基于制造工厂的35KV变电所及高压配电系统设计_开题报告

一、文献综述

（一）国内外研究现状

电能是发展国民经济的基础，是一种高效清洁，但无法大量储存的二次能源。因此，电能的发生、输送、分配和使用，几乎是在同一时刻完成的，所以每时每刻都需要保持电力系统的功率平衡。我国的电力工业需要高速发展，这样国家基础设施建设才能达到我国国民经济发展的要求，当然这也是世界电力工业发展的规律，所以，在建设电网系统前，要慎重仔细的做好电力规划。    我国是一个工业大国，社会的发展离不开牢固的工业基础，因此，研究工厂供电技术对我国是一项十分重要的课题，对我国的工业生产和实现工业现代化，具有非常大的推动作用。在研究工厂供电时，升级更新节约能源技术始终是一个重要的方向。能源节约不仅可以保护环境，深化可持续发展战略，同时还能缩减经费，带来良好的经济效益。因此研究工厂供电技术，对于保护环境、支援国家基础建设和经济建设，具有十分重要的战略意义。

目前变电站的综合化和自动化是国内外电力研究的主要方向，其特点一般为无人值班，或者几人轮班，遥感控制，采用综合自动化实现控制、保护、测量和远动等功能。控制台通过“智能”、“本地”两种控制模式的转换来实现对电力系统的综合、智能控制，用电脑模拟控制操作，待检查无误后再将更改的命令加载到电网中。

随着国内外城乡电网建设的高速发展，工厂电网35kV变电站的研究将向综合智能化和综合自动化的方向不断深入，在我国国家电力公司最新的两网改造计划中，电网建设将重点研制35kV变电所的设计。

（二）进展情况   现代生活的方方面面都离不开电能，而城市电能的供给依托在良好的电气设施基础上，其中变电站的作用极为重要。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响着整个电力系统的安全保障与经济效益，同时也是连接发电厂和用户单元的中间环节，起着过渡、变换和分配电能的作用。变电站的作用是改变电压，在工作时，变电站会把发电厂生产输送过来的电能传输到更远的地方，因此必须把电压升高，升为高压电，输送到用户附近后再按需要降低电压，变电站的工作就是完成这一升压降压的过程。

工厂供电，一般指变电站根据工厂的规模、环境和对电能的需求，对工厂实行电能的供给、输送和分配，所以也称为工厂配电。在工厂里，虽然工业生产的主要能源和动力是电能，但是电能的产品成本在总成本中所占的比例并不是很大（电气、化工产业除外）。但这并不代表电能在工业生产中就不重要，当工厂的工业生产实现了电气化以后，就可以极大的提高工厂产量，提升产品质量，提升劳动生产率，同时还可以降低工厂的生产成本，减轻工人的生产负担，改善工人的劳动条件，促进工厂生产过程的自动化、综合化、智能化。但这也会带来一定的弊端，例如变电站如果发生故障，或者设计不科学，工厂的供电因此突然被中断，则有极大的可能对工厂的工业生产带来极大的损失。因此，变电站尤其是工厂变电站的设计，对于国家安全，国民生产，甚至国民经济都有巨大的关联。

从本质上来看，35kv的变电站其实就是一个电压转换和电能传输的中间枢纽，主要工作就是实现电网输送过来的高电压向低压电的转化，达到将原电压转变为满足用户需求电压的目的。大部分情况下，供电厂输送过来的电能都要经过传输总线、变电站、传输线路到用户端，一般发电厂输送出来的电能都是可以直接给用户的，但实际上由于地理环境和距离过远等原因，需要在线路中间加上变电站，然后对沿途输送的电能电压升高再进行输配电，最后再经过降压的步骤将处理完成后的电能输送给用户，这就是变电站的主要作用。变电站的设计关乎到电能的质量，因此，分析设计和发展研究综合化智能化的变电站是一项非常重要的课题。

（三）出现的问题

一个可靠的变电站必须要求其变电设备能可靠的运行、操作简单便捷、保证经济效益、具有可扩展性。而常规的35KV变电站设计中存在着很多问题，常见的问题包括：

设备效率低、损耗高、变电站运行产生的损耗和效率不成正比。

变电站选址不合理、结构设计不科学、操作技术相对落后。

（3）使用设备相对落后、设备老化增加维修成本、资金消耗过大。

而且从设计习惯的角度来看，传统工厂的设计方案比较保守，且大部分工厂变电站都安置在比较偏僻的地区，工厂变电站设计的技术手段也会相对落后。且以上几点弊端还会增加变电站组建以及运行时的资金投入，并且很大程度上增加了变电站工作的危险系数，带来了巨大的安全隐患。

出于以上几点的考虑，本研究设计旨在设计一个35kv/10kv的针对工厂设计的降压变电站,此变电站的一个电源极是35kV，另一个电压侧10kV。根据网络查询到的某A工厂的电气设备的数据和用电负荷的资料，对变电站进行合理的设计和选型。按照具体要求进行确定变电站的形式、设计、位置和配置。按照设计要求，力求做到运行稳定，操作便捷、简单，经济效益高，持续发展空间性以及运行方式可以灵活切换。从而使本研究设计的变电站更具有可行性，发展性和实用性。

本文主要研究35kv/10kv的降压变电所，在研究过程中会设计变电所中主变压器的台数和容量、选定变电所的主结线设计、电接线设计。还会确定变电站主要的一次设备型号和参数，如各类开关电器、避雷器、熔断器、无功补偿设备、电缆、母线、配电装置等。计算变电站的短路电流、设计电路无功补偿方案、确定主变压器继电保护、设计防雷装置、设计电压保护装置、确定测量二次回路方案并论述一次侧二次侧的设计全过程。

二、^范文提纲

引言：基于制造工厂的35KV变电所及高压配电系统设计的课题分析

1.绪论

1.1.研究内容概述

1.2.国内外研究现状

1.3.课题研究意义

2.负荷计算及无功功率补偿计算

2.1.负荷计算

2.1.1.负荷计算的意义和方法

2.2.车间负荷计算

2.2.1.功率补偿的意义

2.2.2.功率因数的补偿

3.工厂供电系统设计

3.1.主接线方案的确定

3.1.1.变电站主接线的要求

3.1.2.主接线方案的选择

3.2.变电站位置的确定

3.3.变压器选型确定

4.短路电流的计算

4.1.短路电流产生的原因和危害

4.2.短路电流的计算

4.2.1.短路电流计算的步骤

4.2.2.求各元件电抗标幺值

4.2.3.短路电流的计算

5主要电气设备的选择

5.1.电气设备选择的一般原则

5.2.主变压器35kv侧设备选择

5.3.主变压器10kv侧设备选择

5.4.10kv馈电线路设备

变电所高、低压线路的选择

6.1 35kv配电母线的选择

6.2 10kv配电母线的选择

7.继电保护装置设计

7.1继电保护的要求和原理

7.2.继电保护的配置

7.2.1.主变压器保护

7.2.2.10kv馈电线路和母线保护

8.防雷和接地装置的设计

8.1防雷保护的设计

8.2接地装置的设计

9.总结

参考文献

致谢

三、参考文献

[1]水利电力部西北电力设计院.《电力工程电气设计手册》[J].中国水利电力出版社，1989.12

[2]周问俊.《电气设备实用手册》[J].中国水利水电出版社，1999

[3]段春义.《35kV变电站无功补偿选择》[M].智能建筑电气技术,2013,4：61-64.

[4]张华，郝建奇.《35KV变电站防雷与接地分析》[M].《继电保护装置》,2013.

[5]肖艳萍.《发电厂变电站电气设备》[J].中国电力出版社，2008.3

[6]蓝毓俊.《现代城市电网规划设计与建设改造》[J].中国电力出版社，2004.11

[7]郑清明.《智能化供配电系统》[M].《智能电气》,2005,1：54-62.

[8]吴希再,熊信银,张国强.《电力工程》[J].华中科技大学出版社.2000

[9]谈笑君,尹春燕.《变配电所及其安全运行》[J].机械工业出版社.2002

[10]吴浩.《某钢铁厂高压变配电系统设计浅析》[M].《科技论坛》，2008,4:85-88.

[11]Z.stojkovic,M.S.Savic.《The high-voltage substation configuration influence on the estimated lighting performance》[M]. 《Electrical Engineering》.1997

[12]Mini Shaji Thomas，Namrata Bhaskar，Anupama Prakash．《Voltage Based Detection Method for High Impedance Fault in a Distribution System》[M]．《The Institution of Engineers (India)》 ，2015，8(5):128-134

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