某福利院医养大楼工程100.4KV变电所设计与布置_开题报告

一、国内研究现状

变电站是电力系统中的一个最重要的部分，在电力配送中有着重要的作用，变电站设计时的要求，会直接影响到电力系统的各个方面例如：经济、稳定、环保、安全等诸多方面，尤其是对电压等级特别高的变电站的要求更为苛刻，特高压变电站会在电能的汇集和分配中起到尤为重要的作用。当然要是变电站的机器出现了问题会造成非常严重的问题，会破坏电力系统的稳定性，严重的会造成电力系统的崩溃，使电力下方的电力用户断电，工厂停产，早场非常严重的损失。众所周知，电能作为目前生产的最主要的能源之一。电能不仅容易从其他能量转化而成，同时也可以转化为其他的能量，是目前所应用的最广泛的清洁能源；电能具有易于输送、易于分配、便于控制、易于调节等诸多的优点，及其利于生产工作。而变电站正是电能的中转站，它对电能的接受、电压的变换，电能的分配起到的至关重要的作用。它控制着电力的流向，电压的等级，是电力系统中最重要的一个部分。

由于电在刚生成的时候电压等级不是很高，一般只有1000V-2000V，但是为了电能的长距离低损耗的传输。就要将电压的等级提升到很高，这样就可以减少线路的损耗，提高输电的效率。所以要经过变电站通过变压器按将电压等级提到很高。为了将各个区域不同电压等级连接成电力网，这时就要通过许多的变电站共同协作，将各个区域的电压等级控制在到自己的电压所需。这时所用到的电压等级就包括很多例如：220V、380V、3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。正如此在实际生产生活中就要用到各种等级的变电站以适合不同的用途。

随着科技的发展，电力运行方面也在迅速的提高。每个电力部门都在为了获得更多的有用的消息，为了更方便的掌握变电站的各个时期的运行情况，会增加变电站的可以控制的能力。所以现在更加的去追求远程控制，远程操作，反事故方法。目前发达国家更是多的采用无人值班的变电站，为了节省人力、物力、财力。并减少人为操作的错误，增加电网运行的稳定性，可靠性。

在其他方面，人们在计算机、通讯等先进的科技手段的运用。基本是改变了曾经的二次设备的运行办法，为简化系统，节省材料，信息远程，节省土地等方面。已经改变了变电站以及电网执行能力的运行。

伴随着社会、科技、经济的迅猛发展。人们对电的要求也是越来越高。特别是对电网的规模、电的质量、电压等级、电的可调度性、电的安全性、以及电的管理水平都在提高。目前，利用微机实施监控取代常规的控制保护方式，实现变电所的综合自动化，进而施行无人值班，已成为各级电力部门的共识。国家电网对农村电网有许多的要求：变电站的配电自动化、无人值班、远程调控、无功优化、许多方面结合起来。目的为实现电网的自动化。变电所综合自动化已成为当前变电所设计应用中的热门课题和发展的必然趋势。

降压电路的各个参数间相互祸合，设计时也需要综合考虑，例如箱位电感的感值和开关频率影响变换器的最大传递功率，变压器变比的选取决定了电压增益的范围，等等。

孟培培，吴新科，赵晨（2012）通过计算半导体的损耗和磁性元件的损耗综合，选择时的损耗最小的占空比区间及频率区间，同样计算过程非常复杂。

由此可见，降压电路双自由度控制时的基本工作原理分析有待完善，需要研究一种最优工作点判定依据，能够直观、计算简便的得出工作点，还需要对降压电路的参数设计方法进行研究，统一分析各个控制参数，寻求综合参数设计方法。因此，对降压电路设计策略的研究首先是对双自由度设计策略的优化研究。

二、国外研究现状

目前，国外许多发达国家在变电站的研究、创新方面取得了显著的成效，配电自动化研究深入，供电可靠性显著提高。相对而言，西门子公司对变电站综合自动化系统改造的研究较为深入广泛。通过完全分散方式控制系统，以单元为基本部件，通过合理的控制方式，把继电保护、运行控制、信息数据采集等多种功能融在一起，真正实现一体化、自动化。该系统所具备的最大优点就是具备良好的扩充性，并且扩充过程十分的便捷，在信息数据进行传输的过程中，其抗干扰性能十分良好，除此之外，不再需要安排专人进行监控值班，真正实现了无人值班、智能监控的效果，传统的变电站设备控制方式、设计方式、运行方式得到了彻底的改变。上文中所提到的国家，在90年代之前就已经完成了变电站的优化与改进工作，主要是由于这些国家的经济发展水平在90年代已经达到了很高，而变电站的设计需要以经济技术为支撑条件。

对比现有设计策略中含双自由度与含三自由度设计策略，后者增加了控制自由度，可以更加灵活的控制变换器箱位电感电流波形，从而改善变换器的特性，例如改善轻载效率等。在双自由度设计策略的基础上增加控制量即可形成三自由度设计策略，例如在降压电路的原、副边移相角的基础上可增加开关频率控制量，通过含三自由度的连续变频控制实现效率的提升。但是三自由度设计策略包含了三个控制变量，分析变换器在不同输入电压以及不同输出功率时的工作原理非常复杂，需要一定的简化及研究，控制实现方法也较复杂。因此，对降压电路设计策略的第二项研究内容为含对变频的三自由度设计策略分析及研究，对变换器的轻载效率进行提升改善。

当变换器的工作电压范围非常宽时，已有的交流环节端口电压为两电平或者三电平的变换器拓扑无法满足需求，将会出现电流峰值过高或者效率下降等现象。与此同时，新型拓扑及新型设计策略有待进一步研究。为了进一步拓宽变换器的工作电压范围，交流环节端口电压为五电平的变换器及其设计策略有待研究。端口电压电平数目增加，对应的控制自由度增加，变换器的控制更加精确，在拓宽电压工作范围的同时，分析更加复杂，在不同输入电压以及不同输出功率时的工作模式较多，同样需要简化分析研究。因此，对降压电路设计策略的第三项研究内容为对新型拓扑的定频三自由度设计策略研究，拓宽变换器的工作电压范围。

降压电路设计策略研究中，由于半控整流与全控整流副边电路的工作原理并不完全相同，因此仅能参考借鉴其它电路的设计策略，而不能完全采用，需要改进后才可以用于含半控型副边电路的降压电路。各种设计策略的实现方法，以及适用电路类型均有待揭示。同时，还需要研究设计各个设计策略的最简单实现方法，如何采用数字控制实现不同工作区域、工作模式的稳态控制和平滑过渡等问题也有待解决。

B. ^范文提纲

摘要

一、绪论

二、电气主接线的设计

三、变压器的选择

四、短路电流的计算

五、母线的选择

六、主要电气设备的选择与校验

七、继电保护

总结

参考文献

C. 参考文献

[1]范锡普.发电厂电气部分第二版[M].北京：水利水电出版社,1995.

[2]孟培培,吴新科,赵晨,张军明,钱照明.一种新型临界模式控制的变频软开关全桥DC/DC变流器[J].中国电机工程学报,2012,32(06):106-112.

[3]何仰赞,温增银.电力系统分析第三版[M].武汉：华中理工大学出版社,1999.

[4]陈光会,王敏.电力系统基础.北京：中国水利水电出版社,2004.

[5]张保会.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社,2005.99-245.

[6]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理第三版[M].北京：中国电力出版社,1994.

[7]西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气二次部分[S].北京：中国电力出版社,1996.

[8]朱军.国家电力公司农村电网工程典型设计[M].中国电力出版社,2003.

[9]中国电力企业联合会.3-110KV高压配电装置设计规范.北京：人民出版社,2009

[10]西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气二次部分[S].北京：中国电力出版社,1996.

[11]J.Duncan Glover,Power System Analysis and Design,China Machine Press.2004

[12]John D. McDonald. Electric Power Substations Engineering.CRC Press.2003

[13]IEC71-2.International stard insulation coorsination-part2:Application guide.[S].1996.12

[14]Keiichi kaneda,Koji lagarashi,Koichi Hamamatsu and Shigekazu Morita[M].Modern  Substation Control and Monitoring System,ICEE,HongKong,1999

[15]Klaus-Peter Brand,et al,Subation Automation Handbook[J].Utility Automation Consul-ting.Lohmann,2003