1、. . . . 石河子大學畢業論文(設計)開題報告課題名稱： 35KV變電所初步設計（戶） 學生： 田 偉 學 號： 2006092158 學 院： 機械電氣工程學院 專業班級： 電氣工程與其自動化06級(2)班 指導教師： 江 職 稱： 高級工程師 畢業論文(設計)起止時間： 2010-03 2010-07 一 設計題目35KV變電所初步設計（戶）二 本課題研究的目的和意義目前發達國家電力技術發展比較成熟，都已經走向輸電超高壓化，變電所值班無人化，繼電保護智能化等。而我國電力行業發展雖有了明顯的進步，但與許多國家相比發展進度還比較遲緩，有許多的漏洞和問題。我國現在所設計的常規變電所最突出的問

2、題是設備落后，結構不合理，占地多，投資大，損耗高，效率低，尤其是在一次開關和二次設備造型問題上，從發展的觀點來看，將越來越不適應我國城市和農村發展的要求。所以，這就需要我們新一代的接班人努力研究、開拓創新，將問題減少，使我國電力技術的發展走向世界的前列。我選擇設計本課題，是對自己已學知識的整理和進一步的理解、認識，學習和掌握變電所電氣部分設計的基本方法培養獨立分析和解決問題的工作能力與實際工程設計的基本技能。同時也是大學4年所學的有關理論知識，結合相關的參考資料，對所有知識的一次綜合運用，把理論知識和實踐相結合，根據國家電力行業相關規，開拓新思維，總結和反映大學的收獲，也起一個很好的見證。35

3、kV變電所是電力配送的重要環節，也是電網建設的關鍵環節。變電所設計質量的好壞，直接關系到電力系統的安全、穩定、靈活和經濟運行，為滿足城鎮負荷日益增長的需要，提高對用戶供電的可靠性和電能質量。變電站是電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。三 本課題所涉與的問題在國（外）研究現狀與分析我國電力工業自動化水平正在逐年提高。20 MW與以上大型機組以采用計算機監控系統，許多變電所以裝設微機綜合自動化系統，有些已實現無人值班，電力系統已實現調度自動化。迄今，我國電力工業已進入了大機組，大電廠，大電力系統，高電壓和高自動化的

4、新階段。我國在城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站采用了自動化技術實現無人值班,而且在220kV與以上的超高壓變電站建設中也大量采用自動化新技術,從而大大提高了電網建設的現代化水平,增強了輸配電和電網調度的可能性,降低了變電站建設的總造價,這已經成為不爭的事實,也是目前變電站建設的主要模式. 綜合自動化的系統性要求極強,特別是結合了全站的操作防誤系統,要求變電站建設一期工程越齊越好,而這在高電壓等級的變電站建設中幾乎是不可能的；擴建工程的操作防誤閉鎖邏輯實際驗證困難,特別是牽涉到母線類的；一次設備電動操作全部受控于監控系統.監控系統的誤動出口必須絕對禁止,對IO設備的運行可靠性要求很高；這是目

5、前國外在變電所設計中所面臨的問題與挑戰。變電所綜合自動化已成為當前變電所設計應用中的熱門課題和發展的必然趨勢。在一些工業發達國家中，配電自動化系統受到了廣泛的重視，國外的配電自動化系統已經形成了集變電所自動化、饋線分段開關測控、電容器組調節控制、用戶負荷控制和遠方抄表等系統于一體的配電網管理系統（DMS），其功能已多達140余種。從國外配電自動化系統采用的通信方式看，尚沒有一種通信技術可以很好地滿足于配電系統自動化所有層次的需要。在一個配電自動化系統，往往由多種通信技術組合成綜合的通信系統，各個層次按實際需要采用合適的通信方式。四 對課題提出的任務要求與實現預期目標的可行性分析（一）課題容：待

6、建變電所進線為單回路35KV架空線，長度30KM。10KV側為8MVA，功率因數0.85，供電長度為10KM。電源端電壓為35KV。（系統容量為無窮大的系統，準容量為100MVA，基準電壓為平均電壓。）應考慮留有15%負荷發展余地。10KV采用箱布置方式。系統短路容量為Sx=420MVA（二）課題任務的具體要求1）選擇各級線路導線型號和截面，確定出線回路數；選擇主變壓器臺數，容量與型號；2）系統潮流計算；系統短路電流計算；防雷保護計算；3）選擇主變壓器臺數，容量與型號；4）設計說明書：包括短路電流計算書與設備選擇、潮流計算書和防雷保護接地計算書；5）設計圖紙：包括電氣一次主接線圖、電氣平面布置

7、圖、35KV進線和主變間隔斷面圖、二次保護配置圖。五 本課題需要重點研究的、關鍵的問題與解決的思路主要解決的問題有：需要重點研究的、關鍵的問題1、變壓器的選擇2、母線的選擇3、短路電流的計算4、繼電保護裝置的選擇5、隔離開關、斷路器的選擇6、避雷裝置的選擇7、輸電線的選擇 8、電流電壓互感器的選型9、一次接線圖、二次接線圖的繪制解決思路：1、根據畢業設計任務書所提供的原始數據，以變電所設計技術規程、高壓配電設計規 等技術規、規程為標準。參考發電廠電氣部分、電力系統分析、高電壓技術、繼電保護原理等書籍，結合具體學習的特點，準確的知識資料，通過嚴密的全面的分析，對變電所的主要電氣設備、電氣主接線、

8、保護裝置與接地網進行初步設計。2、在設計過程中，我們應該注意變電所設計要求與國外變電所設計所存在的問題和困難、與其它電力系統課程相關資料之間的聯系。通過合理的電氣主接線設計、電氣設備合理選擇、整體布局的緊湊以與綜合自動化技術涉與和應用，達到簡單高效地監控和控制的目的，從而達到減少變電所占地面積，優化變電所設計，降低投資的目的。3、在最后對所有的電氣設備，電氣主接線，電氣的一次接線，電氣設備保護裝置等進行優化使整個設計方案能夠達到安全、可靠、經濟、環保地對用戶供電的目的。六 完成本課題所必須的工作條件與解決的辦法完成本課題所需條件: 相關資料書籍，計算機排版，CAD制圖軟件等。解決方法：根據設計

9、的要求繪制電路草圖，擬定幾種方案，對其經濟性和實用性進行對比，選擇最優的方案。然后做一些必要的計算（如短路電流的計算、負荷計算等），對該設計中所涉與的各個器件進行選擇。最后再檢查并完善。七 完成本課題的工作方案與進度計劃（一）工作方案：根據設計任務書的要求，依據電力工程電氣設計手冊中有關容，遵照變電所設計技術規程中有關規定，對35KV變電所進行設計。（二）進度計劃：擬定的工作進度（以周為單位）時間進度1周復習所學專業知識，做理論準備；進行與設計有關的調研活動與資料的搜集，開題報告。1周選擇主變的臺數與容量，確定電氣一次主接線方式。2.5周短路電流計算，選擇各級導線截面和型號，選擇一次電氣設備。

10、1.5周防雷保護和接地裝置的計算。1周潮流計算和短路器與隔離開關的選擇 3周繪制圖紙（計算機制圖）。2周編寫設計說明書。八 主要參考文獻1發電廠電氣部分. 熊信銀.水利電力，1992年2電力系統分析.何仰贊等.華中理工大學電力，1991年3電力系統與電保護原理.賀家等.水利電力，1992年4高電壓技術. 應智大.大學，1994年5供配電技術. 雍靜.機械，1994年7電器理論基礎. 冠生.機械工業，1991年8電氣安全規程. 有啟.，1991年9發電廠電氣工程. 連生.水利電力，1992年10電力工程. 從愛.機械工業，1992年11實用電氣設計 芮靜康 主編 中國電力12電力系統繼電保護.

11、軍年.水利電力，1991年1335-110kV變電所設計規. 國家標準GB50059-1992.中國標準，1992年14常用供配電設備選型手冊王子午等.煤炭工業1998年 15供電技術第三版 余鍵明 同向前 文成編 機械工業16 電力工程電器手冊 中國電力文獻綜述摘要：隨著工業時代的不斷發展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩固性、可靠性和持續性。變電站是電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，電網的穩固性、可靠性和持續性往往取決于變電站的合理設計和配置。降壓變電所正朝著高效、模塊、組合、通用、經濟方向發展。 關鍵字：發展 變電站 高效 穩定 重要作用前言變電

12、站在經濟與生活中的重要角色隨著社會的發展，科技的不斷提高，眾多技術逐漸滲透到各個行業，如何利用這些高科技為人類服務，如何充分利用這些高科技在電氣行業中，使之更好的為我們服務，這正是我們電氣行業人員不斷的努力，開拓創新的方向。隨著工業時代的不斷發展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩固性、可靠性和持續性。變電站是電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用，電網的穩固性、可靠性和持續性往往取決于變電站的合理設計和配置。一個典型的變電站要求變電設備運行可靠、操作靈活、經濟合理。出于這幾方面的考慮，本題目要求設計一個

13、35KV的降壓變電站，此變電站有二個電壓等級：高壓側電壓為35KV，有兩回線路；中壓側電壓為10KV，有五回出線，其中有四回出線是雙回路供電，一回路出線是單回路供電；低壓側電壓為0.38/0.22KV。同時對于變電站的主設備進行合理的選型。35KV變電所設計是為了實現高電壓到較低的工業用電和家庭用電的標準電壓的轉換。變電站的發展現狀變電站自動化技術經過10 多年的發展已經達到了一定的水平, 在我國城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站采用了自動化技術, 實現無人值班, 而且在220kV 與以上的超高壓變電站建設中也大量采用綜合自動化新技術, 從而提高了電網建設的現代化水平, 增強了輸配電的可能性

14、, 降低了變電站建設的總造價。隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟以與計算機高速網絡在實時系統中的開發應用, 勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響, 全數字化變電站自動化系統即將出現。數字化變電站自動化系統發展中的主要問題：數字化變電站自動化系統的研究目前處于基礎階段, 主要集中在過程層方面, 諸如智能化開關設備、光電互感器、狀態檢測等技術與設備的研究開發。目前存在的主要問題是: 研究開發過程中專業協作需要加強, 比如智能化電器的研究至少存在機、電、光三個專業協同攻關。材料器件方面的缺陷與改進。試驗設備、測試方法、檢驗標準,

15、 特別是EMC (電磁干擾與兼容) 控制與試驗還是薄弱環節。研究容 變電站設計主要根據用電的要求電壓等級來選擇合理的變壓器和母線的設置，來實現變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，通過變壓器將各級電壓的電網聯系起來。主要解決的問題有：1、變壓器的選擇 2、母線的選擇 3、短路電流的計算 4、繼電保護裝置的選擇 5、隔離開關、斷路器的選擇 6、避雷裝置的選擇 7、輸電線的選擇 8、電流電壓互感器的選型 9、一次接線圖、二次接線圖的繪制對專變電站設計，可以了解變電所在變換和分配電能中的作用：可靠地保證整個電力系統的安全運行與經濟效率，通過變電站的合理設計和配置充分發揮電網的

16、穩固性、可靠性和持續性。隨著社會的發展，科技的不斷提高，眾多技術逐漸滲透到各個行業，如何利用這些高科技為人類服務，如何充分利用這些高科技在電氣行業中，使之更好的為我們服務，這還需要電氣行業人員不斷的努力，開拓創新。正文1、 課題來源：石河子大學機械電氣工程學院電氣工程系2、 本課題來源與研究的目的和意義 我國的變電站發展，至今為止，大約可以分為二個階段：第一個階段80年代末，我國的電網相當薄弱，南北電網處于分割狀態，供需矛盾非常突出，隨時都會拉閘限電；第二階段，90年代中期，隨著綜合自動化變電站的建立，從35KV變電所到110KV甚至500KV的綜合自動化變電站建立投用，我國的電力事業發生明顯

17、變化。近年來，電網日益堅強，科技不斷進步，變電站有著飛速的發展，變電站實現集控化已成為變電站的一種發展趨勢。近年來，各國均對變電站的設計與使用技術進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，離高效穩定節能的標準逐漸縮小距離。現在是跨世紀的時代，科技的發展使變電站設備的科技含量也越來越高，新型的、多功能的變電站設備也相繼出現。如昊誠ZB-F系列箱式變，體積僅為國產常規箱式變的1/31/5；安全性高，產品無裸露帶電部分，為全封閉、全絕緣結構，完全能達到零觸電事故；防滲漏、防腐蝕。電力設備廠生產的10110kV箱式變，設有“四遙”可無人值守。VFI(VacuumFault Interrupter Tr

18、ansformer)美式箱式變也以其獨到的優勢擠身于中國市場，如：最大容量可達10000kVA，可用手動或電動操作，并進而與SCADA系統結合，使技術逐步升級。此外，近年來, 計算機技術和電子信息技術在電力建設中的應用越來越廣泛, 變電站自動化技術也已經達到一定的水平, 隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟, 以與計算機高速網絡在實時系統中的開發應用, 勢必對已有的變電站自動化技術產生深刻的影響, 全數字化的變電站自動化系統也即將出現。電力工業是國民經濟發展中最重要的基礎能源產業，是國民經濟的第一基礎產業，是關系國計民生的基礎產業

19、，是世界各國經濟發展戰略中的優先發展重點。作為一種先進的生產力和基礎產業，電力行業對促進國民經濟的發展和社會進步起到重要作用。與社會經濟和社會發展有著十分密切的關系，它不僅是關系國家經濟安全的戰略大問題，而且與人們的日常生活、社會穩定密切相關。隨著我國經濟的發展，對電的需求量不斷擴大，電力銷售市場的擴大又刺激了整個電力生產的發展。隨著科學技術的發展和能源經濟利用的需要，變電站的設計在逐步向經濟、穩定的方向發展。迄今為止，變電所的更新設計在國外也正在逐漸形成一個與人類生活密不可分的行業。 優良更新的設計不僅具有標準化、高效化、組合化等當代先進設計思想,又符合節約有效利用資源的原則,更適合當代社會

20、發展的要求。所以是今后電力技術的一個重要發展方向。參考文獻：1熊信銀.發電廠電氣部分.水利電力，1992年2何仰贊等.電力系統分析.華中理工大學電力，1991年3賀家等.電力系統與電保護原理.水利電力，1992年4應智大.高電壓技術.大學，1994年5雍靜.供配電技術.機械，1994年6文成等.工廠供電.機械工業，1990年7景岳等.煤礦供電.煤炭工業，1988年8顧永輝等.煤礦安全手冊.煤炭工業，1988年9冠生.電器理論基礎.機械工業，1991年10有啟.電氣安全規程.，1991年11連生.發電廠電氣工程.水利電力，1992年12從愛.電力工程.機械工業，1992年13王崇林、鄒有明主編.

21、供電技術.煤炭工業，1996年14軍年.電力系統繼電保護.水利電力，1991年15王志宏.井下用電與安全.中國礦業大學，1993年16國家標準GB50059-1992.35-110kV變電所設計規.中國標準，1992年17王子午等.常用供配電設備選型手冊第三、四分冊.煤炭工業，1998年18國家煤礦安監察局.煤礦安全規程.煤炭工業，2001年外文文獻原文 1With the development of science and technology, people in their daily lives is becoming more and more demand on the elec

22、trical and lighting, etc. In addition to the general demand for electricity with the addition there are many closely related, so we have the stable operation of power systems have become increasingly demanding, variable by electric power system and as an important component of stability as it plays

23、an equally important role. The vast majority of electricity consumers by power companies to supply the electric power system, a complete power system from the distribution around the different types of power plants, boost and step-down substations, transmission lines and users. As everyone knows, th

24、e power of modern industrial production is the major source of energy and power. Power not only easy from other forms of energy conversion from, but also easy to convert to other forms of energy used to supply; electricity transmission and distribution is simple and economic, and easy to control, re

25、gulation and measurement, and conducive to the realization of the production process automation.翻譯隨著科技的發展，人們在日常生活中對電是越來越需求了，除了照明等一般的需求之外還有很多跟電息息相關，所以我們對電力系統的穩定運行要求越來越高，變電所又作為電力系統的重要組成部分，它的穩定也一樣起著同樣重要的作用。絕大多數電力用戶由電力公司的電力系統供電，一個完整的電力系統由分布各地的不同類型的發電廠、升壓和降壓變電所、輸電線路和用戶組成。眾所周知，電能也是現代工業生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形

26、式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；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。原文 2The protection of the main current of the protection of the grid, the grid distance protection, differential protection of power networks, power grids of high-frequency protection, automatic reclosing, power transformer relay prot

27、ection, power capacitor protection. With the development of relay protection of power systems and automation technology in the development of more than a decade, as China's power system to the high-voltage, large units, the development of modern large power system, protective relaying and application level access to a large improvement in the 50's in the 20th century, almost all mechanical components using electromagnetic pose. With the development of semiconductor devices, be extended to the use of rectifier components and