開題報告330kV變電站電氣主系統(tǒng)設(shè)計

1、 畢業(yè)論文開題報告題 目 禹門330kv變電站電氣主系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名 學號 07170240 所在院(系) 電 氣 工 程 系 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 2011 年 3 月21 日題 目禹門330kv變電站電氣主系統(tǒng)設(shè)計一、 選題的目的及研究意義電力資源是支持國民經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的一種寶貴能源,電能的生產(chǎn)、傳輸、儲存高效、潔凈，它在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ罴吧鐣鱾€領(lǐng)域中已獲得了廣泛應用。電力是國民經(jīng)濟的血液，是保障我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的骨干。它與廣大人民群眾的日常生活及整個社會的生存發(fā)展息息相關(guān)。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展、科技水平的不斷進步，對電力的需求和要求也必然日益提高。隨著我國

2、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對能源的需求量也越來越大，然而能源的不足與需求之間的矛盾在近幾年不斷惡化，國家急需電力事業(yè)的發(fā)展，為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。眼下高新技術(shù)的發(fā)展和應用日新月異，對電能質(zhì)量和供電可靠提出了新的要求，高壓、超高壓變電站的控制和保護系統(tǒng)必須適應這種新形勢，因此，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電能力與可靠性以及綜合自動化程度，以滿足日益增長的社會需求是電力企業(yè)的首要目標。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，對變電所的設(shè)計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應

3、用水平，認真對待。330kv高壓線路是西北電力線路的主體部分，也是電網(wǎng)建設(shè)和電力網(wǎng)絡(luò)改造中非常重要技術(shù)環(huán)節(jié)，所以做好330kv變電站的設(shè)計是我國電網(wǎng)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。在目前的電網(wǎng)建設(shè)中，尤其是在330kv變電站的建設(shè)中，土地、資金等資源浪費現(xiàn)象嚴重，存在重復建設(shè)、改造困難、工頻電磁輻射、無線電干擾和噪聲等環(huán)保問題、電能質(zhì)量差等問題已成為影響高壓輸變電工程建設(shè)成本和運行質(zhì)量的重要因素。這已經(jīng)違背了我國目前所倡導的低碳策略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。所以330kv變電所需要采用節(jié)約資源的設(shè)計方案,要克服通信干擾和噪聲、既要保證電能質(zhì)量和用電安全等問題，同時還要滿足以后電網(wǎng)改造簡單、資源再利用率高的要求。在這種

4、要求下，330kv變電所電氣主接線簡單清晰、接地和保護安全高效、建筑結(jié)構(gòu)布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨?；诖?，我從主接線形式確定、主變壓器選擇、電氣設(shè)備選擇和繼電保護配置等方面提出了新的設(shè)計思路，盡力維持電力系統(tǒng)的高效、經(jīng)濟及安全目標。本次設(shè)計是在掌握變電站生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上完成的。通過它可以復習鞏固專業(yè)課程的有關(guān)內(nèi)容，拓寬了知識面，增強了工程觀念，培養(yǎng)了變電站設(shè)計的能力。同時對能源、發(fā)電、變電和輸電的電氣部分有個詳細的概念，能熟練的運用有些知識，如短路計算的基本理論和方法、主接線的設(shè)計、電氣設(shè)備的選擇等。為我們順利走上工作崗位打好基礎(chǔ)。二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、研

5、究方法及應用領(lǐng)域等我國電能資源分布極不均衡煤炭、水能、風能、和太陽能等發(fā)電資源集中在西部和北部地區(qū)，西北電網(wǎng)在全國中的地位也由于其具有豐富的資源而日益提高。西北電網(wǎng)由于地域廣闊，電網(wǎng)傳輸距離遠，所以電壓等級有異于南方。330kv電壓等級是西北電力網(wǎng)的主架，具有重要的不可取代地位。自20世紀70年代330kv電網(wǎng)在我國西北地區(qū)出現(xiàn)至今，330kv電網(wǎng)已經(jīng)成為西北地區(qū)的主力電網(wǎng)。截止2004年底，我國共投運330kv線路115條，總長度約為1070km。全國共有330kv降壓變電站52座，主變壓器容量20640mva，330kv變電站設(shè)計也相應經(jīng)歷了初期階段、成長階段和成熟階段。目前，我國小城市和

6、西部地區(qū)經(jīng)濟的不斷發(fā)展對電能資源的要求也越來越高，西部主要是高原地帶，在高海拔的條件下，農(nóng)村現(xiàn)有的變電技術(shù)遠達不到經(jīng)濟快速發(fā)展的要求，這也在一定程度上影響了西部地區(qū)和中小城市變電技術(shù)的推廣和應用技術(shù)的深化。因此，一方面需要創(chuàng)造條件有針對性地提高對小城市以及農(nóng)村的變電站的建設(shè)，加強專業(yè)知識的培訓來提高變電技術(shù)；另一方面，可以通過媒介積極開展技術(shù)交流，通過實踐去體驗、探索。 我國電力建設(shè)經(jīng)過多年的發(fā)展，系統(tǒng)容量越來越大，短路電流不斷增大，對電氣設(shè)備、系統(tǒng)內(nèi)大量信息的實時性等要求越來越高;而隨著科學技術(shù)的高速發(fā)展，制造、材料行業(yè)，尤其是計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的變電技術(shù)也有了新的飛躍，我

7、國變電站設(shè)計出現(xiàn)了一些新的趨勢。1. 隨著制造廠生產(chǎn)的電氣設(shè)備質(zhì)量的提高以及電網(wǎng)可靠性的增加，變電站接線簡化趨于可能。為了進一步控制工程造價，提高經(jīng)濟效益，經(jīng)過專家反復論證，我國少數(shù)變電站設(shè)計已逐漸采用一些新的更為簡單的接線方案。2.大量采用新的電氣一次設(shè)備：近年來電氣一次設(shè)備制造有了較大發(fā)展，大量高性能、新設(shè)備不斷出現(xiàn)，設(shè)備趨于無油化，采用sf6氣體絕緣的設(shè)備價格不斷下降，伴隨著國產(chǎn)gis向高電壓、大容量、三相共箱體方面發(fā)展，性能不斷完善，應用面不斷擴大，許多城網(wǎng)建設(shè)工程、用戶工程都考慮采用gis配電裝置。3.變電站占地及建筑面積減少，變電站接線方案的簡化，組合電器、管母線及鋼支架等的采用，

8、使變電站布置更為簡單，取消站前區(qū)和優(yōu)化布置使變電站占地大幅度下降。4.無人值班變電站快速發(fā)展：國外許多國家早在20世紀50年代就開始從事無人值班變電站的建設(shè)或?qū)⒂腥酥蛋嘧冸娬靖脑鞛闊o人值班變電站的工作。我國從20世紀60年代開始對無人值班變電站進行試點工作，20世紀80年代開始推廣，現(xiàn)在城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)中已有相當數(shù)量不同電壓等級的變電站實現(xiàn)了無人值班。進入21世紀后，我國電力仍將以較高的速度和更大的規(guī)模發(fā)展，電源和電網(wǎng)建設(shè)的任務仍很重，同時，電力的發(fā)展還要合乎可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并受到環(huán)境的嚴重制約；還將接受全球范圍內(nèi)電力體制改革和技術(shù)創(chuàng)新能力的挑戰(zhàn)，使之在技術(shù)上、管理上適應電力市場化體制和競爭需要。隨

9、著新能源革命條件下電能生產(chǎn)、傳輸、應用以及未來電網(wǎng)的使命變化，未來電網(wǎng)的發(fā)展模式也會產(chǎn)生相應變化。未來電網(wǎng)的變革主要源于電源結(jié)構(gòu)的變化、用戶的需求和互動，其結(jié)構(gòu)將是大規(guī)模集中式電源與大范圍分布式電源相結(jié)合。與些相應的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將是適應大容量電能傳輸?shù)墓歉呻娋W(wǎng)與適應分布式電源和能源電力高效利用的地方電網(wǎng)、微網(wǎng)相結(jié)合。形成與此對應的電網(wǎng)模式，包括電網(wǎng)(輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微網(wǎng))的結(jié)構(gòu)、調(diào)度運行方式、安全穩(wěn)定水平、電力市場體系、評價指標體系。三、對本課題將要解決的主要問題及解決問題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計（實驗）方案進行說明，論文要寫出相應的寫作提綱本課題研究的主要內(nèi)容是結(jié)合相關(guān)的

10、設(shè)計手冊，輔助資料和國家有關(guān)規(guī)程，在遵循電力系統(tǒng)設(shè)計基本原則的前提下，應用所學知識完成變電站的電氣主接線設(shè)計，主變壓器的容量、數(shù)量的確定，負荷分析及計算，進行適量的無功補償，以及短路電流的計算和變電所主要電氣設(shè)備的選擇（包括斷路器，隔離開關(guān)，互感器等），繼電保護的配置以及防雷保護的設(shè)計。主變壓器、各側(cè)電壓等級的電氣主接線和相關(guān)一次、二次設(shè)備、避雷裝置、繼電保護裝置進行選擇。同時，針對本次設(shè)計，完成相應圖紙的繪制。本次禹門330kv變電站電氣主系統(tǒng)的設(shè)計中，分為設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計計算兩部分。設(shè)計內(nèi)容主要包含以下幾部分：1. 論證并確定各電壓等級的電氣主接線方案；2. 必要的短路電流計算；3. 電氣主

11、要設(shè)備的選擇及校驗；4. 綜合自動化產(chǎn)品選型及系統(tǒng)配置；5. 各部分保護配置及整定計算；6. 變電站的防雷規(guī)劃；7. 適量的無功補償。設(shè)計計算主要包括有：1. 負荷分析及計算；2. 短路電流計算；3. 主要電氣設(shè)備選擇計算；4. 繼電保護規(guī)劃設(shè)計；5. 避雷參數(shù)計算；6. 無功補償計算。 設(shè)計目標：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務書所提供的原始數(shù)據(jù)，以330kv變電站通用設(shè)計規(guī)范、降壓變電所設(shè)計規(guī)范等技術(shù)規(guī)范、規(guī)程為標準。參考電力工程設(shè)計手冊、電氣二次接線識圖、電力系統(tǒng)分析、高電壓技術(shù)、發(fā)電廠變電所電氣部分、中低壓配電實用技術(shù)、配電網(wǎng)設(shè)備的特性與選型、電力系統(tǒng)繼電保護電力系統(tǒng)自動化等書籍，結(jié)合具體學習的特點，

12、準確的知識資料，通過嚴密的全面的分析，對變電所的主要電氣設(shè)備、電氣主接線、保護裝置及接地網(wǎng)進行初步設(shè)計。在設(shè)計過程中，我們應密切結(jié)合變電站的生產(chǎn)實際及變電站設(shè)計要求及國內(nèi)外變電所設(shè)計所存在的問題和困難、與其它電力系統(tǒng)課程相關(guān)資料之間的聯(lián)系。通過合理的電氣主接線設(shè)計、電氣設(shè)備合理選擇（達到電氣設(shè)備能夠充分合理的利用，既能保證設(shè)備容量要求又能保證電氣設(shè)備充分利用資源）、整體布局的緊湊以及綜合自動化技術(shù)涉及和應用，合理地將通信設(shè)施并入主控室，達到簡單高效地監(jiān)控和控制的目的，簡化變電所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計，降低投資的目的。在最后對所有的電氣設(shè)備，電氣主接線，電氣的二次

13、接線，電氣設(shè)備保護裝置等進行優(yōu)化使整個設(shè)計方案能夠達到安全、可靠、經(jīng)濟、環(huán)保地對用戶供電的目的。設(shè)計方法：了解并掌握330kv變電所的國內(nèi)外現(xiàn)狀特點和發(fā)展前景，查閱資料，結(jié)合電力系統(tǒng)方向所學專業(yè)課程以及他人的設(shè)計、研究成果， 掌握變電所設(shè)計的過程和方法，并歸納、創(chuàng)新出自己的研究方案。根據(jù)各地不同情況，在借鑒已建330kv變電所設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對330kv變電所所址的選擇、電氣主接線、二次接線的設(shè)計、電氣設(shè)備的平面布置、電氣設(shè)備選型、防火、防雷、接地、防電磁輻射、防噪聲等方面提出一系列設(shè)計思路。設(shè)計過程中將結(jié)合實際的情況制定出若干個可行性方案，隨后針對任務要求對所提出的方案進行可行性分析與比較

14、，與系統(tǒng)最為優(yōu)化的運行方式相結(jié)合，最終確定出一套更加符合設(shè)計要求的設(shè)計方案來完成本次的畢業(yè)設(shè)計。四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻資料的簡要說明1馬永翔，李穎峰.發(fā)電廠變電所電氣部分m. 北京：北京大學出版社，2010.2 馬永翔，王世榮.電力系統(tǒng)繼電保護m. 北京：中國林業(yè)出版社; 北京大學出版社，2006.3 馬永翔. 高電壓技術(shù)m.北京：北京大學出版社，2009.4于永源，楊綺雯. 電力系統(tǒng)分析（第三版）m. 北京：中國電力出版社，2007. 5國家電網(wǎng)公司， 330kv變電站通用設(shè)計規(guī)范m. 北京：中國電力出版社,2010.6孟祥忠，王博.電力系統(tǒng)自動化m. 北京：中國林業(yè)出版社；北京大學出

15、版社，2006.7卓樂友.電力工程電氣設(shè)計200例m. 北京：中國電力出版社，20038高翔，張沛超，章堅民電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)應用技術(shù)m. 北京：中國電力出版社，20069電力工程電氣設(shè)計手冊 水利電力部西北電力設(shè)計院m. 北京：中國電力出版社，2006.10李先彬.電力系統(tǒng)自動化m. 北京：中國電力出版社，2004.11王士政.電力工程類專題課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計指導教程m. 北京：中國水利水電出版社，2007.12 宋季成. 220500kv變電所二次接線設(shè)計m.北京：中國電力出版社，199613陳悅.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南電力系統(tǒng)分冊m. 北京：中國水利水電出版社，2003.14狄富清.變電設(shè)備合理選擇與運行檢修m. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.15文峰主編.發(fā)電廠及變電所的控制（二次部分）.北京：中國電力出版社，199816iec61850.communication networks and systems in substations.2004.17iec 6197022000，standards and committee draft ,energy management system application program interface(ems一2api)s.五、畢業(yè)論文進程安排本次畢業(yè)設(shè)計歷時16周，考慮到對畢業(yè)設(shè)計題目的了解情況及任務書的具體要