110kV變電站的設計開題報告

1、 畢業(yè)設計(論文)開題報告題 目： 110kv變電站的設計 學 院： 電氣信息學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學生姓名： 劉浩 學 號200601010323指導教師： 金國彬 2010年 3 月 14 日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。3“文獻綜述”應按論文的格式

2、成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻應附原件復印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4統(tǒng)一用a4紙，并裝訂單獨成冊，隨畢業(yè)設計（論文）說明書等資料裝入文件袋中。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1文獻綜述：結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。文 獻 綜 述一、引言變電站是電力系統(tǒng)組成的一個重要環(huán)節(jié)，是電力網中線路的連接點，其作用是變換電壓、匯集和分配電能。變電站能否正確運行關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和

3、安全問題，變電站安全可靠運行與國民經濟的發(fā)展密切相關。為了達到優(yōu)質、安全、可靠、經濟的運行要求，必須建立經濟合理、技術先進的變電站，進而實現(xiàn)變電站的綜合自動化。近年來，為了滿足經濟快速增長對電力的需求，我國電力工業(yè)在高速發(fā)展，電網規(guī)模不斷擴大。電氣設備的制造水平也在不斷提高，產品的性能和質量都有了較大的改進。除空氣絕緣的高壓電氣設備外，gis、組合化、智能化、數(shù)字化的高壓配電裝置也有了新的發(fā)展；計算機監(jiān)控微機保護已經在電力系統(tǒng)中全面推廣采用。我國電網供電的可靠性有了較大的提高，在發(fā)達國家連續(xù)發(fā)生嚴重的電網事故的時期，我國電網的運行比較穩(wěn)定，保證了經濟的高速發(fā)展。二. 110kv變電站發(fā)展現(xiàn)狀

4、110kv變電站從六十年代開始逐漸走入普通的地級市，由于當時負荷水平低，電力建設投資少，城市電網結構簡單。當時國內絕大部分城市還輔以35kv變電站構成高壓輸電網絡。進入八十年代以來，我國經濟進入前所未有的高速發(fā)展階段。經濟建設對電力事業(yè)提出更高要求的同時也促進了電力事業(yè)的發(fā)展。這段時期建設的110kv變電站l10kv電氣設備多采用常規(guī)設備戶外敞開式布置；變電站主接線較為復雜，例如為單母線分段帶旁路；電氣設備為多油或少油設備；主變容量大多選擇315mva或40mva。這種模式的變電站占地面積大，設備繁多，設備安全可靠性較低，日常維護工作量大。進入九十年代中期，供電緊張的情況得到好轉，電網設計和建

5、設越來越強調供電可靠性。人們開始把注意力轉向性能好、質量高、檢修周期長或多年不需檢修等特點的電氣設備。實施“四遙”功能，實現(xiàn)變電站無人值班已成為可能。這段時期，110kv電氣設備出現(xiàn)了gis設備、compass設備等；電氣布置形式也出現(xiàn)了半戶內布置等形式；二次設備系統(tǒng)也有簡單的“四遙系統(tǒng)和變電站綜合自動化系統(tǒng)。由于采用了先進可靠的設備，這段時期建設的l10kv變電站主結線較為簡潔。除主變外l10kv電氣設備多采用戶內布置的形式，主變容量多為40mva或50mva，開關設備為無油設備，變電站具備無人值班的功能。這些變電站占地面積小，自動化程度高，日常維護工作量小，安全可靠性高。（1）變電站高壓配

6、電裝置的發(fā)展隨著我國電力系統(tǒng)向大電網、大機組、超高壓、大容量迅猛發(fā)展，高壓開關設備近年來也有了較大發(fā)展，不斷向小型化、無油化、高可靠性、免維護(少維護)方向發(fā)展，逐步淘汰高耗能變電設備。近年來世界各國著名的高壓電氣設備公司都相繼開發(fā)、研制了各種類型的戶內外高壓和超高壓gis組合電器。隨著gis封閉式組合電器的不斷完善和電力系統(tǒng)的需要，全國各地區(qū)110kv及l(fā)10kv電壓等級以上變電站超高壓開關設備選用gis已成為主要發(fā)展趨勢。同時，國內外一些高壓開關廠也已經開始生產110kv戶外緊湊型組合電器。目前l(fā) 10 kv戶內外緊湊型組合電器主要產品有compass、compact、mci等。compa

7、ss在我國已得到廣泛應用。戶外插接式智能型組合電器是一種功能更完備的高壓和超高壓開關系統(tǒng)，它內含電氣一次、二次設備，以及相關連的插接式復合光纜等。戶外插接式智能型組合電器在國外稱為pass(plug andswitch system)，西方一些國家已經開始采用，國家電力公司正在積極地推廣該系列產品，并在500kv變電站進行工業(yè)性應用試驗。這些設備運行可靠性高、節(jié)省占地面積和空間、施工安裝簡單、運行維護方便，是電氣設備今后發(fā)展的一個方向，符合我國目前的國情和技術發(fā)展方向。（2）變電站一次接線應用現(xiàn)狀通常，110kv變電站常用的主接線形式有：單母線、單母線分段、單母線分段帶旁路、雙母線、雙母線分段

8、帶旁路、1個半斷路器接線、橋形接線及線路變壓器組接線等。隨著制造廠生產的電氣設備質量的提高以及電網可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。3甜。例如，斷路器是變電站的主要電氣設備，其制造技術近年來有了較大發(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的超高壓斷路器均可達到20年不大修，更換部件費時很短。因此，從形式上看，主結線的發(fā)展過程是由簡單到復雜，再由復雜到簡單的過程。在70年代，由于當時受電氣設備制造技術、通信技術和控制技術等條件的制約，為了提高系統(tǒng)供電可靠性，產生了從簡單到復雜的主接線演變過程。在當今的技術環(huán)境中，隨著新技術、高質量電氣產品廣泛應用，在某些條件下采用簡單主接線

9、方式比復雜主接線方式更可靠、更安全，變電所主接線日趨簡化。因此，變電所電氣主接線形式應根據可靠性、靈活性、經濟性及技術環(huán)境統(tǒng)一性來決定。為了進一步控制工程造價，提高經濟效益，經過專家反復論證，我國少數(shù)變電站設計已逐漸采用一些新的更為簡單的接線方案。近期國內新建的許多1 iokv電壓等級樞紐變電站的接線采用雙母線而不帶旁路母線。采用gis的情況下，優(yōu)先采用單母線分段接線。終端變電站中，盡量采用線路變壓器組接線等。（3）站綜合自動化二次回路現(xiàn)狀綜合自動化變電站與傳統(tǒng)變電站的二次回路相比，具有接線相對簡單，設備相對減少，系統(tǒng)性強，接線方式更合理等特點。傳統(tǒng)的變電站的二次回路是一個復雜的網絡，它包括了

10、控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、測量與監(jiān)察系統(tǒng)、繼電保護與自動裝置系統(tǒng)、調節(jié)系統(tǒng)及操作電源系統(tǒng)。其中僅信號系統(tǒng)就包括了位置信號、事故音響信號、瞬時預警信號、延時預警信號等。這些二次回路各系統(tǒng)之間全靠硬件連接，所以二次接線就比較繁多。而綜合自動化的變電站從基本原理上打破了原來的框架，原來靠硬件連線的系統(tǒng)可以通過數(shù)字通信的方式聯(lián)系，原來屏內設備間的連線由裝置內部的印刷電路板取代，這樣二次接線就更簡單得多了。傳統(tǒng)的變電站的二次設備，是分散地裝設在控制屏和保護屏上，每一個電氣元件都要配置測量儀表、切換開關、位置指示燈、光字牌等。而每一套繼電保護都要有若干個交流測量繼電器、中間繼電器、信號繼電器組成。一個變電站包括

11、多個電氣單元就會有很多的二次設備。而綜合自動化變電站一個電氣單元的控制、信號及測量可以在一個測控裝置內實現(xiàn)，繼電保護由一套微機保護裝置構成。綜合自動化變電站中取消了中央信號屏和控制屏。這樣，二次設備相應減少了許多。綜合自動化變電站中，二次設備是按每一次電氣單元配置，二次接線也是按電氣單元，以一對一的方式連接。不同電氣單元之間，只有保護之間配合的連接，操作閉鎖回路需要的連接，相應之間的連接大為減少。對變電站的一些公用二次設備和一些不屬于各個電氣單元的二次設備將它們組合為公用屏。這樣，從變電站整體來看，二次回路的接線比較合理，系統(tǒng)性強，也有規(guī)律，使運行維護人員易于掌握。三結語變電站是聯(lián)系電網的紐帶

12、，合理地選擇110kv變電站電氣主結線和開關站型式，在電網的安全供電及經濟方面，均有著重要的意義。如果變電站的設備出現(xiàn)故障將危及整個系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行，可能出現(xiàn)系統(tǒng)解列，致使用戶斷電，造成巨大的經濟損失。因此要給變電站的設備裝設動作可靠、迅速、性能完善的保護，把故障影響限制在最小范圍內。 參考文獻1 關倩瑩110kv變電站發(fā)展模式河北能源職業(yè)技術學院學報，2005，74-772 張勁松淺析gis在變電站的應用廣東電力，2001，14(6)：41-423 王永生淺談變電站綜合自動化系統(tǒng)中國民航大學學報，2007，5-124-1264 盧青松，付儀110kv變電站電氣主接線及配電裝置型式變化與發(fā)展四

13、川電力技術，2006，29(3)：48505 bues m，mikes ecompact optimised gisj，cigre sc a3&b3 colloquium，2005,3：120 6 李梅香，王崇林，曹海洋，等變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展與展望工礦自動化，2006，6：23257 董振亞對我國城鄉(xiāng)電網建設和改造中若干技術問題的建議電力設備，2000，1(34)：77818 張肖青縣(市)級110kv變電所電氣主接線一般模式探討浙江電力，2000，l：26-289 中國電力出版社電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答(第二版)1997年5月第一版2000年2月第二版10 龔靜配電網綜合自動化技

14、術機械工業(yè)出版社，200811 韓禎祥電力系統(tǒng)分析3版杭州：浙江大學出版社，200512 任孝岐110kv城區(qū)變電所設計思路西北電力技術，2004，3：56-5813 王國光變電站綜合自動化系統(tǒng)二次回路及運行維護北京：中國電力出版社，2005，363714 電力繼電保護實用技術問答m，中國電力出版社，19991115 陳靜淺析變電站綜合自動化系統(tǒng)甘肅電力技術，2007，5-45 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告開題報告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內容和要求；四、研究方法、步驟和措施 開 題 報 告一、課題目的與意義電力工業(yè)是國民經濟的重要部門之一，它是

15、負責把自然界提供的能源轉換為供人們直接使用的電能的產業(yè)。它既是現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農業(yè)、現(xiàn)代科學技術和現(xiàn)代國防提供不可缺少的動力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關系。電力是工業(yè)的先行，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個國民經濟才能不斷前進。近年來隨著我國國民經濟的高速發(fā)展,人民生活用電的急劇增長，對于電力的需求大幅度增加，使得電網規(guī)模不斷擴大、結構越來越復雜，人們對能源利用的認識越來越重視，而變電站對于電力的生產和分配起到了舉足輕重的作用。變電站是電網建設和電網改造中非常重要的技術環(huán)節(jié)，在目前的電網建設中，尤其是在110kv變電站的建設中，土地、資金等資源浪費現(xiàn)象嚴重，存在重復建設、

16、改造困難、工頻電磁輻射、無線電干擾、噪聲等環(huán)保問題以及電能質量差等的問題，這些已成為影響高壓輸變電工程建設成本和運行質量的重要因素，違背了我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，所以110kv變電站需要采用節(jié)約資源的設計方案,要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質量和用電安全等問題，同時還要滿足以后電網改造的方便性和資源再利用率高的要求。要完成該課題需要綜合應用電力系統(tǒng)、高電壓等相關專業(yè)知識，學習和掌握變電所電氣部分設計的基本方法培養(yǎng)獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能，符合專業(yè)培養(yǎng)要求。二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望我國電力建設經過多年的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，短路電流不斷增大，對電氣設備、系統(tǒng)內大

17、量信息的實時性等要求越來越高；而隨著科學技術的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計算機及網絡技術的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術也有了新的飛躍，我國變電站設計出現(xiàn)了一些新的趨勢。l、變電站接線方案趨于簡單隨著制造廠生產的電氣設備質量的提高以及電網可靠性的增加，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備，其制造技術近年來有了較大發(fā)展，可靠性大為提高，檢修時間少。近期國內新建的許多變電站220 k v及110kv電壓等級的接線采用雙母線而不帶旁路母線。采用gis的情況下，優(yōu)先采用單母線分段接線。終端變電站中，盡量采用線路變壓器組接線等。2、大量采用新的電氣一次設備近年來電氣一次設備制造

18、有了較大發(fā)展，大量高性能、新型設備不斷出現(xiàn)，設備趨于無油化，采用sf6氣體絕緣的設備價格不斷下降，伴隨著國產gis向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應用面不斷擴大，許多城網建設工程、用戶工程都考慮采用gis配電裝置。變電站設計的電氣設備檔次不斷提高，配電裝置也從傳統(tǒng)的形式走向無油化、真空開關、sf6開關和機、電組合一體化的小型設備發(fā)展。3、變電站綜合自動化的發(fā)展趨勢微機實時技術、計算機網絡通訊技術在電力系統(tǒng)變電站中的應用為變電站控制自動化、管理信息化、實時信息共享、提高變電站的安全性、可靠性開辟了新途徑。利用微機實時技術對變電站的模擬量、開關量、脈沖量等信號集中監(jiān)視，將保護、

19、監(jiān)視、控制、遠動等功能統(tǒng)一協(xié)調，建立高性能監(jiān)控系統(tǒng)，已經成為變電站綜合自動化的發(fā)展趨勢。供配電綜合自動化技術的發(fā)展方向主要從以下幾個方面展開：(1) 系統(tǒng)從集中控制、功能分散型向分散（層）網絡型發(fā)展。傳統(tǒng)的遠動及站級監(jiān)控系統(tǒng)，故障錄波等設備和系統(tǒng)是按功能分散考慮的?，F(xiàn)在的發(fā)展趨勢是從一個功能模塊管理多個電氣單元或間隔單元，向一個模塊管理一個電氣單元或間隔單元，實現(xiàn)地理位置高度分散的方向發(fā)展。這樣，自動化系統(tǒng)故障時對電網可能造成的影響大大減小，自動化設備的獨立性、適應性更強。(2) 控制與保護的實現(xiàn)由專用設備發(fā)展到通用平臺。傳統(tǒng)方式中，每個控制或保護功能都為專用設備，種類也多?，F(xiàn)在計算機技術的發(fā)

20、展使設備的功能僅由軟件決定，硬件因i/o 所要求的數(shù)量而異。開發(fā)通用、標準、靈活的硬件和軟件平臺，能夠適用于所有保護和控制，使得系統(tǒng)具有開放性和數(shù)據一致性的特點，并且遵循國際標準，便于不同廠家相互接口和維護操作。(3) 控制的方式從傳統(tǒng)控制向綜合智能化方向發(fā)展。傳統(tǒng)控制正朝著綜合智能控制發(fā)展，主要表現(xiàn)為電氣設備的小型化已向機電一體化方向發(fā)展以及控制和保護的整體化。將控制、保護系統(tǒng)與一次設備就近安裝在一起，并且向著智能型裝置發(fā)展。采用光纖通信，計算機crt 顯示或大屏幕顯示逐漸取代傳統(tǒng)的模擬屏，使得調度（控制）中心對電網調度管理的控制性能增強，并且操作更方便、更可靠。(4) 系統(tǒng)信息交換、共享范

21、圍逐步擴大。電力自動化系統(tǒng)并非一個孤立系統(tǒng)，需要與其他系統(tǒng)相互交換信息、共享數(shù)據，因此，隨著整個電力系統(tǒng)不斷擴容必定會使得系統(tǒng)信息交換、共享范圍逐步擴大。目前，各種網絡技術、信息交換技術逐步在電力企業(yè)生產中得到廣泛應用，并已取得相當?shù)某晒?，如何使信息資源得到更為充分地利用已成為整個電力行業(yè)發(fā)展所關心的重要問題。(5) 系統(tǒng)數(shù)據信息存儲體系不斷優(yōu)化。自動化系統(tǒng)的數(shù)據存儲體系關系到整個供電系統(tǒng)信息交互的安全，進而影響整個電力系統(tǒng)運行安全。因此，如何建立一個優(yōu)良的電力信息存儲體系也得到整個電力技術行業(yè)的廣泛關注，國內外現(xiàn)在有很多專業(yè)公司及技術機構對此進行了相關研究，同時也推出了自己的產品。(6) 電

22、力自動化系統(tǒng)安全體系不斷升級。安全體系是整個電力自動化系統(tǒng)運行的保障。隨著對電力信息訪問越來越公開化以及intranet/internet 接入，強大的安全管理機制就顯得越發(fā)的重要。因此，業(yè)界對電力自動化系統(tǒng)的安全問題也是十分關注。目前，相關的研究工作也正在行業(yè)內不斷展開。三、課題主要內容首先根據任務書上所給系統(tǒng)與線路及所有負荷的參數(shù)，分析負荷發(fā)展趨勢。從負荷增長方面闡明了建站的必要性，然后通過對擬建變電站的概括以及出線方向來考慮，并通過對負荷資料的分析，安全，經濟及可靠性方面考慮，確定了110kv，35kv，10kv以及站用電的主接線。然后又通過負荷計算及供電范圍確定了主變壓器臺數(shù)，容量及型號，同時也確定了站用變壓器的容量及型號，最后，對變電站進行短路電流計算，短路計算是變電站電氣設計的主要計算項目，它涉及接線方式及設備選擇。工程要求系統(tǒng)調度或系統(tǒng)設計部門提供接入變電站的各級電壓的綜合阻抗值，再進行計算。根據短路電流計算對電氣設備進行選擇，包括對