给水排水的变电所方案设计专业电气工程及其自动化_开题报告

变电所设计研究背景

1、变电所国内发展现状

20世纪80年代及以前，变电所保护设备以晶体管、集成电路为主，二次设备均按照传统方式布置，各部分独立运行。随着微处理器和通信技术的发展，远程装置的性能得到较大的提高，传统变电所逐步增加了“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”的四摇功能。

20世纪90年代，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术，对变电所二次设备的功能进行重新组合、优化设计，建成了变电所综合自动化系统，实现对变电所设备运行情况进行监视、测量、控制和协调的功能。

近年来数字变电所能够实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。

因此，为适应我国国民经济的快速发展，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，设计出一系列负荷各个地区的用以供电的变电所，用以协调从各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。

2、工厂供电的意义

伴随着我国改革开放和现代化建设的迅速发展，我国正在快速、平稳地走向工业现代化。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益增高，所需电力设备也有了明显的增加。

在工厂中，对电能进行控制、变换、分配和传输等问题的是供电系统，而供电系统的核心就是变电所。为了能够提高维修和运行效率，就需要开发出维修简便、省时省力，能缩短故障停电时间的变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起严重的安全事故。工厂供电设计的可靠性与企业的经济效益、设备和人身安全密切相关。工厂供电必须要达到“安全、可靠、优质、经济”的要求。因此，设计和建造一个以“安全、可靠、优质、经济”为标准的变电所，对保障工厂安全生产是极为重要的。

我目前工作于杭州市水务控股集团有限公司（祥符水厂），变电所是祥符水厂内重点部门，全所人员都要贯彻“安全第一”的方针，切实保证全厂各部门安全供电和保证职工人身安全。研究变电所这一课题，能让我更加深入地了解变电所，包含变压器、电动机、母线、电力电缆、压变、流变、避雷针、各种电器保护装置、控制电缆、信号系统以及直流系统等，这也能对我的工作起到很大帮助。

二、^范文提纲

1供配电系统

1.1负荷分级及供电要求

1.1.1一级负荷

1.1.2二级负荷

1.1.3三级负荷

1.2供配电设计

1.2.1设计基本要求

1.2.2配电电圧确定

1.2.3配电系统接线方案

1.3变电所设计方案

1.3.1变电所主接线

1.3.2变电所主要设备选用原则

1.3.3变电所总体布置方案

2负荷计算和变压器的选择

2.1负荷计算

2.1.1内容和方法

2.1.2主要机械设计的计算负荷

2.1.3功率损耗和年电能损耗

2.2变压器选择

2.2.1变压器容量选择

2.2.2环境温度对变压器负荷能力的影响及变压器的过负荷能力

2.2.3按变压器运行低损耗和经济效果选择变压器容量

3电气设备的选择和继电保护

3.1电气设备的选择

3.1.1高压电气的选择

3.1.2低压电气的选择

3.2继电保护

3.2.1电力变压器的保护

3.2.2母线分段断路器及联络断路器的保护

3.2.3电源进线保护

4变电所二次接线

4.1变电所操作电源

4.1.1操作电源供电方案

4.1.2交流操作电源

4.1.3直流操作电源

4.2断路器的控制保护、信号回路

4.2.1断路器的控制、保护回路的设计原则

4.3电气测量与电能计算

4.3.1计量仪表装置的设计要求及其配置

4.3.2电流互感器及其二次电流回路

4.3.3电压互感器及其二次电流回路

4.4二次回路的保护和设备的选择

4.4.1保护电器的配置原则

4.4.2控制、信号回路的设备选择

4.4.3二次回路配线

4.5电路图示意

5变电所布置

5.1变电所所址选择

5.2变电所型式选择

5.3变电所布置

5.3.1总体布置

5.3.2控制室布置

5.3.3高压配电室布置

5.3.4低压配电室布置

5.3.5电力变压器室布置

5.4屋外配电装置布置

5.4.1一般要求

5.4.2电气间距

5.4.3通道和围栏

5.4.4导线和绝缘

5.4.5防火和蓄油设备

5.4.6导线与绝缘

5.5应急电源的设置

5.6变电所对给水排水的要求

5.7变电所布置示例

6电线、电缆的选择和敷设

6.1电线、电缆类型的选择

6.1.1导体材料的选择

6.1.2电力电缆芯数的选择

6.1.3电缆绝缘水平的选择

6.1.4绝缘材料和护套的选择

6.1.5电缆外护层和铠装的选择

6.1.6母线的选择

6.2.电线、电缆规格和适用范围

6.2.1额定电压10KV及以下塑料绝缘电力电缆

6.2.2额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆（电线）

6.2.3额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软电缆

6.2.4塑料绝缘控制电缆

6.3电线、电缆截面的选择

6.3.1按允许温升选择电线、电缆截面

6.3.2按经济电流密度校验截面

6.3.3按电压损失校验截面

6.3.4按机械强度校验截面

6.3.5按短路电流热稳定校验截面

6.3.6几种特殊情况下电线、电缆截面的选择

6.4电压损失的计算

6.4.1电压损失计算公式

6.4.2架空线路电压损失

6.4.3电缆线路电压损失

6.5线路敷设

6.5.1绝缘导线敷设

6.5.2电缆敷设

6.5.3移动用电设备线路敷设

6.5.4其他线路敷设

6.6架空配电线路

6.6.1一般要求

6.6.2架空线路的导线选择

6.6.3架空线路敷设

7电气传动

7.1电动机起动电压水平计算

7.1.1电压波动

7.1.2电动机起动时的电压下降

7.1.3电动机允许全压起动的条件

7.1.4计算示例

7.2交流电动机的选型和起动

7.2.1交流电动机选型

7.2.2绕线型电动机的起动和起动设备

7.2.3同步电动机的起动和励磁

7.3交流电动机调速

7.3.1交流电动机的调速方法及其应用

7.3.2变机调速

7.3.2电磁转差调速

7.3.3内反馈串级调速

7.3.4晶闸管串级调速

7.4给水排水的专用机械设备控制

7.4.1电动阀门控制

7.4.2真空系统控制

7.4.3离心式泵机组控制

7.4.4轴流泵机组控制

7.4.5深井泵机组控制

7.4.6沉淀池排泥机控制

7.4.7搅拌机控制

7.4.8快滤池控制

7.4.9鼓风机组控制

8防雷与接地

8.1建筑物防雷

8.1.1建筑物防雷的分类

8.1.2建筑物防雷的措施

8.1.3建筑物防雷的装置

8.2电力设备的过电压保护

8.2.1变电所过电压保护

8.2.2旋转电机的过电压保护

8.3接地

8.3.1接地类型

8.3.2低压配电系统的接地类型和基本要求

8.3.3电气设备接地

8.3.4接地装置

8.3.5接地电阻计算

三、参考文献

著作：

[1]华北电力设计院.220~500KV变电所设计技术规程[M].中华人民共和国能源部.2005： 

[2]熊银信.发电厂电气部分（第三版） [M] 中国电力出版社.2004.8

[3]西北电力设计院.电气工程电气一次设计手册[M] .水利电力出版社.1989

[4]西北电力设计院.电气工程电气二次设计手册[M] .水利电力出版社.1989

[5]陈衔主编.电力系统稳态分析[M].中国电力出版社.1998

[6]李光琦主编.电力系统暂态分析[M]. 中国电力出版社.2002

[7]贺家李、宋从矩合编.电力系统继电保护[J].中国电力出版社.2003

[8]周泽存.高电压技术[M]. 中国电力出版社.2007

[9]姚春球.发电机电气部分[M]. 中国电力出版社.2003

[10]余健明.供电技术[M].机械工业出版社.2008

[11]董征森.浅谈主变压器容量的选择[J].农村电工.2011.19（11）

[12]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].中国电力出版社.2004