變電站的設(shè)計開題報告

變電站的設(shè)計開題報告一、選題的依據(jù)及意義

（一）選題的依據(jù)：

通過本設(shè)計使我把握了35kV變電站電氣主接線設(shè)計的根本步驟和方法，并在分析、計算和解決實際工程力量等方面得到訓練，進一步穩(wěn)固了電力生產(chǎn)的專業(yè)學問，把握了工程繪圖方面的一些學問、方法，把握了科技論文寫作的一般學問及科技文獻資料的查找技巧，為以后從事設(shè)計、運行和科研工作，奠定必需的學問根底。35kV變電站電氣一次局部初步設(shè)計的過程，是對所學學問進展的一次檢驗和實踐，從而使電力專業(yè)學問得到穩(wěn)固和加深，逐步提高了分析問題和解決問題的力量。

在設(shè)計的過程中，查閱了大量的文獻資料，積存了豐富的第一手材料，在主接線設(shè)計、電氣設(shè)備選擇等詳細設(shè)計任務(wù)中進展了大量的比擬、計算、優(yōu)化有效的培育了自己分析問題、解決問題的力量，并使專業(yè)學問得到穩(wěn)固和升華。

我對變電站的生疏，到了解，再到深入討論，最終完成了35KV變電所電氣局部的設(shè)計。其中包括了電氣一次局部主接線的設(shè)計和各種電氣設(shè)備的選擇，也有二次繼電愛護方面的簡潔介紹，最終加上了一些防雷措施。本次設(shè)計根本是根據(jù)變電所設(shè)計根本步驟做下來的，因此也能到達一般變電所的性能要求。其中還對新設(shè)

備進展了選擇，適應于目前的趨勢。

（二）選題的意義：

電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最便利的能源。進展國民經(jīng)濟的根底，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、協(xié)作用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿意國民經(jīng)濟進展的要求，電力工業(yè)必需超前進展，這是世界電力工業(yè)進展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建立，就尤為重要。

變電所作為電力系統(tǒng)的重要組成局部，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)，起著變換和安排電能的作用。對其進展設(shè)計勢在必行，合理的變電所不僅能充分的滿意當?shù)氐墓╇娦枨?，還能有效的削減投資和資源鋪張。

本設(shè)計包括對35KV變電站設(shè)計的優(yōu)化對將來電網(wǎng)的合理規(guī)劃有著肯定的參考意義。

二、國內(nèi)討論現(xiàn)狀及進展趨勢

變電站是變換電壓和交換電能的場所,由電力變壓器和配電裝置組成。變電站能否安全、牢靠的運行,對工礦企業(yè)、醫(yī)院、國防、交通都有著重要意義。而變電站的安全、牢靠運行卻在很大程度上取決于它的二次設(shè)備。近些年來,計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及掌握技術(shù)的進展迅猛,被越來越多的應用在工業(yè)掌握的各個領(lǐng)域。變電站綜合自動化系統(tǒng)就是將這些技術(shù)應用在變電站,實現(xiàn)對變電站供電網(wǎng)絡(luò)的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測、開合閘掌握、線路愛護以及運行歷史數(shù)據(jù)存儲。同時變電站系統(tǒng)對這些新技術(shù)的渴望也越來越劇烈,如變電站的操作對于實時性的要求越來越高,發(fā)生特別時應當馬上做出動作實行相應措施,這就要求數(shù)據(jù)通信傳輸速度越來越快；再有對于常常消失的故障以及設(shè)備服役到年限的一些狀況應作出預判,這就要求計算機軟件系統(tǒng)有強大的數(shù)據(jù)庫以及更加人性化的人機界面設(shè)計,同時也要求計算機硬件配備更高速運算的CPU；現(xiàn)有的變電站都在相對偏遠的郊區(qū)而且大多數(shù)需要工作

人員24小時值守,運行本錢較高,無人值守站變電站需求越來越迫切。

近年來，“智能電網(wǎng)”一詞已成為一個流行的專業(yè)術(shù)語，代表了當今世界電力系統(tǒng)進展變革的最新動向，被認為是21世紀電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和進展趨勢。智能電網(wǎng)作為將來電網(wǎng)的進展方向，滲透到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電各個環(huán)節(jié)。在上述這些環(huán)節(jié)中，智能變電站無疑是最核心的一環(huán)。作為智能電網(wǎng)的重要根底，智能變電站為智能電網(wǎng)供應標準的、牢靠的節(jié)點(包括一次、二次和系統(tǒng))支撐。智能變電站是采納先進、牢靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為根本要求，自動完成信息采集、測量、掌握、愛護、計量和監(jiān)測等根本功能，并可依據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動掌握、智能調(diào)整、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能變電站的建立能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備信息、運行維護策略與電力調(diào)度全面互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化治理，實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的全面采集和實時共享，支撐電網(wǎng)實時掌握、智能調(diào)整和各類高級應用，保障各級電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備(包括掌握、信號、測量、愛護、自動裝置及遠動裝置等)應用計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù),經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計,對變電站實施自動監(jiān)視、測量、掌握和協(xié)調(diào),以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)變電站綜合自動化,可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟運行水平,削減基建投資,并為推廣變電站無人值班供應了手段。計算機技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速進展,帶動了變電站綜合自動化技術(shù)的進步。近年來,隨著數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)(如光電式互感器或電子式互感器)、智能電氣設(shè)備以及相關(guān)通信技術(shù)的進展,變電站綜合自動化系統(tǒng)正朝著數(shù)字化方向邁進。變電站自動化系統(tǒng)在我國的應用已經(jīng)取得了特別顯著的效果,對提高電網(wǎng)的”安全經(jīng)濟運行水平起到了重要作用。目前隨著新技術(shù)的不斷進展,數(shù)字化變電站正在興起。與傳統(tǒng)變電站相比,數(shù)字化變電站具有以下優(yōu)勢:削減二次接線,提升測量精度,提高信號傳輸?shù)睦慰啃?避開電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題,解決設(shè)備間的互操作問題,變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺,避開設(shè)備重復,自動化運行和治理水平進一步提高。數(shù)字化變電站是變電站自動化技術(shù)的進展方向。

自從1987年清華大學研制勝利第一套變電站綜合自動化系統(tǒng)投運十多年來，由于技術(shù)水平的不斷提高，體系構(gòu)造也在不斷改良。依據(jù)綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動化系統(tǒng)硬件構(gòu)造形式可以分成許多種類。其構(gòu)造形式有集中式、分布式、分散（層）分布式；從安裝物理位置上來劃分集中組屏、分層組屏和分散在一次設(shè)備間隔設(shè)備上安裝等形式。典型的35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)采納分布式構(gòu)造，裝置分成治理層、變電站層和間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息上傳，愛護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息，愛護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層信息采集裝置，到達了分布式RTU技術(shù)標準。間隔層按一次設(shè)備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、掌握和斷電愛護局部。間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨立的單元裝置直接通過總線接到站控層。站控層的主要功能就是作為數(shù)據(jù)集中處理和愛護治理，擔

負著上傳下達的重要任務(wù)。治理層由一臺或多臺微機組成，這種微機操作簡潔便利，界面漢化，使運行值班人員極易把握主要功能包括：數(shù)據(jù)處理、畫面顯示、打印和諧波分析計算等。對已建成的35kV變電站進展綜合自動化改造時，宜采納集中組屏的分層分布式綜合自動化系統(tǒng)，可以充分利用已有的二次電纜進展綜合自動化改造，縮短施工周期，且綜合自動化系統(tǒng)由于置于室內(nèi)，運行環(huán)境穩(wěn)定，維護便利。對新建35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)我們推舉采納分散分布式與集中組屏相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)，該構(gòu)造采納“面對對象”，即面對電氣一次回路或電氣間隔的方法進展設(shè)計的，間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和愛護單元做在一起，并將這種機箱就地分散安裝在開關(guān)柜上或其它一次設(shè)備四周。這樣各間隔單元的二次設(shè)備相互獨立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)由站控機對它們進展治理和交換信息，最大限度地壓縮了二次設(shè)備及其繁雜的二次電纜，節(jié)約了投資，又可削減二次回路調(diào)試工作量。

對10kV及以下變電站實現(xiàn)綜合自動化及無人值班已成為電網(wǎng)自動化的進展方向。其設(shè)備選型:(l)大型變壓器宜選用低磁密、低損耗變壓器;(2)開關(guān)選擇應遵循“無油化”原則,首選SF6和真空開關(guān);(3)直流系統(tǒng)所用溝通電源采納雙電源自動投切;直流系統(tǒng)一般采納智能高頻開關(guān)電力操作電源系統(tǒng),它具有溝通過欠壓報替、電池過電壓、溝通停電報警、自動均充等一系列功能,具有很高的牢靠性,同時供應有通訊接口,便于遠方監(jiān)控直流系統(tǒng)的運行狀況。(4)變電站自動化系統(tǒng)是此類變電站的中心系統(tǒng),該系統(tǒng)集掌握、愛護、監(jiān)視功能于一體,裝置采納高性能處理器、高精度的A/D轉(zhuǎn)換器,系統(tǒng)配里敏捷,具有多種安裝模式,即可采納分散安裝,亦可進展集中組屏。通訊總線不但可以采納電氣方式,也可采納抗干擾力量強的光纖方式。系統(tǒng)構(gòu)造整體上分為三層:變電站層、網(wǎng)絡(luò)通信層和間隔層。變電站層主耍由總控單元、監(jiān)控主機;遠開工作站及其他工作站組成,其他工作站可依據(jù)需要任意增減。變電站層可為調(diào)度、運行人員供應友好的人機文互窗口.以圖形顯示、語音報替、報表和信息打印的方式對現(xiàn)場狀況進展實時監(jiān)測,并可對一次設(shè)備實現(xiàn)遠方調(diào)控。網(wǎng)絡(luò)通信層采納標準規(guī)約,可與其它廠家的設(shè)備互聯(lián)。間隔層采納工D系列硬件,可在惡劣環(huán)境下運行。軟件系統(tǒng),采納基于面對對象的設(shè)計原理。開放式模塊化構(gòu)造,可實現(xiàn)與通用應用,軟件和用戶程序想結(jié)合。保證了系統(tǒng)的通用性。實現(xiàn)35kV變電站無人值班,可以采納調(diào)度自動化系統(tǒng)與遠動RTU來實現(xiàn),也可以在變電站裝備綜合自動化系統(tǒng)。假如用遠動裝置來實現(xiàn)變電站無人值班,應是幾個站同時實現(xiàn)才更具意義。布局緊湊,掌握室小,不建生活設(shè)施,少站土地,節(jié)省了投資,是電網(wǎng)自動化進展的方向。

從適應增容擴建,升壓的角度選擇設(shè)計方案。35kV電壓登記在我國電力網(wǎng)中是一個重要的電壓等級,35kV變電站在我國縣級電力網(wǎng)中將長期使用。隨著產(chǎn)品不斷更新,相應的新型設(shè)備層出不窮,設(shè)計方案應力求結(jié)線簡潔、清楚、操作便利,提高牢靠性,限制工程造價,節(jié)省土地,削減生產(chǎn)和生活辦公設(shè)施建筑物的土建面積。進展方向應是向小型化、綜合自動化和無人值班方向進展。在實際設(shè)計工作中,必需根據(jù)負荷的性質(zhì)、用電容量、環(huán)境條件、工程特點和地區(qū)供電條件及用戶的經(jīng)濟承受力量,安裝、運行、維護、檢修的技術(shù)力氣,備品備件購置是否便利,搶修、操作、交通是否便利,將來是否升壓擴建,與調(diào)度自動

化協(xié)作等方面的因素。從全局動身,統(tǒng)籌兼顧,選擇出最正確設(shè)計方案。變電站電氣主接線是變電站電氣設(shè)計的首要局部，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線是由高壓電器設(shè)備通過連接組成的承受和安排電能的電路，反映各設(shè)備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān)系，從而構(gòu)成變電站電氣局部的主體。它直接影響運行的牢靠性、敏捷性，并對配電裝置的布置、繼電愛護的配置、自動裝置和掌握方式的選擇，起打算性作用。因此，在確定主接線時，電氣主接線要滿意必要的供電牢靠性、經(jīng)濟性、保證供電的電能質(zhì)量，另外主接線應能適應各種運行方式，具有進展和擴建的可能性。

變電站自動化技術(shù)在我國電力行業(yè)有著廣泛的應用。智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術(shù)日趨成熟,以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應用,變電站中全部信息的采集、傳輸和處理全部數(shù)字化。變電站綜合自動化、數(shù)字化已經(jīng)是變電站建立的主流,隨著2023年9月能變電站技術(shù)導則通過評審,變電站智能化將成為變電站建立的必定趨勢。IEC61850的提出對變電站技術(shù)而言有里程碑式的意義,但從2023年左右推出并在不斷修訂以來,至今已有5年時間。變電站技術(shù)從傳統(tǒng)變電站、自動化變電站、數(shù)字化變電站至今,技術(shù)的進步與進展日新月異。自動化變電站是對傳統(tǒng)RTU的功能擴展和變電站二次系統(tǒng)的計算機化升級,IEC61850是對變電站自動化技術(shù)的總結(jié)和規(guī)約,在此根底上進展了數(shù)字化變電站,將一局部一次設(shè)備(如:電壓、電流互感器等)納入數(shù)字化的范疇。國家電網(wǎng)公司提出了建立智能變電站的目標。智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進、牢靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成,以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸根底,自動完成信息采集、測量、掌握、愛護、計量和監(jiān)測等根本功能,并可依據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動掌握、智能調(diào)整、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能。智能變電站分為設(shè)備層、系統(tǒng)層。設(shè)備層主要由高壓設(shè)備、智能組件和智能設(shè)備構(gòu)成,實現(xiàn)IEC61850中所提及的變電站測量、掌握、愛護、檢測、計量等過程層和間隔層的功能。系統(tǒng)層相當于變電站的站控層,實現(xiàn)信息共享、設(shè)備狀態(tài)可視化、智能告警、分析決策等高級智能應用,包含智能變電站系統(tǒng)級的先進功能。隨著高壓設(shè)備智能化的不斷進展,傳統(tǒng)意義上的一、二次設(shè)備間的界限也將漸漸模糊,一次設(shè)備通過安裝和集成智能組件,將成為智能設(shè)備?？梢?智能變電站對數(shù)字化、自動化變電站有向上、向下兩個方面的拓展。向上,參加并強調(diào)自動分析和決策的智能掌握功能