杨子岩变电站3510KV电气部分设计学院电气与信息工程学院_开题报告

1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

1.1设计目的及意义

电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。变电所是电力系统在实际运用中的重要组成部分，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。变电所是供电系统的枢纽，在生产和生活中占有特殊重要的地位。

电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好，便于扩建。但是电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见、危害最大的是各种形式的短路。为此，需要安装各种形式的保护装置，用分层控制方式实施安全监控系统，对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控，以确保电力系统安全正常且更好的运行。

这次设计以35KV变电所为主要设计对象，分析变电所的原始资料确定变电所的主接线，通过负荷计算确定主变压器的台数、容量及型号，根据短路计算的结果，对变电所的一、二次设备进行了选择和校验，同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计，最后进行有效的系统保护。

1.2国内外研究现状分析

目前，我国的电力网正进行大规模的改造，与此相应，城乡变电所也必须进行更新换代，我国电力网的现实情况是常规变电所依然存在，小型变电所、微机监测变电所、综合自动化变电所相继出现，并取得了迅猛的发展。

随着现代文明的不断发展与进步带来了电力负荷的迅猛增长。尤其是近四、五年来，由于电力负荷的暴增，但是发电装机容量和输配电能力没有相应迅猛发展，造成全国20多个省市电力供应极度紧张，部分省市出现限电拉闸，工业生产受到严重打击，甚至连日常生活用电都出现紧张。与此同时，伴随着电力市场的不断开放，社会生产和生活对电能供应的管理和质量的要求也在相应提高，电力生产与供应的企业也比以往任何时候都更加重视电力系统运行的安全性和经济性。

随着改革的不断深化，各电力部门对变电所设计水平的要求将越来越高。现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，基本停留在50—60年代的水平上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。

早期变电所以及一些经济欠发达地区的变电所，高压侧任采用老旧的熔断器或多油断路器作为保护，出线侧采用柱上油断路器做保护。这些设备结构简单，开断容量小，操作维护不便，运行中误动、据动、越级跳闸、扩大停电范围的现象时有发生。常用的DW系列多油断路器不仅体积较大、检修不方便、事故多，而且短路开断容量小，合闸操作功率大，对直流操作电源要求高等缺陷。随着这几年技术的进步，设备不断地更新换代，开关设备的无油化已成为电力行业的一个目标。

现如今，我国已进入火电、水电、核电、风电、蓄能、太阳能、生物质、煤气化、焚化等综合发电进展阶段。

随着工业时代的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电站的合理设计和配置。一个典型的变电站要求变电设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。早期变电所以及一些经济欠发达地区的变电所，高压侧任采用老旧的熔断器或多油断路器作为保护，出线侧采用柱上油断路器做保护。这些设备结构简单，开断容量小，操作维护不便，运行中误动、据动、越级跳闸、扩大停电范围的现象时有发生。常用的DW系列多油断路器不仅体积较大、检修不方便、事故多，而且短路开断容量小，合闸操作功率大，对直流操作电源要求高等缺陷。随着这几年技术的进步，设备不断地更新换代，开关设备的无油化已成为电力行业的一个目标。

一七六九年英国人瓦特，在格拉斯大学工作并继承研究蒸汽机，于一七八二年获双向蒸汽机专利以来，欧美出现产业革命的机器时代。一七六九年意大利伏特奠定静电基础，一七八六年意大利伽伐尼发现电流以来，电力工业开始走进了人类的生活。人类经过两个世纪的艰苦奋斗，终于迎来了二十世纪的全球电气化时代。继而，迈入二十一世纪以电为基础的数字化时代。

在美国、日本等发达国家，智能电网建设在政府同意主导和支持下，集相关企业的力量来推动。在相关国家建设的同时，电网的基础，是面向用户的智能变电站的建设与使用。

国外的变电站自动化技术的发展，国外的变电站自动化技术的发展是从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。20世纪90年代，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开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，断路器及隔离开关的操作命令也由主控制室通过光缆下达至终端执行。对像向美国一类的发达国家来说，智能化变电站的技术已经成熟，而物联网的提出也为发展电力提出了更高的要求。

   

^文档设计(^范文)开题报告

2.本课题的任务、重点内容、实现途径 

2.1本课题的任务

    2.1.1准备

分析设计任务书、明确设计任务及要求，熟悉课题，查找相关参考资料。

    2.1.2供配电系统设计计算

（1）负荷计算和无功功率补偿。

（2）变电所位置和型式的选择。

（3）变电所主变压器台数和容量、类型的选择。

（4）变电所主接线方案的设计。

（5）短路电流的计算。

（6）变电所一次设备的选择与校验。

（7）变电所进出线的选择与校验。

（8）变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定。

（9）防雷保护和接地装置的设计。

2.1.3绘制图纸

变电所主接线图

2.1.4编写设计说明书

2.2重点内容

本^范文设计了一个35kV降压变电站,此变电站有两个电压等级，一个是35kV，一个是10kV。同时对于变电站内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，无功补偿装置和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型、设计和配置，力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。其基本内容有以下几方面。

   （1）负荷计算

变电所总降压变电所的负荷计算，是在负荷计算的基础上进行的。考虑变电所变压器的功率损耗，从而求出总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、说明计算成果。

   （2）总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择

参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。

   （3）总降压变电所主结线设计

根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。

   （5）供电系统短路电流计算

由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。

   （6）改善功率因数装置设计

按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如变电所有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。

   （7）变电所高、低压侧设备选择

参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。

   （8）继电保护及二次回路设计

为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。

   （9）变电所防雷装置设计

参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地 电阻计算。

2.3实现途径

这次设计以35KV变电所为主要设计对象，分析变电所的原始资料确定变电所的主接线，通过负荷计算确定主变压器的台数、容量及型号，根据短路计算的结果，对变电所的一、二次设备进行了选择和校验，同时完成配电装置的布置、防雷保护及接地装置方案的设计，最后进行有效的系统保护。

1、查阅大量资料掌握变电所的设计方法。

2、查阅资料完成变电所的电气设计，达到经济合理的设计要求。

3、通过查阅资料掌握电力系统负荷、无功功率的计算及其补偿的方法和短路电流的计算方法。

4、根据负荷分析和短路计算结果，合理选择变电所一、二次设备，力争使各种设备的选择达到经济、可靠的目的，从而提高变电所的变、配电质量。

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3.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法 

3.1完成本课题所需工作条件

   （1）工具书

本课题是海盐望海新区35-10kv降压变电所的设计，是典型的变电所及配电系统的设计，设计内容包括总降压变电所设计，高压配电线路设计，变电所设计，低压配电线路及用电设备设计等供电设计方面的知识，因此需要供配电系统设计、变电所设计的相关书籍及资料。  

   （2）硬件

计算机一台

   （3）软件

CAD绘图软件

3.2完成本课题的解决办法

   （1）可以去图书馆借阅资料与工具书，还可以通过互联网查找相关的资料。

   （2）计算机有自己的个人电脑提供。

   （3）CAD绘图软件可以自行在网上下载。

3.3参考文献

[1]刘介才.工厂供电，北京：机械工业出版社，2004. 

[2]弋东方.电力工程电气设计手册(电气一次部分)，北京：中国电力出版社，1996. 

[3]弋东方.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，1996. 

[4]刘介才.工厂供电简明设计手册，北京：机械工业出版，1998 

[5]刘介才.工厂供电设计指导(第二版), 北京：机械工业出版，2008

[6]刘介才.工厂供电（第5版）.[M].机械工业出版社，2009

[7]刘介才.工厂供电设计指导.[M].机械工业出版社，2000

[8]刘介才.电气照明设计指导.北京:机械工业出版社,1999

[9]翁双安.供配电工程设计指导[M].北京：机械工业出版社，2008

[10]刘涳主编.电气及自动化专业^文档设计宝典[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008

[11]张保会 尹项根主编.电力系统继电保护.中国电力出版社.2009

[12]于永源主编.电力系统分析（第三版）.北京：中国电力出版社.2007

[13]陈刚.联系实际学习“工厂供电的基本要求”[J].科技资讯，2011

[14]胡键.浅谈学校电器设备及避雷保护工作[J].2版.科技风，2009