开题报告330kV变电站电气主系统设计.doc

毕业论文开题报告题 目 禹门330kV变电站电气主系统设计 学生姓名 学号 07170240 所在院(系) 电 气 工 程 系 专业班级 电气工程及其自动化 2011 年 3 月21 日题 目禹门330kV变电站电气主系统设计一、 选题的目的及研究意义电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵能源,电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中已获得了广泛应用。电力是国民经济的血液，是保障我国社会主义现代化建设的骨干。它与广大人民群众的日常生活及整个社会的生存发展息息相关。随着经济的快速发展、科技水平的不断进步，对电力的需求和要求也必然日益提高。随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为国民经济的发展提供保障。眼下高新技术的发展和应用日新月异，对电能质量和供电可靠提出了新的要求，高压、超高压变电站的控制和保护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。变电站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。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。330kV高压线路是西北电力线路的主体部分，也是电网建设和电力网络改造中非常重要技术环节，所以做好330kV变电站的设计是我国电网建设的重要环节。在目前的电网建设中，尤其是在330kV变电站的建设中，土地、资金等资源浪费现象严重，存在重复建设、改造困难、工频电磁辐射、无线电干扰和噪声等环保问题、电能质量差等问题已成为影响高压输变电工程建设成本和运行质量的重要因素。这已经违背了我国目前所倡导的低碳策略和可持续发展战略。所以330kV变电所需要采用节约资源的设计方案,要克服通信干扰和噪声、既要保证电能质量和用电安全等问题，同时还要满足以后电网改造简单、资源再利用率高的要求。在这种要求下，330kV变电所电气主接线简单清晰、接地和保护安全高效、建筑结构布置紧凑、电磁辐射污染最小已是大势所趋。基于此，我从主接线形式确定、主变压器选择、电气设备选择和继电保护配置等方面提出了新的设计思路，尽力维持电力系统的高效、经济及安全目标。本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它可以复习巩固专业课程的有关内容，拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、电气设备的选择等。为我们顺利走上工作岗位打好基础。二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等我国电能资源分布极不均衡煤炭、水能、风能、和太阳能等发电资源集中在西部和北部地区，西北电网在全国中的地位也由于其具有丰富的资源而日益提高。西北电网由于地域广阔，电网传输距离远，所以电压等级有异于南方。330kV电压等级是西北电力网的主架，具有重要的不可取代地位。自20世纪70年代330kV电网在我国西北地区出现至今，330kV电网已经成为西北地区的主力电网。截止2004年底，我国共投运330kV线路115条，总长度约为1070km。全国共有330kV降压变电站52座，主变压器容量20640MVA，330kV变电站设计也相应经历了初期阶段、成长阶段和成熟阶段。目前，我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济快速发展的要求，这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，一方面需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设，加强专业知识的培训来提高变电技术；另一方面，可以通过媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。 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，我国变电站设计出现了一些新的趋势。1. 随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。2.大量采用新的电气一次设备：近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新设备不断出现，设备趋于无油化，采用SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用面不断扩大，许多城网建设工程、用户工程都考虑采用GIS配电装置。3.变电站占地及建筑面积减少，变电站接线方案的简化，组合电器、管母线及钢支架等的采用，使变电站布置更为简单，取消站前区和优化布置使变电站占地大幅度下降。4.无人值班变电站快速发展：国外许多国家早在20世纪50年代就开始从事无人值班变电站的建设或将有人值班变电站改造为无人值班变电站的工作。我国从20世纪60年代开始对无人值班变电站进行试点工作，20世纪80年代开始推广，现在城网和农网中已有相当数量不同电压等级的变电站实现了无人值班。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仍很重，同时，电力的发展还要合乎可持续发展战略，并受到环境的严重制约；还将接受全球范围内电力体制改革和技术创新能力的挑战，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要。随着新能源革命条件下电能生产、传输、应用以及未来电网的使命变化，未来电网的发展模式也会产生相应变化。未来电网的变革主要源于电源结构的变化、用户的需求和互动，其结构将是大规模集中式电源与大范围分布式电源相结合。与些相应的电网结构将是适应大容量电能传输的骨干电网与适应分布式电源和能源电力高效利用的地方电网、微网相结合。形成与此对应的电网模式，包括电网(输电网、配电网、微网)的结构、调度运行方式、安全稳定水平、电力市场体系、评价指标体系。三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲本课题研究的主要内容是结合相关的设计手册，辅助资料和国家有关规程，在遵循电力系统设计基本原则的前提下，应用所学知识完成变电站的电气主接线设计，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，进行适量的无功补偿，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，互感器等），继电保护的配置以及防雷保护的设计。主变压器、各侧电压等级的电气主接线和相关一次、二次设备、避雷装置、继电保护装置进行选择。同时，针对本次设计，完成相应图纸的绘制。本次禹门330kV变电站电气主系统的设计中，分为设计内容和设计计算两部分。设计内容主要包含以下几部分：1. 论证并确定各电压等级的电气主接线方案；2. 必要的短路电流计算；3. 电气主要设备的选择及校验；4. 综合自动化产品选型及系统配置；5. 各部分保护配置及整定计算；6. 变电站的防雷规划；7. 适量的无功补偿。设计计算主要包括有：1. 负荷分析及计算；2. 短路电流计算；3. 主要电气设备选择计算；4. 继电保护规划设计；5. 避雷参数计算；6. 无功补偿计算。 设计目标：根据毕业设计任务书所提供的原始数据，以330kV变电站通用设计规范、降压变电所设计规范等技术规范、规程为标准。参考电力工程设计手册、电气二次接线识图、电力系统分析、高电压技术、发电厂变电所电气部分、中低压配电实用技术、配电网设备的特性与选型、电力系统继电保护电力系统自动化等书籍，结合具体学习的特点，准确的知识资料，通过严密的全面的分析，对变电所的主要电气设备、电气主接线、保护装置及接地网进行初步设计。在设计过程中，我们应密切结合变电站的生产实际及变电站设计要求及国内外变电所设计所存在的问题和困难、与其它电力系统课程相关资料之间的联系。通过合理的电气主接线设计、电气设备合理选择（达到电气设备能够充分合理的利用，既能保证设备容量要求又能保证电气设备充分利用资源）、整体布局的紧凑以及综合自动化技术涉及和应用，合理地将通信设施并入主控室，达到简单高效地监控和控制的目的，简化变电所内附属设备，从而达到减少变电所占地面积，优化变电所设计，降低投资的目的。在最后对所有的电气设备，电气主接线，电气的二次接线，电气设备保护装置等进行优化使整个设计方案能够达到安全、可靠、经济、环保地对用户供电的目的。设计方法：了解并掌握330kV变电所的国内外现状特点和发展前景，查阅资料，结合电力系统方向所学专业课程以及他人的设计、研究成果， 掌握变电所设计的过程和方法，并归纳、创新出自己的研究方案。根据各地不同情况，在借鉴已建330kV变电所设计经验的基础上，对330kV变电所所址的选择、电气主接线、二次接线的设计、电气设备的平面布置、电气设备选型、防火、防雷、接地、防电磁辐射、防噪声等方面提出一系列设计思路。设计过程中将结合实际的情况制定出若干个可行性方案，随后针对任务要求对所提出的方案进行可行性分析与比较，与系统最为优化的运行方式相结合，最终确定出一套更加符合设计要求的设计方案来完成本次的毕业设计。四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明1马永翔，李颖峰.发电厂变电所电气部分M. 北京：北京大学出版社，2010.2 马永翔，王世荣.电力系统继电保护M. 北京：中国林业出版社; 北京大学出版社，2006.3 马永翔. 高电压技术M.北京：北京大学出版社，2009.4于永源，杨绮雯. 电力系统分析（第三版）M. 北京：中国电力出版社，2007. 5国家电网公司， 330kV变电站通用设计规范M. 北京：中国电力出版社,2010.6孟祥忠，王博.电力系统自动化M. 北京：中国林业出版社；北京大学出版社，2006.7卓乐友.电力工程电气设计200例M. 北京：中国电力出版社，20038高翔，张沛超，章坚民电网故障信息系统应用技术M. 北京：中国电力出版社，20069电力工程电气设计手册 水利电力部西北电力设计院M. 北京：中国电力出版社，2006.10李先彬.电力系统自动化M. 北京：中国电力出版社，2004.11王士政.电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程M. 北京：中国水利水电出版社，2007.12 宋季成. 220500kV变电所二次接线设计M.北京：中国电力出版社，199613陈悦.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册M. 北京：中国水利水电出版社，2003.14狄富清.变电设备合理选择与运行检修M. 北京：机械工业出版社，2005.15文峰主编.发电厂及变电所的控制（二次部分）.北京：中国电力出版社，199816IEC61850.Communication Networks and Systems in SubstationS.2004.17IEC 6197022000，Standards and committee draft ,energy management system application program interface(EMS一2API)S.五、毕业论文进程安排本次毕业设计历时16周，考虑到对毕业设计题目的了解情况及任务书的具体要求，欲将毕业设计进程划分为如下6个阶段来实现：第一阶段（ 1-3 周）：对于所做毕业设计的内容及任务书进行资料搜集整理,撰写开题报告。第二阶段（ 4-6 周）：设计合理可行的方案并论证。第三阶段（ 7-10周）：完成对设计的总体设计。第四阶段（11-14周）：起草毕业设计初稿。第五阶段（15-16周）：完成毕业设计定稿。第六阶段（ 16 周）：准备答辩。六、指导教师意见1对开题报告的评语2对开题报告的意见及建议指导教师（签名）： 年 月 日 所在院（系）审查意见：负责人签字(盖公章) 年 月 日