地铁１１０ＫＶ变电所设计_开题报告

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。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。地铁110KV变电所属于主网变电站这一类，对变电所的设计提出了更高的要求，达到一级负荷要求，不得间断供电，也是对市民出行安全负责。

电力力布局由注重就地平衡向全国乃至更大范围优化统筹转变，电力结构由过度依赖煤电向提高非化石能源发电比重转变，推进集约化发展和标准化建设，充分发挥国家电网在电力市场化、能源清洁化、经济低碳化、生活方式现代化中的基础性作用；正"十二五"期间,我国工业化、城镇化深入推进,国民经济平稳较快发展将带动电力需求持续增长,全国发电装机容量预计增加近5.6亿千瓦,全社会用电量增加2.2万亿千瓦时。[1]。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。

近年来110kV变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性，降低配电网损耗和供电成本，减少电力设施占地资源，体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路[2]。随着智能变电站的快速发展，各种新型电力设备数量不断增加，这对于继电保护装置设置的要求也越来越高，为了保护智能变电站的安全、稳定运行，必须加强继电保护设置，采用合适方法，充分发挥继电保护装置的重要作用，提高智能变电站的经济效益和社会效益。[3]。

变电站建设的国内外现状和发展趋势

为了保障我国经济的高速发展，以及持续的城镇化进程，我国电力系统进入了一个快速发展阶段，电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚，目前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电站转变，交流传输向直流输出转变，在城市变电站建设中，户内型变电站大幅增加。国外变电站主要是交流输出向直流输出转变。而数字化智能变电站也是国内外变电站未来发展趋势。   

1、无人值守变电站：

 　同西方发达国家相比，由于我国变电站自动化系统应用起步较晚，变电站运行管理的理念也有很大差异，使我们的变电站无人值守运行水平与之相比还有很大的差距。在我国，许多220 kV及以下电压等级变电站已经开始由监控中心进行监控，基本上实现了变电站无人值守。但作为国内电网中最高电压等级的500kV和330 kV变电站，即使采用了变电站自动化系统的，也都是实行有人值守的管理方式。而在欧美发达国家，各个电压等级变电站都能实现变电站无人值守。由此发现，在国内外无人值守变电站之间、国内外变电站自动化系统之间都还有很大的差异[4]。全面实现变电站无人值守对我国电网建设有非常明显的技术经济效益: 

（1）提高了运行可靠性；

（2）加快了事故处理的速度；

（3）提高了劳动生产率；

（4）降低了建设成本。[5] 

2、城市变电站建设

随着城市中心地区的用电负荷迅速增长，形势迫使在城市电网加快改造和建设的同时，在中心城区要迅速地建设一批高质量的城市变电站，在多种变电站的型式中户内型变电站受到各方面的重视，在这几年中得到飞速发展[6]。

另外，国家《电磁辐射管理办法》规定100千伏以上为电磁强辐射工程，第二十条规定：在集中使用大型电磁辐射设备或高频设备的周围，按环境保护和城市规划要求，在规划限制区内不得修建居民住房、幼儿园等敏感建筑。　　针对高压输变电工程产生的电磁辐射对近距离接触的人体的危害性问题，中国电磁兼容委员会主任委员高攸刚教授、中国电工学会赵玉峰教授、北京市劳动保护研究所原所长陶永娴教授等许多专家指出：国内外都有大量的科学证据说明磁场高于0.2微特斯拉的电磁辐射环境就可能对人体造成伤害，而且这也已为国内外大量科学证据所证实。

　　国内外的众多专业机构和专家通过几十年的调查研究已证实：“110kv高压线周围300米地段内的人群患白血病、癌症的几率是其他地区的数倍，电磁辐射也会导致孕妇流产、胎儿畸形和心血管疾病。在高温、大风、大雪、阴雨、雷电等气象条件下容易断裂和发生其他危害事故。”

3、数字化智能变电站

在变电站自动化领域中,智能化电气的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,变电站综合自动化技术进入了数字化的新阶段。[7]。变电站自动化系统是在计算机技术和网络通信技术基础上发展起来的。它以其简单可靠、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[8]。随着智能化开关，光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测及自诊断、变电站运行操作培训仿真这些新技术的日趋成熟以及广泛应用必将对现有变电站自动化技术产生深刻的影响，带来全数字化的变电站新概念[9]。2009年9月11日华北电网首家220千伏数字化智能变电站郭家屯变电站正式启动，它的建成对国内数字化变电站技术的发展及智能电网的建设具有重要意义[10]。

  

变电站设计内容及原则

1、110kV变电站电气一次系统设计主要包括以下步骤：电气主接线设计、配

电装置、电气平面布置、系统保护、电气设备选择。[11] 

2、变电站设计原则：

 (1)足够的变电容量以满足供电区域内中长期规划预测的负荷要求；

 (2)结构紧凑，设备体积小，占地面积小；

 (3)自动化程度高，通信误码率低，可靠性高；

 (4)可靠灵活的主接线方式；

 (5)主设备技术性能优越，可靠性高，检修频率低，噪声低。

二、^范文提纲

本变电所的初步设计包括了：

１　电气主接线设计

１.1 电气主接线设计概述

１.2 电气主接线的基本形式

１.３　电气主接线选择

２　变电站主变压器选择

２.1 主变压器的选择

２.2 主变压器选择结果

３　短路电流计算

３.1 短路的危害

３.2 短路电流计算的目的

３.3 短路电流计算方法

４　电气设备的选择

４.1 导体的选择和校验

４.2 断路器和隔离开关的选择及校验

４.3　电压互感器和电流互感器的选择

４.3.1 电流互感器的选择

４.3.2 电压互感器的选择

５　继电保护的配置

５.1 继电保护的基本知识

５.2　110kv线路的继电保护配置

５.3 变压器的继电保护

５.4　母线保护

５.5 备自投和自动重合闸的设置

５.5.1 备用电源自动投入装置的含义和作用

５.5.2 自动重合闸装置

６　防雷与接地方案的设计

６.1 防雷保护

６.2 接地装置的设计

在变电站设计中要考虑到雷电对变电站的危害，在变电站中至少要安装一台避雷器来保护变压器，最佳选择是在变电站入口处安装避雷器。此时，即使在瞬时有极高电流出现，也能最大限度地保证变压器上的电压水平在安全极限内[12]。 

变电站设计是个综合系统工程，是电力系统项目设计的重要组成部分。一份成功的变电站设计方案可以在实际工程中取得最优的效益:增加系统的可靠性，节约占地面积以及建设成本，使变电站的配置达到最佳，保证较高的经济效益和社会效益。

      

三、参考文献

    

[1] 张正陵.《中国电力企业管理》 , 2013 (3) :20-22

[2]张桂珠.大城市变电站的发展.中国电力教育,2011,25(3)：15-16 

[3] 冯利芳.《工程技术:全文版》 , 2017 (3) :00197-00197

[4]靖慧英.浅谈110kV变电站运行及常见问题.科技与企业,2011 

[5]张国兵,冯明利,管霄.我国变电站设计的研究与发展趋势.科技与生活 2012，19(17)：210 

[6]络启松.IEC6185变电站程序化操作的工程实现.中国高新技术企业,2011.11 

[7]朱大新．《电气应用》,2001 (4) :20-22

[8]沈健,艾尼瓦尔,夏江.数字化变电站的发展.应用科技，2011，(16)：43 

[9]国家电网公司.Q/GDW383-2009智能变电站技术导则.北京：中国电力出版社,2009 

[10]国家电网公司.Q/GDW Z414-2010变电站智能化改造技术规范.北京：中国电力出版社，2010 

[11]马丽英，苏小林.国内数字化变电站现状.电力学报,2011,26(2)：127-129 

[12]钱新建,汪卫国,张永生.智能化辅助系统在智能变电站的应用.浙江电力， 2011,(12)：31-34