浅谈100.4KV变电所设计要点_开题报告

（一）变电所的设计要求

变电所作为电力系统的重要组成部分，电力行业的基础单元，是现代社会的主要动力直接来源，为工业、农业、以及人们的民用生活设施，甚至科技发展和国防提供了不可缺少的动力。变电所是电力网络中的连接点，主要起变换电压，及汇集、分配电能的作用。对于电力系统有三大要求。首先要求保证运行的安全性和可靠性，并根据用户对供电可靠性的不同要求，将其分为三类：一类用户、二类用户、三类用户。其次要求保证电能质量，诸如电压三相平衡、谐波等问题为其主要技术指标。同时要求保证电力系统运行的经济性，要求高效传输，减小损耗。变电所作为电力系统的重要组成部分，在设计时也必将以上问题作为设计的主要依据。本文将就此展开讨论，并借以具体案例，阐明变电所设计时所考虑的问题，及解决方案。

（二）变电所设计主要讨论方及向现状

随着我国的经济不断发展，人民生活水平提高，对生活质量的要求也同步提升，因此对电力系统的技术水平和管理水平都提出了挑战。首先，电力作为清洁便利的能源来源，被人们广泛应用，并不断增加对其的使用需求，能耗问题至关重要。我们知道，设备的额定功率是该设备在规定的条件下长期稳定运行的最大功率，设备正常运行时功率是在变化的，且不会超过额定功率。所以，为使供配电系统安全且经济地运行在变电所设计时就必须进行负荷计算。其方式有需要系数法、利用系数法等，而常用的是需要系数法。需要指出的是，只有用电设备组才有需要系数，单台设备的需要系数为1。所谓用电设备组是指相同类型的3台及以上设备的组合。由于变压器轻载时无功损耗较大；重载时有功损耗较大，对于设置2台及以上变压器的变电所，为使各变压器均能够在保证安全的前提下以综合损耗最小的状态运行，就必须配平各变压器的负载。一般正常情况下，各变压器是分列运行的，在现有的变电所设计中，常常忽视了为使各变压器安全经济运行，在配平时，不但有功功率要配平，无功功率也要配平。根据国家有关规范，当一台变压器退出运行时，相应的另一台变压器应能保证对该系统中所有的一、二级负荷正常供电，所以，在具有4及以上台变压器（两台变压器组成一个双电源供电系统）的变电所设计时，还必须配平各系统所带的一、二、三级负荷。

其次，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对于供电系统来说，既要满足正常运行，又要保证在发生故障时能安全可靠、及时准确地切除故障回路，还要节约成本。如何更准确的计算短路电流，选择相适应的保护通断设备是变电所设计时必须考虑的问题。目前国内主要的短路电流计算方法采用标幺制，以100MVA为基准。一般系统短路电流按无限大电源容量系统计算，故短路电流交流分量在整个短路过程不发生衰减，即I”k= I0.2=Ik（I” k——对称短路电流初始值超瞬态短路电流；I 0.2——短路后0.2s的短路电流交流分量【周期分量】有效值；I k——稳态短路电流有效值；）。具体的计算参数为：I”1k2.min——最小运行方式下保护装置安装处两相短路超瞬态电流(kA)；I”2k3.max——最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧（保护安装处）的超瞬态电流(kA)；I2k2.min——最小运行方式下变压器低压侧两相短路时，流过高压侧（保护安装处）的稳态电流(kA)；Ik2.min——最小运行方式下保护装置安装处两相短路稳态电流(kA)；I3k2.min—最小运行方式下相邻元件末端两相短路时，流过保护装置安装处稳态电流(kA)。

最后，随着系统中的电气设备增加，系统的复杂性增大，发生故障和不正常运行状态的几率升高，并将在短时间内影响整个体统。此时需由继电保护装置尽快将故障设备从系统中切除，以防止事故的扩大，使无故障部分继续供电，保障系运行的稳定性，同时最大限度地减少对故障设备本身的损坏。因此无论在国内外，继电保护装置都对保障电力系统运行的安全稳定性起着重要作用。继电保护的发展经历了五个阶段，一次为：机电式，整流式，晶体管式，集成电路式，微机式。50年代，在吸取了国外先进技术的基础上，我国开始了对的继电保护的研制。60年代中期，我国有了第一套独立研制的高压电网复杂保护，并在70年代成功运行了自制500KV超高压电网的保护设备。到80年代国内集成电路保护取代晶体管保护，90年代后进入微机保护的数字式时代。目前，就微机保护的研制上，我国已在国际先进水平。本文将讨论继电保护的整定。

（三）变电所的发展方向

在我国，对于变电所设计，进入数字时代的不仅继电保护装置，同时变压器、开关等设备的控制电路都将实现数字化。自带测量、通讯功能的开关被越来越多的使用，从而将开关的状态及故障信息通过通讯协议传送到后台，由后台计算机对电路进行监示和诊断，简化检修。为了更大容量，更高可靠性的信号传送，变电所内各部分间的接口及信号传输系统也将向光通信发展。在此基础上，如数据中心等高密度用电用户不再单一靠检修人员巡视查找以确定并排除故障点，而可通过后台信号定位故障点，进行检修。同时，自复式保护装置的使用，在自动分离故障点后，能够自动检测电路，在电路电压恢复正常后自动闭合，自动接通电路，确保电力系统在无人值守的情况下正常运行。目前主要用于终端用电设备的配电线路保护。

二、^范文提纲

引言：变电所设计的主要讨论方向、现状及发展

1 负荷计算及变压器配平

1.1负荷计算

1.1.1用电设备需要负荷计算

1.1.2负荷计算的方法

1.2变压器配平

1.2.1配平变压器负载

1.2.2配平变压器的有功及无功功率

1.2.3配平各系统一级、二级、三级负载

1.3具体案例

2短路电流计算

2.1短路计算保证电路故障安全可靠、快速准确的切除

2.2短路计算方法

2.3各短路电流参数的作用

2.4具体案例

3继电保护整定

3.1继电保护的基本要求

3.2定时限及反时限继电保护

3.3变电所内各设备的继电保护

3.4保护装置的动作配合

3.5保护用电流互感器的选择

3.6具体案例

三、参考文献

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