110kv變電所 開題報告

PAGEPAGE5課題研究的目的和意義隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先行官—電力工業(yè)，也隨之有了很大的發(fā)展。電力需求的大大增加，促使電力技術(shù)和電力工業(yè)進(jìn)一步向高電壓，大機(jī)組，大電網(wǎng)的方向發(fā)展。由于大電網(wǎng)的出現(xiàn)，世界各國電力工業(yè)發(fā)展和運(yùn)行的經(jīng)驗說明：電力系統(tǒng)愈大，調(diào)度運(yùn)行就愈能合理和優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)效益就愈好，應(yīng)變事故的能力就愈強(qiáng)。所以許多發(fā)達(dá)的國家的國家的電力系統(tǒng)都已聯(lián)合成統(tǒng)一的國家電力系統(tǒng)，甚至聯(lián)合成跨國電力系統(tǒng)[1]。110kV變電所是電力配送的重要環(huán)節(jié)，也是電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變電所設(shè)計質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，為滿足城鎮(zhèn)負(fù)荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質(zhì)量。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長需要，迫切要求增長供電容量，擬新建110kV變電所。變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。隨著變電所綜合自動化技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，變電站綜合自動化系統(tǒng)取代或更新傳統(tǒng)的變電所二次系統(tǒng)，繼而實現(xiàn)“無人值班”變電所已成為電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向和趨勢[2]。目前，我國小城市和西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展對電能資源的要求也越來越高。西部主要是高原地帶，在高海拔的條件下，農(nóng)村現(xiàn)有的變電技術(shù)遠(yuǎn)達(dá)不到經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這也在一定程度上影響了西部地區(qū)和中小城市變電技術(shù)的推廣和應(yīng)用技術(shù)的深化。隨著西部經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，35kV以下電壓已經(jīng)滿足不了供電需求，所以只能建設(shè)35kV以上的變電所?？紤]到在35kV以上變電所的成本高低，110kV是性價比最高的。因此，需要創(chuàng)造條件有針對性地提高對小城市以及農(nóng)村的變電站的建設(shè)，來提高農(nóng)村和西部地區(qū)的用電質(zhì)量，多建造一批110kV變電所[3]。二、文獻(xiàn)綜述當(dāng)今世界各方面因素正沖擊著全球電力工業(yè)，在國外變電所技術(shù)有十分劇烈的競爭，而世界范圍內(nèi)的變電所都采用了新技術(shù);

其次，不同的環(huán)境要求給所有的電力供應(yīng)商增加了額外的責(zé)任，使電力自動化設(shè)備尤其是高壓大功率變電站的市場開發(fā)空間大大拓展[4]。另外高壓變電所的最終用戶對變電站的自動控制、節(jié)能、環(huán)保意識越來越強(qiáng)烈，迫使其上游提供者尤其是系統(tǒng)集成商更加重視地區(qū)性電能分配技術(shù)方面的需要，所以變電所在世界上飛速的發(fā)展，從而要求我國變電技術(shù)上也要加入世界先進(jìn)的變電技術(shù)行業(yè)。變電所在配電網(wǎng)中的地位是十分重要的，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)，對電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。因此，變電所的建設(shè)既是實現(xiàn)自動化的重要基礎(chǔ)之一，也是滿足現(xiàn)代化供用電的實時，可靠，安全，經(jīng)濟(jì)欲行管理的需要。

隨著電網(wǎng)建設(shè)改造和110kV變電所深入負(fù)荷中心與電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的實施，要求電網(wǎng)變電所既要安全可靠地向用戶供電，又能與配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)資源共享，實現(xiàn)變電所遠(yuǎn)動通信，實時數(shù)據(jù)測量和采集，電氣設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，一、二次設(shè)備實時運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，防誤操作閉鎖、電容器的自動投退，主變有載開關(guān)的自動調(diào)節(jié)，小電流接地系統(tǒng)的選線以及繼電保護(hù)和自動裝置的投退，定值的檢查和遠(yuǎn)方修改等功能，從而在配電網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行時，能監(jiān)視各種運(yùn)行工況，優(yōu)化運(yùn)行方式，合理控制負(fù)荷，調(diào)整電壓和無功功率，自動計量計費(fèi)[5]。在配電網(wǎng)發(fā)生異常或故障時，能迅速查出異常情況并快速切除，隔離故障，迅速恢復(fù)非故障線路供電。要實現(xiàn)這些功能，采用常規(guī)變電所的一、二次設(shè)計，選用傳統(tǒng)的二次設(shè)備是很難滿足要求的，必須利用先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)，研制和開發(fā)變電所自動化系統(tǒng)，以全微機(jī)化的新型二次設(shè)備代替常規(guī)設(shè)備，盡量做到硬件資源、信息資源共享，用不同的模塊軟件實現(xiàn)常規(guī)設(shè)備的各種功能，用計算機(jī)局域網(wǎng)代替大量信號電纜的聯(lián)接，用主動模式代替常規(guī)設(shè)備的被動模式。

變電所自動化系統(tǒng)，不僅功能上滿足了配電自動化的要求，而且集微機(jī)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和微機(jī)保護(hù)于一體，將調(diào)度自動化、繼電保護(hù)、變電管理和通信等綜合為一體，做到硬、軟件資源共享。實現(xiàn)了配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)和城網(wǎng)變電所的遙控、通測、通信、遙調(diào)的要求，并實現(xiàn)了變電所的無人值班運(yùn)行，同時簡化了變電所二次部分的硬件配置，減輕了施工安裝和運(yùn)行維護(hù)的工作量，降低了變電所的總造價和運(yùn)行費(fèi)用[6]。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，斷路器交流操作技術(shù)的成熟，保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)安全可靠性的提高和對室外環(huán)境的適應(yīng)范圍擴(kuò)大，小型化無人值班110kV變電所必然向"三無"(即無人值班、無房屋建筑、無電纜溝道)

方向發(fā)展。三、基本內(nèi)容和預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)課題研究的基本內(nèi)容：1.根據(jù)任務(wù)書的要求，擬定2～3個初步方案，經(jīng)初步經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，得出兩個較優(yōu)方案，并進(jìn)行主接線方案設(shè)計論證。

2.配置各電壓等級的電壓互感器和電流互感器。

3.配置主變壓器保護(hù)110kV線路繼電保護(hù)。4.配置系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動裝置。5.設(shè)計操作電源系統(tǒng)。

6.設(shè)計控制、信號系統(tǒng)。預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：110kV電壓能成功變電成35kV，10kV等級，然后通過35kV設(shè)備區(qū)，10kV高壓室，再主控樓的指揮保護(hù)下進(jìn)行分配和傳送。四、整體方案110kV變電站有以下幾部分組成：1.主變壓器

作用是把110kV電壓變?yōu)?5kV和10kV的電壓等級。

2.110kV設(shè)備區(qū)

這區(qū)域的設(shè)備包括:線路設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和避雷器等）

母線和母線設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和避雷器等等）

這些設(shè)備的作用是把110kV電壓等級的電能進(jìn)行分配和傳送[3]。

3.35kV設(shè)備區(qū)

這區(qū)域的設(shè)備包括:線路設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和避雷器等等）

母線和母線設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和避雷器等等）

這些設(shè)備的作用是把35kV電壓等級的電能進(jìn)行分配和傳送。

4.10kV高壓室

這區(qū)域的設(shè)備包括：線路設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器

母線和母線設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器和避雷器等等）

無功補(bǔ)償設(shè)備（電容器、放電線圈等等）

這些設(shè)備的作用是把10kV電壓等級的電能進(jìn)行分配和傳送[4]。

5.主控樓

中央控制室（對全站設(shè)備進(jìn)行控制操作）

繼電保護(hù)室（保護(hù)全站設(shè)備的安全運(yùn)行，迅速切除故障設(shè)備，確保這個系統(tǒng)的安全運(yùn)行）

通信設(shè)備室（變電站與外界的聯(lián)系）

蓄電池室等等（為控制設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、通訊設(shè)備提供電源）[7]。圖變電所原理圖五、技術(shù)路線或者研究方法研究方法：根據(jù)110kV變電所的國內(nèi)外現(xiàn)狀特點(diǎn)和發(fā)展前景，以及各地不同情況，在借鑒已建110kV降壓變電所設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對110kV降壓變電所所址的選擇、電氣主接線、二次接線的設(shè)計、電氣設(shè)備的平面布置、電氣設(shè)備選型、防雷、接地等方面提出一系列設(shè)計思路。（1）主變?nèi)萘亢托吞柕倪x擇是根據(jù)負(fù)荷發(fā)展的要求。包括主變壓器型號的選擇，冷卻方式，有無勵磁，有載還是無載調(diào)壓方式[8]。（2）電氣主接線的設(shè)計確定主接線的形式對變電站電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、供電可靠性、運(yùn)行靈活性、檢修是否方便以及經(jīng)濟(jì)性等都起著決定性作用[9]。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建[10]。主接線必須滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項基本要求。供電可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力，我們可以進(jìn)行定量評價。靈活性的基本要求是滿足調(diào)度時靈活性的要求，滿足檢修時靈活性的要求以及滿足擴(kuò)建時靈活性的要求，大的電力工程往往要分期建設(shè)，從最初的主接線過渡到最終的主接線，每次過渡都應(yīng)該比較方便，對已運(yùn)行部分影響小，改建的工程量不大[11]。（3）短路電流的計算及電氣設(shè)備的選擇根據(jù)電力系統(tǒng)接線圖及本所電氣主接線圖，制定短路計算等值網(wǎng)絡(luò)圖，擬訂必要的短路計算點(diǎn)，用實用計算法或上機(jī)計算出選擇電氣設(shè)備所需的各組短路電流。并將計算值列表備用。所必須的知識點(diǎn)包括：短路電流的計算方法；設(shè)計中通常以三相短路作為電氣設(shè)備的選擇方法；根據(jù)短路計算網(wǎng)絡(luò)的具體情況，可按同一變比法或按個別變化法計算短路電流。應(yīng)選擇的電氣設(shè)備如下：各電壓等級的母線、絕緣子、斷路器、隔離開關(guān)、電壓及電流互感器。按正常情況下選擇電氣設(shè)備，按短路情況下校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定等。對于軟母線來說不用校驗其動穩(wěn)定，對于開關(guān)來說不用校驗其開斷能力[12]。六、進(jìn)度安排第一周～第四周：熟悉課題，檢索文獻(xiàn)、資料，了解110kV變電所設(shè)計的現(xiàn)狀，理清設(shè)計思路，撰寫開題報告，準(zhǔn)備開題答辯。第五周～第九周：完成主接線方案，對變電所的一次系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和相關(guān)數(shù)據(jù)計算。第九周～第十二周：對變電所的二次系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。第十三周～第十五周：撰寫并修改畢業(yè)設(shè)計，完成說明書，繪制圖紙。第十六周～第十七周：準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。參考文獻(xiàn)[1]郭碧紅，揚(yáng)曉紅.我國電力設(shè)備在線檢測技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用狀況分析[J].電網(wǎng)技術(shù).1999.23(8)：65—67[2]嚴(yán)璋.電氣絕緣在線監(jiān)測技術(shù)[M].北京：中國電力出版社.1995[3]何克思，郝忠恕.計算機(jī)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計[M].—北京：清華大學(xué)出版社1993[4]揚(yáng)奇遜.微型機(jī)斷電保護(hù)基礎(chǔ)[M].北京：水利電力出版社1988[5]千博，朱欣志，王浩宇，等.變電站10kV配出線微機(jī)保護(hù)自動化技術(shù)的研究[J].高壓電器20000.No.4:33—35[6]黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京:中國電力出版社.2000[7]熊信銀,張步涵.電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社.2003.2[8]李世卿.自動控制系統(tǒng)[M].北京：冶金工業(yè)出版社.1981[9]劉紹俊.高壓電器[M].北京：機(jī)械出版社.1982[10]DouglasJ.MaintenanceR