變電站設計開題報告

變電站設計開題報告變電站設計開題報告2選題的依據(jù)及意義（一）選題的依據(jù)：通過本設計使我掌握了35kV變電站電氣主接線設計的基本步驟和方法，并在分析、計算和解決實際工程能力等方面得到訓練，進一步鞏固了電力生產(chǎn)的專業(yè)知識，掌握了工程繪圖方面的一些知識、方法，掌握了科技論文寫作的一般知識及科技文獻資料的查找技巧，為以后從事設計、運行和科研工作，奠定必需的知識基礎。35kV變電站電氣一次部分初步設計的過程，是對所學知識進行的一次檢驗和實踐，從而使電力專業(yè)知識得到鞏固和加深，逐步提高了分析問題和解決問題的能力。在設計的過程中，查閱了大量的文獻資料，積累了豐富的第一手材料，在主接線設計、電氣設備選擇等具體設計任務中進行了大量的比較、計算、優(yōu)化有效的培養(yǎng)了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業(yè)知識得到鞏固和升華。我對變電站的生疏，到了解，再到深入研究，最終完成了35KV變電所電氣部分的設計。其中包括了電氣一次部分主接線的設計和各種電氣設備的選擇，也有二次繼電保護方面的簡單介紹，最后加上了一些防雷措施。本次設計基本是按照變電所設計基本步驟做下來的，因此也能達到一般變電所的性能要求。其中還對新設備進行了選擇，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、也是最方便的能源。發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配合用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設，就尤為重要。變電所作為電力系統(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。對其進行設計勢在必行，合理的變電所不僅能充分的滿足當?shù)氐墓╇娦枨螅€能有效的減少投資和資源浪費。本設計包括對35KV變電站設計的優(yōu)化對未來電網(wǎng)的合理規(guī)劃有著一定的參考意義。國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)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、可靠的運行,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、可靠運行卻在很大程度上取決于它的二次設備。近些年來,計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展迅猛,被越來越多的應用在工業(yè)控制的各個領域。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)絡的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測、開合閘控制、線路保護以及運行歷史數(shù)據(jù)存儲。同時變電站系統(tǒng)對這些新技術(shù)的渴望也越來越強烈,如變電站的操作對于實時性的要求越來越高,發(fā)生異常時應該立即做出動作采取相應措施,這就要求數(shù)據(jù)通信傳輸速度越來越快；再有對于經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及設備服役到年限的一些情況應作出預判,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,運行成本較高,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)發(fā)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)新和發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)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)的重要基礎，智能變電站為智能電網(wǎng)提供標準的、可靠的節(jié)點（包括一次、二次和系統(tǒng)）支撐。智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能變電站的建設能夠?qū)崿F(xiàn)設備信息、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)化管理，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)實時控制、智能調(diào)節(jié)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備（包括控制、信號、測量、保護、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)化設計,對變電站實施自動監(jiān)視、測量、控制和協(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,減少基建投資,并為推廣變電站無人值班提供了手段。計算機技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)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）、智能電氣設備以及相關(guān)通信技術(shù)的發(fā)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)取得了非常顯著的效果，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)的不斷發(fā)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:減少二次接線,提升測量精度,提高信號傳輸?shù)目煽啃?避免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,避免設備重復,自動化運行和管理水平進一步提高。數(shù)字化變電站是變電站自動化技術(shù)的發(fā)展方向。自從1987年清華大學研制成功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，體系結(jié)構(gòu)也在不斷改進。根據(jù)綜合自動化系統(tǒng)設計思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)形式可以分成很多種類。其結(jié)構(gòu)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備間隔設備上安裝等形式。典型的35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，裝置分成管理層、變電站層和間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息上傳，保護功能完全獨立，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，保護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層信息采集裝置，達到了分布式RTU技術(shù)標準。間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和斷電保護部分。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)集中處理和保護管理，擔負著上傳下達的重要任務。管理層由一臺或多臺微機組成，這種微機操作簡單方便，界面漢化，使運行值班人員極易掌握主要功能包括：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變電站進行綜合自動化改造時，宜采用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行綜合自動化改造，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，維護方便。對新建35kV變電站綜合自動化系統(tǒng)我們推薦采用分散分布式與集中組屏相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆?，即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計的，間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護單元做在一起，并將這種機箱就地分散安裝在開關(guān)柜上或其它一次設備附近。這樣各間隔單元的二次設備相互獨立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡由站控機對它們進行管理和交換信息，最大限度地壓縮了二次設備及其繁雜的二次電纜，節(jié)省了投資，又可減少二次回路調(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)自動化的發(fā)展方向。其設備選型：(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)所用交流電源采用雙電源自動投切;直流系統(tǒng)一般采用智能高頻開關(guān)電力操作電源系統(tǒng),它具有交流過欠壓報替、電池過電壓、交流停電報警、自動均充等一系列功能,具有很高的可靠性,同時提供有通訊接口,便于遠方監(jiān)控直流系統(tǒng)的運行情況。(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)集控制、保護、監(jiān)視功能于一體,裝置采用高性能處理器、高精度的人/D轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)配里靈活，具有多種安裝模式,即可采用分散安裝,亦可進行集中組屏。通訊總線不但可以采用電氣方式,也可采用抗干擾能力強的光纖方式。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體上分為三層:變電站層、網(wǎng)絡通信層和間隔層。變電站層主耍由總控單元、監(jiān)控主機;遠動工作站及其他工作站組成,其他工作站可根據(jù)需要任意增減。變電站層可為調(diào)度、運行人員提供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)場狀況進行實時監(jiān)測,并可對一次設備實現(xiàn)遠方調(diào)控。網(wǎng)絡通信層采用標準規(guī)約,可與其它廠家的設備互聯(lián)。間隔層采用工口系列硬件，可在惡劣環(huán)境下運行。軟件系統(tǒng)，采用基于面向?qū)ο蟮脑O計原理。開放式模塊化結(jié)構(gòu),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，可以采用調(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)。如果用遠動裝置來實現(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,控制室小,不建生活設施,少站土地,節(jié)約了投資,是電網(wǎng)自動化發(fā)展的方向。從適應增容擴建,升壓的角度選擇設計方案。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,相應的新型設備層出不窮,設計方案應力求結(jié)線簡單、清晰、操作方便,提高可靠性,限制工程造價,節(jié)約土地,減少生產(chǎn)和生活辦公設施建筑物的土建面積。發(fā)展方向應是向小型化、綜合自動化和無人值班方向發(fā)展。在實際設計工作中,必須按照負荷的性質(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)濟承受能力,安裝、運行、維護、檢修的技術(shù)力量,備品備件購置是否方便,搶修、操作、交通是否便利,將來是否升壓擴建,與調(diào)度自動化配合等方面的因素。從全局出發(fā),統(tǒng)籌兼顧,選擇出最佳設計方案。變電站電氣主接線是變電站電氣設計的首要部分，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備通過連接組成的接受和分配電能的電路，反映各設備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān)系，從而構(gòu)成變電站電氣部分的主體。它直接影響運行的可靠性、靈活性，并對配電裝置的布置、繼電保護的配置、自動裝置和控制方式的選擇，起決定性作用。因此，在確定主接線時，電氣主接線要滿足必要的供電可靠性、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，具有發(fā)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)絡在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應用,變電站中所有信息的采集、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)是變電站建設的主流，隨著20xx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設的必然趨勢。IEC61850的提出對變電站技術(shù)而言有里程碑式的意義，但從20xx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)的進步與發(fā)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,在此基礎上發(fā)展了數(shù)字化變電站,將一部分一次設備（如:電壓、電流互感器等）納入數(shù)字化的范疇。國家電網(wǎng)公司提出了建設智能變電站的目標。智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設備組合而成,以高速網(wǎng)絡通信平臺為信息傳輸基礎,自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能,并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應用功能。智能變電站分為設備層、系統(tǒng)層。設備層主要由高壓設備、智能組件和智能設備構(gòu)成，實現(xiàn)IEC61850中所提及的變電站測量、控制、保護、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。隨著高壓設備智能化的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)意義上的一、二次設備間的界限也將逐漸模糊,一次設備通過安裝和集成智能組件,將成為智能設備。可見,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,加入并強調(diào)自動分析和決策的智能控制功能;向