220kv变电站电气部分设计开题报告

220kv变电站电气部分设计开题报告毕业设计(论文)开题报告

(20 届)

专业: 电气工程及其自动化学生姓名: 班级: 学号

指导教师姓名: 职称

年月日

题目:220KV变电所电气部分设计

1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500,2000字左右的文献综述。

1.1 工厂供电系统的意义

伴随着我国改革开放和现代化建设的迅速发展，我国正在快速、平稳的走向工业现代化。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础。随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益增高。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用;电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中和国家经济建设中应用极为广泛。

当电能从区域变电所进入工厂后，首先要解决的就是如何对电能进行控制、变换、分配和传输等问题。在工厂，担负这一任务的是供电系统，供电系统的核心是变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都就将停止进行，甚至还会引起一些严重的安全事故。供电设计是否完善，不仅影响工厂的基本建设投资、运行费用和有色金属消耗量，而且也反映到工厂供电的可靠性和工厂的安全生产上，它与企业的经济效益、设备和人身安全等是密切相关的。工厂供电要很好的为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，

就必须达到“安全、可靠、优质、经济”的要求，因此，设计和建造一个以“安全、可靠、优质、经济”为标准的变电所，对保障工厂生产安全、连续的进行时极为重要的。

1.2 220KV供电系统在电力系统中的位置

电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等五个环节组成的。在电力系统中，各种类型的、大量的电气设备通过电气线路紧密地联结在一起。由于其覆盖的地域极其辽阔、运行环境极其复杂以及各种人为因素的影响，电气故障的发生是不可避免的。由于电力系统的特殊性，上述五个环节应是环环相扣、时时平衡、缺一不可，又几乎是在同一时间内完成的。在电力系统中的任何一处发生事故，都有可能对电力系统的运行产生重大影响。220KV供电系统能否安全、稳定、可靠地运行，不但直接关系到企业用电的畅通，而且涉及到电力系统能否正常的运行。

因此要全面地理解和执行地区电业部门的有关标准和规程以及相应的国家标准和规范。

1.3 变电所的发展现状

近十年来，随着我国国民经济的快速增长，用电也成为制约我国经济发展的重要因素，各地都在兴建一系列的用配电装置。变电所的规划、设计与运行的根本任务，是在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发和利用动力资源，用最少的支出(含投资和运行成本)为国民经济各部门与人民生活提供充足、可靠和质量合格的电能。这里所指的“充足”，从国民经济的总体来说，是要求变电所的供电能力必须能够满足国民经济发展和与其相适应的人民物质和文化生活增长的需要，并留有适当的备用。变电所由发、送、变、配等不同环节以及相应的通信、安全自动、继电保护和调度自动化等系统组成，它的形成和发展，又经历了规划、设计、建设和生产运行等不同阶段。各个环节和各个阶段都有各自不同的特点和要求，按照专业划

分和任务分工，在有关的专业系统和各个有关阶段，都要制订相应的专业技术规程和一些技术规定。为了适应我国国民经济的快速增长，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，瞻前顾后，需要设计出一系列的符合我国各个地区的用以供电的变电所，用以协调各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。

1.4 变电所主要设备

变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。

变电所起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电所的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电所还有无功补偿设备。变电所的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。

(1)变压器

变压器是变电所的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器即高、低压每相共用一个绕组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比电流则与绕组匝数成反比。

变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器，前者电力系统送端变电所，后者用于受电变电所。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况先保持合格的电压，有时需要切换变压器的分接头。

按其分接头切换方式变压器有带负荷有载调压变压器和无负荷无载调压变压器，有载调压变压器主要用于受端变电所。

(2)互感器

互感器有电压互感器和电流互感器。它们的工作原理和变压器相似，它们把

高电压设备和母线的运行电压、大电流(即设备和母线的负荷或短路电流)按规定比例变成测量仪表、继电保护及控制设备的低电压和小电流。在额定运行情况下电压互感器二次电压为100V，电流互感器的二次电流为5A或1A。电流互感器的二次绕组经常与负荷相连近于短路，注意:绝不能让其开路，否则将因高电压而危机设备和人身安全或是电流互感器烧毁。

(3)开关设备

开关设备包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。

断路器在电力系统运行情况下用来合上和断开电路，在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还有自动重合闸功能。在我国，220KV以上变电所使用较多的是空气断路器和六氟化硫断路器。

隔离开关的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。

负荷开关能在正常运行时断开负荷电流，没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断器配合用于10KV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。 1.5 变压器的选择

在各级电压等级的变电所中，变压器是变电所中的主要电气设备之一，其担任着向用户输送功率，或者两种电压等级之间交换功率的重要任务。选择时，应兼顾电力系统负荷增长情况，并根据电力系统5,10 年发展规划综合分析，合理选择，否则，将造成经济技术上的不合理。

如果变压器容量选的过大，台数过多，不仅增加投资，扩大占地面积，而且会增加损耗，给运行和检修带来不便，设备亦未能充分发挥效益;若容量选得过小，可能使变压器长期在过负荷状态下运行，影响变压器的寿命和电力系统的稳定性。

因此，确定合理的变压器的容量是变电所安全可靠供电和网络经济运行的保证。

1.6 短路电流

在电力系统的电气设备，在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路，因为它们会遭到破坏对用户的正常供电和电气设备的正常运行。短路是电力系统的严重故障，所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地系统)发生通路的情况。

在三相系统中，可能发生的短路有:三相短路，两相短路，两相接地短路和单相接地短路。其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。

电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。

1.7 电气设备的选择

各种电气设备的功能尽管不同，但都在供电系统中工作，所以在选择时必然有相同的基本要求。在正常工作时，必需保证工作安全可靠、运行维护方便、投资经济合理，在短路情况下，能满足动稳定和热稳定的要求。

2. 选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。

变电所设计的内容力求概念清楚，层次分明，结合自己设计的原始资料，参考变电所电气设计工程规范，经过大量精简工作，了解设计的基本过程，从而进一步指导设计内容的开展。现将自己查阅文献的工作归述为:通过查阅文献馆藏书籍，课本和网络资料资源，了解电力工业的有关政策，技术规程等方面知识，理清自己

的设计思路，查询有关电气设备等最新动态价格及参数，从而为自己的设计提供有力的依据。

通过查阅文献，进行论述，提出我的设计思路和具体设计内容，以便为设计工作提供有理可据的参考价值，通过查阅变电所的设计规程，了解发变电站设计的一般过程及相关的设计规程，明白了自己要设计一个变电所的设计内容，清楚设计任务，如电气主接线设计，短路计算，设备的选择，防雷接地等，树立了正确的设计思路，主要涉及以下几点:

(1)电气主接线是变电所设计的首要任务，也是构成电力系统的主要环节，主接线的拟定直接关系着变电所电气设备的选择。配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电所电气部分投资大小的决定性因素，结合原始资料分析，以及各种接线方式的优缺点，适用范围的综合比较，确定出最终的接线方案。

(2)在变电所的选型应根据其容量和台数、主变压器形式等进行选择。

(3)短路电流计算是为了更好地选择电气设备、继电保护的配置及整定等，

了解电力系统的短路计算知识，学习短路计算的方法，从而完成自己的设计中的短路计算部分。

(4)导体及电气设备选择是设计的主要内容之一，因电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体的选择方法也不完全相同，但是对它们的基本要求是一致的，电气设备要能可靠地工作，必须按正常的工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。

(5)高压配电装置在电力系统中起着接受和分配电能的作用，从中了解到了电气布置知识，通过对配电的基本要求，设计原则的了解，为自己的设计做了较合理的布置。

(6)电力系统的安全性主要体现在继电保护方面，结合继电保护的作用，基本要求(选择性、速动性、灵敏性、可靠性)，主要对变压器的差动保护(主保护)、过电流保护(后备保护)、过负荷保护进行了讲解和简单介绍。

(7)为了确保变电所的安全，结合防雷保护知识，防雷技术主要从两个方面:一是雷直击于发电厂，采取装设避雷针的方法;二是发电厂的雷电入侵波，采取装设阀式避雷器的防雷保护措施。

(8)参考专业书籍知识，了解我国在变电所设计工作中电气具体的布置规划，同时参考其绘图，编号等要求，为自己的设计绘制主接线图、平面图和断面图。

参考文献:

[1] 刘介才.工厂供电(第三版).北京:机械工业出版社，2000.5 [2] 北京钢铁设计院.钢铁企业电力设计参考资料.北京:冶金工业出版社，1976 [3] 张成普.变电所及电力网设计与应用(第二版).北京:中国电力出版社，

2008.9

[4] 水利电力部西北电力设计院.电气工程设计手册一次部分[M].北京:中国电

力出版社.1998

[5] (苏)利索夫斯基.35-750千伏变电所主接线及电力设备.北京:电力工业

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[6] 中国电力企业联合会标准化部.电气卷2-电力网电力系统及变电所.北京:中

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[7] 张保会，尹项根.电力系统继电保护(第二版).北京:中国电力出版社，

2009.12

[8] 于永源，杨琦雯.电力系统分析(第二版).北京:中国电力出版社，2004

3.工作进度及具体安排。

根据毕业设计内容，查阅相关资料书籍，写好开题报告。

生产实习，对设计原始资料进行分析，确定接线方案。

负荷计算及变压器台数、容量、型式的选择，短路电流的计算及高压电气设备的选择以及主要电气设备的选择和校验。

高压配电装置设计，继电保护，自动装置设计，并画出相关图纸，翻译专业相关文献。

撰写中英文摘要，结论，修改并打印装订，完成论文，准备答辩。

4.指导教师意见。

选题符合专业方向，研究课题具有实际意义，论述充分合理，同意开题。

指导教师:

年月日

说明:开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计(论文)成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。