35KV变电站毕业设计--开题报告(终极版)

石河子大学毕业论文(设计)开题报告课题名称：35KV降压变电所电气设计学生姓名：张悦学号：2008092633学院：机械电气工程学院专业、年级：电气工程及其自动化2008级指导教师：胡春玲___职称：讲师_毕业论文(设计)起止时间：2012年3月—6月-1-毕业论文（设计）开题报告课题名称35KV降压变电所电气设计毕业论文(设计)起止时间2012.3--2012.5(共12周)指导教师胡春玲职称讲师学生姓名张悦学号2008092633任务下达日期2011.10.30选题的目的、意义:选题的目的：本次毕业设计内容为35KV降压变电站的电气设计。对于各科知识的综合运用能力、分析问题的能力和解决实际问题的能力，最终掌握工程设计的基本技能；检测大学四年来的学习成果。1、掌握变电站的设计方法。2、完成变电站的电气设计，达到经济合理，安全可靠的设计要求。3、掌握变电站电力系统继电保护整定计算、负荷计算、短路计算等的方法。4、运用常规电力系统继电保护对本次设计变电站系统进行保护。选题的意义：电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。变电所是电力系统在实际运用中的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。变电站是供电系统的枢纽，在生产和生活中占有特殊重要的地位。电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好，便于扩建。但是电力系统的组成元件数量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的影响，可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见、危害最大的是各种形式的短路。为此，需要安装各种形式的保护装置，用分层控制方式实施安全监控系统，对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控，以确保电力系统安全正常且更好的运行。这次设计以35KV降压变电所为主要设计对象，通过负荷计算确定主变压器的台数、容量及型号，根据短路计算的结果，最后进行有效的系统保护。-2-论文(设计)主要内容（提纲）：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。力求做到系统运行可靠，操作简单、方便，经济合理，具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性，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,过电压,频率降低,系统振荡等。故障主要包括各种类型的短路和断线,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完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。主要设计部分有：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。拟研究的主要问题、重点:变电站在现实生活生产中有着很重要的意义，是保证生活生产用电所必须的，但在变电站的运用中必定会存在一些问题，因此对其研究及设计也有着重要的意义。本次就是对变电站进行设计，在变电站建成运行中，这是很重要的一个环节，是保证变电站能够正常运用的必要条件。本设计就是根据变电站在实际生活生产中的运用为依据对变电站进行设计。本设计的重点就在于要对变电站短路计算和继电保护。要分析各部分负荷可能出现的故障并进行继电保护。其中所涉及的各种数据都必须经过仔细计算最终确定，所以需要很细心，否则将可能导致现实中的重大损失。设计特点为继电保护部分加入一些新设备，使控制操作更为简单有效，更能准确快速的对设备进行保护，提高了生产生活的安全性及效率性。-3-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，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器，供配电线路，无功补偿装置等等按照具体负荷计算，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，对输电线路主要采用了距离及差动线路保护测控装置进行保护，对变压器主要采用了差动、瓦斯及过流过负荷等变压器保护测控装置保护。拟定的工作进度（以周为单位）1.结合设计内容复习所学的专业知识，作好理论准备；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。1周2、选择主变的容量和台数，确定电气一次主接线方案。1周3、短路电流计算，选择一次电气设备。2-5周4、防雷保护和接地装置计算，继电保护计量装置配置。1-5周5、绘制图纸：要求使用计算机绘图。4周6、编写设计说明书。2周参考文献、资料：[1]范锡普.发电厂电气部分第二版[M].北京:水利水电出版社,1995[2]熊信银.发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社,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:中国电力出版社,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:中国电力出版社,1999[5]刘正山.发电厂电气设计和计算[M].四川:四川大学出版社,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:中国电力出版社,1996[7]于永源,杨绮雯.电力系统分析第二版[M].北京:中国电力出版社,2004.12-224[8]于永源,杨绮雯.电力系统分析第一版[M].北京:中国电力出版社,1987[9]何仰赞.电力系统分析[M].武汉:华中理工大学出版社,1999[10]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-4-社,1999[11]刘正山.发电厂变电站二次接线[M].四川:四川大学出版社,1999[12]张保会.电力系统继电保护[M].北京:中国电力出版社,2005.99-245[13]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理第三版[M].北京:中国电力出版社,1994[14]陈德树,张哲,尹项根.微机继电保护[M].北京:中国电力出版社,2000[15]强尧臣.小型水电站机电设计手册电气二次部分[S].北京:中国电力出版社,1996[16]西北电力设计院.电力工程电气设计手册电气二次部分[S].北京:中国电力出版社,1996[17]张一尘.高电压技术[M].北京:中国电力出版社,2007.110-112[18]J.DuncanGlover,PowerSystemAnalysisandDesign,ChinaMachinePress.2004[19]ZhuBangshenChinaSafetyScienceJournal,ChinaSciencePress.2004指导教师意见：指导教师签名：年月日备注-5-变电站设计的现状及发展趋势一、前言随着我国社会和经济发展，一个突出的特点是，电力的使用已经渗透到社会经济，生活领域。发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务，而变电站更是电力工业建设中不可缺少的一个项目。由于变电站的设计内容多、范围广、逻辑性强、不同电压等级，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面不一样。变电站是电力系统中变换电压等级、汇集电流和分配电能、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。我国电力建设经过多年的发展，系统容量越来越大，短路电流不断增大，对电气设备、系统内大量信息的实时性等要求越来越高，而随着科学技术的高速发展，制造、材料行业，尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃。对变电站的设计提出了更高的要求。为国民经济各部门和人民提供充足.可靠.优质.廉价的电能，因此新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。二、国内、外发展现状及趋势变电站是变换电压和交换电能的场所,由电力变压器和配电装置组成。变电站能否安全、可靠的运行,对工矿企业、医院、国防、交通都有着重要意义。而变电站的安全、可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、网络通信技术以及控制技术的发展迅猛,被越来越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、线路保护以及运行历史数据存储。同时变电站系统对这些新技术的渴望也越来越强烈,如变电站的操作对于实时性的要求越来越高,发生异常时应该立即做出动作采取相应措施,这就要求数据通信传输速度越来越快；再有对于经常出现的故障以及设备服役到年限的一些情况应作出预判,这就要求计算机软件系统有强大的数据库以及更加人性化的人机界面设计,同时也要求计算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且大多数需要工作人员24小时值守,运行成本较高,无人值守站变电站需求越来越迫切。①近年来，“智能电网”一词已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趋势。智能电网作为未来电网的发展方向，渗透到发电、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一环。作为智能电网的重要基础，智能变电站为智能电网提供标准的、可靠的节点(包括一次、二次和系统)支撑。智能变电站是采用先进、可靠、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，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。智能变电站的建设能够实现设备信息、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，支撑电网实时控制、智能调节和各类高级应用，保障各级电网安全稳定运行。②变电站综合自动化是将变-6-电站的二次设备(包括控制、信号、测量、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,对变电站实施自动监视、测量、控制和协调,以及与调度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、经济运行水平,减少基建投资,并为推广变电站无人值班提供了手段。计算机技术、信息技术和网络技术的迅速发展,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)、智能电气设备以及相关通信技术的发展,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取得了非常显著的效果,对提高电网的安全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:减少二次接线,提升测量精度,提高信号传输的可靠性,避免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,变电站的各种功能可共享统一的信息平台,避免设备重复,自动化运行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。③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，由于技术水平的不断提高，体系结构也在不断改进。根据综合自动化系统设计思想和安装的物理位置的不同，综合自动化系统硬件结构形式可以分成很多种类。其结构形式有集中式、分布式、分散（层）分布式；从安装物理位置上来划分集中组屏、分层组屏和分散在一次设备间隔设备上安装等形式。典型的35kV变电站综合自动化系统采用分布式结构，装置分成管理层、变电站层和间隔层，利用现场总线技术信息上传，保护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层，利用现场总线技术信息，保护功能完全独立，远动与监控系统共用间隔层信息采集装置，达到了分布式RTU技术标准。间隔层按一次设备组织，一般按断路器的间隔划分，具有测量、控制和断电保护部分。间隔层本身是由各种不同的单元装置组成，这些独立的单元装置直接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保护管理，担负