电气1186李杨

1、湖南工程学院应用技术学院毕业设计开题报告导师：李玲 报告人：李杨专业：电气工程及其自动化2015年5月9日文献综述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受

2、和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。220kV区域降压变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好220kV变电站的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在220kV变电所的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题、电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程

3、建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国的可持续发展战略。所以220kV变电所需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。 220kV变电所的设计或改造需要既能保证安全可靠性和灵活性，又能保证保护环境、节约资源、易于实现自动化设计方案。在这种要求下，220kV变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。因而，220kV变电站应从电力系统整体出发,力求电气主接线简化,配置与电网结构相应的保护系统，采用紧凑布置、节约资源、安全环保的设计方案。基于此，我

4、以节约资源、保护环境、设计高安全、高质量的220kV变电所为目的，从电源设置、主接线形式确定、设备选择和配电装置布置等方面提出了新的设计思路一、变电站的概述 开题报告 一、课题的目的与意义电是高产品质量和经济效益。电力工业在国民经济中占有十分重要的地位。建国以来，我国的电力工业发展迅速。到目前，我国的总装机容量和发电量均居世界第四位，但是我国目前的电力还不能满足国民经济发展的需要，必须加快发展。电力工业自动化水平正在逐年提高，200000kW及以上大型机组已采用计算机监控系统，许多变电站已装设微机综合自动化系统，有些已实现无人值班，电力系统已实现调度自动化。 电力系统由发电厂、变电站、线路和用

5、户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电站根据它在系统中的地位，可分成下列几类： 1）枢纽变电站 它位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压能量的一种表现形式，电力已成为工农业生产不可缺少的动力，并广泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电能有许多优点：首先，它可简便地转变成另一种形式的能量。其次，电能经过高压输电线路，还可输送很长的距离，供给远方用电。另外，许多生产部门用电进行控制，容易实现自动化，提和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为330-500的变电所，称为枢纽变电站。全站停电后，将会引起系统解列，甚至出现瘫痪。 2）中间变电站 高压侧以交换潮流为主，起

6、系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集23个电源，电压为220330kV，同时又降压供给当地用电，这样的变电站主要起中间环节的作用。全站停电后，将引起区域电网解列。 3）地区变电站 高压侧电压一般为110220kV，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全站停电后，仅使该地区中断供电。 4）终端变电站 在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kV，经降压后直接向用户供电的变电站。全站停电后，只是用户受到损失。 在设计中本人要模拟设计一个电压等级为220/110/35kV变电站的，本次设计的变电站的类型为枢纽变电站，根据老师给出的设计资料和要求，结合

7、所学的基础知识和文献资料所做的。通过本设计，对以前所学的知识加强了理解和掌握，从总体上掌握了电力工程设计的过程，并熟悉了一些设计方法，为以后从事电力工程设计工作打下一定的基础。 二、课题发展现状及前景展望 变电站技术的发展与电网的发展和设备的制造水平密切相关。近年来，为了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业也在高速发展，电网规模不断扩大。目前我国建成的500kV变电所有近200座，220kV变电所有几千座；500kV电网已成为主要的输电网络，大经济区之间实现了联网，最终将实现全国联网。电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量都有了较大的改进。除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组

8、合化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用；代表现代输变电技术最高水平的750kV直流输电，500kV交流可控串联补偿也已经投入商业运行。我国电网供电的可靠性近年来也有了较大的提高，在发达国家连续发生严重的电网事故的同时，我国电网的运行比较稳定，保证了经济的高速发展。通信网络是综合自动化变电站与常规站的最明显的区别之一，只有采用通信网络，才可能节省大量电缆。因此必须保证通信网络安全、可靠，传输速度满足变电站综合自动化系统的要求。全分散式变电站自动化系统的实现尤其依托于如今发展很快的计算机网络技术。引入先进的网络技术使得自动化系统的实现更加简

9、单，性能也大大优于以往的系统，并可解决以往系统中链路信息传输的实时性问题，以及信号传输的容量问题。 我国变电站的发展趋势随着计算机网络技术的发展和信息技术的不断进步，变电站的发展看来已经越来越快，目前我国变电站的发展方向趋于以下几个方面： 1）数字化 数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是：一次设备智能化，二次设备网络化。即数字化变电站内的信息化，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。这使得数字化变电站在系统可靠性、经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大

10、幅度提升。 2）装配化 装配式变电站是变电站建设的一场变革,改变了传统的变电站电气布局、土建设计和施工模式。采用全预制装配结构的建筑形式,通过工厂生产预制和现场装配安装两大阶段来建设变电站,大幅缩短了设计及建设周期,减少了变电站占地面积,节约了土地资源。随着国网公司“两型一化”的推广,装配式变电站在全国各地均成功试点,成为今后变电站建设的一种新型模式。课题发展现状及前景展望3）智能化 智能化电站的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,使变电站所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和物质基础。技术的发展是没有止境的,随着智能

11、化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全智能化的变电站自动化系统即将出现。但是目前国内外还没有真正意义上智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备来转化实现，一般采用智能终端的模式。国内目前进行的数字化变电站项目，虽然大多采用此种方式，但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整合度较低。 4）自动化 自20世纪80、90年代起，国外和国内先后开发研制成功了变电站所必须的集继电保护、故障录波、远动功能、站内监控等功能为一

12、体的变电站综合自动化系统取代了变电站常规的测量系统，如变送器、录波器、指针式仪表等；取代了常规的操作控制盘、手控无功补偿等装置，以及常规的报警装置如中央信号系统和光字牌等； 取代了常规的远动装置等；使变电站的各种装置和保护的信息，融合为一体，并可与上级调度中心进行实时通信，把变电站的自动化程度提高到一个崭新阶段，大大提高了上级调度中心对变电站的实时运行和远方操作的监控能力，为实现变电站无人值班打下了基础。随着科学技术的不断发展，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为电力系统的发展趋势。基本任务及要求 1）依据原始资料设计220kV变电所的一次电气部分，包括主接线方案确定及电气设备

13、 的选型与校验；采用博超软件给出220kV变电所的一次接线图； 2）短路电流计算；采用博超软件给出短路电流计算书； 3）变电所防雷设计；采用博超软件给出相关设计图； 4) 撰写设计报告。 研究方法、步骤和措施：可行性分析： 对于220kV变电站，应该选择在应接近负荷中心；不占或少占农田；便于各级电压线路的引入和因出；交通运输方便；具有适宜的地质条件；尽量不设在空气污染地区；所址标高在百年一遇的水位之上。这样才能保证此变电站安全稳定运行。 对于220kV侧有四回进线，并且运行应该保证可靠运行，因此选用双母线接线，保证安全可靠供电；也可以选择双母线带旁路接线，但是因为投资会增加，占地面积也会增加，

14、在出线回路数不多的情况下还是选用双母线接线。110kV侧有10回出线，因为出线较多，而且供电可靠度也要高，因此选用双母线接线，虽然增加了投资和占地面积，但是供电可靠性会大大增加。对于35kV侧，出线更多，为12回出线，如果选择双母线分段接线，开关柜也要选择相应设备，增加投资，因此选择单母线分段接线。220kV与110kV采用中性点直接接地，35kV采用经消弧线圈接地。 220kV、110kV选用GIS组合电器，35kV选用室内开关柜。 主变压器容量的一般按变电所建成后510年的规划负荷选择，还应根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对重要负荷的变电所，应考虑当一台主变压器停运

15、时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，一般其余变压器容量应能保证全部负荷的60%以上。同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多。应从全网出发，推行系列化标准化。 本设计要求三相三圈有载调压降压变压器，高压侧有载调压、油浸式、低损耗、自然油循环风冷 。2.拟解决的关键问题确定电气主接线的最佳方案(包括电压器型式、容量的选择)； 根据任务书上了解设计内容，积极的多方面查阅有关资料，综合运用所学理 论知识，根据设计任务书提供的资料，结合电力工程设计手册、设计规程、规范等资料，找出几个电气主接线方案，最后进行全面的技术、经

16、济比较，确定最佳方案。 确定站用电接线(包括电压器型式、容量的选择)； 阅读有关站用电的有关资料，确定站用电电源的取得方式、电压等级、站用电分段情况、确定站用变压器与备用变压器的容量。根据技术、经济比较，最后确定出站用电的最佳方案； 电气设备的选择； 选择各电压等级的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、电缆及避雷器等。并对短路器与隔离开关进行校验； 确定各电气设备的绝缘配合及过电压保护； 计算避雷针的保护范围； 电气总平面布置； 确定各电压等级电压互感器、电流互感器、避雷器、接地装置的配置方案； 制作有关图纸； 绘制电气主接线图；220kV、110kV电压等级配电装置各间隔断面图；

17、电气总平面布置图； 变电站设计思路(1) 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠 性、经济性和先进性。在此我为了满足某地区的要点需要，提高电能质量。我拟建一座220KV变电站。 (2) 220KV变电站电气部分部分设计的内容 变电站设计的内容力求概念清楚，层次分明，结合自己设计的原始资料，参考变电站电气设计工程规范，经过大量翻阅工作，了解设计基本过程，从而进一步指导设计内容的开展。现将自己查阅文献的工作归述为：通

18、过查阅馆藏书籍，课本和网络资源，了解电力工业的有关政策，技术规程等方面知识，理清自己的设计思路，查询有关电气设备等最新动态价格及参数。从而为自己的设计提供有力的依据。 通过查阅文献，进行论述，提出我的设计思路和具体设计内容，以便于为设计工作提供有理可据的参考价值。通过查阅变电站设计规程，了解发变电站设计的一般过程及相关的设计规程，明白了自己要设计一个变电站的设计内容，清楚设计任务。如电气主接线设计，短路计算，设备的选择，防雷接地等。树立了正确的设计思路，主要涉及以下内容；变电站设计思路1. 电气主接线是变电站设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节，主接线的拟定直接关系着变电站电气设备的选择

19、、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。结合原始资料分析，以及各种接线方式的优缺点，适用范围进行综合比较，确定出最终的接线方案； 2. 在变电站的选型应根据其容量和台数、主变压器形式等进行选择； 3. 短路电流计算是为了更好地选择电气设备，继电保护的配置及整定等，了解了电力系统的短路计算知识，学习了短路计算的方法，从而完成自己的设计中的短路计算部分； 4. 导体及电气设备选择是设计的主要内容之一，因电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体的选择方法也不完全相同，但是对它们的基本要求是一致的，电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定； 变电站设计思路5. 高压配电装置在电力系统中