110kV降壓變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告文 獻(xiàn) 綜 述1.1課題的背景和意義本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于110kV降壓變電所。我國(guó)電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在已有許多變電站實(shí)現(xiàn)了集中控制和采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控電力系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了分級(jí)集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠(yuǎn)行。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進(jìn)水平的行列。變電所是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴(yán)密、土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電力工業(yè)的發(fā)展,單機(jī)容量的增大、總?cè)萘吭诎偃f(wàn)千瓦以上變電所的建立促使變電所建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)不斷地改進(jìn)和發(fā)展。變電所結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進(jìn)、代管理的運(yùn)用、隊(duì)

2、伍素質(zhì)的提高、使火電廠土建施工技術(shù)及施工組織水平也相應(yīng)地隨之不斷提高。我選擇設(shè)計(jì)本課題，是對(duì)自己已學(xué)知識(shí)的整理和進(jìn)一步的理解、認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)變電所的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，更需要我們提高知識(shí)理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對(duì)待。110kv區(qū)域降壓變電站是電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)絡(luò)改造中非常重要技術(shù)環(huán)節(jié)，所以做好110kv變電站的設(shè)計(jì)是我國(guó)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110kv變電所的建設(shè)中，土地、資金等資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，存在重復(fù)建設(shè)、改造困難、工頻電磁輻射、無(wú)線電干擾和噪聲等環(huán)保問(wèn)題、電能質(zhì)

3、量差等問(wèn)題已成為影響高壓輸變電工程建設(shè)成本和運(yùn)行質(zhì)量的重要因素。這已經(jīng)違背了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。所以110kv變電所需要采用節(jié)約資源的設(shè)計(jì)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(wèn)題，同時(shí)還要滿足以后電網(wǎng)改造簡(jiǎn)單、資源再利用率高的要求。4110kv變電所的設(shè)計(jì)或改造需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)方案。在這種要求下，110kv變電所電氣主接線簡(jiǎn)單清晰、接地和保護(hù)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(shì)所趨。因而，110kv變電站應(yīng)從電力系統(tǒng)整體出發(fā),力求電氣主接線簡(jiǎn)化,配置與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的保護(hù)系統(tǒng)，采用緊湊布置、節(jié)約資

4、源、安全環(huán)保的設(shè)計(jì)方案?；诖?，我以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、設(shè)計(jì)高安全、高質(zhì)量的110kv變電所為目的，從電源設(shè)置、主接線形式確定、設(shè)備選擇和配電裝置布置等方面提出設(shè)計(jì)思路。81.2課題研究的現(xiàn)狀通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及雜志我們可以發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)一些發(fā)達(dá)國(guó)家的能源不是很豐富，進(jìn)而導(dǎo)致電力資源不是充足。為了滿足國(guó)內(nèi)的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計(jì)理論。比較完善的變電站設(shè)計(jì)理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經(jīng)濟(jì)性。然而在國(guó)內(nèi)，變電站的設(shè)計(jì)中仍然存在很多問(wèn)

5、題，比如可靠性還欠提高。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展給電力行業(yè)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是電力能源的需求持續(xù)增長(zhǎng)，城市和農(nóng)村用電量和密度越來(lái)越來(lái)高，需要更多的深入市區(qū)農(nóng)村的變電站，以減少線路的功率損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等，然而這些變電站占地面積大；二是城區(qū)地價(jià)昂貴，環(huán)境要求嚴(yán)格，在稠密的市區(qū)選擇變電站址相當(dāng)困難。在農(nóng)村，農(nóng)田的保護(hù)非常嚴(yán)格。我國(guó)開始開發(fā)新的技術(shù)，即建設(shè)地下變電站。而建設(shè)地下變電站可以利用城化綠化帶或者利用大廈的地下室。例如前者有上海人民廣場(chǎng)，北京王府井220kV變電站，還有北京西單110kV變電站。12為了保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，以及持續(xù)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程，我國(guó)電力系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，電網(wǎng)建設(shè)得

6、到進(jìn)一步完善。由于我國(guó)電力建設(shè)起步比較晚，目前我國(guó)變電站主要現(xiàn)狀是老設(shè)備向新型設(shè)備轉(zhuǎn)變，有人值班向無(wú)人值班變電站轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，在城市變電站建設(shè)中，戶內(nèi)型變電站大幅增加。國(guó)外變電站主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。而數(shù)字化智能變電站也是國(guó)內(nèi)外變電站未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。13 1）無(wú)人值守變電站：同西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，由于我國(guó)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用起步較晚，變電站運(yùn)行管理的理念也有很大差異，使我們的變電站無(wú)人值守運(yùn)行水平與之相比還有很大的差距。在我國(guó)，許多220 kV及以下電壓等級(jí)變電站已經(jīng)開始由監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控，基本上實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值守。但作為國(guó)內(nèi)電網(wǎng)中最高電壓等級(jí)的500 kV和330 kV

7、變電站，即使采用了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的，也都是實(shí)行有人值守的管理方式。而在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，各個(gè)電壓等級(jí)變電站都能實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守。14由此發(fā)現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)外無(wú)人值守變電站之間、國(guó)內(nèi)外變電站自動(dòng)化系統(tǒng)之間都還有很大的差異。全面實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守對(duì)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)有非常明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益: 1提高了運(yùn)行可靠性；2加快了事故處理的速度；3提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；4降低了建設(shè)成本。2）城市變電站建設(shè)隨著城市中心地區(qū)的用電負(fù)荷迅速增長(zhǎng)，形勢(shì)迫使在城市電網(wǎng)加快改造和建設(shè)的同時(shí)，在中心城區(qū)要迅速地建設(shè)一批高質(zhì)量的城市變電站，在多種變電站的型式中戶內(nèi)型變電站受到各方面的重視，在這幾年中得到飛速發(fā)展。由于戶內(nèi)變電站允許安全凈距

8、小且可以分層布置而使占地面積較小。室內(nèi)變電站的維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，可減輕維護(hù)工作量，不受氣候影響。153）數(shù)字化智能變電站在變電站自動(dòng)化領(lǐng)域中，智能化電氣的發(fā)展，特別是智能化開關(guān)、光電式互感器等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，變電站自動(dòng)化技術(shù)即將進(jìn)入新階段。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。隨著智能化開關(guān)，光電式電流電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測(cè)及自診斷、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真這些新技術(shù)的日趨成熟以及廣泛應(yīng)用必將對(duì)現(xiàn)有變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，帶來(lái)全

9、數(shù)字化的變電站新概念。2009年9月11日華北電網(wǎng)首家220千伏數(shù)字化智能變電站郭家屯變電站正式啟動(dòng)，它的建成對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設(shè)具有重要意義。16此外計(jì)算機(jī)的滲透已經(jīng)達(dá)到每一個(gè)角落，電力系統(tǒng)也不可避免地進(jìn)入了微機(jī)控制時(shí)代，變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的變電站二次系統(tǒng)，已成為當(dāng)前電力系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)。我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的越來(lái)越成熟。變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、可擴(kuò)展性強(qiáng)、兼容性好等特點(diǎn)逐步為國(guó)內(nèi)用戶所接受，并在一些大型變電站監(jiān)控項(xiàng)目中獲得成功的應(yīng)用。171.3論文研究目標(biāo)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的有關(guān)資料，以國(guó)家關(guān)于110kv變電所一次部分相關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程

10、為標(biāo)準(zhǔn)。參考電氣工程基礎(chǔ)、電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析、供配電系統(tǒng)、高電壓技術(shù)等書籍，結(jié)合具體學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，準(zhǔn)確的知識(shí)資料，通過(guò)嚴(yán)密的全面的分析，對(duì)變電所的主要電氣設(shè)備、電氣主接線、短路電流計(jì)算、配電裝置設(shè)計(jì)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)該注意密切結(jié)合變電所的生產(chǎn)實(shí)際和國(guó)內(nèi)外變電所設(shè)計(jì)所存在的問(wèn)題和困難、與其他電力系統(tǒng)課程相關(guān)資料之間的聯(lián)系。通過(guò)合理的電氣主接線設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備合理選擇、整體布局的緊湊，達(dá)到簡(jiǎn)單高效地監(jiān)控和控制的目的，減緩變電所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達(dá)到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計(jì)，降低投資的目的。在最后對(duì)所有的電氣設(shè)備，電氣主接線，配電裝置等進(jìn)行優(yōu)化使整個(gè)設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)

11、到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保地對(duì)用戶供電的目的。參考文獻(xiàn)1 劉笙. 電氣工程基礎(chǔ)。北京：科學(xué)出版社，20022 陳珩. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析. 北京：中國(guó)電力出版社，1995.113 李光琦. 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析. 北京：中國(guó)電力出版社，2007.14 劉介才工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.125 張保會(huì)，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù). 北京：中國(guó)電力出版社，2005.56 夏道止.電力系統(tǒng)分析. 北京：中國(guó)電力出版社，2004.97 賀家李. 宋從矩. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理. 北京：中國(guó)電力出版社，1994.108 韓笑. 電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南. 北京: 中國(guó)水利電力出版社, 2003

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13、京：中國(guó)電力出版社，2007.22.研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）2.1論文研究?jī)?nèi)容1）確定主接線：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)、列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的2-3個(gè)方案，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)方案； 2）選擇主變壓器：選擇變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、型號(hào)等； 3）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)整定的需要，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，繪制等值網(wǎng)絡(luò)圖，計(jì)算短路電流，并列表匯總； 4）電氣設(shè)備的選擇：選擇并效驗(yàn)斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、電流互感器、電壓互感器、母線、電纜、避雷器等、選用設(shè)備的型號(hào)、數(shù)量匯總設(shè)備一覽表；5）配電裝置設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的邊點(diǎn)多電氣部分應(yīng)具有可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、并能滿

14、足工程建設(shè)規(guī)模要求且變電所功率因數(shù)不低與0.9。2.2擬采用的研究手段 了解并掌握110kV降壓變電所的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀特點(diǎn)和發(fā)展前景，查閱資料，結(jié)合電力系統(tǒng)方向所學(xué)專業(yè)課程以及他人的設(shè)計(jì)、研究成果， 掌握變電所設(shè)計(jì)的過(guò)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110 kV降壓變電所設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)110 kV降壓變電所所址的選擇、電氣主接線、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(jì)思路。1）主變?nèi)萘亢托吞?hào)的選擇是根據(jù)負(fù)荷發(fā)展的要求。包括主變壓器型號(hào)的選擇，冷卻方式，有無(wú)勵(lì)磁，有載還是無(wú)載調(diào)壓方式。2）電氣主接線的設(shè)計(jì)確

15、定主接線的形式對(duì)變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、供電可靠性、運(yùn)行靈活性、檢修是否方便以及經(jīng)濟(jì)性等都起著決定性作用。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。主接線必須滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。供電可靠性是指能夠長(zhǎng)期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力，我們可以進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。靈活性的基本要求是滿足調(diào)度時(shí)靈活性的要求，滿足檢修時(shí)靈活性的要求以及滿足擴(kuò)建時(shí)靈活性的要求，大的電力工程往往要分期建設(shè)，從最初的主接線過(guò)渡到最終的主接線，每次過(guò)渡都應(yīng)該比較方便，對(duì)已運(yùn)行部分影響小，改建的工程量不大。3）短路電流的計(jì)算及電氣設(shè)備的選擇根據(jù)電力系統(tǒng)接線圖及本所電氣主接線圖，制定短路計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)圖，擬訂必要的短路計(jì)算點(diǎn)，用實(shí)用計(jì)算法或上機(jī)計(jì)算出選擇電氣設(shè)備所需的各組短