《變電站設(shè)計(jì)》開題報(bào)告4300字

開題報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專業(yè)題目名稱220kV變電站設(shè)計(jì)課題來源自選主要內(nèi)容一、選題背景能源是文明發(fā)展的基石，與生活休戚相關(guān)、緊密相連，推動(dòng)了整個(gè)人類文明的技術(shù)不斷前進(jìn)的步伐。隨著工業(yè)發(fā)展和人民生活水平的上升，各行各業(yè)都需要消耗大量電能，各類用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求也日益提升。如何提高電能輸送的經(jīng)濟(jì)性，以及輸送質(zhì)量的穩(wěn)定性成為了一個(gè)新的要點(diǎn)。如今，變電站設(shè)計(jì)越來越智能化、數(shù)字化，2009年，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》,首次定義并對(duì)智能變電站發(fā)展方向、施工辦法提出了規(guī)范化要求。自十二五以來，國(guó)家電網(wǎng)公司也逐步開始了一種創(chuàng)新的變電站建設(shè)工程項(xiàng)目管理模式，奉行“標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、模塊化建設(shè)”。截至2015年底，國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)在涉及全國(guó)各地投資建設(shè)了約三千座大型智能變電站?！笆濉逼陂g，國(guó)家電網(wǎng)公司還將采取持續(xù)大力措施推進(jìn)覆蓋我國(guó)的廣域智能化電網(wǎng)和面向現(xiàn)代化的大型智能變電站項(xiàng)目建設(shè)，預(yù)計(jì)未來幾年將在我國(guó)重點(diǎn)用電地區(qū)會(huì)再新建八千座現(xiàn)代智能化變電站。歐洲的發(fā)達(dá)國(guó)家由于經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，所以近年來對(duì)電力的需求趨于穩(wěn)定，而電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展速度也比較慢，其中一些較為智能化的大型變電站因其需要大幅提高變電站的能源利用效率，優(yōu)先考慮選擇了采用新的發(fā)電技術(shù)、新設(shè)備。但由于市場(chǎng)需求、融資等多個(gè)方面的原因影響，歐洲各個(gè)國(guó)家目前實(shí)施和應(yīng)用的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在工程中的實(shí)際應(yīng)用很少，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的引入和推進(jìn)力度也很小，成為了阻礙其他智能化變電站技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。不過，由歐洲40余家輸電運(yùn)營(yíng)公司共同組成的歐洲互聯(lián)電網(wǎng)組織ENTSO-E表示：將其作為未來各種變電站技術(shù)發(fā)展和建設(shè)的依據(jù)，號(hào)召在全球范圍內(nèi)推廣和使用該標(biāo)準(zhǔn)。二、現(xiàn)狀1.變電站的選擇原則變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程5-10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能；變電所的設(shè)計(jì)，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，結(jié)合國(guó)情合理地確定設(shè)計(jì)方案；變電所的設(shè)計(jì)，必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則。變電所應(yīng)建在靠近負(fù)荷中心位置，這樣可以節(jié)省線材，降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一條重要原則。變電所的總平面布置應(yīng)緊湊合理，依據(jù)《35-110KV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.0.1條，變電站站址的選擇，根據(jù)下列要求綜合考慮確定：（1）靠近負(fù)荷中心。（2）節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。（3）與鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空線和電纜線路的引入和引出。交通運(yùn)輸方便。（4）具有適應(yīng)地形，地貌，地址條件。2.變電所在電力系統(tǒng)的地位電力系統(tǒng)是由變壓器，輸電線路，用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線，配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。其中變電所是聯(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。變電所根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類：（1）樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為330~500KV的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。（2）中間變電所：高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯集2~3個(gè)電源，電壓為220~330KV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)赜秒姡@樣的變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。（3）地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為110~220KV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中斷供電。（4）終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110KV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶受到損失。3.電力系統(tǒng)供電要求（1）保證可靠的持續(xù)供電：供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿足可靠，持續(xù)供電的要求。（2）保證良好的電能質(zhì)量：電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量，頻率質(zhì)量，和波形質(zhì)量三個(gè)方面，電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量均以偏移是否超過給定值來衡量，例如給定的允許電壓偏移為額定值的±5%，給定的允許頻率偏移為±0.2-0.5%HZ等，波形質(zhì)量則以畸變率是否超過給定值來衡量。所有這些質(zhì)量指標(biāo)，都必須采取一切手段來予以保證。（3）保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性：電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國(guó)民經(jīng)濟(jì)一次能源總消耗占的比重約為1/3，而且電能在變換，輸送，分配時(shí)的損耗絕對(duì)值也相當(dāng)客觀。因此，降低每生產(chǎn)一度電能消耗的能源和降低變換，輸送，分配時(shí)的損耗，有極其重要的意義。4.電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)（1）電能生產(chǎn)的重要性：電能與其它能量之間轉(zhuǎn)換方便，易于大量生產(chǎn)，集中管理，遠(yuǎn)距離輸送，自動(dòng)控制，因此電能是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門使用的主要能源，電能供應(yīng)的中斷或不足將直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的正常運(yùn)行。這就要求系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性..（2）系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性：發(fā)電機(jī)，變壓器，電力線路，電動(dòng)機(jī)等原件的投入和退出，電力系統(tǒng)的短路等故障都在一瞬間完成，并伴隨暫態(tài)過程的出現(xiàn)，該過程非常短促，這就要求系統(tǒng)有一套非常迅速和靈敏的監(jiān)視，檢測(cè)，控制，和保護(hù)裝置。（3）電能發(fā)，輸，配，用的同時(shí)性：電能的生產(chǎn)，分配，輸送和使用幾乎是同時(shí)進(jìn)行，即發(fā)電廠任何時(shí)候生產(chǎn)的電能必須等于該時(shí)刻用電設(shè)備使用的電能與分配，輸送過程中損耗的電能之和，這就要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，便于運(yùn)行調(diào)度。5.電力系統(tǒng)的額定電壓（1）額定電壓是指能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓。在系統(tǒng)中，各部分電壓等級(jí)是不同的。三相交流系統(tǒng)中，三相視在功率S=3UI。當(dāng)輸出功率一定時(shí)，電壓越高，電流越小，線路，電氣等的載流部分所需的截面積就越小，有色金屬的投資也越小，同是由于電流小，傳輸線路上的功率損耗和電壓損失也較小。另一方面，電壓越高，對(duì)絕緣水平的要求則越高，變壓器，開關(guān)等設(shè)備的投資也越大。綜合考慮這些因素，對(duì)應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的輸電電壓，但從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不應(yīng)隨意確定輸電電壓。（2）用電設(shè)備的額定電壓：經(jīng)線路向用電設(shè)備輸送電能時(shí)，由于用電設(shè)備大都是感性負(fù)荷，沿線路的電壓分布往往是首段高于末端，，系統(tǒng)標(biāo)稱電壓于用電設(shè)備的額定電壓取值一致，使線路沿線的實(shí)際電壓于用電設(shè)備要求的額定電壓之間的偏差不致太大。（3）變壓器額定電壓：變壓器一次側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，二次側(cè)向負(fù)荷供電，又相當(dāng)于電源，因此變壓器一次側(cè)額定電壓應(yīng)等于用電設(shè)備額定電壓。由于變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時(shí)的電壓，額定負(fù)載下變壓器內(nèi)部的電壓降落約為5%，當(dāng)供電線路較長(zhǎng)時(shí)，為使正常運(yùn)行時(shí)變壓器二次測(cè)電壓較系統(tǒng)標(biāo)稱電壓高5%，以便補(bǔ)償線路電壓損失。變壓器二次測(cè)額定電壓應(yīng)較用電設(shè)備額定電壓高10%，只有當(dāng)變壓器二次測(cè)與用電設(shè)備間電氣距離很近時(shí)，其二次側(cè)額定電壓才取為用電設(shè)備額定電壓的1.05倍。三、選題意義本文提出了了一種220kV降壓變電站的典型設(shè)計(jì)方案。通過對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)與校際實(shí)踐，將在學(xué)校掌握的學(xué)科相關(guān)理論知識(shí)與實(shí)踐相互進(jìn)行緊密結(jié)合，以培養(yǎng)在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用中研究解決各種電氣工程軟件設(shè)計(jì)技術(shù)方面可能存在的各種問題和困難的綜合能力，并為即將開展的研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。四、主要內(nèi)容為滿足某地區(qū)的供電需要，提高居民用電質(zhì)量。根據(jù)原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，本文主要研究設(shè)計(jì)一座220kV變電站的一次部分，設(shè)計(jì)主要包括：1、主接線設(shè)計(jì)：遵循變電站主接線工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原則和基本接線方法及其形式，根據(jù)負(fù)荷情況，從其可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面挑選220kV變電站合適的一種主接線工程設(shè)計(jì)方案；2、主變壓器選擇：無(wú)論在什么類型的變電站中，主變壓器都被認(rèn)為是變電站最核心的裝置，其承載著通過變換網(wǎng)絡(luò)電壓而進(jìn)行能源和電力傳輸?shù)闹卮笕蝿?wù)。合理地選擇主變壓器的類別、臺(tái)數(shù)和額定容量等，這些是變電站電氣主接線設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)和基礎(chǔ)，也是變電站可靠地運(yùn)行供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的保障；3、短路電流計(jì)算：主要用于進(jìn)行設(shè)計(jì)各種電氣設(shè)備的選型與短路校驗(yàn)等等，是其理論上的數(shù)據(jù)信息來源；4、電氣設(shè)備的選擇：變電站安全、可靠地運(yùn)行的質(zhì)量保證；5、配電裝置設(shè)計(jì)：實(shí)現(xiàn)主接線功能，計(jì)算控制電能潮流；6、防雷接地方案設(shè)計(jì)：通過選擇合適的避雷器并且正確選擇合適的安裝方式和位置，降低了雷擊對(duì)于變電站內(nèi)部設(shè)備的危害。7、繼電保護(hù)配置：用于快速切除故障，縮小停電影響范圍的有效手段。采取的主要技術(shù)路線或方法首先，主接線設(shè)計(jì)：遵循變電站主接線工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原則和基本接線方法，選擇220kV變電站合適的一種主接線工程設(shè)計(jì)方案。其次，主變壓器選擇：合理地選擇主變壓器的類別、臺(tái)數(shù)和額定容量等。最后，短路電流計(jì)算：主要用于進(jìn)行設(shè)計(jì)各種電氣設(shè)備的選型與短路校驗(yàn)。時(shí)間安排第1—2周：進(jìn)行調(diào)研，收集與課題相關(guān)資料，充分審題，掌握題目相關(guān)的基礎(chǔ)理論。第3周:整理開題報(bào)告。第4—5周:開始組織畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)框架基本形成。第6周：根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和整理。第7-10周：完善設(shè)計(jì)說明書的文字?jǐn)⑹觥⒂?jì)算內(nèi)容和繪圖內(nèi)容。第11周：提交成果，指導(dǎo)教師修改。第12周：修改完善設(shè)計(jì)說明書，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備。第13周：答辯。（僅供參考）備注[1]苗世洪，朱永利.發(fā)電廠電氣部分[M]（第五版）.中國(guó)電力出版社.2015[2]許珉，孫豐奇，車仁青.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)[M]（第三版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2015[3]方萬(wàn)良，李建華，王建學(xué).電力系統(tǒng)暫態(tài)分析[M]（第四版）.中國(guó)電力出版社.2017[4]陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第四版）[M].中國(guó)電力出版社.2015[5]何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M]（第三版）.華中科技大學(xué)出版社.2016[6]趙智大.高電壓技術(shù)[M]（第三版）.中國(guó)電力出版社.2013[7]賀家李，李永麗.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M]（第五版）.中國(guó)電力出版社.2018[8]張保會(huì)，尹向根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M]（第二版）.中國(guó)電力出版社.2010[9]程浩忠.電力系統(tǒng)規(guī)劃[M]（第二版）.中國(guó)電力出版社.2014[10]王葵，孫瑩.電力系統(tǒng)自動(dòng)化[M]（第三版）.中國(guó)電力出版社.2012[11]李梅蘭，李麗嬌.發(fā)電廠變電所畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].中國(guó)電力出版社.2008[12]水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)2·電氣一次部分[M].水利電力出版社.2018[13]水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電力設(shè)計(jì)手冊(cè)2·電氣二次部分[M].水利電力出版社.1991[14]中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)有限公司,中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)23：變電站設(shè)計(jì)[M].中國(guó)電力出版社.2019[15]丁毓山.變電站設(shè)計(jì)（10～220kV）[M]