(xué)期第九周（2015年4月30日前） 提交中期報告；（10）2015年春季學(xué)期第十二周 完成畢業(yè)設(shè)計論文，完善設(shè)計成果，交指導(dǎo)教師批閱；（11）2015年春季學(xué)期第十三周 培優(yōu)畢業(yè)答辯；（12）2015年春季學(xué)期第十四周（6月5-7日） 正常畢業(yè)答辯七、參考文獻1 電力工程電氣設(shè)計手冊 電氣一次部分 戈東方編著 中國電力出版社 20142 電力工程電氣設(shè)計手冊 電氣二次部分 能源部西北電力設(shè)計院編著 1991 3 220500kV變電所電氣主接線設(shè)計 宋繼成編  20044 發(fā)電廠、變電站二次系統(tǒng)及繼電保護測試技術(shù) 王顯平著 中國電力出版社 20065 發(fā)電廠電氣部分 姚春秋等編 中國電力出版社 20046 電力系統(tǒng)分析 何仰贊編 華中科技大學(xué)出版社 20027 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算 傅知蘭主編 中國電力出版社 20048 變電站微機檢測與控制 孫淑信編 19959 國家電網(wǎng)公司輸變電工程典型設(shè)計 劉振亞主編 中國電力出版社 200510電氣設(shè)備選型、安裝與檢修 劉建英等 北京理工大學(xué)出版社 200411電氣設(shè)備選擇與計算實例 王越明等 化學(xué)工業(yè)出版社 201412變電所電氣設(shè)備及運行 河南省電力工業(yè)局編 199513電力系統(tǒng)繼電保護 張保會等 中國電力出版社 20