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1、南京工程学院毕业设计开题报告课 题 名 称： 区域电力网设计和 220kV降压变电所电气部分设计学 生 姓 名： xxx 指 导 教 师： xxx 所 在 系 部： 康尼学院 专 业 名 称：电气工程及其自动化（电力系统及其自动化）南京工程学院2012年 3 月 1 日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐
2、条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名xxx学 号xxx专 业电气工程及其自动化（电力系统及其自动化）指导教师姓名xxx职 称xxx所在系部康尼学院课题来源生产实践课题性质工程设计课题名称区域电力网设计和220kV降压变电所电气部分的设计毕业设计的内
3、容和意义 本课题来源于生产实践，研究的内容不仅与我们的生活息息相关，还对我们的生活和生产起着至关重要的影响。随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。众所周知，电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配电和用电。几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而喻的。随着
4、高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠性提出了新的要求，高压、超高压变电站的设计和运行系统必须适应这种新形势。因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。变电所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。进入21世纪后，我国电力仍将以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网建设的任务很重。作为发电厂和用户的中间环节，变换和分配电能的重要组成部分，将面临电力体制改革和技术创新能力的双重挑战，如何合理的设计一个变电所，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要，促使电网互联范围的不断扩大。文献综述 摘要：随着工业时代
5、的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源，要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。变电所是电力系统的重要组成部分，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。目前，国内110kV及以下中低压变电所，主接线为了安全，可靠起见多选单母线接线。另外，合理的选择各种一次设备也能够提高变电所的安全系数及其经济性。关键词：变电所 安全 可靠 经济电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源，同时也是现代社会中最重要也是最方便的能
6、源。3电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡。2变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而喻的。变电所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。2因此，变电所的作用显得尤为重要。首先要满足的就是变电所的设计规范，安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求。10(1) 变电所的设计要认真执行国家的有关技术经济政策，符合安全可靠、技术先进和经济合理的要求。（2）变电所的设计应根据工程的510年发展规划进行，做到远、金期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展
7、的关系，适当考虑扩建的可能。（3）变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，结合国情合理的确定设计方案。（4）变电所的设计，必须坚持节约用地的原则。其次，变电所所址的选择，应根据要求，综合考虑确定。 设计一所安全、经济、灵活的变电站可以从以下几个方面着手。一、 电气主接线方案的选定电气主接线是整个变电所电气部分的主干，变电所电气主接线指的是变电所中汇集、分配电能的电路，通常称为变电所一次接线，是由变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、避雷器等电气设备按一定顺序连接而成的。4它是电力系统总体设计的重要组成部分。变电站主接线形式应根据变电站在电力系统
8、中的地位、作用、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和节约投资等要求。文献综述 2 主接线设计的基本要求为：1.供电可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。2.适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便，便于变电站的扩建。3.经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和，减少运行费用和用地面积。4.简化主接线。配电自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。5.设计标准化。同类型变电站采用相同的主接线
9、形式，可使主接线规范化、标准化，有利于系统运行和设备检修。随着电力系统的发展、调度自动化水平的提高及新设备新技术的广泛应用，变电站电气主接线形式亦有了很大变化。目前常用的主接线形式有：单母线、单母线分段、单母线分段带旁路、双母线、双母线分段带旁路。1个半断路器接线、桥形接线及线路变压器组接线等。1997年后建成的变电站中接线型式以单母、桥形和线路变压器组为主，达到了85% 。而带旁路母线的接线型式只有1座，仅占5%。5我国变电站设计开始趋向于变电站接线方案简单，近期国内新建的许多变电站220kV及110kV电压等级的接线采用双母线而不带旁路母线。采用GIS的情况下，优先采用单母线分段接线。终端
10、变电站中，尽量采用线路变压器组接线等。大量采用新的技术，变电站电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。从形式上看，主接线的发展过程是由简单到复杂，再由复杂到简单的过程。在70年代，由于当时受电气设备制造技术、通信技术和控制技术等条件的制约，为了提高系统供电可靠性，产生了从简单到复杂的主接线演变过程。在当今的技术环境中，随着新技术、高质量电气产品广泛应用，在某些条件下采用简单主接线方式比复杂主接线方式更可靠、更安全，变电站主接线日趋简化。因此，变电站电气主接线形式应根据可靠性、灵活性、经济性及技术环境统一性来决定。电气主接线方
11、案的选定对变电所电气设备的选择，现场布置，保护与控制所采取的方式，运行的可靠性、灵活性、经济性，检修、运行维护的安全性等，都有直接的影响。因此，选择优化的电气主接线方式，具有特别重要的意义。文献综述二、 选择更安全可靠的一次电气设备变电所主要电气设备及其作用：1.高压断路器（或称高压开关）线路正常时，用来通断负荷电流；线路故障时，用来切断巨大的短路电流。断路器具有良好的灭弧装置和较强的灭弧能力。按灭弧介质划分，断路器分为油断路器、空气断路器、SF6断路器等。2.隔离开关（或称高压刀闸）没有灭弧装置，其灭弧能力很小。仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点，以保证检修人员的工作
12、安全。3.高压熔断器 在过负荷或短路时，能利用熔体熔断来切除故障。在某些情况下，熔断器可与负荷开关或隔离开关配合使用，以代替价格昂贵的高压断路器，以节约工程投资。4.电流互感器 将主回路中的大电流变换为小电流，供计量和继电保护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A，使用中二次侧不允许开路。5.电压互感器 将高电压变换成低电压，供计量和继电保护用。电压互感器二次侧额定电压通常为100V，使用中二次侧不允许短路。6.避雷器 主要用来抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压，以保护电器设备免受损害。7.所用变压器 向变电所内部动力及照明负荷、操作电源提供电力。如上所述，各种电器对我们的变电站设计都
13、有至关重要的作用，所以合理的配置是关键中的关键。首先就要说到具备更高可靠性的SF6和真空断路器全面取代少油或多油式断路器。设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。SF6断路器和真空断路器的检修周期可长达20年，在变电所中选用了SF6断路器和真空断路器后，断路器检修几率大为减少，提高单回线路供电可靠性的根本措施转变为建设第二供电回路，因为在单回线路供电情况下中断供电的主要因素线路故障，而不是断路器检修，故随着近十多年来SF6和真空断路器在110kV变电站中的普遍应用，带旁路母线的接线方式在110kV及其以下电压等级已告别了历史舞台，其他设备我们也应该按照计算和设计的需要合理选
14、择，从而保证了安全性和经济性。三、 继电保护的配置在电力系统的运行中，变电所可能出现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各种类型的短路，其中包括相间短路和接地短路等。这样供电系统就不能顺利完成输送电。此时，继电保护就显得很重要。继电保护系统的主要作用：保护作用、控制作用、监视作用、事故分析与事故处理作用，自动化作用。继电保护装置在电力系统中的主要作用是通过预防事故或缩小事故范围来提高系统 文献综述可靠性，是电力系统中重要的组成部分，是保证电力系统安全可靠运行的重要技术措施之一。在现在电力系统中，如果没有继电保护装置，就无法维持系统正常运行。鉴于其在系统中的重要性，有如下要求：
15、（1）选择性，即仅将故障元件从系统中切除，保证非故障元件正常运行，提高系统供电可靠性；（2）速动性，快速地切除故障元件可以提高系统并列运行的可靠性，减少用户在电压降低的情况下的工作时间，以缩小故障元件的损坏程度。只要求速动性是不行的，要根据电力系统的接线以及被保护元件的具体情况来确定。（3）灵敏性，要求保护装置在事先规定的保护范围内发生故障时，不论短路点的位置，短路类型，以及短路点是否有过渡电阻，都能反映。（4）可靠性，主要针对保护装置本身的质量和运行维护水平而言，一般来说，保护装置的组成元件的质量越高，回路中继电器的触电就越少，保护装置的可靠性就越高，同时，正确的设计和整定计算，保证安装、调
16、试试验的质量，提高运行维护水平，对提高保护装置的可靠性有重要作用，因此在电气设计中将继电保护配置是一个很重要的环节，同时我们应该按照要求进行合理配置。现如今在我国，变电所设计还存在很多不足，面临很多问题比如损耗和可靠性问题。我国经济的发展也为电力带来了很多问题，比如：1.对电能的需求日益增长，城市和农村用电密度每天都在变化，所以给变电所的容量设计带来了很多的麻烦。2.我国国土面积大，尤其是西北地区电力用户比较分散，电力的传输需要导线，这样就会使线路的功率损耗增加。3.建立稳定的变电所必须占用较大的土地，然而在城市土地单价昂贵环境要求严格在用电用户稠密的地域建设变电所相对比较困难，从而增加了在线
17、路上的电能损耗。以上所说的问题都是我国目前变电面临的问题，这些问题正期待我们的解决。如果上面所述的部分我们都能够很好的综合考虑，那么变电站的初步设计就会相对来说比较安全经济。这也就达到我们的提高电力系统的安全可靠性和运行效率，从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。结束语：电网运行的最基本要求是安全与稳定。电网安全稳定的核心问题是要建立一个与该供电网络相适应、合理的电网结构。110kV电力网络和变电站在系统中的地位和功能发生了很大的变化。110kV电力网已下降为配电网络，大多数110kV变电站也沦为负荷型的终端变电站。配电电压升高，电力系统安全更要时刻抓紧。建设变电站时，在保证安全的前提下还要
18、保证其经济性和灵活性。随着电力工作者不断的努力，变电站的设计一定会不断完善的。研究内容 第一部分：区域电力网的设计 1.根据负荷资料，待设计变电所的地理位置，据已有电厂的供电情况，做出功率平衡； 2.通过技术经济综合比较，确定电网供电电压、电网接线方式和导线截面；3.进行电网功率分布及电压计算，评定调压要求，选定调压方案；4.评定电网接线方案；5.设计说明书、计算书、图纸（区域电力网接线图、潮流分布图）。第二部分：220kV降压变电所电气部分设计1.选择待建变电所主变的台数、容量和型号；2.确定待建变电所的电气主接线和配电装置的设计；3.短路电流的计算；4.选择一次电气设备：断路器、隔离开关、
19、熔断器；5.选择并校验10kV硬母线；6.进行继电保护的规划设计，并进行互感器的配置；7.进行防雷保护的规划设计；8.绘制变电所电气主接线图。研究计划第一周：明确具体毕业设计的内容，该怎么做。第二周：外文翻译；第三周：电网初步功率平衡计算，待设变电所的电压等级，列选电网的接线方案；第四周：选择并校验导线的型号；第五周：在技术上对所选接线方案进行比较；第六周：在经济上对保留接线方案进行比较；第七周：对确定的接线方案进行潮流计算；第八周：对确定的接线方案进行调压计算，并评价电网的接线方案；第九周：完成第一部分的电子档；第十周：选择待设变电所的主变压器，设计变电所的电气主接线，并设计配电装置；第十一
20、周：选择短路点，并进行短路电流的计算；第十二周：选择和校验所需的电气设备；第十三周：选择和校验10kV硬母线，进行继电保护的规划设计；第十四周：进行防雷保护的规划设计，第二部分电子档的录入。特色与创新相比于之前的课程设计，在本次设计中考虑的地方比较多。1.在区域电力网设计中：通过罗列各种接线方案进行技术和经济上的比较，最后确定接线方案。2.在降压变电所的设计中：在选择电气设备时考虑到了本所设计的配电装置，与实际联系起来；在选择10kV硬母线时，考虑到了现今变电所采用的是铜母线，并进行了支柱绝缘子的选择。指导教师意 见指导教师签名：年 月 日教研室意见系部意见主任签名：年 月 日教学主任签名：年 月 日
