开题报告-35KV总降压变电所主接线设计.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化设计题目：35KV总降压变电所主接线设计指导教师: 2015 年 4 月 2 日毕 业 设 计 开 题 报 告1. 选题依据 文献综述1.研究背景和意义 随着我国经济的发展和人民生活水平的提高。用户对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造、拉动内需的发展计划。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。近年来35KV 变电站的建设迅猛发展。科学的变电站设计方案能够提升配电网的供电能力和适应性, 降低配电网的损耗和供电成本，减少电力设施占地资源。体现“增容、升压、换代、优化通道”的技术改造思路。同时可以增加系统的的靠性，节约占地面积，使变电站的配置达到最佳，不断提高经济效益和社会效益。就电网建设，造价分析，运行情况等方面进行，有针对性地研究了其负荷特性，高峰时期的避峰措施，注意到中高压配电网络的电压等级，网络规划的优化，与周边电网的协调配合等问题1。从我国现状及发展趋势出发，对选择电网结构及配电，进行了经济技术比较及可行性分析，提高城乡电压等级是必然趋势。2.电气主接线的设计原则和要求2.1 电气主接线的设计原则 (1) 考虑变电所在电力系统的地位和作用。变电所在电力系统的地位和作用是决定主接线的主要因素。不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变电所，由于它们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同2。 (2) 考虑近期和远期的发展规模。变电所主接线设计应根据五到十年电力系统发展规划进行。应根据负荷的大小及分布负荷增长速度和潮流分布，并分析各种可能的运行方式来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数3。 (3) 考虑用电负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响对一级用电负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级用电负荷不间断供电; 对二级用电负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级用电负荷供电，三级用电负荷一般只需一个电源供电4。 (4) 考虑主变台数对主接线的影响。变电所主变的容量和台数，对变电所主接线的选择将会产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高5。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性的要求低。 (5) 考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电，适应负荷突增、设备检修、故障停运情况下的应急要求。电气主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同，例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路、变压器停运; 当线路故障时是否允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式6。2.2 电气主接线设计的基本要求 变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接 总数、设备特点等条件确定。并应综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求7。 (1) 可靠实用。所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合8。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的9。 (2) 运行灵活。主接线运行方式灵活，利用最少的切换操作，达到不同的供电方式。根据用电负荷大小，应做到灵活地投入和切除变压器10。检修时，可以方便地停运变压器、断路器、母线等电气设备，不影响工厂重要负荷的用电。 (3) 简单经济。在满足供电可靠性的前提下，尽量选用简单的接线。接线简单，既节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备，使节点少、事故和检修几率少; 又要考虑单位的经济能力11。经济合理地选用主变压器型号、容量、数量，减少二次降压用电，达到减少电能损失之目的。 (4) 操作方便。主接线操作简便与否，视主接线各回路是否按一条回路配置一台断路器的原则，符合这一原则，不仅操作简便、二次接线简单、扩建也方便，而且一条回路发生故障时不影响非故障回路供电12。 (5) 便于发展。设计主接线时，要为布置配电装置提供条件，尽量减少占地面积。但是还应考虑工厂企业的发展，有的用户第一期工程往往只上一台变压器，经3 5 年后，需建设第二台主变压器，变电所布局、基建一般都是根据主接线的规模确定的。因此，选择主接线方案时，应留有发展余地。扩建时可以很容易地从初期接线过渡到最终接线13。3.电气主接线方案的比较 变电所的接线应从安全、可靠、灵活、经济出发。本次设计的矿井35kV 总降变电所，地位较为重要，应尽量保证供电的可靠性，又由于是总降变电所，从经济性来考虑主接线不宜复杂14。几种主接线设计方案如下: (1) 只装有一台主变压器的主接线。通常采用一次侧无母线、二次侧为单母线的主接线。一次侧采用断路器为主开关。其特点是简单经济，但供电可靠性不高，只适用于三级负荷15。 (2) 一次侧为内桥式接线的主接线。这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷。这种内桥式接线多用于电源线路较长而主变压器不需经常切换的总降压变电所16。 (3) 一次侧为外桥式接线的主接线。这种主接线也适用于一、二级负荷。这种外桥式接线多用于电源线路不长而主变压器需经常切换以适应经济运行的总降压变电所。 (4) 一、二次侧均采用单母线分段的主接线。这种主接线兼有上述内桥式和外桥式两种接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，投资较大。可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的情况。 (5) 一、二次侧均采用双母线的主接线。采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也大大提高，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在企业中少用主要用于电力系统中17。综合上述的主接线方案的比较，一次侧选用线路变压器组接线方式，即采用两台变压器分列运行，二次侧 采用单母分段接线方式。3.1 35kV 侧的接线 所设计的变电所35kV出线，最终四回，本期工程一次完成，在考虑主接线方案时，应首先满足运行可靠，操作灵活，节省投资。 (1) 方案一:单母线接线方式。接线简单清晰。操作方便，投资少，便于扩建;母线或隔离开关检修或故障时连接在母线上的所有回路必须停止工作;检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电;当母线或母线上的隔离开关上发生短路以及断路器在继电保护作用下都自动断开,因而造成全部停电18。 (2) 方案二:单母分段接线方式。当一段母线发生故障时，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电可提高供电可靠性和灵活性。 以上两种方案比较，在供电可靠性方面，方案一较差，故35kV侧应采用单母分段接线19。3.2 6kV 侧的接线 (1) 方案一: 单母线接线。具有接线简单清晰，操作方便，所用设备比较少、投资少等优点，但当母线或母侧隔离开关检修故障时，连接在母线上的所有回路都将停止工作，当母线发生短路时，所有电源回路的断路器在继电保护作用中自动跳闸，因而造成母线电压失压全部停电，检修任一电源或线路的断路器时，该回路必须停电20。 (2) 方案二: 单母分段接线。接线简单清晰，设备少，且操作方便，可提高供电可靠性和灵活性，不仅便于检修母线而减少母线故障影响范围，对于重要用户可以从不同段引两个回路，而使重要用户有两个电源供电，在这种情况下，当一段母线发生故障，由于分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障段切除，因而保证了正常段母线不间断供电21。 综上所述，单母分段接线的可靠性较高，而且比较经济，故6kV侧接线应选方案二，单母分段接线。 参考文献1孙逊.变电合自动化技术发展趋势J.电力系统自动化，1995，19(10).2贺仁睦.变电站综合自动化监控主站的系统资源平衡J.电网技术，1999，23(3).3苏文成.工厂供电M.北京：机械工业出版社，1999.4范锡普.发电厂电气部分第二版M.北京:水利水电出版社,1995.5熊信银.发电厂电气部分M.北京:中国电力出版社,2004.102-223.6Ogura R Y，Nakane S，Morooka M，et a1High-performance dyesensitized solar cell with a multiple dye systemAppl Phys Lett，2009，94(7)：3308.7X.S.CaiRenewable Energies，Present & FutureJAdvanced Technology of Electrical Engineering and Energy；2005，24(1)：69-75.8上海超高压输变电公司.常用中高压断路器及其运用.中国电力出版社，2004.9任孝岐.220kV城区变电所设计思路.陕西电力设计院.10王仁祥. 电力新技术概论M. 北京：中国电力出版社，200911姚志松、姚磊. 中小型变压器实用手册M. 机械工业出版社，2008.12傅知兰主编. 电力系统电气设备选择与实用计算M. 北京：中国电力出版社，2004.13西北电力设计院.电力工程电气设备手册电气一次部分S.北京:中国电力出版社,1999.14刘正山.发电厂电气设计和计算M.四川:四川大学出版社,1999.15X.S.CaiRenewable Energies，Present & FutureJAdvanced Technology of Electrical Engineering and Energy；2005，24(1)：69-75.16何仰赞.电力系统分析M.武汉:华中理工大学出版社,1999.17H Schulzrinne,J Rosenherg A Comparison of SIP and H.323 for Internet TelephonyM,Cambridge,U.K Prac of NOSSDAV,1998.18汤效军.电力线载波通信技术的发展及特点J.电力系统通信，2003，22（1）：47-51.19何建，杜海霞，孔令宇.新时代的电力线通信技术J.东北电力学院学报，2005，25（2）：27-31.20Andreas Hauser Stefan Ramseier Dart Net The New PLLC ommunication Systemfor MV and LVN etworks JAB-BReview,1999(4)：4-10.21王安伟，刘德军.几种调制技术的共性J.电信技术，1996，23（4）：15-20. 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案： 设计方案本课题要求学生掌握 35KV 总降压变电所主接线设计的内容、思路、方法和步骤。获得综合运用所学知识、已有能力解决供配电系统工程实际问题的技术和能力，实践工程设计的实际锻炼。2.1 具体设计内容：典型35KV总降压变电所所址和型式的选择；主接线方案的确定；负荷计算和无功补偿计算；主变型式、组别、台数、容量的选择；短路计算；主接线设计（设备导体的选择校验）；进出线的设计；结构布置方案的确定。2.2 具体设计方案：1. 确定变电所所址和型式 选择交通便利，易于变压器的运输和进出线的实现。2. 主接线方案的确定 根据任务书和资料数据列出2-3个方案，并对较优方案进行详细计算和分析比较，确定最优方案。3. 负荷计算和无功补偿计算 由资料数据进行负荷计算和无功补偿计算。4. 主变型式、组别、台数、容量的选择 根据负荷计算和无功补偿计算的结果确定主变的型式、组别、台数、容量。5. 短路计算 根据电气设备和继电保护的需要，确定短路计算点，计算短路电流，计算结果列出汇总表。6. 主接线设计 根据可靠性、灵活性、经济性选择合适的主接线型式。7. 进出线设计 8.结构布置