浙江X机械厂3510KV变电所设计-开题报告-文献综述-参考文献

变电站设计的现状及发展趋势

随着我国社会和经济发展，一个突出的特点是，电力的使用已经渗透到社会经济，生活领域。发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务，而变电站更是电力工业建设中不可缺少的一个项目。由于变电站的设计内容多、范围广、逻辑性强、不同电压等级，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面不一样。

  变电站是电力系统中变换电压等级、汇集电流和分配电能、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。我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高，而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃。对变电站的设计提出了更高的要求。

  为国民经济各部门和人民提供充足.可靠.优质.廉价的电能，因此新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。

变电站是变换电压和交换电能的场所,由电力变压器和配电装置组成。变电站能否安全、可靠的运行,对工矿企业、医院、国防、交通都有着重要意义。而变电站的安全、可靠运行却在很大程度上取决于它的二次设备。近些年来,计算机软硬件技术、网络通信技术以及控制技术的发展迅猛,被越来越多的应用在工业控制的各个领域。变电站综合自动化系统就是将这些技术应用在变电站,实现对变电站供电网络的在线数据监测、开合闸控制、线路保护以及运行历史数据存储。同时变电站系统对这些新技术的渴望也越来越强烈,如变电站的操作对于实时性的要求越来越高,发生异常时应该立即做出动作采取相应措施,这就要求数据通信传输速度越来越快；再有对于经常出现的故障以及设备服役到年限的一些情况应作出预判,这就要求计算机软件系统有强大的数据库以及更加人性化的人机界面设计,同时也要求计算机硬件配备更高速运算的CPU；现有的变电站都在相对偏远的郊区而且大多数需要工作人员24小时值守,运行成本较高,无人值守站变电站需求越来越迫切。近年来，“智能电网”一词已成为一个流行的专业术语，代表了当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是21 世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、输电、变电、配电、用电各个环节。在上述这些环节中，智能变电站无疑是最核心的一环。作为智能电网的重要基础，智能变电站为智能电网提供标准的、可靠的节点( 包括一次、二次和系统) 支撑。智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站的建设能够实现设备信息、运行维护策略与电力调度全面互动，实现基于状态的全寿命周期综合优化管理，实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用，保障各级电网安全稳定运行。

自从1987 年清华大学研制成功第一套变电站综合自动化系统投运十多年来，由于技术水平的不断提高，体系结构也在不断改进。根据综合自动化系统设计思想和安装的物理位置的不同，综合自动化系统硬件结构形式可以分成很多种类。其结构形式有集中式、分布式、分散（层）分布式；从安装物理位置上来划分集中组屏、分层组屏和分散在一次设备间隔设备上安装等形式。典型的35 kV 变电站综合自动化系统采用分布式结构，装置分成管理层、变电站层和间隔层，利用现场总线技术信息上传，保护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层，利用现场总线技术信息，保护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层信息采集装置，达到了分布式R T U 技术标准。间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和断电保护部分。间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接通过总线接到站控层。站控层的主要功能就是作为数据集中处理和保护管理，担负着上传下达的重要任务。管理层由一台或多台微机组成，这种微机操作简单方便，界面汉化，使运行值班人员极易掌握主要功能包括：数据处理、画面显示、打印和谐波分析计算等。对已建成的35 kV 变电站进行综合自动化改造时，宜采用集中组屏的分层分布式综合自动化系统，可以充分利用已有的二次电缆进行综合自动化改造，缩短施工周期，且综合自动化系统由于置于室内，运行环境稳定，维护方便。对新建35 kV 变电站综合自动化系统我们推荐采用分散分布式与集中组屏相结合的综合自动化系统，该结构采用“面向对象”，即面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计的，间隔层中各数据采集、监控单元和保护单元做在一起，并将这种机箱就地分散安装在开关柜上或其它一次设备附近。这样各间隔单元的二次设备相互独立，仅通过光纤或电缆网络由站控机对它们进行管理和交换信息，最大限度地压缩了二次设备及其繁杂的二次电缆，节省了投资，又可减少二次回路调试工作量。

近几年我国网络的迅猛发展使得国人对网络技术及数字技术有了比较成熟的认识，目前我国变电站的发展正朝此方向发展，其发展趋势主要包括以下几点：

1数字化

数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各个方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要特征就是“一次设备智能化、二次设备网络化、符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统的可靠性、经济型、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。

2装配化

装配式变电站、配式变电站是变电站建设的一场变革。改变了传统的变电站的电气布局、土建设计和施工模式。采用全预制装配结构的建筑形式，通过工厂生产预制和现场装配安装两大阶段来建设变电站，大幅度缩减了设计及建设周期，减少了变电站占地面积，节约了土地资源。随着国网公司“两型一化”的推广，装配式变电站在全国各地均成功试点，成为今后变电站建设的一种新型模式。

3智能化

智能化变电站的发展，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，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，使变电站所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和物质基础。技术的发展是没有止境的，随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线设备检测、变电站运行作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全智能化的变电站自动化系统即将出现。但是目前国内外还没有真正意义上智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备来转化实现，一般采用智能终端的模式。国内目前进行的数字化变电站项目，虽然大多采用此种方式，但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整合度较低。

4自动化

自20世纪80、90年代起，国内和国外先后开发研制成功了变电站所必须的集继电保护、故障录波、远动功能、站内监控等功能为一体的变电站综合自动化系统，取代了变电站常规的测量系统，如变送器、录波器、指针式仪表等；取代了常规的操作控制盘、手控无功补偿等装置，以及常规的报警装置如中央信号系统和光子牌等；取代了常规的远动装置等；使变电站的各种装置和保护的信息，融合为一体，并可与上级调度中心进行实时通信，把变电站的自动化程度提高到一个崭新阶段，大大提高了上级调度中心对变电站的实时运行和远方操作的监控能力，为实现变电站无人值班打下了基础。随着科学技术的不断发展，变电站综合自动化系统取代了传统的变电站二次系统，已成为电力系统的发展趋势。

日本作为一个工业高度发达的国家，其供电业的发展自然不会落后。由于其电业发展较早，而工业的快速发展使得他与我国也面临相似的处境即对现有电厂进行设备的更新。同时他们也根据本国的发展提出21世纪自身电厂的发展方向，先摘要如下：

1数字化

 在控制保护装置使用计算机以及数字化的同时，GIS（气体绝缘开关）、变压器、全封闭配电装置（ 6．6kV）等设备的控制电路也采用数字化。由于控制保护电路全部实现无触点化，因而可以避免接触不良等故障，提高可靠性。

 此外，计算机不仅可以自校软件，还可以监示硬件，因而可对全部控制保护电路进行监示和诊断，使维修简便省力。

2光通信化

 配合控制保护装置以及GIS等设备的控制电路的数字化，装置之间的接口、机构内的信号传输系统都将实现光通信化。因而从前为了对付电磁感应和浪涌电流的大型化接口部分将得以小型化。随着数字控制保护装置的进一步小型化，还将力求大容量、高可靠地传送情报。

  此外，由于用光PT和光CT取代了传统的绕线式PT和CT，因而传感器也将小型化。

3预测维修传感器

在GIS、变压器、全封闭配电装置等一次设备上装设检测局部放电和溶于油中的气体等的传感器，希望能早期发现设备异常，以便预防事故，达到提高供电可靠性和维修简便省力的目的。

二  ^范文本课题的研究内容、目标：

本^范文设计了一个35kV降压变电站电气部分设计,此变电站有两个电压等级，一个是35kV，一个是10kV。力求做到系统运行可靠，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，使其更加贴合实际，更具现实意义。

电力系统在运行中,各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态。不正常运行状态主要有:过负荷,过电压,频率降低,系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。本次^文档设计的主要完成对电气系统的设计、变压器的选择，防雷保护等。

二、^范文提纲

1绪论

1.1用户资料

2计算负荷，选择主变的容量和台数。

2.1负荷计算的必要性

2.2负荷计算方法

2.2.1需用系数法

2.3功率因数补偿与电容器柜选择

2.4主变压器的选择

3变电所主接线方案设计

3.1变电所主接线方案 

3.2进出线设计及说明

3.3导线截面选择

4短路电流计算。 

4.1计算短路电流的必要性

4.2短路电流计算方法

  4.2.1短路电流的计算 

4.3各主要元件的标幺值计算

4.4主要电气设备的选择及校验

5主要电气设备的继电保护设计

5.1主变压器保护选择原则

5.2主变压器继电保护图6变电站的防雷与接地设计

6.1直击雷的过电压保护

  6.2雷电侵入波的过电压保护

  6.3避雷器的配置

  6.4避雷线的配置

三、参考文献

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