220kV变电站电气一次部分开题报告

毕业设计（论文）开题报告书

学生姓名

学 号

系 、 专 业 电气工程系、电气工程及其自动化

指导教师

职 称

课题名称 花垣220kV变电站电气一次部分初步设计

一、课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平 1 课题来源 现在社会大家的生活都离不开电，城镇负荷日益增长，保持电能的正常供应是一件迫在眉睫。考虑到目前花垣县供电现状及将来的网络发展格局，拟在花垣新建一座220kV变电所。新建的花垣220kV变电站主要供电花垣县并未保靖、永顺、龙山4县水电外送提供接入点。本课题便是对花垣220kV变电所一次部分的初步设计。 2 目的意义（包括应用前景） 掌握变电站电气一次初设的一般程序，综合运用所学的专业课程知识，解决实际工程所涉及的主接线设计、短路电流计算、主要电气设备选择等问题。学习查阅电气工程设计手册和各种参考资料，为从事电气工程方面的工作打下基础。 220kV变电所在国家的供电网络中充当着重要的角色。220kV变电所的建设对地区供电有着很深的影响，它的网络的建成将解决地区的用电负荷缺乏问题，极大的改善和提高地区的供电可靠性。所以对220kV变电所电气一次部分的研究有着深远的意义。 3 国内外现状及水平 20世纪末到21世纪初，由于半导体芯片技术、通信技术以及计算机技术飞速发展，变电站自动化技术也已从早期、中期发展到当前的变电站自动化技术阶段。目前国际上关于变电站自动化系统和通讯网络的国际标准还没有正式公布，国内也没有相应的技术标准出台。标准和规范的出台远落后于技术的发展，导致变电站自动化系统在通讯网络的选择、通讯传输协议的采用方面存在很大的争议，在继电保护和变电站自动化的关系及变电站自动化的概念上还存在分歧。市场竞争日益激烈，不同厂家的设备质量和技术（软硬件方面）差异甚大，各地方电力公司的要求也不尽相同，导致目前国内变电站自动化技术千差万别。 改革开放以来，随着我国国民经济的快速增长，电力系统也获得了前所未有的发展，电网结构越来越复杂，各级调度中心需要获得更多的信息以准确掌握电网和变电站的运行状况。同时，为了提高电力系统的可控性，要求更多地采用远方集中监视和控制，并逐步采用无人值班管理模式。显然传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。 我国对变电站的技术研究的其中一个主要方面是在220kV及以下中低压变电站中采用综合自动化技术，全面提高变电站的技术水平和运行管理水平，而且技术不断得到完善和成熟。总体来说，实现变电站综合自动化，其优越性主要有：提高了供电质量、变电站的安全可靠运行水平，降低造价，减少了投资，促进

了无人值班变电站管理模式的实行。下面介绍一下我国的一次设备的主要的接线方式及其优缺点。 我们常用的接线有单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、双母线带旁路母线接线。单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作，又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上，以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单、操作方便、设备少、经济性好、并且母线便于向两端延伸、扩建方便。缺点：可靠性差、母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。单母分段接线单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性；对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电；当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电；两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段，任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站6～10KV接线中。双母接线有两种母线，并且可以互为备用。每一个电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两组母线接线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器来实现。其特点有：供电可靠、调度灵活、扩建方便等特点。由于双母线有较高的可靠性，广泛用于：出线带电抗器的6～10KV配电装置；35～60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；110～220KV出线数为5回及以上时。双母线带旁路母线的接线双母线可以带旁路母线，用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。这样多装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资，然而这对于接于旁路母线的线路回数较多，并且对供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的。

二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施 1、研究的主要内容 ① 对原始资料分析，选择主变台数和容量 ② 主接线方案的拟定与选择 ③ 电气一次设备选择 ④ 短路电流计算 ⑤ 防雷保护和接地装置设计 ⑥ 电气主接线图纸、平面布置图、出线断面图 2、工程技术方案及应对措施 通过网络资料、书籍的查阅，结合所学专业课程以及专业领域设计、研究成果，掌握变电所电气一次部分的设计过程和方法，并归纳、总结出自己的研究方案。在学习已建220 kV变电所设计经验的基础上，根据花垣实际情况，设计该变电所。 (1)对花垣地区的所址情况、供电范围、建设规模等原始资料进行分析。根据负荷的要求选择主变容量和型号。包括主变压器型号的选择，冷却方式，有无励磁，有载还是无载调压方式。 (2) 变电所的主接线应根据变电所在电力网络中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便、便于扩建和节约投资等要求。 (3)根据主接线方案的确定选择电气一次设备的型号。 (4)短路电流的计算及电气设备的选择根据电力系统接线图及本所电气主接线图，制定短路计算等值网络图，拟订必要的短路计算点，用实用计算法或上机计算出选择电气设备所需的各组短路电流。并将计算值列表备用。所必须的知识点包括：a短路电流的计算方法；b设计中通常以三相短路作为电气设备的选择方法；c根据短路计算网络的具体情况，可按同一变比法或按个别变化法计算短路电流。 (5)根据避雷器配置原则装设避雷器，变压器中性点接地必须装设避雷器。根据220kV侧避雷器选择要求选择避雷器型式与额定电压。 (6)通过AutoCAD软件设计电气主接线图纸、平面布置图、出线断面图。 (7)作出具体时间计划表，严格按照计划完成进度，在时间上确保设计任务完成。

三、现有基础和具备的条件: 1、现有基础 (1)通过大学基本课程的学习以及数次的课程设计，本人已经积累了一定的设计经验和专业基础，对本课题所涉及的相关学科有了一定的了解，具有理论与实践基础。 (2)可以在学院图书馆查阅本课题相关的书籍、期刊等。 (3)通过现代网络，可以在中国期刊网、万方网、维普网、超星数字图书馆等查询有关资料及电子图书等。 2、具备的条件 已经学习了《电机学》、《电路》、《自动控制原理》、《电力系统分析》、《电力系统继电保护》、《发电厂电气部分》、《高电压技术》、《电力系统自动化》、《电力专业英语》等专业基础课程和专业课程，为完成毕业设计提供了比较完备的理论基础。 已经掌握CAD绘图软件，有一定的计算水平，以及参加完成了电工电子实习、电厂生产实习等实践活动，为毕业设计提供了实践经验。 3、参考文献 [1] 罗云霞、李燕．电力系统基础．黄河水利出版社，2009． [2] 卢文鹏、吴佩熊．发电厂变电所电气设备．中国电力出版社，2005． [3] 谷水清、李凤荣．电力系统继电保护．中国电力出版社，2005． [4] 电力工业部西北电力设计院．电气工程设计手册电气一次部分[M]，中国电力出版社，1998． [5] 上海超高压输变电公司．常用中高压断路器及其运用．中国电力出版社，2004． [6] 黄益庄．变电站综合自动化技术[M]．中国电力出版社，2001． [7] 丁德劭．怎样对新技术标准电气一次接线图[M]．中国水利水电出版社，2001． [8] 宋继成．110—500KV变电所一次接线．中国电力出版社，1996． [9] 弋东方．电气设计手册电气一次部分[M]．中国电力出版社，2002． [10] 孟祥萍．电力系统分析[M]．高等教育出版社，2004． [11] 刘吉来．黄瑞梅.高电压技术[M]．中国水利水电出版社，2004． [12] 陈庆红．变电运行[M]．中国电力出版社，2005． [13] 水利电力部西北电力设计院．电气工程设计手册电气一次部分[M]．中国电力出版社，1989． [14]刘学军．继电保护原理学习指导．中国电力出版社，2006． [15]李佑光．电力系统继电保护原理及新技术．科学出版社，2003． [16]陈跃．电气工程专业毕业设计指南电力系统分册．中国水利水电出版社.2008． [17]丁毓山、雷振山．中小型变电所实用设计手册第一版．中国电力出版社，2000．

[18]张玉衍、王永滋．变电所选择与布线[M] 第一版．水利力出版社，1986． [19]宋继成．220～500kV变电所电气接线设计[M] ．中国电力出版社，2004． [20]周武仲、胡静．中低压配电设备选型与使用200例[M] 第一版．中国电力出 版社，2006． [21] 李光琦．电力系统暂态分析[M] 第二版，中国电力出版社．2007． [22] 弋东方等．电力工程电气设计手册（电气一次部分）[M]．水利电力出版社，1994． [23] 卓乐友等．电力工程电气设计手册（电气二次部分）[M]．水利电力出版社，1992． [24] 范锡普等．发电厂电气部分[M]．中国电力出版社，1995． [25] 张保会、尹项根．电力继电保护原理[M]． 北京:中国电力出版社，2005． [26] 丁敏山、雷振山．中小型变电所实用设计手册[M]．中国水利水电出版社，2000． [27] 牟道槐、李玉盛、马良玉．发电厂变电站电气部分[M]．重庆大学出版社，2003． [28] 变电所设计技术规程（SDJ2—79）[M]．水利电力出版社，1999． [29] 高压配电装置设计技术规程（SDJ2—79）[M]．水利电力出版社， 1999． [30] 电气测量仪表装置设计技术规程（SDJ2—79）[M]．水利电力出版社，1999． [31] 何首贤、葛延友、姜秀玲．供配电技术[M]．中国水利水电出版社，2005． [32] 刘学军．电力继电保护原理[M]．中国水利电力出版社，2004． [33] 王锡凡．电力工程基础[M]．西安交通大学出版社，1998． [34] 韩笑．电气工程专业毕业设计指南 继电保护分册[M]．中国水利水电出版社，2003． [35] 解广润．电力系统过电压．水利电力出版社，1985． [36] 刘介才．工厂供电简明设计手册．机械工业出版社， 1998． [37] 焦留成．供配电设计手册．中国计划出版社， 1999． [38] 戈以草．电工技能手册．上海交通大学出版社，2001． [39] 张仁豫．高电压实验技术．清华大学出版社，1992． [40] 刘炳尧．高电压绝缘基础．湖南大学出版社，1986．

四、总的工作任务，进度安排以及预期结果 1 总的工作任务 （1） 电气主接线设计和方案选择 （2） 主变台数、容量和型号的选择 （3） 确定变电所接线、所用变压器的参数和容量 （4） 短路电流计算 （5） 确定各电压等级配电装置 （6） 选择各电压的各主要电气设备 （7） 防雷保护设计 2 进度安排 设计时间为2013年11月30日~2013年5月30日 1.2013年11月30日~2013年12月20日：搜索相关资料并阅读准备文献综述； 2.2013年12月20日~2014年01月10日：结合资料分析课题写好开题报告； 3.2014年01月13日~2014年01月20日：阅读数篇与专业有关的外语文献； 4.2014年01月20日~2014年03月07日：完成译文、文献综述、调研报告； 5.2014年03月10日~2014年03月21日：确定电气主接线、主变台数、和型号； 6.2014年03月21日~2014年03月31日：短路电流计算； 7.2014年03月31日~2014年04月14日：电气设备的配置及防雷保护设计； 8.2014年04月14日~2014年04月30日：电气主接线图纸及出线断面图； 9.2014年05月05日~2014年05月16日：将论文送指导老师审阅和修改； 10.2014年05月16日~2014年05月23日：现场考评； 11.2014年05月23日~2014年05月30日：做好答辩PPT，准备参加最终答辩； 12.2014年05月30日~2014年06月05日：整理好毕业论文材料并装袋。 3 预期结果 （1）通过努力，圆满完成毕业设计的各项要求，并且能够顺利通过答辩。 （2）较好的储备220kV变电站电气一次部分设计的相关理论知识及设计经验。 （3）提交完整的毕业论文的一份。 （4）提交设计说明书、计算书、电气主接线图、平面布置图、出线断面图一份。

五、指导教师审查意见 指导教师（签名） 年 月 日 六、教研室审查意见 教研室主任（签名） 年 月 日 七、系审查意见 系主任（签名） 年 月 日 备 注

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