1、畢業設計（論文）開題報告 （20 屆）專 業： 電氣工程及其自動化 學 生 姓 名： 班 級： 學號 指導教師姓名： 職稱 年 月 日題目：220kv變電所電氣部分設計1. 結合課題任務情況，查閱文獻資料，撰寫15002000字左右的文獻綜述。1.1 工廠供電系統的意義 伴隨著我國改革開放和現代化建設的迅速發展，我國正在快速、平穩的走向工業現代化。眾所周知，電能是現代工業生產的主要能源和動力，是實現生產自動化的重要物質基礎。隨著工業電氣自動化技術的發展，工廠用電量的迅速增長，對電能質量、供電可靠性以及技術經濟指標等的要求也日益增高。電能既易于由其他形式的能量轉換而來，又易于轉換為其他形式的能量

2、以供應用；電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化。因此，電能在現代工業生產及整個國民經濟生活中和國家經濟建設中應用極為廣泛。當電能從區域變電所進入工廠后，首先要解決的就是如何對電能進行控制、變換、分配和傳輸等問題。在工廠，擔負這一任務的是供電系統，供電系統的核心是變電所。一旦變電所出了事故而造成停電，則整個工廠的生產過程都就將停止進行，甚至還會引起一些嚴重的安全事故。供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產上，它與企業的經濟效益、設備和人身安全等是密切相關的。工廠供電要很好的為工業

3、生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，就必須達到“安全、可靠、優質、經濟”的要求，因此，設計和建造一個以“安全、可靠、優質、經濟”為標準的變電所，對保障工廠生產安全、連續的進行時極為重要的。1.2 220kv供電系統在電力系統中的位置 電力系統是由發電、變電、輸電、配電和用電等五個環節組成的。在電力系統中，各種類型的、大量的電氣設備通過電氣線路緊密地聯結在一起。由于其覆蓋的地域極其遼闊、運行環境極其復雜以及各種人為因素的影響，電氣故障的發生是不可避免的。由于電力系統的特殊性，上述五個環節應是環環相扣、時時平衡、缺一不可，又幾乎是在同一時間內完成的。在電力系統中的任何一處發

4、生事故，都有可能對電力系統的運行產生重大影響。220kv供電系統能否安全、穩定、可靠地運行，不但直接關系到企業用電的暢通，而且涉及到電力系統能否正常的運行。因此要全面地理解和執行地區電業部門的有關標準和規程以及相應的國家標準和規范。1.3 變電所的發展現狀近十年來，隨著我國國民經濟的快速增長，用電也成為制約我國經濟發展的重要因素，各地都在興建一系列的用配電裝置。變電所的規劃、設計與運行的根本任務，是在國家發展計劃的統籌規劃下，合理的開發和利用動力資源，用最少的支出(含投資和運行成本)為國民經濟各部門與人民生活提供充足、可靠和質量合格的電能。這里所指的“充足”，從國民經濟的總體來說，是要求變電所

5、的供電能力必須能夠滿足國民經濟發展和與其相適應的人民物質和文化生活增長的需要，并留有適當的備用。變電所由發、送、變、配等不同環節以及相應的通信、安全自動、繼電保護和調度自動化等系統組成，它的形成和發展，又經歷了規劃、設計、建設和生產運行等不同階段。各個環節和各個階段都有各自不同的特點和要求，按照專業劃分和任務分工，在有關的專業系統和各個有關階段，都要制訂相應的專業技術規程和一些技術規定。為了適應我國國民經濟的快速增長，需要密切結合我國的實際條件，從電力系統的全局著眼，瞻前顧后，需要設計出一系列的符合我國各個地區的用以供電的變電所，用以協調各專業系統和各階段有關的各項工作，以求取得最佳技術經濟的

6、綜合效益。1.4 變電所主要設備變電所是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯系起來。變電所起變換電壓作用的設備是變壓器，除此之外，變電所的設備還有開閉電路的開關設備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調度通信裝置等，有的變電所還有無功補償設備。變電所的主要設備和連接方式，按其功能不同而有差異。（1）變壓器 變壓器是變電所的主要設備，分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器即高、低壓每相共用一個繞組，從高壓繞組中間抽出一個頭作為低壓繞組的出線的變壓器。電壓高低與繞組匝數成正比電流則與繞組匝數

7、成反比。變壓器按其作用可分為升壓變壓器和降壓變壓器，前者電力系統送端變電所，后者用于受電變電所。變壓器的電壓需與電力系統的電壓相適應。為了在不同負荷情況先保持合格的電壓，有時需要切換變壓器的分接頭。按其分接頭切換方式變壓器有帶負荷有載調壓變壓器和無負荷無載調壓變壓器，有載調壓變壓器主要用于受端變電所。（2）互感器互感器有電壓互感器和電流互感器。它們的工作原理和變壓器相似，它們把高電壓設備和母線的運行電壓、大電流（即設備和母線的負荷或短路電流）按規定比例變成測量儀表、繼電保護及控制設備的低電壓和小電流。在額定運行情況下電壓互感器二次電壓為100v，電流互感器的二次電流為5a或1a。電流互感器的二

8、次繞組經常與負荷相連近于短路，注意：絕不能讓其開路，否則將因高電壓而危機設備和人身安全或是電流互感器燒毀。（3）開關設備開關設備包括斷路器、隔離開關、負荷開關、高壓熔斷器等都是斷開和合上電路的設備。斷路器在電力系統運行情況下用來合上和斷開電路，在繼電保護裝置控制下自動把故障設備和線路斷開，還有自動重合閘功能。在我國，220kv以上變電所使用較多的是空氣斷路器和六氟化硫斷路器。隔離開關的主要作用是在設備或線路檢修時隔離電壓，以保證安全。它不能斷開負荷電流和短路電流，應與斷路器配合使用。在停電時應先拉斷路器后拉隔離開關，送電時應先合隔離開關后合斷路器。如果誤操作將引起設備損壞和人身傷亡。負荷開關能

9、在正常運行時斷開負荷電流，沒有斷開故障電流的能力，一般與高壓熔斷器配合用于10kv及以上電壓且不經常操作的變壓器或出線上。1.5 變壓器的選擇 在各級電壓等級的變電所中，變壓器是變電所中的主要電氣設備之一，其擔任著向用戶輸送功率，或者兩種電壓等級之間交換功率的重要任務。選擇時，應兼顧電力系統負荷增長情況，并根據電力系統510 年發展規劃綜合分析，合理選擇，否則，將造成經濟技術上的不合理。如果變壓器容量選的過大，臺數過多，不僅增加投資，擴大占地面積，而且會增加損耗，給運行和檢修帶來不便，設備亦未能充分發揮效益；若容量選得過小，可能使變壓器長期在過負荷狀態下運行，影響變壓器的壽命和電力系統的穩定性

10、。因此，確定合理的變壓器的容量是變電所安全可靠供電和網絡經濟運行的保證。1.6 短路電流 在電力系統的電氣設備，在其運行中都必須考慮到可能發生的各種故障和不正常運行狀態，最常見同時也是最危險的故障是發生各種型式的短路，因為它們會遭到破壞對用戶的正常供電和電氣設備的正常運行。短路是電力系統的嚴重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點接地系統）發生通路的情況。在三相系統中，可能發生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對稱短路，系統各相與正常運行時一樣仍處于對稱狀態，其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統的運行經驗表明，在各種類型的短路中

11、，單相短路占大多數，兩相短路較少，三相短路的機會最少。但三相短路雖然很少發生，其情況較嚴重，應給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來計算短路電流，并檢驗電氣設備的穩定性。1.7 電氣設備的選擇 各種電氣設備的功能盡管不同，但都在供電系統中工作，所以在選擇時必然有相同的基本要求。在正常工作時，必需保證工作安全可靠、運行維護方便、投資經濟合理，在短路情況下，能滿足動穩定和熱穩定的要求。2. 選題依據、主要研究內容、研究思路及方案。 變電所設計的內容力求概念清楚，層次分明，結合自己設計的原始資料，參考變電所電氣設計工程規范，經過大量精簡工作，了解設計的基本過程，從而進一步指導設計內容的開展。現將

12、自己查閱文獻的工作歸述為：通過查閱文獻館藏書籍，課本和網絡資料資源，了解電力工業的有關政策，技術規程等方面知識，理清自己的設計思路，查詢有關電氣設備等最新動態價格及參數，從而為自己的設計提供有力的依據。 通過查閱文獻，進行論述，提出我的設計思路和具體設計內容，以便為設計工作提供有理可據的參考價值，通過查閱變電所的設計規程，了解發變電站設計的一般過程及相關的設計規程，明白了自己要設計一個變電所的設計內容，清楚設計任務，如電氣主接線設計，短路計算，設備的選擇，防雷接地等，樹立了正確的設計思路，主要涉及以下幾點： （1）電氣主接線是變電所設計的首要任務，也是構成電力系統的主要環節，主接線的擬定直接關

13、系著變電所電氣設備的選擇。配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電所電氣部分投資大小的決定性因素，結合原始資料分析，以及各種接線方式的優缺點，適用范圍的綜合比較，確定出最終的接線方案。 （2）在變電所的選型應根據其容量和臺數、主變壓器形式等進行選擇。 （3）短路電流計算是為了更好地選擇電氣設備、繼電保護的配置及整定等，了解電力系統的短路計算知識，學習短路計算的方法，從而完成自己的設計中的短路計算部分。 （4）導體及電氣設備選擇是設計的主要內容之一，因電力系統中各種電氣設備的作用和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不完全相同，但是對它們的基本要求是一致的，電氣設備要能可靠地工作，必須按正

14、常的工作條件進行選擇，并按短路狀態來校驗熱穩定和動穩定。 （5）高壓配電裝置在電力系統中起著接受和分配電能的作用，從中了解到了電氣布置知識，通過對配電的基本要求，設計原則的了解，為自己的設計做了較合理的布置。 （6）電力系統的安全性主要體現在繼電保護方面，結合繼電保護的作用，基本要求（選擇性、速動性、靈敏性、可靠性），主要對變壓器的差動保護（主保護）、過電流保護（后備保護）、過負荷保護進行了講解和簡單介紹。 （7）為了確保變電所的安全，結合防雷保護知識，防雷技術主要從兩個方面：一是雷直擊于發電廠，采取裝設避雷針的方法；二是發電廠的雷電入侵波，采取裝設閥式避雷器的防雷保護措施。 （8）參考專業書

15、籍知識，了解我國在變電所設計工作中電氣具體的布置規劃，同時參考其繪圖，編號等要求，為自己的設計繪制主接線圖、平面圖和斷面圖。參考文獻： 1 劉介才.工廠供電（第三版）.北京：機械工業出版社，2000.5 2 北京鋼鐵設計院.鋼鐵企業電力設計參考資料.北京：冶金工業出版社，19763 張成普.變電所及電力網設計與應用（第二版）.北京：中國電力出版社， 2008.9 4 水利電力部西北電力設計院.電氣工程設計手冊一次部分m.北京：中國電力出版社.19985 （蘇）利索夫斯基.35-750千伏變電所主接線及電力設備.北京：電力工業出版社.1980.86 中國電力企業聯合會標準化部.電氣卷2-電力網電力系統及變電所.北京:中國電力出版社.1996.47 張保會，尹項根.電力系統繼電保護（第二版）.北京：中國電力出版社，2009.128 于永源，楊琦雯.電力系統分析（第二版）.北京：中國電力出版社，20043.工作進度及具體安排。 根據畢業設計內容，查閱相關資料書籍，寫好開題報告。 生產實習，對設計原始資料進行分析，確定接線方案。 負荷計算及變壓器臺數、容量、型式的選