杭州220kv凤凰变电所设计专业电气工程及其自动化_开题报告

一、文献综述

（一）研究背景和意义

我国变电站复杂自动化的发展比国外晚，但在20世纪70年代初，我们开发了电动集中控制装置和四合一装置（保护，控制，测量，信号）。例如，由南京电子自动化生产厂生产的DJK型集中控制装置，以及由常山湘南电气设备厂生产的四合一WJBX安装控制台。这些所谓的弱电控制，信号，测量和运输的集中系统已经为微机综合自动化设备的开发积累了有用的经验。20世纪70年代末80年代初，南京电力自动化研究所成功开发了以摩托罗拉芯片为韶山灌区和郑州电网核心的微电脑RTU，为电力行业广泛应用微电脑技术做出了贡献。系统。1987年，清华大学在山东威海岛35千伏变电站引进了3台微机对整站微电脑的继电保护，监控和控制功能。后来，由华北电力工业学院于1988年开发的第一代微机保护（OI型），第二代微机保护（WXB-11于1990年4月投入使用，并于12月通过部级评估）采用微电脑技术，更复杂的继电保护-微电脑技术，正在成为现实。此时，由于微机保护的全面推广和应用，远程控制微机波登记微机和微机监测设备的电源，人们更容易感到的各种主要技术趋势的相对独立性导致了个人的努力，在设备，连接再投资，甚至对交通的影响。

（二）国外研究现状

现代电解铝工业也在追求高效率、低能耗、低成本、无严重污染的工艺,而传统的铝电解槽采用消耗式碳素阳极,不仅生产成本高(约占原铝成本的5%～20%)，而且污染严重。因此，目前世界各国都在进行能够取代碳素电极材料的研究。20世纪中后期，电子计算机的迅速发展给变电站电力设计、自动化技术的研究带来了新的生机。80年代，西方发达国家开始优化66kV变电站，淘汰一些旧的设备，把研究的重心转移到自动化技术，日本关西公司研发出了数字控制系统能够对变电网络进行保护与测控，开创了变电站自动化电气设计的先河，同时以高电压大容量的配电方式解决大部分城市和农村的配电问题。到了90年代中期，电力市场开放以后，配电自动化实施工作一度放缓，但是也有在进一步开发配电设备及继电保护装置。在20世纪末，这项变电站综合自动化改造技术开始步入新的阶段，以实用化作为发展的目标。日本的关西公司十分具有前瞻性战略发展眼光，是世界范围内最早一批对变电站系统进行改造升级的公司，在大量人力、物力的投资之下，在1979年，关西公司成功设计出SDCD-1，并进行了现场的调试与应用，在试运营一段时间之后，次年便开始正式向市场进行投放，开始加大生产力度。

目前，国外许多发达国家在变电站的研究、创新方面取得了显著的成效，配电自动化研究深入，供电可靠性显著提高。相对而言，西门子公司对变电站综合自动化系统改造的研究较为深入广泛。通过完全分散方式控制系统，以单元为基本部件，通过合理的控制方式，把继电保护、运行控制、信息数据采集等多种功能融在一起，真正实现一体化、自动化。该系统所具备的最大优点就是具备良好的扩充性，并且扩充过程十分的便捷，在信息数据进行传输的过程中，其抗干扰性能十分良好，除此之外，不再需要安排专人进行监控值班，真正实现了无人值班、智能监控的效果，传统的变电站设备控制方式、设计方式、运行方式得到了彻底的改变。上文中所提到的国家，在 90 年代之前就已经完成了变电站的优化与改进工作，主要是由于这些国家的经济发展水平在 90 年代已经达到了很高，而变电站的设计需要以经济技术为支撑条件。

（三）国内研究现状

本文以国内外生产实践为基础，结合我国近几年来铝电解生产中“四低一高”的工艺条件，综合考虑多种因素，对电解中的物料平衡、电压平衡、能量平衡进行了核算。所设计槽体为侧部散热、底部保温型，采用通长半石墨质阴极炭块，阳极投影与阴极正对，采用化学防渗技术与焦粒焙烧技术，以达到延长槽寿命的目的；进电方式采用大面四点进电，以有效减少磁场干扰，保证电解槽生产平稳进行。例如：霍尔-埃鲁铝电解槽经过了一百多年的发展，技术已经很成熟，今后其发展方向意在追求大容量、大型化、自动化程度高的预焙阳极电解槽。随着经济的发展，我国电力系统建设已经成为一个值得探讨的问题，根据我国变电站的发展情况以及我国的国情来看我国的变电站设计的发展趋势。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，我国变电站设计出现了一些新的趋势。

变电站接线方案趋于简单随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时很短。为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。

近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新型设备不断出现，设备趋于无油化，采用SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用面不断扩大，许多城网建设工程、用户工程都考虑采用GIS配电装置。变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。近年来世界各国著名的高压电气设备公司都相继开发、研制了各种类型的145-550kV户外高压和超高压组合电器，国内一些高压开关厂也已经开始生产145kV户外紧凑型组合电器。目前145kV户外紧凑型组合电器主要产品有compass、compact、MCI等。这些设备运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便，价格介于常规电气设备与GIS之间，是电气设备今后发展的一个方向，符合我国目前的国情和技术发展方向。

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220kV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330kV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。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。

二、^范文提纲

1 概述

2杭州220kv凤凰变电所原始资料分析

2.1原始资料

2.2原始资料分析

3  220kv凤凰变电所电气主接线设计

3.1电气主接线概述

3.2主接线的设计原则

3.3主接线设计的基本要求

3.4主接线的选择

3.5 220kV侧的短路电流

3.6变压器的选择

4  220kv凤凰变电所所用电设计及短路电流计算

4.1所用变选择

4.2所用电接线图

4.3短路电流计算

5  220kv凤凰变电所电气设备的选择

5.1变电站变压器的选择

5.2电抗器的选择

5.3主要电气设备的选择

6  220kv凤凰变电所防雷保护及接地

6.1防雷保护

6.2雷电侵入波保护

6.3避雷针防雷保护计算

6.4接地装置

结论

三、参考文献

[1]路文梅主编.变电站综合自动化技术[M].中国电力出版社，2010.242-245.

[2]胡志伟.城市居民小区电网建设探讨——合理选取10KV电网供电T形并网或环网的结线[J].中华建设.2013（09）：19-21.

[3]韩浩.110KV变电站仿真培训系统的设计与实现[J].大众科技.2016（09）：27-29.

[4]杨娟娟.惠来风电场110KV变电站综合自动化系统的数据通信[J].中国科技信息.2017（18）：46-48.

[5]纪峰，何晋，梁志茂，梅晓妍.光伏发电接入变电站站用电的设计方案研究与分析[J].太阳能.2011（17）：17-18.

[6]刘炳章.探讨某110KV变电站电气安装工程及施工工艺[J].科技与企业.2011（09）：28-37.

[7]孙剑，习德强.110KV变电站主变内部故障分析[J].电力安全技术.2017（08）：97-101.

[8]黄华生，黄自习，陈智.泉州某开发区110KV变电站降阻设计[J].农村电气化.2012（08）：34-36.

[9]郑小革，刘凡远，龚鹏.变电站移动式备用直流电源在检修维护中的应用[J].大众用电.2015（08）：55-58.

[10]余红.110KV变电站六氟化硫断路器安全运行的相关问题研究[J].中国高新技术企业.2016（21）：34-36.