城西110kV10kV降压变电所电气部分设计_开题报告

（一）国外研究现状

目前，国外的变电站电气一次设计技术的发展是从20世纪80年代开始的，以德国西门子公司为例，该公司于1985年投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国及欧洲投运的该型变电站自动化系统达300多套，LSA-678变电站综合自动化系统1995年在中国正式投运。LSA-678系统结构有两类：一类是全分布式系统;另一类是集中与分布式相结合的系统。这两类系统均由64MB测控系统、7S/7U保护系统和8TK开关闭锁系统三部分构成。

同时发达国家对于变电站的电气一次系统的设计也是吸取了2003年美国大停电事故后，其电力行业决心利用信息技术对陈旧老化的变电站电力设施进行彻底改造，开展智能变电站研究，以期建设可满足以智能控制、智能管理、智能分析为特征的灵活应变的智能电网。此外欧洲各国的电力公司致力于建设更低运营成本、更多用户互动的智能变电站市场。尤其是在20世纪90年代后期，日本在多座高压变电站采用了以计算机监控系统为基础的运行系统，其主要特点是继电保护装置下放至关站，并设置微机控制终端，采集测量值和断路器触点信息，通过光缆传输到主控制室的后台计算机系统中，断路器及隔离关的操作命令也由主控制室通过光缆下达至终端执行。总体上来看，国外变电站电气设计技术的发展趋势同国内的发展趋势基本上一致，分布式变电站电气设计已逐步成为技术发展的主流。

（二）国内研究现状

自20世纪80年代开始，经过多年的发展，我国部分学者的研究指出国内变电站升压和降压自动化技术已经具有较高水平，基本实现了间隔层和站控层的数字化，当前其在我国得到广泛的应用，已经成为电网安全可靠运行的必选手段。同时国内各网省公司纷纷开始变电站试点工程的建设，目前变电站技术很多，有些已经成熟，有些还在研究阶段，有的还处于概念阶段。比如一次设备智能化的实践目前已有应用；二次功能网络化的实践目前已有工程应用；设备状态检修的实践，智能一次设备状态检修的实践及继电保护二次设备状态检修的实践，目前正在展研究；站内智能高级应用方案研究，智能告警及分析决策经济运行与优化控制等正在研究阶段；关于分布协同智能控制与智能保护研究，目前正在研究阶段，主变压器应用新型光栅式温度在线监控系统目前正在研究阶段。GIS组合电气应用SF6压力、微水在线监测系统。关于变电站研究、建设工作尚处于赴阶段，重点工作主要集中在智能化开关设备的研究开发，尚不具备大范围推广应用的基本条件。

同时在国内随着变电站的电气制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线日趋简化。大量高性能的新型一次设备不断出现使得变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。但是变电站的设计中仍然存在一些问题，比如变电站的数字化水平还比较低，还有企业对电力能源的需求持续增长，需要建立更多的变电站以提高电力系统供电的可靠性和稳定性，然而这些变电站占地面积大。而现在土地资源紧张，环境要求严格，在稠密的城区选择变电站址相当困难，此外计算机的渗透已经达到每一个角落，企业供电系统也不可避免地进入了微机控制时代，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为当前电力系统发展的趋势。

伴随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，变电站自动化也采用了新的技术全分散式变电站自动化系统和先进的网络技术。我国变电站电气自动化技术应用的越来越成熟。变电站电气自动化系统设计以其简单可靠、可扩展性强、兼容性好等特点逐步为国内用户所接受，并在一些大型变电站监控项目中获得成功的应用。

综上所述，我们可以看出变电站的未来设计也是必然通过全网运行数据分层分级的广域实时信息统一断面采集，进而在此基础上实现变电站柔性集群及自协调区域控制保护功能，同时通过通信技术，与地方调度中心实现全面互动，实现设备的全寿命周期，优化综合管理；通过变电站一体化平台功能为变电站各种高级应用功能的实现提供一个无障碍平台，所以笔者认为未来的发电厂的变电站升压或者降压设备必将打破现有的一次、二次设备的界限，变压器、断路器、隔离开关等综合智能组件将集成保护、控制、测量、计量、状态监测等功能，与一次设备进行融合，形成高度集成的一、二次设备，进而将一次设备智能化过渡到智能一次设备。

（三）研究目的和意义

变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，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。本文主要介绍衢州城西110kV/10kV降压变电站电气部分初步设计。110kV城西变电站属市区供电性质为主的城市变电站。随着高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠性提出了更高的要求，本次设计本着这个要求，经过了科学合理的分析、计算，以及相应的比较选择，得出该110kV降压变电所的电气部分。主要包括：课题简介及相关资料、主变压器选择、各级电压中性点运行方式选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、变电所配电装置布置等几方面内容。

^范文提纲

1  原始资料

1.1 地理环境

1.2 上级电源概况

1.3 用户负荷分布

2  负荷分析计算

2.1 各10kV出线负荷分析计算

2.2 主变110KV进线

2.3 主变10KV出线

3  电气主接线的选择

3.1 电气主接线选择要求

3.2 用户负荷需求分析

3.3 110KV电气主接线

3.4 10KV电气主接线

3.5 站用电系统设计

3.6 主接线设计

4  主变压器选择

4.1 主变选择原则

4.2 变电站主变选择

4.3 主变110KV中性点运行方式

4.4 主变10KV中性点运行方式

4.5 消弧线圈补偿容量计算

5  短路电流计算

5.1 计算电路图

5.2 等值电路图

5.3 简化等值电路图

5.4 短路电流计算(以最大运行方式考虑)

5.5 保护方式配置要求

6  各种电气设备选择

6.1 110KV侧

6.2 10kV侧

7  高压配电装置及总平面布置

7.1 总原则

7.2 本变电所布置情况

8  继电保护与安全自动装置

8.1 主变压器保护

8.2 10KV线路保护

8.3 10KV母分保护

8.4 备用电源自动投入装置

8.5 低频减负荷

四、参考文献

孙国凯，霍利民，柴玉华.电力系统继电保护原理.北京.中国水利水电出版社.2002

韩祯祥，吴国炎.电力系统分析.浙江.浙江大学出版社.2015

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钟松茂，李火元.电力系统继电保护设计指导.北京.中国电力出版社.1999

周文俊.电气设备实用手册.北京.中国水利水电出版社.2011

能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气二次部分）.北京.中国电力出版社.2011

陈建亚.发变电站电气一次系统.北京.中国电力出版社.1999

陈戌生.电力工程电气设备手册（电气一次部分）.北京.中国电力出版社.2010

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电力工业部.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合：DL/T620-1997

国家发展与改革委员会.导体和电器选择设计技术规定：DL/T 5222-2005