35KV变电站开题报告

开题报告

一．本设计的来源及研究的目的和意义

本设计为某煤矿计一个35KV的地面变电站的电气部分。电能是煤矿生产中使用的最主要的能源，与煤矿生产相关的提升、排水、运输、通风、照明等都需要有源源不断充足电能供应。安全用电是保证矿井安全生产的关键之一；并且煤矿中有许多一级负荷如，主要通风机、升降人员的立井提升设备、抽放瓦斯设备、主排水设备、矿井地面和井下中央变(配)电所、矿调度控制中心、矿医院，对于这些一级负荷中断供电，将造成人身伤亡或将损坏主要设备且长期难以修复，或对国民经济带来巨大损失。所以对于一级负荷要求安全可靠的供电，本设计的意义是为煤矿设计一个安全可靠的变电站，为煤矿提供高质量、安全可靠的优质电能。

二、本设计所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析

目前我国国内煤矿变电站研究现状是研究煤矿变电站的智能化，数字化，取代传统式的煤矿变电站。

（1）煤矿智能变电站

煤矿变电站的智能化是现今主要的研究方向

由于煤矿变电运行的主要任务都是技术性很强的操作，正是因为这些操作表现出的明显的技术性和实践性，使人们相对忽视了变电运行安全管理制度的建设。在变电站安全管理制度不完善的情况下，变电运行责任意识模糊，安全生严难以落实到实处。工作人员安全工作

的意识并没有达到应有的高度。并且人员素质水平较低，工作积极性不高，带来了许多安全隐患。

而智能变电站设备状态可视化正好能够解决这些问题，智能变电站通在各类物体上安装电子标签、传感器以及设置二维码等寻段，实现对主要设备的可视化监测，进而更有针对性的又设备运行活动进行管理，也能在第一时间准确的发现变电站故障发生位置，以最快的速度和最有效的措施解决故障，强化煤矿变电站智能化控制水平。（2）煤矿变电站的数字化

目前，我国的煤矿变电站还是属于传统式的变电站，它主要由一次设备和二次设备组成。而煤矿变电站自动化系统分为电站层、间隔层和后台人机界面等，这种传统的煤矿变电站存在很大的缺陷，不仅在安全方面不能满足电网的需要，而且也无法达到电力系统的性能要求以及快速计算的能力，给煤矿开采带了了很多安全隐患。

如今，随着互感器技术以及断路器技术的大力发展，光电式或电子式互感器和智能断路器都可以提供相应的数字化接口，为变电站高低压设备之间的信息数字化传递，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作.所有信息采集、传输、处理、输出过程由过去的模拟信息全部转换为数字信息，测量精度高、无饱和、无CT二次开路；二次接线简单；光纤取代电缆，电磁兼容性能优越；信息传输通道都可自检，可靠性高和管理自动化等优点。这就是现今煤矿数字化发展的方向。

国外情况

针对智能变电站发展存在的问题，中国与欧洲国家因发展理念及所处发展阶段的不同而存在显著的差异。

国内已有大量智能变电站工程建设的实例，因此目前大多关注工程建设所暴露出的实际问题，发展较为成熟。

欧洲国家对于智能变电站还处于筹划起步阶段，缺乏统一的ＩＥC６１８5０标准配置工具。配置工具之间缺乏互操作性。很多厂家的配置工具仅适用于自身产品，即使一些工具能够兼容多个厂家的模型，但在智能电子设备（IED）与一次拓扑的关联上又再度缺乏统一的实现方式，给工程应用带来了困难。

三、对本设计所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析

1.任务要求：

（1）收集原始数据，如煤矿规模、煤矿负荷等级，负荷种类，负荷容量等，收集变电站所建区域的气象条件，如大气压强、海拔高度、空气湿度、年平均温度、最高温度、雷击次数、覆冰厚度等等

(2)为变电站选址

(3)负荷计算

(4)选择电气主接线形式

考虑变电站在电力系统中的位置、近期与远期的发展规模、负荷分级、出线回路、主变台数、备用容量等

(5)短路电流的计算

(6)变电站一次设备的选择

按正常条件选择电器，按短路情况校验，如变压器形式及结构

(7)配电装置的设计

(8)绝缘配合以及过压保护

(9)防雷接地

预期目标：

（1）完成原始数据表

（2）完成配电所的电气安装图其中包括：

变电所一次系统接线图（主接线图），变电所平、剖面图

无标准图样的构件安装大样图，变电所接地装置平面布置图，

变电所电气照明系统图和平面图。

（3）完成短路电流计算报告

（4）完成一次设备选择并列表

（5）完成绝缘配合以及过压保护方案

（6）完成防雷接地保护方案

四、本设计需要重点研究的关键的问题及解决的思路

(1)短路电流的计算

短路电流计算是电力系统三大计算之一，是进行电气接线方式选择、电气设备选择、继电保护整定和校核的基础。计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电器设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。

解决思路：首先绘制计算电路图，并在途中给标明所需考虑的各

原件主要参数，然后依次为各原件编号，确定短路计算点。

按所选择的短路计算点绘制出等效电路图，并计算各主要元件的阻抗，然后简化等效电路，求等效总阻抗，最后计算短路电流。一般用欧姆法或标幺值法计算短路电流。

（2）负荷计算

计算负荷也称需要负荷或最大负荷。用户的计算负荷是选择用户电源进线及其中一、二次设备的基本依据，也是计算用户功率因数和用户用电容量的基本依据，所以本设计的研究重点之一为负荷计算。

解决思路：根据供配电技术中的方法，可以采用

（一）按逐级计算法确定用户的计算负荷

（二）按需要系数法计算负荷

（三）按负荷密度法估算用户的计算负荷

（四）按年产量估算用户的计算负荷

（五）用户的无功补偿及补偿后的用户计算负荷

可以根据煤矿的具体情况采用合适的方法计算负荷。

(3) 电器设备的选择电器设备的选择也是本设计的研究重点，只有按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定，才能使电气设备可靠的工作。从而满足负荷的要求保证变电站安全、可靠的为煤矿负荷供电。

解决思路

一、按正常工作条件选择电气设备

1额定电压:不低于装置点电网额定电压U SN即U N≥U SN