35kV變電所初步設計開題報告

1、雙峰35kV變電所初步設計開題報告一、選題的目的和意義變電站是電力系統(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。建國以來，我國的城鄉(xiāng)供電事業(yè)得到了迅速發(fā)展，同時也經(jīng)歷了 一個不斷認識、提高、完善的過程。“十一五”規(guī)劃綱要提出，要堅持統(tǒng)籌城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會發(fā)展的基本方略， 扎實穩(wěn)步推進社會主義新農(nóng)村建設。作為基礎產(chǎn)業(yè)的電力工業(yè)，該為新農(nóng)村建設做些什么？國家電網(wǎng)公司初 步制定了服務新農(nóng)村、新城鎮(zhèn)建設的戰(zhàn)略規(guī)劃。早期35kV變電所以及一些經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的農(nóng)村變電所，35kV側(cè)仍然采用老舊的熔 斷器或者多油斷 路器作保護，10kV出線側(cè)

2、采用柱上油斷路器作保護。這些設備結(jié)構(gòu)簡單，開斷容量小，操作維護不便， 運行中誤動、拒動、越級跳閘、擴大停電范圍的現(xiàn)象時有發(fā)生。常用的DW系列多油斷路器不僅體積較 大、檢修不方便、事故多，而且短路開斷容量小，合閘操作功大，對直流操作電源要求高等缺陷。隨著近幾 年技術的進步，設備不斷地更新?lián)Q彳匕開關設備的無油化己成為電力行業(yè)的一個目標。隨著變電所綜合自動 化技術的不斷發(fā)展與進步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實現(xiàn)“無人值 班”變電所己成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢。二、本選題研究的主要內(nèi)容和重點通過對木課題的研究，在遵循電力系統(tǒng)設計基本原則前提下，應用所學知識完成負荷分析

3、并求出計算負 荷、電容器補償容量，確定總降變壓器容量、數(shù)量，完成電氣主接線設計，計算短路電流以及對部分主要設備 進行選型，繼電保護設計與計算整定，進線導線截面選擇等。通過木次設計，熟練掌握AutoCAD繪制圖 紙。本課題的研究重點是負荷計算、主變?nèi)萘看_定、電氣主接線設計，短路電流計算、繼電保護設計與計算整 定，并對變電所電氣系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈活性以及運行維護性等主要方而進行探討，結(jié)合工程實際 需要擬定電氣設計方案。通過這次設計，不僅要熟悉關于變電所的電氣規(guī)范，還應該熟悉其它相關規(guī)范，另外又要了解變電所設備 發(fā)展情況和當?shù)毓╇姴块T對變電所設計的要求，同變電所設計相關的情況如環(huán)境等也要有一個

4、初步了解。三、文獻綜述（一）國內(nèi)電網(wǎng)規(guī)劃與35kV供電方式存在的必要性“十一五”期間，我國將投資8500億元人民幣進行電網(wǎng)改造，2006年下半年開始，包插北京、上 海、天津、重慶、哈爾濱、南京、福州、武漢、長沙、西安和拉薩等在內(nèi)的31個重點城市的電網(wǎng)建設與改造 己經(jīng)全面啟動。從國家電網(wǎng)公司獲悉，為了滿足全面建設小康社會、建設社會主義新農(nóng)村對電力的需求，國家電網(wǎng)公司將 以建設特高壓電網(wǎng)為核心，發(fā)展跨大區(qū)、跨流域、遠距離、大規(guī)模資源優(yōu)化配 置，優(yōu)先建設跨區(qū)電網(wǎng)，區(qū) 域、省級電網(wǎng)骨干網(wǎng)架和城鄉(xiāng)電網(wǎng)。行業(yè)內(nèi)部曾經(jīng)有過我國是否應當淘汰35kV電壓等級得爭議，理由是隨著我國經(jīng)濟的發(fā) 展，原來的一些35kV

5、變電所，有的閑置，有的出讓給較大的電力客戶。在對電網(wǎng)歷史資料進行統(tǒng)計分析的基礎上，結(jié)合 近幾年來全國35 kV電網(wǎng)投資建設情況，綜合我國鄉(xiāng)村、邊 遠地區(qū)負荷特點、人口密度分布及地方小水電發(fā) 展等狀況，從輸送容量、輸送距離、工程投資經(jīng)濟性等方面考慮，35kV電壓等級作為小城市高壓配電網(wǎng)、 邊遠城鄉(xiāng)電網(wǎng)、鋼鐵、石化、煤炭、冶金等大型企業(yè)、地鐵供電等還是非常合適和必要的，在較長的一 個時期內(nèi)依然有保留35kV電壓等級的必要。1. 采用35kV供電的優(yōu)點主要有：1）從經(jīng)濟技術角度講，35kV供電較10kV供電降低了線路損耗。2）從12萬kW之間負荷的較大電力客戶的角度出發(fā)，35kV供電的電價相對于10

6、kV電價減少了電費 支出。3）小城區(qū)、邊遠地區(qū)、遠郊工業(yè)、中型企業(yè)等用電單位，和llOkV和10kV供電方案 比較，35kV供電方案在工程投資經(jīng)濟性、較大的配電供電半徑等方面有著明顯優(yōu)勢。2. 采用35kV供電的缺點有：1）降低了供電可靠性。從電力客戶的角度出發(fā)，增加了 35kV電壓等級供電環(huán)節(jié)，降低了供電可靠 性；從供電企業(yè)的角度出發(fā)，增加了保護的復雜性，同時保護選擇性設計上比較復雜。2）增加了供電企業(yè)和電力客戶的35kV設備投資，其中三繞組變壓器比同容量雙繞組變壓器的價格要 高40 %以上。3）增加了電力客戶電力設備的運行和維護費用，同時由于電力客戶電力專業(yè)人員隊伍力量薄弱，不利于電網(wǎng)的安

7、全穩(wěn)定運行。4）從供電企業(yè)的角度岀發(fā)，35kV的電價使供電企業(yè)的利潤減少。3. 保留35kV電壓供電方式的意義：1）大中型城市環(huán)境改善的需要，眾多較大電力客戶一般距變電所較遠，線路損耗顯著。2）中國經(jīng)濟快速發(fā)展對能源需求日益增加，大型油田、礦區(qū)分散在幾十公里甚至幾百公里的范圍內(nèi)，供 電點多面廣，110/10kV供電方式在投資經(jīng)濟性上沒有優(yōu)勢。3）國內(nèi)微機綜合自動化保護開發(fā)、設計、應用己經(jīng)非常成熟，在35kV供電的繼電保護時限、選擇 性、可靠性等方面有了顯著提高，相應提高了供電可靠性。4）從用電單位的角度岀發(fā)，比10kV供電的電價要低，減少用電成本開支，對農(nóng)村用電而言，可以間 接減少農(nóng)民的用電費

8、用，合理降低了供電企業(yè)利潤，符合構(gòu)建社會主義和諧社會的目標和任務要求，對扭轉(zhuǎn) 城鄉(xiāng)、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展差距意義重大。綜上所述，結(jié)合我國電網(wǎng)的發(fā)展趨勢、國情及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展不平衡的實際，本人認為在一定時期內(nèi)適當保 留35kV供電方式是非常有必要的。（二）國內(nèi)外35kV供電設備發(fā)展比較隨著社會、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工程建設的復朵程度的加大，國內(nèi)用戶對開關設備小型化、免維護、智 能化的要求越來越高。中壓領域尤其是在35kV電壓等級，常規(guī)的以空氣（包括真空）為絕緣介質(zhì)的開關柜 普遍體積較大（柜寬不小于1200mm ,體積一般不小于7m ）,重量較重（一般152t ）,操作困難， 尤其不能滿足在高海拔、潮濕、污穢等

9、惡劣環(huán)境條件下使用要求。在這種背景下，C-GIS越來越被引起廣泛 關注。柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備（Cubicle Gas-Insulated Switchgear）簡稱為C-GIS ,是高壓GIS產(chǎn)品在中壓領域的拓展。它是采用低氣壓的SF6氣體、N2氣體或混 合氣體作為開 關設備的絕緣介質(zhì)，用真空或SF6為滅弧介質(zhì)，將母線、斷路器、隔離開關等中壓元件集中密閉在箱體中， 綜合運用現(xiàn)代絕緣技術、開斷技術、制造技術、傳感技術、數(shù)字技術生產(chǎn)的集智能控制、保護、監(jiān)視、測 量、通訊于一體的高新技術產(chǎn)品。具有體積小、重量輕、安全性好、可靠性高、能適應惡劣環(huán)境條件下使用 等優(yōu)點。1982年西門子公司首次在

10、漢諾威展覽會上展出了 8DA10/8DB10型配真空斷路器的SF6氣體絕緣開關 設備。之后的幾年時間，國外許多制造公司紛紛效仿，各自開發(fā)了自己的產(chǎn)品。就35kV電壓等級而言，目 前出現(xiàn)較多的主要有：ABB公司的ZV2、ZX2 , SEIMENS公司的NXPLUS , ALOSTOM公司的WS ,三 菱公司的30-GX等，這些產(chǎn)品中，額定電流最大到2500A ,額定短路開斷電流一般為25或31. 5kA , 個別公司產(chǎn)品達到40kA ,寬度尺寸一般為600mm或800mm。隨著計算機技術、傳感技術的不斷發(fā)展， 國外C-GIS己在智能化方而取得較大突破，可靠性、安全性進一步得到提高。我國C-GIS

11、的研發(fā)起步較晚，上世紀90年代中期，一些科研院所和部分企業(yè)開始了 C-GIS的研制工 作，到本世紀，有更多的企業(yè)參加進來，研發(fā)方向主要集中在35kV電壓等級產(chǎn)品。大部分C-GIS研制和 生產(chǎn)單位都是采用引進國外技術生產(chǎn)，還無法掌握其核心技術。目前以西安高壓電器研究所為代表的少數(shù)單 位自主研發(fā)，完成了型式試驗，有個別生產(chǎn)廠家通過了產(chǎn)品鑒定，但離產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)還有一定距離。國內(nèi)同類產(chǎn)品設計參數(shù)一般額定電流為 1250A ,額定短路開斷電流為25kA ,寬度尺寸一般為800mm。國內(nèi)產(chǎn)品設計中大量采用國際先進技術， 產(chǎn)品的技術水平基本達到了國際同類產(chǎn)品先進水平。但是，由于國內(nèi)企業(yè)制造工藝等原因，大部

12、分生產(chǎn)廠家還是停留在生產(chǎn)摸索階段，暫時還無法向用戶提供滿意的產(chǎn)品。（三）35kV變電所開關設備存在的問題由于歷史原因，國內(nèi)35kV變電所一向未得到設計、制造和用戶重視，由此引發(fā)變電所開關設 35kV 備發(fā)展較10kV開關設備落后很多。通常，國內(nèi)35kV產(chǎn)品設計中很少注意到的電場分布對設備絕 緣的影響。35kV開關設備中通常使用低壓力的SF6氣體或空氣作為絕緣介質(zhì)，電場的不均勻程度對氣體 擊穿電壓的影響較大，國產(chǎn)35kV開關設備因而時常出現(xiàn)絕緣問題，很多時候都是因為設計時采取的避免電 場不均勻措施到位。設備制造工藝是影響35kV設備質(zhì)量與水平的最重要的方而，國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品的差距也主要體現(xiàn)在工

13、藝 上。對于氣體絕緣開關設備，箱體的焊接水平是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關鍵工序，焊接既要保證箱 體的強度和精度，又要保證氣密性。35kV設備的加工、裝配工藝較10kV設備要嚴格得多。電極的表面形狀和光潔度、箱體的焊渣、表而 劃傷與加工部件的毛刺、尖角對氣體的絕緣特性影響很大，密封面的加工精度和表面光潔度對密封的可靠性 影響較大，操動機構(gòu)零部件的加工質(zhì)量也直接影響操動機構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠性。另外，35kV變電所經(jīng)常使用的10kV交流金屬封閉鎧裝移開式開關設備，因具有結(jié)構(gòu)緊湊合理、防護性 能好、“五防”聯(lián)鎖功能可靠、維護方便、操作簡單、運行可靠性高等優(yōu)點在電力系統(tǒng)中得到廣泛應用。即便如此，在實際

14、應用中，開關柜本身存在的一些不足依然存在，如主變10kV進線開關柜容易過熱、柜內(nèi)缺 少溫度監(jiān)視系統(tǒng)等，這些問題如無相應措施將給安全供電埋下隱患。四、論文提綱（一）引言1、35kV變電所在電網(wǎng)中的作用2、我國35kV變電所發(fā)展趨勢（二）負荷計算與無功功率補償容量確定1、利用需要系數(shù)法確定計算負荷2 、確定無功功率補償容量3、主變壓器的容量、數(shù)量選擇（三）35kV變電所主接線方案（四）短路電流的計算（五）主變高低壓側(cè)主設備的選擇及校驗1、35kV母線選擇和校驗2、10kV側(cè)進線開關選擇及校驗3、斷路器和隔離開關的選擇4 、電流互感器的選擇5 、電壓互感器的選擇（六）35kV變電所二次回路方案的設計

15、及繼電器保護的整定1、主變壓器的主保護及后備保護2、瓦斯保護3 、電流速斷保護4、過電流保護5、過負荷保護6、10kV進線保護（七）防雷和接地裝置的設計1、防雷的設計2、接地裝置的設計（八）畢業(yè)設計小結(jié)五、論文寫作進度安排序號起止時間主要設計內(nèi)容備注13月7 EI -3月11日選擇畢業(yè)論文題目方向23 月 15 EI-3 月 28 13確定畢業(yè)設計題目33月30日一4月5日查閱文獻資料44月5 EI - 4月15日開題報告初稿上傳54月17日一4月20 EI開題報告終稿上傳64月22日-5月15日畢業(yè)設計論文初稿上傳75月16日5月31 13上傳畢業(yè)設計論文終稿六、參考文獻1汪雄海供配電技術教

16、程浙江大學電氣工程學院 2006.韓禎祥.電力系統(tǒng)分析浙江大學出版社，2005.3 陳生貴電力系統(tǒng)繼電保護重慶大學出版社.2003.4 韓風主編建筑電氣設計手冊中國建筑工業(yè)出版社.1994.5 齊抗美主編城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設改造設備使用手冊2000.6 中華人民共和國國家標準.GB3906-91335kV交流金屬封閉開關設備1992-06-01實施.7 中華人民共和國國家標準GB/T11022-1999高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求2000-05-01實施附：指導老師對開題報告的評價一、總體評價文作者在廣泛閱讀國內(nèi)文獻的基礎上，寫出了論文綜述及較高質(zhì)量的開題報告，對所設計的變電所的基本概況作了敘述，給出了 設計的35/10kV變電所的基本設想，設計基本內(nèi)容初步規(guī)劃，考慮了