35kv降壓變電所開題報告.doc

1、石河子大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題名稱： 35KV 變電所初步設(shè)計（戶內(nèi)）學(xué)生姓名：田偉學(xué) 號:2006092158學(xué) 院：機械電氣工程學(xué)院專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化 06級 班指導(dǎo)教師：李江職 稱：高級工程師畢業(yè)論文（設(shè)計）起止時間：2010-03 2010-07一設(shè)計題目35KV變電所初步設(shè)計（戶內(nèi)）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) 變電所最突出的問題是設(shè)備落后，結(jié)構(gòu)不合理，占地多，

2、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) 4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，也起一個很好的見證。35kV變電所是電力

3、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)狀及分析我國電力工業(yè)自動化水平正在逐年提高。20 MW及以上大型機組以采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)，許多變電所以裝設(shè)微機綜合自動化系統(tǒng)，有些已實現(xiàn)無人值班，電 力系統(tǒng)已實現(xiàn)調(diào)度自動化。迄今，我國電力工業(yè)已進入了大機組，大電廠，大電 力系統(tǒng)，高電壓和高自動化的新

4、階段。我國在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓 變電站采用了自動化技術(shù)實現(xiàn)無人值班,而且在220kV及以上的超高壓變電站建 設(shè)中也大量采用自動化新技術(shù)，從而大大提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平 ，增強了 輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可能性，降低了變電站建設(shè)的總造價，這已經(jīng)成為不爭的事 實，也是目前變電站建設(shè)的主要模式.綜合自動化的系統(tǒng)性要求極強，特別是結(jié) 合了全站的操作防誤系統(tǒng)，要求變電站建設(shè)一期工程越齊越好，而這在高電壓等 級的變電站建設(shè)中幾乎是不可能的；擴建工程的操作防誤閉鎖邏輯實際驗證困 又t,特別是牽涉到母線類的；一次設(shè)備電動操作全部受控于監(jiān)控系統(tǒng).監(jiān)控系統(tǒng)的 誤動出口必須絕對禁止，對IO設(shè)備的運行可靠性

5、要求很高；這是目前國內(nèi)外在變 電所設(shè)計中所面臨的問題與挑戰(zhàn)。 變電所綜合自動化已成為當前變電所設(shè)計應(yīng)用 中的熱門課題和發(fā)展的必然趨勢。在一些工業(yè)發(fā)達國家中，配電自動化系統(tǒng)受到了廣泛的重視，國外的配電自 動化系統(tǒng)已經(jīng)形成了集變電所自動化、饋線分段開關(guān)測控、電容器組調(diào)節(jié)控制、 用戶負荷控制和遠方抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)（DMS ,其功能已多達140余種。從國外配電自動化系統(tǒng)采用的通信方式看，尚沒有一種通信技術(shù)可 以很好地滿足于配電系統(tǒng)自動化所有層次的需要。在一個配電自動化系統(tǒng)內(nèi)，往 往由多種通信技術(shù)組合成綜合的通信系統(tǒng)，各個層次按實際需要采用合適的通信 方式。四 對課題提出的任務(wù)要求及實現(xiàn)

6、預(yù)期目標的可行性分析（一）課題內(nèi)容：待建變電所進線為單回路 35KV架空線，長度30KM 10KV側(cè)為8MVA功率因 數(shù)0.85,供電長度為10KM電源端電壓為35KM （系統(tǒng)容量為無窮大的系統(tǒng)，準 容量為100MVA基準電壓為平均電壓。）應(yīng)考慮留有15%ft荷發(fā)展余地。10KV采 用箱內(nèi)布置方式。系統(tǒng)短路容量為 Sx=420MVA（二）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)潮流計算；系統(tǒng)短路電流計算；防雷保護計算；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、潮流計算書和防雷保護接 地計算書

7、；5）設(shè)計圖紙：包括電氣一次主接線圖、電氣平面布置圖、 35KV進線和主變問 隔斷面圖、二次保護配置圖。五 本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 主要解決的問題有：需要重點研究的、關(guān)鍵的問題1、變壓器的選擇2、母線的選擇3、短路電流的計算4、繼電保護裝置的選擇5、隔離開關(guān)、斷路器的選擇6、避雷裝置的選擇7、輸電線的選擇8、電流電壓互感器的選型9、一次接線圖、二次接線圖的繪制解決思路：1、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書所提供的原始數(shù)據(jù)， 以變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程、高 壓配電設(shè)計規(guī)范 等技術(shù)規(guī)范、規(guī)程為標準。參考發(fā)電廠電氣部分、電力 系統(tǒng)分析、高電壓技術(shù)、繼電保護原理等書籍，結(jié)合具體學(xué)習的特點，準 確的知

8、識資料，通過嚴密的全面的分析，對變電所的主要電氣設(shè)備、電氣主接線、 保護裝置及接地網(wǎng)進行初步設(shè)計。2、在設(shè)計過程中，我們應(yīng)該注意變電所設(shè)計要求及國內(nèi)外變電所設(shè)計所存 在的問題和困難、與其它電力系統(tǒng)課程相關(guān)資料之間的聯(lián)系。通過合理的電氣主 接線設(shè)計、電氣設(shè)備合理選擇、整體布局的緊湊以及綜合自動化技術(shù)涉及和應(yīng)用， 達到簡單高效地監(jiān)控和控制的目的，從而達到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所 設(shè)計，降低投資的目的。3、在最后對所有的電氣設(shè)備，電氣主接線，電氣的一次接線，電氣設(shè)備保 護裝置等進行優(yōu)化使整個設(shè)計方案能夠達到安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保地對用戶供 電的目的。六完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法完成

9、本課題所需條件：相關(guān)資料書籍，計算機排版，CAD0圖軟件等。解決方法：根據(jù)設(shè)計的要求繪制電路草圖，擬定幾種方案，對其經(jīng)濟性和實 用性進行對比，選擇最優(yōu)的方案。然后做一些必要的計算（如短路電流的計算、 負荷計算等），對該設(shè)計中所涉及的各個器件進行選擇。最后再檢查并完善。七完成本課題的工作方案及進度計劃（一）工作方案：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，依據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊中有關(guān)內(nèi)容，遵照 變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程中有關(guān)規(guī)定，對 35KV變電所進行設(shè)計。（二）進度計劃:擬定的工作進度（以周為單位）時間進度1周復(fù)習所學(xué)專業(yè)知識，做理論準備；進行與設(shè)計有關(guān)的調(diào)研活動及 “料的搜集，開題報告。1周選擇主變的臺數(shù)及容量，

10、確定電氣一次主接線方式。2.5周短路電流計算，選擇各級導(dǎo)線截面和型號，選擇一次電氣設(shè)備。1.5周防雷保護和接地裝置的計算。1周潮流計算和短路器及隔離開關(guān)的選擇3周繪制圖紙（計算機制圖）。2周編寫設(shè)計說明書。八主要參考文獻1發(fā)電廠電氣部分.熊信銀.水利電力出版社，1992年2電力系統(tǒng)分析.何仰贊等.華中理工大學(xué)電力出版社，1991年3電力系統(tǒng)及電保護原理.賀家李等.水利電力出版社，1992年4高電壓技術(shù).應(yīng)智大.浙江大學(xué)出版社，1994年5供配電技術(shù).雍靜.機械出版社，1994年7電器理論基礎(chǔ).張冠生.機械工業(yè)出版社，1991年8電氣安全規(guī)程.楊有啟.北京出版社，1991年9發(fā)電廠電氣工程.陳連

11、生.水利電力出版社，1992年10電力工程.劉從愛.機械工業(yè)出版社，1992年11實用電氣設(shè)計芮靜康 主編 中國電力出版社12電力系統(tǒng)繼電保護.李軍年.水利電力出版社，1991年1335-110kV變電所設(shè)計規(guī)范.國家標準GB50059-1992.中國標準出版社, 1992 年14常用供配電設(shè)備選型手冊王子午等.煤炭工業(yè)出版社1998年15供電技術(shù)第三版 余鍵明 同向前 蘇文成編 機械工業(yè)出版社16電力工程電器手冊中國電力出版社文獻綜述摘要：隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是 供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。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

12、與經(jīng)濟運行，電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于 變電站的合理設(shè)計和配置。降壓變電所正朝著高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方 向發(fā)展。關(guān)鍵字：發(fā)展 變電站 高效 穩(wěn)定 重要作用前言變電站在經(jīng)濟及生活中的重要角色隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，眾多技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利 用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在電氣行業(yè)中，使之更好的 為我們服務(wù)，這正是我們電氣行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新的方向。隨著工業(yè)時代的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是供電 的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。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

13、環(huán)節(jié)，起著變換 和分配電能的作用，電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理 設(shè)計和配置。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運行可靠、 操作靈活、經(jīng)濟合理。 出于這幾方面的考慮，本題目要求設(shè)計一個35KV的降壓變電站，此變電站有二 個電壓等級：高壓側(cè)電壓為35KM有兩回線路；中壓側(cè)電壓為10KM有五回出 線，其中有四回出線是雙回路供電，一回路出線是單回路供電；低壓側(cè)電壓為 0.38/0.22KV。同時對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進行合理的選型。35KV變電所設(shè)計是為了實現(xiàn)高電壓到較低的工業(yè)用電和家庭用電的標準 電壓的轉(zhuǎn)換。變電站的發(fā)展現(xiàn)狀變電站自動化技術(shù)經(jīng)過10多年的發(fā)展已經(jīng)達到了一定的水平,在我國

14、城 鄉(xiāng)電網(wǎng)改造與建設(shè)中不僅中低壓變電站采用了自動化技術(shù)，實現(xiàn)無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設(shè)中也大量采用綜合自動化新技術(shù)，從而提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強了輸配電的可能性，降低了變電站建設(shè) 的總造價。隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài) 檢測、變電站運行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系 統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，勢必對已有的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化 變電站自動化系統(tǒng)即將出現(xiàn)。數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展中的主要問題：數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)的 研究目前處于基礎(chǔ)階段，主要集中在過程層方面，諸如智能化開關(guān)設(shè)備、光電 互感器、狀態(tài)檢測

15、等技術(shù)與設(shè)備的研究開發(fā)。目前存在的主要問題是 ：研究 開發(fā)過程中專業(yè)協(xié)作需要加強，比如智能化電器的研究至少存在機、電、光三 個專業(yè)協(xié)同攻關(guān)。材料器件方面的缺陷及改進。試驗設(shè)備、測試方法、檢 驗標準，特別是EMC （電磁干擾與兼容）控制與試驗還是薄弱環(huán)節(jié)。研究內(nèi)容變電站設(shè)計主要根據(jù)用電的要求電壓等級來選擇合理的變壓器和母線的設(shè) 置，來實現(xiàn)變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力 設(shè)施，通過變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。主要解決的問題有：1、變壓器的選擇2 、母線的選擇 3 、短路電流的計算 4 、繼電保護裝置的選擇 5、隔離開關(guān)、斷路器的選擇6 、避雷裝置的選擇7 、輸電線的選

16、擇 8、電流電壓互感器的選型9 、一次接線圖、二次接線圖的繪制對專變電站設(shè)計，可以了解變電所在變換和分配電能中的作用：可靠地保證整個電力系統(tǒng)的安全運行與經(jīng)濟效率，通過變電站的合理設(shè)計和配置充分發(fā)揮電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，眾多技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利 用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在電氣行業(yè)中，使之更好的 為我們服務(wù)，這還需要電氣行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。正文1、課題來源：石河子大學(xué)機械電氣工程學(xué)院電氣工程系2、本課題來源及研究的目的和意義我國的變電站發(fā)展，至今為止，大約可以分為二個階段：第一個階段80年代末，我國的電網(wǎng)相當薄弱，南

17、北電網(wǎng)處于分割狀態(tài)，供需矛盾非常突出，隨時 都會拉閘限電；第二階段，90年代中期，隨著綜合自動化變電站的建立，從35KV 變電所到110KV甚至500KV的綜合自動化變電站建立投用，我國的電力事業(yè)發(fā)生 明顯變化。近年來，電網(wǎng)日益堅強，科技不斷進步，變電站有著飛速的發(fā)展，變電站實 現(xiàn)集控化已成為變電站的一種發(fā)展趨勢。近年來，各國均對變電站的設(shè)計及使用 技術(shù)進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，離高效穩(wěn)定節(jié)能的標準逐漸 縮小距離?，F(xiàn)在是跨世紀的時代，科技的發(fā)展使變電站設(shè)備的科技含量也越來越高，新 型的、多功能的變電站設(shè)備也相繼出現(xiàn)。如沈陽昊誠ZB-F系列箱式變，體積僅為國產(chǎn)常規(guī)箱式變的1/31

18、/5;安全性高，產(chǎn)品無裸露帶電部分，為全封閉、全 絕緣結(jié)構(gòu)，完全能達到零觸電事故；防滲漏、防腐蝕。河北電力設(shè)備廠生產(chǎn)的10 110kV箱式變，設(shè)有“四遙”可無人值守。VFI(Vacuum Fault InterrupterTransformer)美式箱式變也以其獨到的優(yōu)勢擠身于中國市場，如：最大容量可達 10000kVA可用手動或電動操作，并進而與 SCAD解統(tǒng)結(jié)合，使技術(shù)逐步升級。止匕外，近年來，計算機技術(shù)和電子信息技術(shù)在電力建設(shè)中的應(yīng)用越來越廣 泛，變電站自動化技術(shù)也已經(jīng)達到一定的水平,隨著智能化開關(guān)、光電式電流電 壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成 熟

19、，以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，勢必對已有的變電站自動化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動化系統(tǒng)也即將出現(xiàn)。電力工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展中最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的第一基 礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是世界各國經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的優(yōu)先發(fā)展 重點。作為一種先進的生產(chǎn)力和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力行業(yè)對促進國民經(jīng)濟的發(fā)展和 社會進步起到重要作用。與社會經(jīng)濟和社會發(fā)展有著十分密切的關(guān)系，它不僅 是關(guān)系國家經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略大問題，而且與人們的日常生活、社會穩(wěn)定密切相 關(guān)。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對電的需求量不斷擴大，電力銷售市場的擴大又刺 激了整個電力生產(chǎn)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和能源經(jīng)濟利用的

20、需要， 變電站的設(shè)計在逐步向經(jīng)濟、 穩(wěn)定的方向發(fā)展。迄今為止，變電所的更新設(shè)計在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個 與人類生活密不可分的行業(yè)。優(yōu)良更新的設(shè)計不僅具有標準化、 高效化、組合化等當代先進設(shè)計思想，又符合節(jié)約有效利用資源的原則，更適合當代社會發(fā)展 的要求。所以是今后電力技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。參考文獻：1熊信銀.發(fā)電廠電氣部分.水利電力出版社，1992年2何仰贊等.電力系統(tǒng)分析.華中理工大學(xué)電力出版社，1991年3賀家李等.電力系統(tǒng)及電保護原理.水利電力出版社，1992年4應(yīng)智大.高電壓技術(shù).浙江大學(xué)出版社，1994年5雍靜.供配電技術(shù).機械出版社，1994年6蘇文成等.工廠供電.機械工業(yè)出版

21、社，1990年崔景岳等.煤礦供電.煤炭工業(yè)出版社，1988年8顧永輝等.煤礦安全手冊.煤炭工業(yè)出版社，1988年9張冠生.電器理論基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社，1991年10楊有啟.電氣安全規(guī)程.北京出版社，1991年11陳連生.發(fā)電廠電氣工程.水利電力出版社，1992年12劉從愛.電力工程.機械工業(yè)出版社，1992年13王崇林、鄒有明主編.供電技術(shù).煤炭工業(yè)出版社，1996年14李軍年.電力系統(tǒng)繼電保護.水利電力出版社，1991年15王志宏.井下用電與安全.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1993年16國家標準GB50059-1992.35-110kV變電所設(shè)計規(guī)范.中國標準出版社， 1992 年17王子午等.

22、常用供配電設(shè)備選型手冊第三、四分冊.煤炭工業(yè)出版社，1998 年18國家煤礦安監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程.煤炭工業(yè)出版社，2001年外文文獻原文1With the development of science and technology, people in their daily lives is becoming more and more demand on the electrical and lighting, etc. In addition to the general demand for electricity with the addition there are many c

23、losely related, so we have the stable operation of power systems have become increasingly demanding, variable by electric power system and as an important component of stability as it plays an equally important role. The vast majority of electricity consumers by power companies to supply the electri

24、c power system, a complete power system from the distribution around the different types of power plants, boost and step-down substations, transmission lines and users. As everyone knows, the power of modern industrial production is the major source of energy and power. Power not only easy from othe

25、r forms of energy conversion from, but also easy to convert to other forms of energy used to supply; electricity transmission and distribution is simple and economic, and easy to control, regulation and measurement, and conduciveto the realization of the production process automation.翻譯隨著科技的發(fā)展，人們在日常

26、生活中對電是越來越需求了，除了照明等一般 的需求之外還有很多跟電息息相關(guān)，所以我們對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行要求越來越 高，變電所又作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它的穩(wěn)定也一樣起著同樣重要的作 用。絕大多數(shù)電力用戶由電力公司的電力系統(tǒng)供電，一個完整的電力系統(tǒng)由分布 各地的不同類型的發(fā)電廠、升壓和降壓變電所、輸電線路和用戶組成。眾所周知， 電能也是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又 便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。原文2The protection of the main current o

27、f the protection of the grid, the grid distance protection, differential protection of power networks, power grids of high-frequency protection, automatic reclosing, power transformer relay protection, power capacitor protection. With the development of relay protection of power systems and automati

28、on technology in the development of more than a decade, as China's power system to the high-voltage, large units, the development of modern large power system, protective relaying and application level access to a large improvement in the 50's in the 20th century, almost all mechanical components using electromagnetic pose. With the development of semiconductor devices, be extended to the use of