35kV变电站设计--开题报告.docx

南昌大亨科学技术学院毕业设计（论文）开题报告题0：35KV变电所电气设计学科部：信息学科部专业：电气工程及其H动化班级：电气092班学号：姓名：指导老师：填表日期：2012年12月6日一、选题的依据及意义(一)选区的依据：通过本设计使我驾以了35kV变电站电气主接战设计的基本步骤和方法，并在分析、计算和解决实际工程实力等方面得到训练进一步巩固/电力生产的专业学问,驾取了工程绘图方面的一些学问、方法，驾取了科技论文写作的一般学问及科技文献资料的查找技巧,为以后从事设计、运行和科研工作，要定必需的学问基础.35kV变电站电气一次部分初步设计的过程,是对所学学问进行的一次检验和实践从而使电力专业学问得到巩固和加深,逐步提高了分析问题和解决同时的实力.在设计的过程中，杳阅了大做的文献资料，枳累了丰富的第一手材料，在主接线设计、电气设备选择等详细设计任务中进行了火盘的比较、计算、优化有效的培育了自己分析问鹿、解决何区的实力，弁使专业学问得到巩IAI和升华.我对变电站的生疏，到了解，再到深化探讨，最终完成了35N变电所电气郃分的设计。其中包括了电气一次部分主接城的设计和各种电气设的的选择,也有二次维电爱护方面的简洁介绍,最终加上了一些防雨措施本次设计基本是依据变电所设计基本步骤做下来的.W此也能达到一般变电所的性能要求。其中还对新设法迸行了选标，适应于目前的玲势。(二)选趣的意义：电能是现代社会中最重要、也是最便利的能源.发展国民经济的基础.是一种无形的、不能大量储存的.次能源，电能的发、变、送、办作用电，几乎是在同一僻间完成的，须随时保持功率平衡，要酒息国民经济发展的要求，电力工业必需超前发展，这是世界电力工业发展规律,因此,做好电力规划.加强电网建设，就尤为重要.变电所作为电力系统的维要组成部分，它干脆影响整个电力系统的平安与羟济运行,是联系发电厂和用户的中间环节，起箭变换和安排电能的作用。对其进行设计势在必行，合理的变电所不仅能充分的满意当地的供电需求,还能有效的削然投资和资就啻侈.本设计包括对35Kv变电站设计的优化对将来电网的合理规划有著肯定的参考意义.二、国内探讨现状及发展趋势变电站是变换电质和交换电能的场所,由电力变压涔和配电装置组成.变电站旎否平安、牢靠的运行,对上企业、医院、国防、交通都有岩也要意义.而变电站的平安、车靠运行却在很大程度上取决于它的二次设备，近些年来,计算机软硬件技术、网络通信技术以及限制技术的发展迅猛，被越来越多的应用在工业限制的各个领域.变电站综合自动化系统就是将这些技术应用在变电站，实现对变电站供电网络的在线数据监测、开合闸限制、税跖爱妒以及运行历史数据存储.I可时变电站系统对这些新技术的渴招也越来越剧烈，如变电站的操作对于实时性的要求越来越高，发生异样时应当马上整出动作实行相应措施,这就要求数据通信传情速度越来越快：再有对于常常出现的故障以及设备服役到年限的一些状况应作出修判,这就要求计算机软件系统行强大的数据密以及更加人性化的人机界面设i-,同时也要求计驾机硬件配备更高速运算的CPU；现有的变电站都在相对偏远的郊区而H.大多数须要工作人员24小时Gi守,运行成本较高,无人值守站变电站需求越来越迫切.近年来，“智能电网”一词己成为一个流行的专业术语，代表了当今世界电力系统发展变革的最新动向，被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展的势.智能电网作为将来电网的发展方向,耀透到发电、输电、变电、配电、用电各个环节.在上述这些环节中,智能变电站无疑是最核心的环.作为智能电网的弗要基础,智能变电站为智能电网供应标准的、牢拈的节点（包括一次、二次和系统）支撑，智能变电站是采纳先进、牢推、集成、低碳、环保的智能设备,以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求.自动完成怙息采集、测量、限制、爱护、计从和监测等基本功能,并可依据须要支持电网实时自动限制、智能调将、在戏分析决策、协同互动等高级功能的变电站,智能变电站的建设能将实现设备信息、运行维护策略与电力调度全面互动.实现基于状态的全寿命周期综合优化管理，实现电网运行数据的全面采集和实时共享，支拨电网实时限制、智能冏整和各类高级应用，保障各级电网平安检定运行。变电站综合自动化是将变电站的二次设备（包括限制、信号、测量、爱护、自动装置及远动装置等）应用计.算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化谀计,对变电站实俺自动监视、测崎、限制和协调，以及与调度通信等挣合性的自动化系统,实现变电站绘合自动化，可提高电网的平安、经济运行水平，削诚将建投资，并为推广变电站无人值班供应了手段.计算机技术、信息技木和网络技术的快速发展,带动了变电站综合自动化技术的进步.近年来，随着数字化电气业测系统（如光电式互感器或电子式互然器）、智能电气设在以及相关通信技术的发展，变电站媒合自动化系统正朝若数字化方向迈进。变电站自动化系统在我国的应用已经取得了特别显著的效果,对提高电网的平安经济运行水平起到了重要作用.目前随着新技术的不断发展，数字化变电站正在兴起,与传统变电站相比，数字化变电站具有以下优势：削减二次接线，提升测增精度，提高信号传输的牢推性,避开电缆带来的电磁兼容、传输过电纸和两点接地等问时,解决设备间的互操作何题，变电站的各种功能可共享统一的信恩平台，避开设备弟复，自动化运行和管理水平进一步提1.,数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向.自从1987年清华高校研制胜利第一套变电站综合自动化系统投运十多年来.由于技术水平的不断提高,体系结构也在不断改诳.依据综合自动化系统设计思想和安装的物理位置的不同，琮合自动化系统硬件结构形式可以分成许多种类，其结构形式彳i柒中式、分布式、分散（层）分布式：从安装物理位置上来划分集中组屏、分层加屏和分散在一次设品间隔设备上安袋等形式.典型的35kV变电站综合自动化系统采纳分布式结构,装置分成管理层、变电站层和间隔层，利用现场总跷技术信息上传，爱护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层，利用现场总找技术信息，爱护功能完全独立,运动与IKi控系统技用间隔层信息聚集H.达到了分布式RTU技术标准.间聃层按一次设备组织,一般按阍路的间隔划分.具有测址、限制和断电爱护郃分，间隔层本身是由各种不同的单元装汽组成，这些独立的单元装置干脆通过总线接到站控层。站控层的主要功能就是作为数据集中处理和发护管理，抵负着上传下达的重要任务.管理层由一分或多价微机组成,这种船机操作简洁便利,界面汉化，使运行值班人员极易驾驭主要功能包括：数据处理、画面显示,打印和谐波分析计算等，对已建成的35kV变电站进行综合自动化改造时，宜采纳集中组屏的分层分布式探合自动化系统,可以充分利用已有的二次电缆进行踪合自动化改造,缩短魄工周期,且综合自动化系统由于置于室内,运行环境稳定,淮护便利.对新建35kV变电站综合自动化系统我们举荐采纳分敢分布式与集中如屏相结合的综合自动化系统，该结构采纳“面对对象”，即面对电气一次回路或电气间船的方法进行设计的,间隔层中各数据采集、监控单元和爱护单元做在一起，并将这种机箱就地分散安装在开关柜上或其它一次设备旁边.这样各间隔单元的二次设备相互独立,仅通过光纤或电缆网络由站控机对它们进行管理和交换信息，最大限度地乐缩了二次设的及其繁杂的二次电缆书.约了投资,又可削减二次回路间试工作量.对10kV及以下变电站实现综合自动化及无人值班已成为电网自动化的发展方向.其设备选型：(1)大型变压器宜选用低破密、低根耗受压器；(2)开关选择应遵循无油化"原则，首选SF6和真空开关；(3)H流系统所用沟通电源采纳双电源自动投切：H流系统一股采纳智能高猱开关电力操作电液系统,它具有沟通过欠压报音、电池过电压、沟通停电报警、自动均充等一秦列功能，具有很高的牢靠性，同时供应彳j通讯接口，便于远方监拄口流系统的运行状况N4)变电站自动化系统是此类变电站的中心系统，该系统集限制、吸护、监视功能于一体,装置采纳高性能处理器、高精度的A/D转换器，系统旭里敏捷,具有多种安装模式，即可采纳分放安装，亦可进行集中组屏，通讯总线不但可以采纳电气Zf式，也可采纳抗干扰实力强的光纤方式。系统结构整体上分为三层：变电站层、网络通信层和间隔层.变电站层主耍他总控单元、监控主机：远动工作站及其他工作站组成,其他工作站可依据须要随意增减，变电站层可为调度、运行人员供应友好的人机丈互演口.以图形显示、语而报芮、报表和信息打印的方式对现场状况进行实时监测，并可对一次设备实现远方调控.N络通信层采纳标准规约，可与其它厂家的设备互联.间隔层采纳工D系列便件,可在怨劣环境下运行.软件系统，采纳基于面对对象的设计原理”开放式模块化结构，可实现与通用应用，软件和用户程序想结合。保证了系统的通用性,实现35kV变电站无人值班，可以采纳调度自动化系统与远动RTU来实现,也可以在变电站奘备综合自动化系统.假如用远动袋过来实现变电站无人值班，应是几个站同时实现才更具意义.布局紧凑，限制室小,不建生活设施，少站土地，节约了投资，是电网自动化发屣的方向。从适应堵容扩建,升压的角度选择设计方案。35kY电压登记在我国电力网中是一个重要的电压等级.35kV变电站在我国县级电力网中将匕期运用.的看产品不断更新,相应的新型设在层出不穷，设计方案应力求结战简洁、清楚、操作便利，提高军库性,限制工程造价，节约土地，削减生产和生活办公设施建筑物的土建面积。发展方向应是向小型化、琮合自动化和无人值班方向发展.在实际设计工作中,必需依据负荷的性质、用电容量、环境条件、工程特点和地区供电条件及用户的经济承受实力，安装、运行、维护、检悔的技术力气,备品品件购置是否便利，抢修、操作、交通是否便利,将来是否升技扩建,与调度自动化协作等方向的因素.从全局动身,统筹兼顾,选择出最佳设计方案.变电站电气主接线是变电站电气设计的首要部分，也是构成电力系统的五要环节。电气主接是由高压电器设备通过连接组成的接受和安持电能的电路，反映各设备的作用、连接方式和各回路间相互关系.从而构成变电站电气部分的主体.它干脆影响运行的牢靠性、敏捷性.并对配电装置的布置、继电爱护的用也、自动袋置和限制方式的选择，起确定性作用.因此，在确定主接税时，电气主接战要满意必要的供电牢粘性、经济性、保证供电的电能质地，另外主接线应能适应各种运行方式,具有发展和扩建的可能性.变电站自动化技术在我国电力行业有着广泛的应用.智能化开关、光电式电流电压互力器、一次运行设掠在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计停机高速网络在实时系统中的开发应用,变电站中全部信息的采集、传谕和处理全部数字化.变电站综合自动化、数字化已珞是变电站建设的主流，M1.若2009年9月智能变电站技术导则通过评审，变电站智能化将成为变电站建设的必定趋势。IEC61850的提出对变电站技术而言有里程碑式的意义，但从2005年左右推出并在不断脩订以来，至今已有5年时间。变电站技术从传统变电站、自动化变电站、数字化变电站至今,技术的进步与发展日新月异，自动化变电站是时传统RTU的功能扩展和变电站：次系统的计算机化升娘，IEC61850是对变电站自动化技术的总结和规约，在此域础上发展了数字化变电站，将一部分一次设备（如：电压、电流互感器等）纳入数字化的他晒.国家电网公H提出了建设智能变电站的目标.智能电网中的智能变电站是由先进、牢辕、节能、环保、集成的设备殂合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，自动完成信息枭集、泅量、限制、量护、计埴和监测等基本功能，井可依据须要支持电网实时自动限制.智能调整、在线分析决策、例同互动等高级应用功能.智能变电站分为设位层、系统层,设备层主要由高压设;,智能组件和智能设备何成,实现IEC61850中所提及的变电站测量、限制、爱护、检测、计敬等过程层和间隔层的功能，系统层相当于变电站的站控层,实现信息共享、设备状态可视化、智能告警、分析决策等高级智能应用，包含智能变电站系统级的先进功能1.籽高压设备智能化的不断发展,传统意义上的一、二次设得间的界限也将渐渐模糊，一次设得通过安装和集成智能祖件，将成为国健设备.可见,智能变电站对数字化、自动化变电站有向上、向下两个方面的拓展.向上,加入并强调自动分析和决策的智能限制功能；向下，将更多一次设备数字化、智能化.为了实现智能变电站的目标，紧密结合智能变电站建设的实俺原则和技术路途，开展智能装备研发及装需智能化改造，开展智能变电站琮合信息分析，探究全新的变电运行管理模式，推动国家变电站的技术革新和电力事业的发展.变电站综合自动化系统是利用澈机技术，将变电站的限制、测录、信号传输处理、继电爱护、故障录波、远动等功能溶为一体的多机共享系统。由此可见，它能鲂削犍硬件，提高设饴的利用率,简化二次接线,使变电站主控室面积和成本降低,大盘节约投资,克服以往计算机技术在变电站单一功能的决戊和不足。变电站涂合自动化系统所能完成的主要功能包括：数据采集、缚电爰护、参数监测、运行限制、信息远传、事务记录、事故报警、故障录波测距、自动电J卡无功限制、自动低同发载及系统自检等,一些发达国家早在70年头末就起先了变电站综合自动化的探讨工作，至今己取得了重大进展，目前以西门子公司为代表的最先进的完全分散式限制系统，适用于35500kV的各级变电站，其特征是以“单元”为基本部件,各“单元”分散布置在各电压等级的一次开关场旁边，每个“单元”将数据果集、继电爱护、参数监测、运行限制、故障记录和录波等多功能集于一体,利用中行口通过电缆或光施发送到变电站的中心计算机（有的变电站已无主控室），同时各单元接收中心计算机发来的限制吩咐并执行.本系统的最大特点是扩充便利，传输数据抗电磁场F扰实力强.利用远动接口可实现无人伯守.该系统的出现将完全变更常规变电站的谀备布置方式和运行方式，使变电站的二次接线概念彻底曲观，足时变电站的一次彻联革命,我国关于变电站综合自动化的探讨起步于80年头后期,但发展很快速.目曲全国有近500多座综合自动化变电站已投运或即将投运，但有的结构还基本上是集中式，也没有运用光纤传怆数据以防止变电站的覆电破干扰，同时缺乏故障录波和测距功能，因而必需采纳单独的故障录波装置来斛决这一何造“而微机鳍电爱护也是和其他部分分开的独立系统，只是在爰护装视和综合系统的数批;采集装置间用率行”通讯方式进行信息交换近几年,分层、分布式的综合自动化系统有的已开发并在试运行。城市电网运行的最嘱本要求是平安与稳定，城市电网平安检定的核心问题是要建立一个与该城市相适应的、合理的电网结构，本文通过对电网规划和电力设计方面的技术原则分析阐述了在电网平安中关于电Hi等级、供电军於性、供电实力以及电网平安供电的准则要求等方面应留意的一些问SS：以及有针对性的阐述了对35kV变电站和IOkY变电站的详细设计原则相对电网平安供电的要求.变电站是电力系统中不行缺少的重要组成部分,它担负着电能转换和安排的任务.对电网的平安和经济运行起若举足轻31的作用，是联系发电厂和用户的中间环节.随蓿经济的发展,电网容量不断扩大，对电网送行的军绑性要求也越来越腐。科学技术的发展、智能化开关,光电式电流电乐互感潺,一次运行设得在线状态检测,变电站运行操作培训仿真等高新技术日趋成熟,以及光纤技术、计亢机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对现彳!的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统成为发展的格势。随着技术的进步传统的维电爱护装世正逐步被微机爱护所取代.微机爱护是微机计尊机爱护的简称，是一种数字式维电爱护，是基于可编程数字电路技术和实时数字信号处理技术实现的电力系统继电爱护。目前，国内外已经研制出以32位数字信号处理器为现件圣础的爱护、限SM、测量、及数据通信一体化的微机覆护综合限制装置，井将一线人工智能技术引入第电赞护中，如用人_E神经网络、模糊理论实现故障类型推断、故障测矩、方向爱妒、主设备爱护等新方法。用小波理论的数字手段分析故隔产生信号的整个领带信息并用于实现故隙检测，这些人工智能技术不仅为提高故障判别精度供应了手段，而且使某线基于单一工频信号的传统算法难以识别的问题徨到解决.目前.微机继电爱护正沿着微机爱护网络化、智能化、自适应和爱护、限制、测量、信号、数据通信一一体化的方向发展.三、本课题探讨内容本论文设计了一个35kY降压变电站电气部分设计.此变电站有两个电压等级,一个足35kY,一个是IOkV.力求做到系统运行牢靠，悚作简洁、便利，羟济合埋,具有犷建的可能性和变更运行方式时的故扼性，使其更加贴合实际，更具现实意义。电力系统在运行中，各种电气设备可能出现故障和不正常运行状态.不正常运行状态主要有:过负荷,过电1K,频率降低,系统振荡等.故障主要包括各种类型的短路和断税,如:三相短路,两相短路,两相接地短路，单相接他短路，单相断践和两相断战等。本次毕业设计的主要完成对电气系统的设计、变压器维电爱护.对输电线路维电爱护等.四'本课题探讨方案本论文设计了一个35kY变电站电气部分设计.此变电站有两个电压等级.一个是35kV.一个是IOkV.本设计选择选择两台主变压涔.其他设备如断路涔,隔高开关，电流互感器.电压互整器，供配电城路，无功补偿装汉等等依据详细负荷计算，短路计算进行选里、设计和配置。而对这线部分有效的疫护既是保证电力系统平安运行的重要措施之一。本设计选择选择两台主变压器,对输电线路主要采纳了距窗及基动线路爱护测控奘跟进行爱护，对变压器主要采纳了差动、瓦斯及过流过负荷等变压器爱护测控装词爱护。五'主要设计部分及工作进度(1)主要涉及部分第一部分：短路计算，其次部分：整定计算.第部分：变压器瓦斯爱护.第四部分：变压器至动爱护。第五部分：变压器过流及过负荷焚护.第六部分；母践爱护，第七部分：线路距围爱护”第八部分：魏路基动爱护.(2)工作进度序号各阶段工作内容起讫日期备注1结合设计内容更习所学的专业学问，作好理论打算；其次进行与设计有关的调研活动及资料的搜集.完成开题报告.206-2012.12.02序号各阶段工作内容起电日期备注2开题报告英文嗣评：写开题报告，确定谭SS的研究内容和方窠：并且交找外文资料进行外文解语：2012.12.03-2012.12.093起先论文，将总体思路及设计方案也许模板确定下来；2012.12.10-2012.12.161选择主变的容收和台数，确定电气一次主接战方案。2012.12.17-2013.12.235短路电流计算,选择一次电气设番.防雷爱护和接地装置计算，维电覆护计里装置配置，20-2013.01.066基本完成毕业论文初稿：20207编写并打印设计计尊书、绘制计算机网络图纸和施二图纸等：20-2013.05.198撰笃论文并反或打算华业答辩材料并演练答辘过程：2013.05.20-2013.06.079诳行毕业论文答辩，2020六、参考文献：1范蜴普.发电厂电气部分其次版国.北京:水利水电出版社，19952熊信银.发电厂电气部分1.北京:中国电力出版社,2004.102-2233强光臣.小型水电站机电设计手册电气一次部分S.北京：中国电力出版社,19964西北电力设计院.电力工程电气设备手册电气一次部分3.北京:中国电力出版社，19995刘正山.发电厂电气设计和计算用.四川：四川高校出版社，19996西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气次部分S.北京：中国电力出版社，19967于永源,杨绮雯.电力系统分析其次版出；.北京:中国电力出版社,2004.12-22-18于永源,杨烯雯.电力系统分析第一版M.北京:中国电力出版社，19879何仰赞.电力系统分析僮.武汉:华中理工高校出版社，199910西北电力设计院,电力工程电气设备手册电气二次部分S,北京:中国电力出版