110kV变电站的设计开题报告.docx

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110kV变电站的设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

题目：

110kV变电站的设计

学院：

电气信息学院

专业：

电气工程及其自动化

学生姓名：

刘浩学号0323

指导教师：

金国彬

2010年3月14日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。

4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。

毕业设计（论文）开题报告

1．文献综述：

结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。

文献综述

一、引言

变电站是电力系统组成的一个重要环节，是电力网中线路的连接点，其作用是变换电压、汇集和分配电能。

变电站能否正确运行关系到电力系统的稳定和安全问题，变电站安全可靠运行与国民经济的发展密切相关。

为了达到优质、安全、可靠、经济的运行要求，必须建立经济合理、技术先进的变电站，进而实现变电站的综合自动化。

近年来，为了满足经济快速增长对电力的需求，我国电力工业在高速发展，电网规模不断扩大。

电气设备的制造水平也在不断提高，产品的性能和质量都有了较大的改进。

除空气绝缘的高压电气设备外，GIS、组合化、智能化、数字化的高压配电装置也有了新的发展；计算机监控微机保护已经在电力系统中全面推广采用。

我国电网供电的可靠性有了较大的提高，在发达国家连续发生严重的电网事故的时期，我国电网的运行比较稳定，保证了经济的高速发展。

二.110kV变电站发展现状

110kV变电站从六十年代开始逐渐走入普通的地级市，由于当时负荷水平低，电力建设投资少，城市电网结构简单。

当时国内绝大部分城市还辅以35kV变电站构成高压输电网络。

进入八十年代以来，我国经济进入前所未有的高速发展阶段。

经济建设对电力事业提出更高要求的同时也促进了电力事业的发展。

这段时期建设的110kV变电站l10kV电气设备多采用常规设备户外敞开式布置；变电站主接线较为复杂，例如为单母线分段带旁路；电气设备为多油或少油设备；主变容量大多选择31．5MVA或40MVA。

这种模式的变电站占地面积大，设备繁多，设备安全可靠性较低，日常维护工作量大。

进入九十年代中期，供电紧张的情况得到好转，电网设计和建设越来越强调供电可靠性。

人们开始把注意力转向性能好、质量高、检修周期长或多年不需检修等特点的电气设备。

实施“四遥”功能，实现变电站无人值班已成为可能。

这段时期，110kV电气设备出现了GIS设备、COMPASS设备等；电气布置形式也出现了半户内布置等形式；二次设备系统也有简单的“四遥’’系统和变电站综合自动化系统。

由于采用了先进可靠的设备，这段时期建设的l10kV变电站主结线较为简洁。

除主变外l10kV电气设备多采用户内布置的形式，主变容量多为40MVA或50MVA，开关设备为无油设备，变电站具备无人值班的功能。

这些变电站占地面积小，自动化程度高，日常维护工作量小，安全可靠性高。

（1）变电站高压配电装置的发展

随着我国电力系统向大电网、大机组、超高压、大容量迅猛发展，高压开关设备近年来也有了较大发展，不断向小型化、无油化、高可靠性、免维护（少维护）方向发展，逐步淘汰高耗能变电设备。

近年来世界各国着名的高压电气设备公司都相继开发、研制了各种类型的户内外高压和超高压GIS组合电器。

随着GIS封闭式组合电器的不断完善和电力系统的需要，全国各地区110kV及l10kV电压等级以上变电站超高压开关设备选用GIS已成为主要发展趋势。

同时，国内外一些高压开关厂也已经开始生产110kV户外紧凑型组合电器。

目前l10kV户内外紧凑型组合电器主要产品有COMPASS、COMPACT、MCI等。

COMPASS在我国已得到广泛应用。

户外插接式智能型组合电器是一种功能更完备的高压和超高压开关系统，它内含电气一次、二次设备，以及相关连的插接式复合光缆等。

户外插接式智能型组合电器在国外称为PASS（PlugandSwitchSystem），西方一些国家已经开始采用，国家电力公司正在积极地推广该系列产品，并在500kV变电站进行工业性应用试验。

这些设备运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便，是电气设备今后发展的一个方向，符合我国目前的国情和技术发展方向。

（2）变电站一次接线应用现状

通常，110kV变电站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。

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。

3甜。

例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。

特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时很短。

因此，从形式上看，主结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，变电所主接线日趋简化。

因此，变电所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。

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。

近期国内新建的许多1IOkV电压等级枢纽变电站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。

终端变电站中，尽量采用线路变压器组接线等。

（3）站综合自动化二次回路现状

综合自动化变电站与传统变电站的二次回路相比，具有接线相对简单，设备相对减少，系统性强，接线方式更合理等特点。

传统的变电站的二次回路是一个复杂的网络，它包括了控制系统、信号系统、测量与监察系统、继电保护与自动装置系统、调节系统及操作电源系统。

其中仅信号系统就包括了位置信号、事故音响信号、瞬时预警信号、延时预警信号等。

这些二次回路各系统之间全靠硬件连接，所以二次接线就比较繁多。

而综合自动化的变电站从基本原理上打破了原来的框架，原来靠硬件连线的系统可以通过数字通信的方式联系，原来屏内设备间的连线由装置内部的印刷电路板取代，这样二次接线就更简单得多了。

传统的变电站的二次设备，是分散地装设在控制屏和保护屏上，每一个电气元件都要配置测量仪表、切换开关、位置指示灯、光字牌等。

而每一套继电保护都要有若干个交流测量继电器、中间继电器、信号继电器组成。

一个变电站包括多个电气单元就会有很多的二次设备。

而综合自动化变电站一个电气单元的控制、信号及测量可以在一个测控装置内实现，继电保护由一套微机保护装置构成。

综合自动化变电站中取消了中央信号屏和控制屏。

这样，二次设备相应减少了许多。

综合自动化变电站中，二次设备是按每一次电气单元配置，二次接线也是按电气单元，以一对一的方式连接。

不同电气单元之间，只有保护之间配合的连接，操作闭锁回路需要的连接，相应之间的连接大为减少。

对变电站的一些公用二次设备和一些不属于各个电气单元的二次设备将它们组合为公用屏。

这样，从变电站整体来看，二次回路的接线比较合理，系统性强，也有规律，使运行维护人员易于掌握。

三．结语

变电站是联系电网的纽带，合理地选择110kV变电站电气主结线和开关站型式，在电网的安全供电及经济方面，均有着重要的意义。

如果变电站的设备出现故障将危及整个系统连续稳定运行，可能出现系统解列，致使用户断电，造成巨大的经济损失。

因此要给变电站的设备装设动作可靠、迅速、性能完善的保护，把故障影响限制在最小范围内。

参考文献

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[3]王永生．浅谈变电站综合自动化系统．中国民航大学学报，2007，5-124-126

[4]卢青松，付仪．110kV变电站电气主接线及配电装置型式变化与发展．四川电力技术，2006，29（3）：

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[5]BuesM，MikesE．CompactoptimisedGIS[J]，CIGRESCA3&B3Colloquium，

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[6]李梅香，王崇林，曹海洋，等．变电站综合自动化系统的发展与展望．工矿自动化，2006，6：

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[7]董振亚．对我国城乡电网建设和改造中若干技术问题的建议．电力设备，2000，1（3—4）：

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[12]任孝岐．110kV城区变电所设计思路．西北电力技术，2004，3：

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中国电力出

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[15]陈静．浅析变电站综合自动化系统．甘肃电力技术，2007，5-45

毕业设计（论文）开题报告

２．开题报告：

一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施

开题报告

一、课题目的与意义

电力工业是国民经济的重要部门之一，它是负责把自然界提供的能源转换为供人们直接使用的电能的产业。

它既是现代工业、现代农业、现代科学技术和现代国防提供不可缺少的动力，又和广大人民群众的日常生活有着密切的关系。

电力是工业的先行，电力工业的发展必须优先于其他的工业部门，整个国民经济才能不断前进。

近年来随着我国国民经济的高速发展,人民生活用电的急剧增长，对于电力的需求大幅度增加，使得电网规模不断扩大、结构越来越复杂，人们对能源利用的认识越来越重视，而变电站对于电力的生产和分配起到了举足轻重的作用。

变电站是电网建设和电网改造中非常重要的技术环节，在目前的电网建设中，尤其是在110kv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、噪声等环保问题以及电能质量差等的问题，这些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，违背了我国可持续发展的战略，所以110kv变电站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的方便性和资源再利用率高的要求。

要完成该课题需要综合应用电力系统、高电压等相关专业知识，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能，符合专业培养要求。

二、课题发展现状和前景展望

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。

l、变电站接线方案趋于简单

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。

例如，断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。

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。

终端变电站中，尽量采用线路变压器组接线等。

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、新型设备不断出现，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。

变电站设计的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。

3、变电站综合自动化的发展趋势

微机实时技术、计算机网络通讯技术在电力系统变电站中的应用为变电站控制自动化、管理信息化、实时信息共享、提高变电站的安全性、可靠性开辟了新途径。

利用微机实时技术对变电站的模拟量、开关量、脉冲量等信号集中监视，将保护、监视、控制、远动等功能统一协调，建立高性能监控系统，已经成为变电站综合自动化的发展趋势。

供配电综合自动化技术的发展方向主要从以下几个方面展开：

（1）系统从集中控制、功能分散型向分散（层）网络型发展。

传统的远动及站级监控系统，故障录波等设备和系统是按功能分散考虑的。

现在的发展趋势是从一个功能模块管理多个电气单元或间隔单元，向一个模块管理一个电气单元或间隔单元，实现地理位置高度分散的方向发展。

这样，自动化系统故障时对电网可能造成的影响大大减小，自动化设备的独立性、适应性更强。

（2）控制与保护的实现由专用设备发展到通用平台。

传统方式中，每个控制或保护功能都为专用设备，种类也多。

现在计算机技术的发展使设备的功能仅由软件决定，硬件因I/O所要求的数量而异。

开发通用、标准、灵活的硬件和软件平台，能够适用于所有保护和控制，使得系统具有开放性和数据一致性的特点，并且遵循国际标准，便于不同厂家相互接口和维护操作。

（3）控制的方式从传统控制向综合智能化方向发展。

传统控制正朝着综合智能控制发展，主要表现为电气设备的小型化已向机电一体化方向发展以及控制和保护的整体化。

将控制、保护系统与一次设备就近安装在一起，并且向着智能型装置发展。

采用光纤通信，计算机CRT显示或大屏幕显示逐渐取代传统的模拟屏，使得调度（控制）中心对电网调度管理的控制性能增强，并且操作更方便、更可靠。

（4）系统信息交换、共享范围逐步扩大。

电力自动化系统并非一个孤立系统，需要与其他系统相互交换信息、共享数据，因此，随着整个电力系统不断扩容必定会使得系统信息交换、共享范围逐步扩大。

目前，各种网络技术、信息交换技术逐步在电力企业生产中得到广泛应用，并已取得相当的成果，如何使信息资源得到更为充分地利用已成为整个电力行业发展所关心的重要问题。

（5）系统数据信息存储体系不断优化。

自动化系统的数据存储体系关系到整个供电系统信息交互的安全，进而影响整个电力系统运行安全。

因此，如何建立一个优良的电力信息存储体系也得到整个电力技术行业的广泛关注，国内外现在有很多专业公司及技术机构对此进行了相关研究，同时也推出了自己的产品。

（6）电力自动化系统安全体系不断升级。

安全体系是整个电力自动化系统运行的保障。

随着对电力信息访问越来越公开化以及Intranet/Internet接入，强大的安全管理机制就显得越发的重要。

因此，业界对电力自动化系统的安全问题也是十分关注。

目前，相关的研究工作也正在行业内不断展开。

三、课题主要内容

首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。

从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110kV，35kV，10kV以及站用电的主接线。

然后又通过负荷计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，对变电站进行短路电流计算，短路计算是变电站电气设计的主要计算项目，它涉及接线方式及设备选择。

工程要求系统调度或系统设计部门提供接入变电站的各级电压的综合阻抗值，再进行计算。

根据短路电流计算对电气设备进行选择，包括对各级电压母线的选择，断路器隔离开关的选择，避雷器的选择，从而完成了110kV电气一次部分的设计。

四、研究方法、步骤和措施

110kV降压变电所电气部分设计的研究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，主要完成该变电站的一次部分设计，参考国内外最新的设计方法、研究成果和新的电气设备，对降压变电所的电气主接线方案，主变压器的选择，电气设备的选择（包括断路器，隔离开关，熔断器等），配电装置的选择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，完成变电站一次总接线图。

研究方法：

了解并掌握110kV降压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110kV降压变电所设计经验的基础上，对110kV降压变电所电气主接线、电气设备选型、防雷等方面提出一系列设计思路。

进度安排及完成时间：

1、3月5日----3月15日下达任务书，查阅资料、撰写文献综述

2、3月16日---3月21日查阅资料、撰写文献综述和开题报告

3、3月22日----4月8日毕业设计

4、4月9日----4月20日毕业实习、撰写实习报告

5、4月21日----6月10日毕业设计、撰写毕业设计论文

6、6月11日——6月19日指导教师评阅、电子文档上传FTP

7、6月20日——6月23日毕业设计答辩

毕业设计（论文）开题报告

指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年月日

所在专业审查意见：

负责人：

年月日