冶金机修厂变电所监控系统设计开题报告.docVIP

XX学院毕业设计（论文）开题报告姓 名 专业电气工程及其自动化 班级 学 号 指导教师 题目类型工程设计题 目冶金机修厂变电所监控系统设计一、选题背景及依据（简述题目的技术背景和设计依据，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）（一）选题背景电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转化而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用，电能的输送和分配简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。现代社会的信息技术和其他高新技术都是建立在电能应用的基础上。因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。随着我国国民经济持续、稳定、高速发展以及科技的进步，一大批自动化程度高的工厂相继建成，为机修厂行业的整体技术进步，提高行业经济效益和社会效益都起到极大的推进作用。这就对机修厂车间的供配电提出了更高的要求。此外我国面临着经济社会快速发展和人口增长与资源环境约束的突出矛盾，为全面贯彻落实科学发展观、促进经济又好又快发展，电能有效而高质量的供给和分配也是机修厂车间正常运行的保证。因此如何设计出安全、稳定、可靠、经济的车间供配电系统对企业甚至社会来说都是至关重要的，这也正是本课题研究它的原因。在目前各种形式的能源中，电能具有输配电简单经济；可以精确控制、调节和测量的特点。因此，电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。二（二）研究意义在工厂里，电能虽然是生产的主要能源和动力，它在产品成本中所占比重一般很小。从投资角度来看，一般工厂在供电设备上的投资业进占总投资的5%左右。因此电能在工也生产中的重要性并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则可能对工业生产造成严重的后果。 工厂供电工作能否很好的为工业生产服务，将会对能否切实保证工厂生产和生活用电的需要具有重要意义。可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。车间供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，车间供电设计的质量直接影响到的产品生产及公司的发展。本次设计主要研究冶金机修厂变电所监控系统设计，希望能运用当今世界领先的技术设备对其设计，以达到在大学期间对所学专业的深入了解和认识，锻炼自己的独立思考研究能力，初步掌握设计的基本要领，为今后的工作打下良好的基础。同时希望在毕业设计阶段将自己几年所学知识更好地应用于实践之中，与实际工程接轨。更多的了解并能熟练地应用国家规范和标准，由此来指导整个的设计过程。（三）毕业设计的主要参考文献和技术资料1、傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算M.中国电力出版社 20042、电力工业部，电力规划设计院.电力系统设计手册M.中国电力出版社3、西北电力设计院. 电力工程设计手册M. 中国电力出版社4、王锡凡. 电力工程基础M. 西安交通大学出版社 19986、吴希再. 电力工程 M. 华中科技大学出版社 20047、牟道槐. 发电厂变电站电气部分M. 重庆大学出版社 20038、陈生贵. 电力系统继电保护M. 重庆大学出版社20039、西北电力设计院. 电力工程电气设备手册M. 中国电力出版社10、陆安定.发电厂变电所及电力系统的无功功率M.中国电力出版社11、AKIRA ONUKI，Phase Transition DynamicsM.CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS 200512、G.Orelind , “Optimal PID gain schedule for hydrogenerators design and application”, IEEE TransJ. on Energy Conversion, Vol.4, No.3, Sept, 1989 13、二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程（一）研究的基本内容，拟解决的主要问题本设计要求完成某机修厂总降压供配电系统电气设计，具体包括设计方案论证，负荷计算和短路计算，车间变电所的设计选择;总降压变电所设计选择; 主要电气设备的选择和校验; 主变压器继电保护设计。此次设计中要解决的主要问题有：1）变电所的设计选择2）继电保护的配置3）主要电气设备的选择和校验4）变电站综合自动化系统的设计5）监控软件的设计及图形界面的设计二（二）变电站主接线方案的确定高压变电所的母线，通常采用单母线制。本变电站是双回线进站，则应采用以高压隔离开关和高压断路器分段母线制。机修厂变电所两条电源进线的主结线方案如下图所示：对工厂变电所的主接线选择应满足以下要求：1）根据本厂用电负荷的要求，保证供电的可靠性和电能质量。2）主接线应力求简单、明了，运行方式灵活，投入或切除某些设备或线路的操作方便。3）应使主接线的一次投资和运行费用发展到经济合理。4）应留有发展与地。经过全面考虑上述的要求，我们采用单母线分段的接线方式。因为单母线分段提高了供电的可靠性，不论那条供电线路发生故障或进行检修，该变电所通过闭合低压母线分段开关，可恢复整个变电所供电。并装入互为备用电源自动投入装置（APD），则任一主变压器失电跳闸时，另一台变压器低压主开关和低压母线分段开关将在APD作用下自动合闸，恢复整个变电所的正常供电。使两条母线均不至于停电，保证了重要设备的不中断供电。三、 （三）总降压变电所变压器选择1）主变压器台数和容量的选择根据工厂提供的数据，本工厂负荷为二级负荷，故本工厂总降压变电所应选择两台主变压器。由于本工厂选用两台主变压器，故每台主变压器的容量SN不应小于总的计算负荷S30的60%70%但由于本工厂的负荷均为二级负荷，故该工厂的总降压变电所选用两台容量为5000kVA型号为S9-5000/35的变压器2） 车间变电所变压器选择电力系统的35kV供电电源引入该厂后，经过厂区内的35/10kV总降压变电所将电压降至10kV给厂区供电。10kV仍是高压电源，不能被380V以下负荷所用，固还需要进行降压才能供负荷使用。根据工厂布局并结合实际情况，在该工厂设立五个10/0.4kV车间变电所，给车间380V以下负荷供电。由于该厂有6kV高压负荷，故在有高压负荷的车间变电所需专门设立10/6kV变压器给高压负荷供电。对于有重要的二级负荷且容量较大的车间变电所，需要采用两台变压器进行供电，以保证供电的可靠性。 （四）短路电流计算系统中最常见的故障就是短路（short circuit）。短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。短路后，系统中出现的短路电流（short-circuit current）比正常负荷电流大得多。在大电力系统中，短路电流可达几万安甚至几十万安。如此大的电流可产生很大的点动力和很高的温度，而使线路中的原件受到损害。由于短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行和降低产品质量。继电保护装置在发现短路电流后动作，切除故障线路，可造成不同范围的停电。为了断则切除短路故障的开关电源、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的原件等，也必须计算短路电流。进行短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（又称有名单位制法）和标幺值法（又称相对单位制法），工程上常用标幺值法。故本设计采用标幺值法进行计算。绘制计算电路图、选择短路计算点。计算电路图上应将短路计算中需计入的所有电路元件的额定参数都表示出来，并将各个元件依次编号。短路计算点应选择得使需要进行短路效验的电器元件有最大可能的短路电流通过。该厂电源从位于距该厂东侧8km处的220/35kV变电站以35kV双回路架空线引入工厂，其中一路做为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行。该供电系统中，需计算四处短路点的短路电流、短路容量等，以用于确定一次设备。（五）一次设备的选择校验的条件与项目为了保证一次设备安全可靠地运行，必须按下列条件选择和校验：1）按正常工作条件包括电压、电流、频率及开断电流等选择；2）按短路条件包括动稳定和热稳定进行校验；3）考虑电气设备运行的环境条件如温度、湿度、海拔高度以及有无防尘、防爆、防腐、防火等要求；本设计中主要对断路器、隔离开关、高压熔断器、电压互感器、电流互感器进行选型和校验。（六）主变压器继电保护设计为了保证工厂供电系统的安全运行，避免过负荷和短路引起的过电流对系统的影响，因此在工厂的变电所和厂区供电系统中有不同类型的继电保护装置。为了保证对保护装置的选择性、速动性、可靠性和灵敏性的基本要求，就需要对继电保护装置进行整定计算，来达到目的。 1）35kV主变压器保护变压器的内部故障可分为油箱内和油箱外故障两种。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路，匝间短路以及铁心的烧损等，对变压器来讲，这些故障都是十分危险的，因为邮箱内故障时产生的电弧，将引起绝缘物质的剧烈气化，从而可能引起爆炸，因此，这些故障应该尽快加以切除。油箱内的故障，主要是套管和引用出现上发生相间短路和接地短路。瓦斯保护对变压器油箱内的各种故障以及油面的降低，应装设瓦斯保护，他反应与油箱内所产生的气体或油流而动作。其中轻瓦斯保护动作于信号，重瓦斯保护动作与跳开变压器电源侧的短路器。装设电流速断保护工厂供电系统变压器的电流速断保护，一般采用两相式接线。变压器的电流速断保护不能保护变压器的全部，只能保护元件的一部分，一般在只能保护到变压器的一次侧。差动保护对变压器绕组、套管及引出先上的故障，应该根据不同容量装设差动保护。2）总降压变电所35/10kV变压器的保护本设计的总降压变电所采用变压器的额定容量为5000KVA，所以本设计选择对该变压器装设差动保护和瓦斯保护。本设计变压器保护均选用GL-15/10型继电器进行保护，采用两相两继电器式接线。差动保护能正确区分被保护元件保护区内、外故障，并能瞬时切除保护区内的故障。变压器差动保护用来反映变压器绕组，引出线及套管上各种短路故障，是变压器的主保护。本设计差动保护选用BCH-2型继电器。 变压器二次侧电流I2大于一次侧电流I1，所以选较大者10.5kV侧为基本侧。BCH-2型继电器的平衡绕组Wb接于10.5kV的基本侧，平衡绕组Wb接于35kV侧。三、毕业设计（论文）工作进度安排第一周：熟悉工艺要求和设计内容，