數(shù)字化變電站建設(shè)及應(yīng)用

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題 目： 數(shù)字化變電站建設(shè)及應(yīng)用 學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 學(xué)生姓名： 李贊 學(xué) 號： 200813110120 指導(dǎo)老師： 賴指南 2012年2月28日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見。3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫

2、（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開題報(bào)告的最后。4統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨(dú)成冊，隨畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書等資料裝入文件袋中。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。電力系統(tǒng)供配電技術(shù)的發(fā)展1.引言隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，10KV變配電系統(tǒng)也進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。變配電新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮。發(fā)電廠發(fā)出的電能需送給遠(yuǎn)方的電力用戶，為了減小

3、輸電線路上電能損耗及線路壓降，在發(fā)電廠一側(cè)需要將低電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，在電力用戶一側(cè)又要將電壓降低，并分配給各個(gè)用戶。這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變換電壓、接受和分配電能的電氣場所，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時(shí)通過變電所還可以將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來，以提高電網(wǎng)供電的可靠性。變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所的發(fā)展異常迅速，現(xiàn)階段已由常規(guī)變電所向數(shù)字化、智能化變電所過渡。供配電系統(tǒng)的基本組成變電所包含的設(shè)施主要是起變換電壓作用的變壓器設(shè)備，除此之外，變電所的設(shè)施還有接通與斷開電路和開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母

4、線，計(jì)量和控制用的互感器、儀表、繼電器保護(hù)裝置和防雷保護(hù)裝置，調(diào)度通信裝置等，有的變電所還有無功補(bǔ)償設(shè)備。變電所的設(shè)備可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備，其中主要設(shè)備包括：3kV級以上的變壓器、高壓母線、斷路器、隔離開關(guān)、傳送和分配電能的線路和電纜及調(diào)相機(jī)、移相電容器和電抗器等用于無功補(bǔ)償和調(diào)壓的一次設(shè)備，以及繼電保護(hù)、自動化控制、直流系統(tǒng)等二次設(shè)備。變電所的輔助設(shè)備主要是指那些發(fā)生了故障就能直接影響供電主要設(shè)備安全運(yùn)行的設(shè)備，如所用變壓器、所用母線及3kV及以上的隔離開關(guān)、互感器、避雷器、蓄電池，電動給水泵及與之配套的電動機(jī)，冷卻水泵和架構(gòu)、建筑等設(shè)備。供配電系統(tǒng)的分類、特點(diǎn)與要求 供配電系統(tǒng)的分類根

5、據(jù)變電所所在電網(wǎng)中的作用、位置、控制方式、布置方式等可分為不同類型。變電所按作用分類升壓變電所：一般建在發(fā)電廠內(nèi)或者附近，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能電壓升高后注入電網(wǎng)。降壓變電所：一般建設(shè)在負(fù)荷或電力網(wǎng)中心，連接電力系統(tǒng)幾個(gè)部分并將電網(wǎng)電壓降低，分配給地區(qū)或用戶用電。開閉站：匯集與分配電能，連接電力系統(tǒng)幾個(gè)部分，多為提高系統(tǒng)穩(wěn)定性而設(shè)。必要時(shí)可串聯(lián)補(bǔ)償裝置在家值班變電所：不在主控室值班，可在所內(nèi)或鄰近變電所的生活區(qū)設(shè)少量值班人員，平時(shí)可進(jìn)行其他工作。3.1.4變電所按布置形式分類室外變電所：除低壓（中壓）電氣設(shè)備布置于室內(nèi)外，變壓器及高、中壓電氣設(shè)備均布置于室外。室內(nèi)變電所：變電所全部電氣設(shè)備均布置于

6、室內(nèi)（變壓器可布置于室外）。地下變電所：變電所主要電氣設(shè)備布置于洞內(nèi)或自然地平面以下，多建于用地困難地區(qū)或出于國防安全需要的地區(qū)。高型變電所：變電所的高壓配電裝置為高型布置，即兩組母線及母線隔離開關(guān)呈上下重疊布置。半高型變電所：變電所的高壓配電裝置為半高型布置，即抬高母線，在母線下面布置隔離開關(guān)、斷路器、電流互感器等電氣設(shè)備。普通中型變電所：變電所電氣設(shè)備都安裝在地面支架上，支架高度大于或等于2.5m，母線下面不布置任何電氣設(shè)備。低型布置變電所：電氣設(shè)備就地安裝，設(shè)備周圍安裝圍欄。3.2 供配電系統(tǒng)的運(yùn)行要求安全 在電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用中，應(yīng)確保不發(fā)生人身和設(shè)備事故?？煽?在電力系統(tǒng)的

7、運(yùn)行過程中，應(yīng)避免發(fā)生供電中斷，滿足用戶對供電可靠性的要求。優(yōu)質(zhì) 滿足用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。經(jīng)濟(jì) 降低電力系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，盡可能節(jié)約有色金屬的消耗量，通過合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。4.供配電技術(shù)的發(fā)展變電站是電力系統(tǒng)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。尤其是現(xiàn)在大容量發(fā)電機(jī)組的不斷投運(yùn)和超高壓遠(yuǎn)距離輸電和大電網(wǎng)的出現(xiàn)，使電力系統(tǒng)的安全控制更加復(fù)雜，如果仍依靠原來的人工抄表、記錄、人工操作為主，依靠原來變電站的舊設(shè)備，而不進(jìn)行技術(shù)改造的話，必然沒法滿足安全、穩(wěn)定運(yùn)行的需要，更談不上適應(yīng)

8、現(xiàn)代電力系統(tǒng)管理模式的需求。以往的變電站存在的問題：(1)一次設(shè)備的可靠性不高，無法完全滿足“無人化”的運(yùn)行要求，如一次設(shè)備的絕緣故障、機(jī)構(gòu)失靈、拒動或誤動、漏氣等嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的問題，有的隔離開關(guān)在操作時(shí)存在不能遠(yuǎn)程控制或者合閘不到位的問題，必須現(xiàn)場處理，無法監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行工況。(2)自動化系統(tǒng)存在信息無法在線共享、設(shè)備之間不具備互操作性、系統(tǒng)可擴(kuò)展性差、系統(tǒng)可靠性受二次電纜影響等不足。(3)目前保護(hù)定投、定值區(qū)改變等操作采用硬壓板、保護(hù)插把等方式，保護(hù)硬壓板投退的操作不能遠(yuǎn)程控制，均由集控中心轉(zhuǎn)令給現(xiàn)場值守人員執(zhí)行，保護(hù)壓板的投退耗費(fèi)值守人員的時(shí)間和精力，且一次設(shè)備狀態(tài)的確認(rèn)必須依靠人工干

9、預(yù)。20世紀(jì)90年代以來隨著微電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，以微處理器為核心的智能化自動裝置在電網(wǎng)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了作為電網(wǎng)運(yùn)行重要支撐的變電站綜合自動化技術(shù)快速發(fā)展。變電站綜合自動化的核心就是利用自動控制技術(shù)、信息處理和傳輸技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)或自動裝置代替人工進(jìn)行各種變電站運(yùn)行操作，對變電站執(zhí)行自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào)一種綜合性的自動化系統(tǒng)，變電站綜合自動化的范疇包括二次設(shè)備，如控制、保護(hù)、測量、信號、自動裝置和運(yùn)行裝置。變電站綜合自動化系統(tǒng)在二次系統(tǒng)具體裝置和功能實(shí)現(xiàn)上，用計(jì)算機(jī)化的二次設(shè)備代替和簡化了非計(jì)算機(jī)設(shè)備，數(shù)字化的處理和邏輯運(yùn)算代替了模擬運(yùn)算和繼

10、電器邏輯。在架構(gòu)體系上，由“數(shù)據(jù)采集和控制”、“繼電保護(hù)”、“直流電源系統(tǒng)”三大體系構(gòu)成。相對于常規(guī)變電站二次系統(tǒng)，增添了“變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”和“通信控制管理”兩部分?！巴ㄐ趴刂乒芾怼边@一過程進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制。“變電站主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”對整個(gè)綜合自動化系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)、管理和控制，并向運(yùn)行人員提供變電站運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)、接線圖、表格等畫面，使運(yùn)行人員可遠(yuǎn)方控制斷路器分、合操作，還提供運(yùn)行和維護(hù)人員對自動化系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和干預(yù)的手段?！白冸娬局饔?jì)算機(jī)系統(tǒng)”代替了很多過去由運(yùn)行人員完成的簡單、重復(fù)和繁瑣的工作，如收集、處理、記錄、統(tǒng)計(jì)變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)和變電站運(yùn)行過程所發(fā)生的保護(hù)動作、斷路器分合閘等重要事件

11、，同時(shí)，還可按運(yùn)行人員的操作命令或干預(yù)設(shè)定執(zhí)行各種復(fù)雜的工作。這幾年國內(nèi)智能化一次設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量提升非?？欤瑥囊恍┰囘\(yùn)行站的近期反饋情況可以看出，智能化一次設(shè)備已經(jīng)從初期的不穩(wěn)定達(dá)到了基本滿足現(xiàn)場應(yīng)用的水平。工業(yè)以太網(wǎng)是隨著微機(jī)保護(hù)開始應(yīng)用于電力系統(tǒng)的，更是成為近幾年的變電站自動化系統(tǒng)的主流通信方式?，F(xiàn)在大量的工程實(shí)踐已經(jīng)證明站控層與間隔層之間的以太網(wǎng)通信的可靠性不存在任何問題。而間隔層與過程層的通信對實(shí)時(shí)性、可靠性提出了更高的要求，但通過近兩年的研究與實(shí)踐，這一難點(diǎn)問題也已經(jīng)解決?？梢哉f原來制約數(shù)字化變電站發(fā)展的因素目前已經(jīng)得到逐一排除。同時(shí)我們必須看到，雖然數(shù)字化變電站技術(shù)已經(jīng)基本達(dá)到了滿足

12、工程化應(yīng)用的水平，但在技術(shù)上尚存很多待改進(jìn)的空間，對于運(yùn)行規(guī)程方面帶來的變化也有待于進(jìn)一步研究及積累經(jīng)驗(yàn)，因此近兩年內(nèi)仍將是數(shù)字化變電站試運(yùn)行積累經(jīng)驗(yàn)的階段。目前，國網(wǎng)公司、用戶、設(shè)備制造商都在積極努力地推動著數(shù)字化變電站的發(fā)展，由此可以預(yù)見，三、四年以后成熟的數(shù)字化變電站將完全具備取代常規(guī)變電站所需的條件。參考文獻(xiàn)1 翁雙安.供電工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.72 李堅(jiān)，郭建文.變電運(yùn)行及設(shè)備管理技術(shù)問答.北京：中國電力出版社，2005.83 孟憲章，羅曉梅.10/0.4kV變配電實(shí)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.44 周裕厚.變配電所常見故障處理及新設(shè)備應(yīng)用.北京：中國物資

13、出版社，2002.55 周武仲，胡靜.中低壓配電設(shè)備選型與使用200例. 北京：中國電力出版社，2006.86 高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù).北京：中國電力出版社，20087 魯國剛，任洛卿，丁杰，周捷. 變電站自動化技術(shù)的發(fā)展綜述. ，20088 曾慶禹. 變電站自動化技術(shù)的未來發(fā)展. 電力系統(tǒng)自動化，20009 汪覺恒. 國內(nèi)外變電站綜合自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展.湖南電力，199910 張建俠等. 變電站綜合自動化技術(shù)綜述. 貴州電力技術(shù)，200111 金午橋. 變電站自動化系統(tǒng)的發(fā)展策略. 電力系統(tǒng)自動化，1999 12 Design and maintenance practice for

14、 substation secondary systems, CIGRE Working Group 23.05 Tech. Rep., April 1994.2 13 The Lineman's and Cableman's Handbook, Shoemaker, T. M., Mack, J. E., Tenth Edition 2002, McGraw-Hill. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告開題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施開 題 報(bào) 告一、課題的目的與意義通過本次設(shè)計(jì)，要達(dá)到的目的有

15、：鞏固和提高對所學(xué)的專業(yè)理論知識的認(rèn)識，并在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐過程中得到靈活應(yīng)用；學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本方法，樹立正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的工作能力及實(shí)際工程設(shè)計(jì)的基本技能；培養(yǎng)查閱、使用國家規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊及其他參考資料的能力；為今后從事電力工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及管理工作打下必要的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般較?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并非在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重少，而是在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)

16、成本，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重藥中的后果。因此，做好工廠供電工作對于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)也有重要的作用三、課題主要內(nèi)容和要求(一)課題主要內(nèi)容1.設(shè)計(jì)說明書 緒論 （1）負(fù)荷計(jì)算(計(jì)算結(jié)果列成表格)。 （2）無功補(bǔ)償計(jì)算(甲)。 （3）變電所位置選擇(要求在工廠總平面圖上繪出負(fù)荷指示圖，標(biāo)注負(fù)荷圖比別及變電所位置)。 （4）變電所主接線方案的選擇(

17、要求挑選兩個(gè)比較合理的主接線方案進(jìn)行初步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后擇其優(yōu)者)。 （5）變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇。 （6）短路電流計(jì)算(要求分別對高、低壓側(cè)進(jìn)行短路計(jì)算，寫出計(jì)算公式和步驟，最后結(jié)果列成表格)。 （7）變電所一次設(shè)備選擇(選擇高、低開關(guān)柜的型號、數(shù)量及其中的主要設(shè)備，設(shè)備的選擇校驗(yàn)列成表格)。 （8）變電所高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇(要求寫出選擇計(jì)算的步驟和算式最后結(jié)果列成表格)。 （9）二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定。 （10）防雷設(shè)備及接地裝置的選擇。 （11）變電所照明系統(tǒng)的選擇。 結(jié)束語。 附錄：參考文獻(xiàn)目錄（序號、編著者、文獻(xiàn)名稱、出版地、出版者、出版年月）。2.設(shè)計(jì)

18、圖紙 （1）變電所主接線圖一張。 （2）變電所平、剖面布置圖一張。 （3）變電所二次回路原理展開圖一張。 （4）變電所接地系統(tǒng)圖及照明布線平面圖各一張。（二）課題要求所設(shè)計(jì)的10KV廠降壓變電所除應(yīng)滿足本題的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中提出的各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)滿足下述要求：1.安全：所設(shè)計(jì)的10KV廠降壓變電所在技術(shù)上應(yīng)無安全隱患。在運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)故障，保護(hù)裝置應(yīng)能及時(shí)作出正確的反應(yīng)，以確保人身設(shè)備的安全。2.可靠：所設(shè)計(jì)的10KV廠降壓變電所應(yīng)能保證供電的穩(wěn)定性和連續(xù)性，不會因?yàn)樽陨淼募夹g(shù)原因而發(fā)生突然停電的事故。3.經(jīng)濟(jì)：所設(shè)計(jì)的10KV廠降壓變電所應(yīng)建造費(fèi)用低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，使用壽命長。4.合理：所設(shè)計(jì)的10KV廠降壓變電所應(yīng)以能夠滿足全廠各級負(fù)荷對供電的要求為準(zhǔn)，不盲目追求高指標(biāo)，高標(biāo)準(zhǔn)，高要求。5.技術(shù)先進(jìn)：所設(shè)計(jì)的10KV廠降壓變電所應(yīng)盡可能地采用先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案和接線方案。四、研究方法、步驟和措施研究方法：上網(wǎng)和在圖書館查閱相關(guān)資料，明確研究對象、了解課題研的目的和意義。把一個(gè)系統(tǒng)分為幾個(gè)部分來設(shè)計(jì)，一個(gè)一個(gè)部分地逐步完成。本課題的設(shè)計(jì)可通過以下步驟完成：1.查閱相關(guān)資料，搜集課題所需資料，了解課題現(xiàn)狀、課題研究的目的和意義，做好選題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述； 2.復(fù)習(xí)相關(guān)知識，計(jì)算變電所各設(shè)備的參數(shù)，完成設(shè)備選型； 3.本課題系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括變電所主要設(shè)計(jì)和輔助設(shè)