湖工毕设35KV变电所电气部分及继电保护的设计开题报告

1、毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告35KV变电所电气部分及其继电保护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3000字左右的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述0引言 “十一五”期间，我国将投资8500亿元人民币进行电网改造，2006年下半年开始，包括北京、上海、天津、重庆、哈尔滨、南京、福州、武汉、长沙、西安和拉萨等在内的31个重点城市的电网建设与改造已经全面启动。从国家电网公司获悉，为了满足全面建设小康社会、建设社会主义新农村对电力的需求，国家电网公司将以建设特高压电网为核心，发展跨大区、跨流域、远距离、大规模资源优化配置，优先建设跨区电

2、网，区域、省级电网骨干网架和城乡电网。行业内部曾经有过我国是否应当淘汰35kV电压等级得争议，理由是随着我国经济的发展，原来的一些35kV变电所，有的闲置，有的出让给较大的电力客户。在对电网历史资料进行统计分析的基础上，结合近几年来全国35 kV电网投资建设情况，综合我国乡村、边远地区负荷特点、人口密度分布及地方小水电发展等状况，从输送容量、输送距离、工程投资经济性等方面考虑，35kV电压等级作为小城市高压配电网、边远城乡电网、钢铁、石化、煤炭、冶金等大型企业、地铁供电等还是非常合适和必要的，在较长的一个时期内依然有保留35kV电压等级的必要。1优缺点概述1. 采用35kV供电的优点主要有：1

3、) 从经济技术角度讲，35kV供电较10kV供电降低了线路损耗。2) 从12万kW之间负荷的较大电力客户的角度出发，35kV供电的电价相对于10kV电价减少了电费支出。3) 小城区、边远地区、远郊工业、中型企业等用电单位，和110kV和10kV供电方案比较，35kV供电方案在工程投资经济性、较大的配电供电半径等方面有着明显优势。2. 采用35kV供电的缺点有：1)降低了供电可靠性。从电力客户的角度出发，增加了35kV电压等级供电环节，降低了供电可靠性；从供电企业的角度出发，增加了保护的复杂性，同时保护选择性设计上比较复杂。2) 增加了供电企业和电力客户的35kV设备投资，其中三绕组变压器比同容

4、量双绕组变压器的价格要高40以上。3) 增加了电力客户电力设备的运行和维护费用，同时由于电力客户电力专业人员队伍力量薄弱，不利于电网的安全稳定运行。4) 从供电企业的角度出发，35kV的电价使供电企业的利润减少。2保留35kV电压供电方式的意义：1) 大中型城市环境改善的需要，众多较大电力客户一般距变电所较远，线路损耗显著。2) 中国经济快速发展对能源需求日益增加，大型油田、矿区分散在几十公里甚至几百公里的范围内，供电点多面广，110/10kV供电方式在投资经济性上没有优势。3) 国内微机综合自动化保护开发、设计、应用已经非常成熟，在35kV供电的继电保护时限、选择性、可靠性等方面有了显著提高

5、，相应提高了供电可靠性。4) 从用电单位的角度出发，比10kV供电的电价要低，减少用电成本开支，对农村用电而言，可以间接减少农民的用电费用，合理降低了供电企业利润，符合构建社会主义和谐社会的目标和任务要求，对扭转城乡、区域经济发展差距意义重大。综上所述，结合我国电网的发展趋势、国情及区域经济发展不平衡的实际，本人认为在一定时期内适当保留35kV供电方式是非常有必要的。3国内外35kV供电设备发展比较随着社会、经济的不断发展，工程建设的复杂程度的加大，国内用户对开关设备小型化、免维护、智能化的要求越来越高。中压领域尤其是在35kV电压等级，常规的以空气（包括真空）为绝缘介质的开关柜普遍体积较大（

6、柜宽不小于1200mm，体积一般不小于7m3），重量较重（一般1.52t），操作困难，尤其不能满足在高海拔、潮湿、污秽等恶劣环境条件下使用要求。在这种背景下，C-GIS越来越被引起广泛关注。柜式气体绝缘金属封闭开关设备（Cubicle Gas-Insulated Switchgear）简称为C-GIS，是高压GIS产品在中压领域的拓展。它是采用低气压的SF6气体、N2气体或混合气体作为开关设备的绝缘介质，用真空或SF6为灭弧介质，将母线、断路器、隔离开关等中压元件集中密闭在箱体中，综合运用现代绝缘技术、开断技术、制造技术、传感技术、数字技术生产的集智能控制、保护、监视、测量、通讯于一体的高新技

7、术产品。具有体积小、重量轻、安全性好、可靠性高、能适应恶劣环境条件下使用等优点。1982年西门子公司首次在汉诺威展览会上展出了8DA10/8DB10型配真空断路器的SF6气体绝缘开关设备。之后的几年时间，国外许多制造公司纷纷效仿，各自开发了自己的产品。就35kV电压等级而言，目前出现较多的主要有：ABB公司的ZV2、ZX2，SEIMENS公司的NXPLUS，ALOSTOM公司的WS，三菱公司的30-GX等，这些产品中，额定电流最大到2500A，额定短路开断电流一般为25或31.5kA，个别公司产品达到40kA，宽度尺寸一般为600mm或800mm。随着计算机技术、传感技术的不断发展，国外C-G

8、IS已在智能化方面取得较大突破，可靠性、安全性进一步得到提高。我国C-GIS的研发起步较晚，上世纪90年代中期，一些科研院所和部分企业开始了C-GIS的研制工作，到本世纪，有更多的企业参加进来，研发方向主要集中在35kV电压等级产品。大部分C-GIS研制和生产单位都是采用引进国外技术生产，还无法掌握其核心技术。目前以西安高压电器研究所为代表的少数单位自主研发，完成了型式试验，有个别生产厂家通过了产品鉴定,但离产业化批量生产还有一定距离。国内同类产品设计参数一般额定电流为1250A，额定短路开断电流为25kA ，宽度尺寸一般为800mm国内产品设计中大量采用国际先进技术，产品的技术水平基本达到了

9、国际同类产品先进水平。但是，由于国内企业制造工艺等原因，大部分生产厂家还是停留在生产摸索阶段，暂时还无法向用户提供满意的产品。4 35kV变电所开关设备存在的问题由于历史原因，国内35kV变电所一向未得到设计、制造和用户重视，由此引发35kV变电所开关设备发展较10kV开关设备落后很多。通常，国内35kV产品设计中很少注意到的电场分布对设备绝缘的影响。35kV开关设备中通常使用低压力的SF6气体或空气作为绝缘介质，电场的不均匀程度对气体击穿电压的影响较大，国产35kV开关设备因而时常出现绝缘问题，很多时候都是因为设计时采取的避免电场不均匀措施到位。设备制造工艺是影响35kV设备质量与水平的最重

10、要的方面，国内产品与国外产品的差距也主要体现在工艺上。对于气体绝缘开关设备，箱体的焊接水平是直接影响产品质量和生产效率的关键工序，焊接既要保证箱体的强度和精度，又要保证气密性。35kV设备的加工、装配工艺较10kV设备要严格得多。电极的表面形状和光洁度、箱体的焊渣、表面划伤与加工部件的毛刺、尖角对气体的绝缘特性影响很大，密封面的加工精度和表面光洁度对密封的可靠性影响较大，操动机构零部件的加工质量也直接影响操动机构的稳定性、可靠性。另外，35kV变电所经常使用的10kV交流金属封闭铠装移开式开关设备，因具有结构紧凑合理、防护性能好、“五防”联锁功能可靠、维护方便、操作简单、运行可靠性高等优点在电

11、力系统中得到广泛应用。即便如此，在实际应用中，开关柜本身存在的一些不足依然存在，如主变10kV进线开关柜容易过热、柜内缺少温度监视系统等，这些问题如无相应措施将给安全供电埋下隐患。5参考文献1 汪雄海. 供配电技术教程. 浙江大学电气工程学院. 2006.2 韩祯祥. 电力系统分析. 浙江大学出版社, 2005.3 陈生贵. 电力系统继电保护. 重庆大学出版社. 2003.4 韩风主编. 建筑电气设计手册. 中国建筑工业出版社. 1994.5 齐抗美主编. 城乡电网建设改造设备使用手册. 2000.6 中华人民共和国国家标准. GB3906-913-35kv交流金属封闭开关设备.1992-06

12、-01实施.7 中华人民共和国国家标准. GB/T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求. 2000-05-01实施.8J.Duncan Glover,Power System Analysis and Design,China Machine Press.2004 9Zhu Bangshen China Safety Science Journal , China Science Press .200410王守相，王成山.现代配电系统分析M.北京：高等教育出版社，2007. 11钱银其.35kv变电站典型设计.江苏电机工程J.2007, 第25卷第5期：59-62.12

13、刘介才.实用供配电技术手册M.北京：中国水利水电出版社，2002 13刘介才.供电设计中若干问题的探讨D.四川省电工科技学会优秀论文集，2008 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：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、 课题的目的与意义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。建国以来，我国的城乡供电事业得到了迅速发展，同时也经历了一个不断认识、提高、完善的过程。 “十一五”规划纲要提出，要坚持统筹城乡经济社会发展的基

14、本方略，扎实稳步推进社会主义新农村建设。作为基础产业的电力工业，该为新农村建设做些什么？国家电网公司初步制定了服务新农村、新城镇建设的战略规划。早期35kV变电所以及一些经济欠发达地区的农村变电所，35kV侧仍然采用老旧的熔断器或者多油断路器作保护，10kV出线侧采用柱上油断路器作保护。这些设备结构简单，开断容量小，操作维护不便，运行中误动、拒动、越级跳闸、扩大停电范围的现象时有发生。常用的DW系列多油断路器不仅体积较大、检修不方便、事故多，而且短路开断容量小，合闸操作功大，对直流操作电源要求高等缺陷。随着近几年技术的进步，设备不断地更新换代，开关设备的无油化已成为电力行业的一个目标。随着变电

15、所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。二、 课题发展现状和前景展望在未来的21世纪，估计对电力的需求程度会比现在更高，所需电力设备也将有明显的增加。到那时候，为了提高维修和运行效率，就需要开发一种维修 简便、省时省力，能缩短故障停电时间的变电所。 21世纪变电所的构想，该变电所是一个全面装有计算机、光纤和各种传感器的系统。其特点和目标如下：1数字化 在控制保护装置使用计算机以及数字化的同时，GIS（气体绝缘开关）、变压器、全封闭配电装置（6.6kV）等设备的控制电路也采用数字化。由于控制

16、保护电路全部实现无触点化，因而可以避免接触不良等故障，提高可靠性。 此外，计算机不仅可以自校软件，还可以监示硬件，因而可对全部控制保护电路进行监示和诊断，使维修简便省力。2光通信化 配合控制保护装置以及GIS等设备的控制电路的数字化，装置之间的接口、机构内的信号传输系统都将实现光通信化。因而从前为了对付电磁感应和浪涌电流的大型化接口部分将得以小型化。随着数字控制保护装置的进一步小型化，还将力求大容量、高可靠地传送情报。此外，由于用光PT和光CT取代了传统的绕线式PT和CT，因而传感器也将小型化。3预测维修传感器 在GIS、变压器、全封闭配电装置等一次设备上装设检测局部放电和溶于油中的气体等的传

17、感器，希望能早期发现设备异常，以便预防事故，达到提高供电可靠性和维修简便省力的目的。4故障点定位和自动重合闸装置 一旦GIS、全封闭配电装置等发生故障，目前的办法是从检修值班室向发生故障的变电所派出检修人员，通过查找、确定故障点后，再向无事故地区送电。然而在未来的变电所，由于安装有标定故障点位置的传感器，因而在远方就可以确定故障点，然后向无事故地区送电，大大缩短停电时间。此外，预计将来在变电所内配以自动重合闸装置，在自动分离故障点之后能自动地给无事故地区送电。21世纪的变电所集最新高技术之大成，预计大约经过三年左右时间的研究开发之后，便可进行实用化推进的户外试验。 有机会参观了关西电力公司的南

18、京都变电所，发现日本人也搞“运动”，有图有真相。这座500千伏的变电所，外表看起来很壮观，但是进控制室一看，发现操作设备已经有点落伍了，还是上个世纪70年代的老古董。 虽然设备老旧，但是所长代理很骄傲地告诉我们这些访客说，变电所自从投入运行以来的30多年来一直安全运行，至今已经连续10000多天无事故了三、课题研究的主要内容与要求通过对本课题的研究，在遵循电力系统设计基本原则前提下，应用所学知识完成负荷分析并求出计算负荷、功率补偿计算，确定总降变压器容量、数量，完成电气主接线设计，计算短路电流以及对部分主要设备进行选型，继电保护设计与计算整定，进线导线截面选择等。通过本次设计，熟练掌握Auto

19、CAD绘制图纸。本课题的研究重点是负荷计算、主变容量确定、电气主接线设计，短路电流计算、继电保护设计与计算整定，并对变电所电气系统的安全性、可靠性、灵活性以及运行维护性等主要方面进行探讨，结合工程实际需要拟定电气设计方案。通过这次设计，不仅要熟悉关于变电所的电气规范，还应该熟悉其它相关规范，另外又要了解变电所设备发展情况和当地供电部门对变电所设计的要求，同变电所设计相关的情况如环境等也要有一个初步了解。三、 研究方法、步骤和措施1. 研究方法据设计任务书的要求条件,首先确定符合要求的线路模板(即常用的电气主接线,可查阅相关的资料),理论和实际综合考虑的研究方法2. 研究步骤（1）原始资料分析，得出初步设计方案。（2）电气主接线设计，厂用电接线的设计，各种电气参数计算。（3）电气设备选择，根据电气参数选用匹配的电气设备以及型号。（4）配电装置的设计，考虑电气自动化功能的实现。（5）继电保护的配置设计，对整个流程及线路和电气设备进行保护。（6）全厂的防雷保护设计，综合考虑地理环境和气候条件。