35kV变电站设计方案开题报告

科学技术学院
毕业设计(论文)开题报告题目：35KV变电所电气设计
学科部：信息学科部
专业：电气工程及其自动化
班级：电气092班
学号：
姓名：
指导教师：
填表日期：2012 年12 月 6 日
一、选题的依照及意义
（一）选题的依照：
经过本设计使我掌握了35kV 变电站电气主接线设计的基本步骤和方法，并在剖析、计算和解决实质工程能力等方面获得训练，进一步稳固了电力生产的专业知识，掌握了工程画图方面的一些知识、方法，掌握了科技论文写作的一般知识及科技文件资料的查找技巧，为此后从事设计、运转和科研工作，确立必需的知识基础。

35kV 变电站电气一次部分初步设计的过程，是对所学知识进行的一次查验和实践，进而使电力专业知识获得稳固和加深，逐渐提高了剖析问题和解决问题的能力。

在设计的过程中，查阅了大批的文件资料，累积了丰富的第一手资料，在主接线设计、电气设备选择等详细设计任务中进行了大批的比较、计算、优化有效的培育了自己剖析问题、解决问题的能力，并使专业知识获得稳固和升华。

我对变电站的生分，到认识，再到深入研究，最后达成了35KV变电所电气部分的设计。

此中包含了电气一次部分主接线的设计和各样电气设备的选择，也有二次继电保护方面的简单介绍，最后加上了一些防雷举措。

本次设计基本是依照变电所设计基本步骤做下来的，所以也能达到一般变电所的性能要求。

此中还对新设备进行了选择，适应于当前的趋向。

（二）选题的意义：
电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。

发展公民经济的基础，是一种无形的、不可以大批储藏的二次能源。

电能的发、变、送、配合用电，几乎是在同一瞬时达成的，须随时保持功率均衡。

要知足公民经济发展的要求，电力工业一定超前发展，这是世界电力工业发展规律，所以，做好电力规划，增强电网建设，就尤其重要。

变电所作为电力系统的重要构成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运转，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分派电能的作用。

对其进行设计势在必行，合理的变电所不单能充足的知足当地的供电需求，还可以有效的减少投资和资源浪费。

本设计包含对35KV变电站设计的优化对未来电网的合理规划有着必定的参照意义。

二、国内研究现状及发展趋向
变电站是变换电压和互换电能的场所,由电力变压器和配电装置构成。

变电站可否安全、靠谱的运转,对工矿公司、医院、国防、交通都有侧重要意义。

而变电站的安全、靠谱运转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、网络通信技术以及控制技术的发展迅猛,被愈来愈多的应用在工业控制的各个领域。

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、开合闸控制、线路保护以及运转历史数据储存。

同时变电站系统对这些新技术的盼望也愈来愈激烈,如变电站的操作对于及时性的要求愈来愈高,发生异样时应当立刻做出动作采纳相应举措,这就要求数据通信传输速度愈来愈快；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预判,这就要求计算机软件系统有强盛的数据库以及更为人性化的人机界面设计,同时也要求计算机硬件装备更高速运算的CPU；现有的变电站都在相对偏僻的郊区并且大部分需要工作
人员24小时价守,运转成本较高,无人值守站变电站需求愈来愈急迫。

最近几年来，“智能电网”一词已成为一个流行的专业术语，代表了现在世界电力系统发展改革的最新动向，被以为是21 世纪电力系统的重要科技创新和发展趋向。

智能电网作为未来电网的发展方向，浸透到发电、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中心的一环。

作为智能电网的重要基础，智能变电站为智能电网供给标准的、靠谱的节点( 包含一次、二次和系统) 支撑。

智能变电站是采纳先进、靠谱、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，自动达成信息收集、丈量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可依据需要支持电网及时自动控制、智能调理、在线剖析决议、共同互动等高级功能的变电站。

智能变电站的建设能够实现设备信息、运转保护策略与电力调动全面互动，实现鉴于状态的全寿命周期综合优化管理，实现电网运转数据的全面收集和及时共享，支撑电网及时控制、智能调理和各种高级应用，保障各级电网安全稳固运转。

变电站综合自动化是将变电站的二次设备( 包含控制、信号、丈量、保护、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设计, 对变电站实行自动监督、丈量、控制和协调, 以及与调动通信等综合性的自动化系统。

实现变电站综合自动化, 可提高电网的安全、经济运转水平, 减少基建投资, 并为推行变电站无人值班供给了手段。

计算机技术、信息技术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。

最近几年来, 跟着数字化电肚量测系统( 如光电式互感器或电子式互感器)、智能电气设备以及有关通信技术的发展, 变电站综合自动化系统正朝着数字化方向迈进。

变电站自动化系统在我国的应用已经获得了特别明显的成效, 对提高电网的安全经济运转水平起到了重要作用。

当前跟着新技术的不停发展, 数字化变电站正在盛行。

与传统变电站对比, 数字化变电站拥有以下优势: 减少二次接线, 提高丈量精度, 提高信号传输的靠谱性, 防止电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点接地等问题, 解决设备间的互操作问题, 变电站的各样功能可共享一致的信息平台, 防止设备重复, 自动化运转和管理水平进一步提高。

数字化变电站是变电站自动化技术的发展方向。

自从1987 年清华大学研制成功第一套变电站综合自动化系统投运十多年来，因为技术水平的不停提高，系统构造也在精益求精。

依据综合自动化系统设计思想和安装的物理地点的不一样，综合自动化系统硬件构造形式能够分红好多种类。

其构造形式有集中式、分布式、分别（层）分布式；从安装物理地点上来区分集中组屏、分层组屏和分别在一次设备间隔设备上安装等形式。

典型的35 kV 变电站综合自动化系统采纳分布式构造，装置分红管理层、变电站层和间隔层，利用现场总线技术信息上传，保护功能完整独立，远动与监控系统共用间隔层，利用现场总线技术信息，保护功能完整独立，远动与监控系统共用间隔层信息收集装置，达到了分布式R T U 技术标准。

间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔区分，拥有丈量、控制和断电保护部分。

间隔层自己是由各样不一样的单元装置构成，这些独立的单元装置直接经过总线接到站控层。

站控层的主要功能就是作为数据集中办理和保护管理，
担负着上传下达的重要任务。

管理层由一台或多台微机构成，这类微机操作简单方便，界面汉化，使运转值班人员极易掌握主要功能包含：数据办理、画面显示、打印和睦波剖析计算等。

对已建成的35 kV 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综合自动化系统，能够充足利用已有的二次电缆进行综合自动化改造，缩短施工周期，且综合自动化系统因为置于室内，运转环境稳固，保护方便。

对新建35 kV 变电站综合自动化系统我们介绍采纳分别分布式与集中组屏相联合的综合自动化系统，该构造采纳“面向对象”，即面向电气一次回路或电气间隔的方法进行设计的，间隔层中各数据收集、监控单元和保护单元做在一同，并将这类机箱就地分别安装在开关柜上或其余一次设备邻近。

这样各间隔单元的二次设备互相独立，仅经过光纤或电缆网络由站控机对它们进行管理和互换信息，最大限度地压缩了二次设备及其繁琐的二次电缆，节俭了投资，又可减少二次回路调试工作量。

对10 k V 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:(l) 大型变压器宜采纳低磁密、低消耗变压器;(2) 开关选择应依照“无油化”原则, 首选S F6 和真空开关;(3) 直流系统所用沟通电源采纳双电源自动投切; 直流系一致般采纳智能高频开关电力操作电源系统, 它拥有沟经过欠压报替、电池过电压、沟通停电报警、自动均充等一系列功能, 拥有很高的靠谱性, 同时供给有通信接口, 便于远方监控直流系统的运转状况。

(4 )变电站自动化系统是此类变电站的中心系统, 该系统集控制、保护、监督功能于一体, 装置采纳高性能办理器、高精度的A /D 变换器, 系统配里灵巧, 拥有多种安装模式, 即可采纳分别安装, 亦可进行集中组屏。

通信总线不只能够采纳电气方式, 也可采纳抗扰乱能力强的光纤方式。

系统构造整体上分为三层: 变电站层、网络通信层和间隔层。

变电站层主耍由总控单元、监控主机; 远动工作站及其余工作站构成, 其余工作站可依据需要随意增减。

变电站层可为调动、运转人员供给友善的人机文互窗口. 以图形显示、语音报替、报表和信息打印的方式对现场状况进行及时监测, 并可对一次设备实现远方调控。

网络通信层采纳标准规约, 可与其余厂家的设备互联。

间隔层采纳工D 系列硬件, 可在恶劣环境下运转。

软件系统, 采纳鉴于面向对象的设计原理。

开放式模块化构造, 可实现与通用应用, 软件和用户程序想联合。

保证了系统的通用性。

实现3 5 k V 变电站无人值班, 能够采纳调动自动化系统与远动R T U 来实现, 也能够在变电站装备综合自动化系统。

假如用远动装置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, 控制室小, 不建生活设备, 少站土地, 节俭了投资, 是电网自动化发展的方向。

从适应增容扩建,升压的角度选择设计方案。

35 k V 电压登记在我国电力网中是一个重要的电压等级, 3 5 k V 变电站在我国县级电力网中将长久使用。

跟着产品不停更新,相应的新式设备层见迭出, 设计方案应力争结线简单、清楚、操作方便, 提高靠谱性,限制工程造价, 节俭土地, 减少生产和生活办公设备建筑物的土建面积。

发展方向应是向小型化、综合自动化和无人值班方向发展。

在实质设计工作中, 一定依照负荷的性质、用电容量、环境条件、工程特色和地域供电条件及用户的经济蒙受能力, 安装、运转、保护、检修的技术力量, 备品备件购买能否方便, 抢修、操作、交通能否便利, 未来能否升压扩建, 与调动自动
化配合等方面的要素。

从全局出发, 兼备兼备, 选择出最正确设计方案。

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重要环节。

电气主接线是由高压电器设备经过连结构成的接受和分派电能的电路，反应各设备的作用、连结方式和各回路间互相关系，进而构成变电站电气部分的主体。

它直接影响运转的靠谱性、灵巧性，并对配电装置的部署、继电保护的配置、自动装置和控制方式的选择，起决定性作用。

所以，在确立主接线时，电气主接线要知足必需的供电靠谱性、经济性、保证供电的电能质量，此外主接线应能适应各样运转方式，拥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宽泛的应用。

智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运转设备在线状态检测、变电站运转操作培训仿真等技术日益成熟, 以及计算机高速网络在及时系统中的开发应用, 变电站中所有信息的收集、传输和办理所有数字化。

变电站综合自动化、数字化已经是变电站建设的主流, 跟着2009年9 月 智能变电站技术导则经过评审, 变电站智能化将成为变电站建设的必定趋向。

IEC61850的提出对变电站技术而言有里程碑式的意义, 但从2005 年左右推出并在不停订正以来, 到现在已有5年时间。

变电站技术从传统变电站、自动化变电站、数字化变电站到现在, 技术的进步与发展日异月新。

自动化变电站是对传统RTU 的功能扩展和变电站二次系统的计算机化升级, IEC61850是对变电站自动化技术的总结和规约, 在此基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)归入数字化的范围。

国家电网公司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、靠谱、节能、环保、集成的设备组合而成, 以高速网络通信平台为信息传输基础, 自动达成信息收集、丈量、控制、保护、计量和监测等基本功能, 并可依据需要支持电网及时自动控制、智能调理、在线剖析决议、共同互动等高级应用功能。

智能变电站分为设备层、系统层。

设备层主要由高压设备、智能组件和智能设备构成,实现IEC61850中所说起的变电站丈量、控制、保护、检测、计量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、剖析决议等高级智能应用, 包含智能变电站系统级的先进功能。

跟着高压设备智能化的不停发展, 传统意义上的一、二次设备间的界线也将渐渐模糊, 一次设备经过安装和集成智能组件, 将成为智能设备。

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, 加入并重申自动剖析和决议的智能控制功能; 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, 密切联合智能变电站建设的实行原则和技术路线, 展开智能装备研发及装备智能化改造, 展开智能变电站综合信息剖析, 探究崭新的变电运转管理模式, 推进国家变电站的技术改革和电力事业的发展。

变电站综合自动化系统是利用微机技术, 将变电站的控制、丈量、信号传输办理、继电保护、故障录波、远动等功能溶为一体的多机共享系统。

因而可知, 它能够减少硬件, 提高设备的利用率, 简化二次接线, 使变电站主控室面积和成本降低, 大批节俭投资, 战胜过去计算机技术在变电站单调功能的弊端和不足。

变电站综合自动化系统所能达成的主要功能包含: 数据收集、继电保护、参数监测、运转控制、信息远传、事件记录、事故报警、故
障录波测距、自动电压无功控制、自动低周减载及系统自检等。

一些发达国家早在70 年月末就开始了变电站综合自动化的研究工作, 到现在已获得了重要进展。

当前以西门子公司为代表的最初进的完整分别式控制系统, 合用于35～500 kV 的各级变电站, 其特色是以“单元”为基本零件, 各“单元”分别部署在各电压等级的一次开关场邻近, 每个“单元”将数据收集、继电保护、参数监测、运转控制、故障记录和录波等多功能集于一体, 利用串行口经过电缆或光缆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控制命令并履行。

本系统的最大特色是扩大方便, 传输数据抗电磁场扰乱能力强, 利用远动接口可实现无人值守。

该系统的出现将完整改变惯例变电站的设备部署方式和运转方式, 使变电站的二次接线观点完全改观, 是对变电站的一次完全革命。

我国对于变电站综合自动化的研究起步于80 年月后期, 但发展很快速。

当前全国有近500 多座综合自动化变电站已投运或马上投运, 但有的构造还基本上是集中式, 也没有使用光纤传输数据以防备变电站的强电磁扰乱, 同时缺乏故障录波和测距功能, 因此一定采纳独自的故障录波装置来解决这一问题。

而微机继电保护也是和其余部分分开的独立系统, 不过在保护装置和综合系统的数据收集装置间用串行口通信方式进行信息互换。

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转。

城市电网运转的最基本要求是安全与稳固。

城市电网安全稳固的中心问题是要成立一个与该城市相适应的、合理的电网构造。

本文经过对电网规划和电力设计方面的技术原则剖析。

论述了在电网安全中对于电压等级、供电靠谱性、供电能力以及电网安全供电的准则要求等方面应注意的一些问题；以及有针对性的论述了对35kV变电站和10kV变电站的详细设计原则相对电网安全供电的要求。

变电站是电力系统中不行缺乏的重要构成部分，它担负着电能变换和分派的任务，对电网的安全和经济运转起着举足轻重的作用，是联系发电厂和用户的中间环节。

跟着经济的发展，电网容量不停扩大，对电网运转的靠谱性要求也愈来愈高。

科学技术的发展、智能化开关,光电式电流电压互感器,一次运转设备在线状态检测,变电站运转操作培训仿真等高新技术日益成熟,以及光纤技术、计算机高速网络在及时系统中的开发应用,必定对现有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趋向。

跟着技术的进步，传统的继电保护装置正逐渐被微机保护所代替。

微机保护是微机计算机保护的简称，是一种数字式继电保护，是鉴于可编程数字电路技术和及时数字信号办理技术实现的电力系统继电保护。

当前，国内外已经研制出以32位数字信号办理器为硬件基础的保护、控制、丈量、及数据通信一体化的微机保护综合控制装置，并将一些人工智能技术引入继电保护中，如用人工神经网络、模糊理论实现故障种类判断、故障测距、方向保护、主设备保护等新方法。

用小波理论的数字手段剖析故障产生信号的整个频带信息并用于实现故障检测。

这些人工智能技术不单为提高故障鉴别精度供给了手段，并且使某些鉴于单调工频信号的传统算法难以识其余问题获得解决。

当前，微机继电保护正沿着微机保护网络化、智能化、自适应和保护、控制、丈量、信号、数据通信一体化的方向发展。

三、本课题研究内容
本论文设计了一个35kV降压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10kV。

力争做到系统运转靠谱，操作简单、方便，经济合理，拥有扩建的可能性和改变运转方式时的灵巧性，使其更为贴合实质，更具现实意义。

电力系统在运转中,各样电气设备可能出现故障和不正常运转状态。

不正常运转状态主要有:过负荷,过电压,频次降低,系统振荡等。

故障主要包含各样种类的短路和断线,如:三相短路,两相短路,两相接地短路,单相接地短路,单相断线和两相断线等。

本次毕业设计的主要达成对电气系统的设计、变压器继电保护，对输电线路继电保护等。

四、本课题研究方案
本论文设计了一个35kV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10kV。

本设计选择选择两台主变压器，其余设备如断路器，隔走开关，电流互感器，电压互感器，供配电线路，无功赔偿装置等等依照详细负荷计算，短路计算进行选型、设计和配置。

而对这些部分有效的保护既是保证电力系统安全运转的重要举措之一。

本设计选择选择两台主变压器，对输电线路主要采纳了距离及差动线路保护测控装置进行保护，对变压器主要采纳了差动、瓦斯及过流过负荷等变压器保护测控装置保护。

五、主要设计部分及工作进度
（1）主要波及部分
第一部分：短路计算。

第二部分：整定计算。

第三部分：变压器瓦斯保护。

第四部分：变压器差动保护。

第五部分：变压器过流及过负荷保护。

第六部分：母线保护。

第七部分：线路距离保护。

第八部分：线路差动保护。

（2）工作进度
六、参照文件：
[1]范锡普.发电厂电气部分第二版[M].北京:水利水电第一版社,1995
[2]熊信银.发电厂电气部分[M].北京:中国电力第一版社,2004.102-223
[3]强尧臣.小型水电站机电设计手册电气一次部分[S].北京:中国电力第一版社,1996
[4]西北电力设计院.电力工程电气设备手册电气一次部分[S].北京:中国电力第一版
社,1999
[5]刘正山.发电厂电气设计和计算[M].四川:四川大学第一版社,1999
[6]西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气一次部分[S].北京:中国电力第一版
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[8]于永源,杨绮雯.电力系统剖析初版[M].北京:中国电力第一版社,1987
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