降压变电所设计毕业论文.doc

110kv降压变电站设计一、毕业设计论文设计内容及研究的目的和意义 本次设计主要内容是: 1)、选择主变的容量和台数 2）、确定电气一次主接线方案 3）、短路电流的计算 4）、选择一次电气设备 5）、防雷保护和接地装置计算 6）、继电保护装置的配置 研究的意义 ： 变电站作为电力系统中的重要组成部分，直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本论文中待设计的变电站是一座降压变电站，在系统中起着汇聚和分配电能的作用，担负着向该地区工厂、农村供电的重要任务。该变电站的建成，不仅增强了当地电网的网络结构，而且为当地的工农业生产提供了足够的电能，从而达到使本地区电网安全、可靠、经济地运行的目的。 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。 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。 高新技术的发展和应用，对电能质量和供电可靠提出了新的要求，高压、超高压变电站的设计和运行系统必须适应这种新形势，因此，改善电网结构，提高供电能力与可靠性以及综合自动化程度，以满足日益增长的社会需求是电力企业的首要目标。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，一般安装有变压器及其控制和保护装置，起着变换和分配电能的作用。为了保证在送变电过程中的供电可靠性，首先要满足的就是变电所的设计规范。进入21世纪后，我国电力仍将以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网建设的任务仍很重。做为发电厂和用户的中间环节，变换和分配电能的重要组成部分，将面临电力体制改革和技术创新能力的双重挑战，如何合理的设计一个变电所，使之在技术上、管理上适应电力市场化体制和竞争需要，促使电网互联范围的不断扩大，是这次设计的主要目的。2、 毕业设计研究现状和发展趋势（文献综述）随着经济发展和电力系统规模的扩大，部分地区出现高密度负荷。电网建设与城市建设之间的矛盾日益突出，部分地区甚至出现变电站规划站址难以落实的现象。这种现象在大城市中尤为突出。随着城市建设的发展，上海电网显现高负荷密度的特点同时上海土地资源稀缺的特性也日益显现，这就要求必须合理地利用有限的站址和通道资源。满足电网建设可持续发展的要求。为促进大城市电网与经济、社会、环境的和谐发展建设“两型一化”电网缓解用地日益紧张的局面。大城市变电站的发展呈现大容量、紧凑型且向地下发展的趋势。一、大容量变电站 中国的特大型城市，近年来用电负荷增长较快,市中心区域负荷密度很高,变电站的规划选址受用地和环境等诸多限制,采用大容量变电站是上海电网发展的必然趋势。随着变压器制造技术的不断进步,大容量变压器制造已不存在技术困难。采用大容量变电站比一般容量变电站造价，尤其是当负荷密度较大时，采用大容量变电站具有更明显的优势。基于上海目前的造价水平和负荷密度220KV大容量最终规模宜采用三台330MVA变压器近期考虑负荷密度及变电站选址等可先安装两台240MVA变压器.变压器的配置可以达到变电站容量的最佳化。大容量变电站的采用减轻了变电站在大城市中选址布点的困难与常规变电站相比,减少了变电站的数量、电缆长度和变电站的电源仓数量对电网建设具有积极作用。二、紧凑型变电站 采用紧凑型设计思路对于上海这样一个土地资源十分有限城市规划、环保要求较高的大都市来说是一个好的解决方案。紧凑型变电站是在国家电网典型设计的基础上，通过采用先进的小型化、节能型设备进行紧凑型布置优化设计，使变电站各配电装置布置更为合理。提高建筑物空间利用率，进一步缩小变电站建筑物占地面积，提高城市中心地区土地利用率。紧凑型变电站设计中宜采用小型的干式变压器、气体绝缘变压器。它们体积小、易于维护。当采用油浸式变压器时，宜采用本体散热器上下分体式变压器以节省占地面积。本体散热器上下分体式变压器的散热器在变压器室上方，计算占地面积时仅需计算一问变压器室大小。紧凑型设计思路将小型化和模块化相结合。从空间上实现小型化，即各功能室面积上的减负空间要作相应优化，使体积最合理。同时通过模块的增减和优化组合。得到最佳整体效果。布置上注意建筑的梯度，尽量减少对周围建筑日照的影响。 三、地下变电站 随着社会对电力需求的逐年增长，大城市供电负荷猛增，变电站的分布也越来越密集，并逐渐深人到大城市中心的商办、金融及住宅等繁华地域。为此在城区建设变电站就面临一些新的问题，选址难、电磁波及噪声对环境的影响、与周围环境相协调等问题。而作为国际大都市的上海这些难题尤为突出。市中心高负荷密度区多。城市用电的矛盾难以解决。再加上城市建设的发展，用电负荷继续增长，要求在市中心建造更多的变电站。由于市中心土地资源紧张、环保要求高。变电站的选址也就成了一大难题。为解决这些问题借鉴国外发达城市的经验综合考虑如何既能降低造价、提高土地的利用价值又能满足国家环保要求提出在地下建变电站地面上进行物业开发这是一种很好的解决途径。地下变电站可分为全地下变电站和半地下变电站二者区别主要在于半地下变电站的主变压器装设于地上建筑内其他电气设备安装在地下建筑物内而全地下变电站所有电气设备均安装在地下建筑物内。开创未来光纤化变电站的美好前景推动智能化变电站的建设进程。大容量变电站、紧凑型变电站和地下变电站的采用可以解决大城市变电站选址难的问题适应大城市变电站的发展趋势。它们不仅可以减少变电站的占地面积、提高土地资源的利用率还可以降低对周围环境的影响、美化环境带来巨大的经济、社会和环境效益。它们是实现资源节约型、环境友好型电网建设的主要途径之一。三、毕业设计研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径） 论文研究内容1） 确定主接线：根据设计任务书，分析原始资料与数据、列出技术上可能实现的2-3个方案，经过技术经济比较，确定最优方案； 2）选择主变压器：选择变压器的容量、台数、型号等； 3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护整定的需要，选择短路计算点，绘制等值网络图，计算短路电流，并列表汇总； 4）电气设备的选择：选择并效验断路器、隔离开关、电抗器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆、避雷器等、选用设备的型号、数量汇总设备一览表；5）配电装置设计。 本设计的边点多电气部分应具有可靠性、灵活性、经性、并能满足工程建设规模要求且变电所功率因数不低与0.9。拟采用的研究方案：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110 kV降压变电所设计经验的基础上，对110 kV降压变电所所址的选择、电气主接线、电气设备的平面布置、电气设备选型、防火、防雷、接地、防电磁辐射、防噪声等方面提出一系列设计思路。1）主变容量和型号的选择是根据负荷发展的要求。2）电气主接线的设计确定主接线的形式对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修是否方便以及经济性等都起着决定性作用。变电所的主接线应根据变电所在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且满足运行可靠，简单灵活、操作方便和节约投资等要求，便于扩建。主接线必须满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力，我们可以进行定量评价。灵活性的基本要求是满足调度时灵活性的要求，满足检修时灵活性的要求以及满足扩建时灵活性的要求，大的电力工程往往要分期建设，从最初的主接线过渡到最终的主接线，每次过渡都应该比较方便，对已运行部分影响小，改建的工程量不大。3）短路电流的计算及电气设备的选择根据电力系统接线图及本所电气主接线图，制定短路计算等值网络图，拟订必要的短路计算点，用实用计算法或上机计算出选择电气设备所需的各组短路电流。并将计算值列表备用。 工作计划：2月23日-4月7日：按照毕业论文（设计）任务书的要求查找、学习相关资料。4月8日-4月20日：了解110KV变电所设计的现状，理清设计思路，撰写开题报告开题报告开题报告开题报告。4月20-5月19日：学习绘图软件，为绘制各种图纸做好准备；根据要求进行负荷统计、短路计算、电气设备的选型及校验、电气部分工程概算等计算工作。5月19日-6月15日：掌握CAD绘图技巧，绘制本设计的绘制主接线图、电气总平面布置图、断面图、接地装置布置图、监控范围图、防雷保护范围图、中央信号展开图、主控室平面布置图、变电站综合自动化系统结构图继电保护及自动装置配置图等各种图纸；完成论文初稿。6月10日-6月15日：整理完善毕业论文，并准备毕业答辩。3、主要参考文献（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇，应有一定数量的外文文献，至少附一篇引用的外文文献（3个页面以上）及其译文）1何仰赞.电力系统分析M.上海:华中科技大学出版社,2007 2姚春球.发电厂电气部分M.北京：中国电力出版社,2006 3熊心银，朱永利.发电厂电气部分M.北京:中国电力出版社,20044楼张达，李扬.发电厂电气部分J.北京:中国电力出版社，第16卷12期， 19985陈启卷.电气设备及其系统J.北京：中国电力出版社,第8卷5期,20066华智名.电力系统J.四川:重庆大学出版社，第10卷9期，19917张步涵.电气工程基础J.武汉：华中科技大学出版社，第33卷5期,20058宋智明.电力设备与运行J.北京：中国电力出版社 ，第21卷13期 ，20059王广延.电力系统继电保护原理及应用M. 武汉：华中科技大学出版社，200110王春生.电力系统继电保护原理J.北京：水利电力出版社，第10卷5期，199111 Electric Power Engineering Design Manual (1), (2).Beijing: Water Conservancy and Hydropower Publishing House .198912A.J.Wood,B.F.Wollenberg.PowerGenertion,Operation,andControl.JNewYork:John Wiley,198413A.G.Phadke,J.S.Thorp.Computer Relaying for Power System.J New York:Research StudyPress,198814J.Duncan Glover, Substation Analysis and Design,China Machine Press.2004 变电站建设的一般要求 变电站电源工业是供电系统的一个重要因素，为接收，转换和分配电能。根据权力和目的，分为中央配电变电站变电站的电压110-500kV主升压下来的变电110-220/6-10-35kV;深入口变电站为110-330kV/6-10Kv;6-10kV的配电变电站;变电站电压6-10/0.38-0.66kV.从电源接收到的能量从110-220kV通常被转化为6-10kV分布在变电站的企业和被馈送到高电压的服务。中央配电变电站电力系统接收能量分发通过深出入口的天线和电缆线的电压为110-220kV以上的企业境内（不含或部分改造），中央配电变电站不同于在一个较高的主配电变电站权力和它的力量，大部分是在110-220kV的电压，它具有简化的初级电压开关电路，这是美联储从电源到单个对象或区域，低和中等功率店变电站改造能源6-10kV的二次电压为380/220kV。 用于降低在长距离传输中的损失的一个更高的电压的发电机产生的能量转变为在发电厂升压变压器变电站转换变电站用于转换AC到DC（有时反之亦然），能量转换一个频率到另一个。变电站半导体整流器转换一个频率的能量转换到另一个地方。转换变电站与半导体整流器是最经济的。 当构造一个变电站的结构部分。最好是工业上使用轻量的结构和元件（板，地板等）制成的弯曲部分，这些元素被预先竖立区外，只在现场组装。这大大削减的条款及建筑成本。变电站的基本电路的概念选择当设计一个POWERSUPPLY的系统的企业。变电站配有初级电压的入口。变压器和输出电缆线或二次电压的电流导体。变电站安装设备和下面描述的元素的可能的组合的数量。设备和元件是非常大的。它是要努力最大的简化和最小化的开关装置的数量，这样的变电站是更可靠的和经济的。电路简化，通过使用自动重合闸或自动变化到预定设施这允许快速，无故障的冗余各个元素和使用的设备。在设计工业企业所有电压的变电站，以下基本因素都考虑在内：1.单总线系统，与仅使用双总线系统，以确保可靠，经济的电力供应的优质就业; 2.单位化的结构和自动化变电站广泛使用; 3.自动化遥测，自动化及变电站的设计，如果没有设想使用或自动化遥测，电路允许添加这些设备未来没有过多的投资和重新工作是这样安排的就业。 4.使用简单和廉价的设备，隔离开关，短路开关，负载，打破隔离器，熔断器，并适当考虑其交换容量可能大幅削减昂贵和关键的油，真空，电磁阀和空气开关的需要。变电站开关齿轮设计电路，使用的设备，每条生产线是美联储从单个变压器，组件，线条让自己断开的同时不中断运行，相邻的生产流程与机制。 很多年前，科学家对电力有非常模糊的想法。他们中的许多人认为它作为一种流体流经导线通过管道的水流量，但他们不明白它流。他们中的许多人认为，电力是由某种形式的微小粒子，但试图分开电能转化为单个粒子难倒他们。然后，美国最伟大的科学家密立根，在1909年，震惊了科学界实际称量单个粒子的电力，并计算其电荷。这可能是一个最微妙的称重被人做过的工作，为一个单一的带电粒子的重量只有大约一半的百万分之一磅。为了弥补一斤，这些粒子将采取更多比在大西洋上有水珠。他们对我们并不陌生，这些带电粒子，因为我们知道他们为电子。当大量的电子脱离原子，并通过导线移动，我们描述这个动作说，电力流经电液，早期科学家谈到是什么以上电气流沿导线。 但如何才能使单个电子脱离原子？这些自由电子以及如何进行沿导线？对第一个问题的答案在于原子本身的结构。某些原子的构造，他们容易失去电子。铜的原子，例如，正不断失去一个电子，重新获得它（或另一电子），并再次失去它。铜原子通常有29个电子，安排在四个不同的关于其核轨道。内部轨道有2个电子。下一个较大的轨道8，第三轨道是挤满了18个电子。和外面的轨道只有一个。这是外面的铜原子的电子不断失去，因为它不是很紧密联系在一起的原子。偏离，被替换为另一个自由粗纱电子，那么这第二个电子也出现过迷惘之遥。 因此，在一根铜线自由电子飘来飘去在所有方向铜中，甚至通过铜线看起来相当普通的眼睛一动不动地，里面有一个很大的活动。如果导线载电力，电灯或其他电器设备，电子不会被随机走动。相反，他们中的许多将赶在同一方向从一端的导线的其他。这给我们带来了第二个问题，怎样才能自由电子沿导线移动？好吧，男人已经发现几种方法来做到这一点的方法之一是化学。沃尔特，伏打电堆，或电池，是一种化学设备，使得电力（或电子）流线。另一种方法是磁性。法拉第和亨利发现磁铁可用于使电力流导线在最近的时代，男人已经学会了如何使铁磁体。更重要的是，他们已经发现了如何利用磁铁推电子通过导线就是，如何使电力流。在我们讨论这个问题之前，有磁铁的特性，我们应该知道一块玻璃放在顶部的马鞋磁铁，如果铁屑，然后玻璃，申请将安排自己到线。 TRID条形磁铁（马蹄形磁铁理顺）如果同样的事情可以看出，线条更容易。这些实验证明，科学家们称之为磁力线。他们解释说，磁铁，工作，通过磁力线，分机高端磁铁的两端之间。但是，电子似乎都在他们周围的磁力线，可以证明导线通过一块板粘在纸板上，洒铁屑，电池和连接电线。申请往往会在导线周围形成环，作为运动的电子的磁性（或电力）的结果，因此，我们可以看到，有运动的电子和磁性，磁性的查询结果从电子的运动之间的原有关系之间的激情。 当然，电子不是真的流动在磁棒，但它们是在运动中，在盘旋的铁原子的原子核。然而，在磁铁中，盘旋在这样一种方式，它们的电子在同一方向盘旋。也许可能是一个伟大的数量比较不错的男孩，以顺时针方向围绕他们的头周围按顺时针方向旋转球。指导教师意见 签名： 月 日教研室意见 教研室主任（签章）： 月 日评审小组意见 参加评审人员（签字）： 月 日220KV降压变电所设计毕业论文毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）本次设计的主要内容是：1） 在分析原始资料后，选出变压器的型号，台数，容量，参数。2） 确定变电站的电气主接线，并计算系统总的负荷和损耗。3）计算短路电流，选择电气设备。4）根据变电所的性质和用电量，设计高低压配电装置。5）设计变电所的继电保护装置。6）用AutoCAD绘制变电所的电气接线图。研究的意义:随着工业时代的发展，电力已成为人类历史发展的主要动力资源。要科学合理的驾驭电力必须从电力工程的设计原则和方法上理解和掌握其精髓，提高电力系统的安全可靠性和运行效率。从而达到降低生产成本提高经济效益的目的。众所周知，电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配电和用电，几乎是在同一时间完成的，须相互协调与平衡。变电和配电是为了电能的传输和合理的分配，在电力系统中占很重要的地位，其都是由电力变压器来完成的，因此变电所在供电系统中的作用是不言而语的。电力系统由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站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。变电站根据它在系统中的地位可分成枢纽变电站、中间变电站、地区变电站和终端变电站。由于变电站设计的内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级、不同类型、不同性质负荷的变电站设计所侧重的方面是不一样的。设计中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。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的电压的电力设施。我国电力工业技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电站的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平。供电系统设计越来越全面、系统，用电量的迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资，运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。2、 毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）研究现状： 变电所是电力网的重要组成部分，它的任务是汇集电源、升降电压、分配电能。现阶段我国主要进行的变电站典型设计，是通过对现有变电站样本进行评估、类比、组合, 形成典型化设计方案, 并以新技术为依托, 不断优化, 形成一系列定制化产品,满足城市、农村电网建设需求。通过变电站典型设计, 归并工程流程, 统一技术标准, 提高工作效率, 降低项目实施不确定性, 加快工程建设进度, 降低将来运行成本。变电站典型设计是将技术与管理相结合, 通过典型化、标准化, 提高工程整体效益。在过去十多年来220kV电力网络和变电站在系统中的地位和功能发生了很大变化，220kV电力网络已下降为配电网络，大多数220kV变电站也沦为负荷型的终端变电站。现在国家正在重点发展电网，形成全国统一的联合电网。目前一些发达国家的电能极度紧缺，电力资源紧缺是制约他们发展的一个重要因数。为了满足需求这些国家通过各种方式来降低电能的损耗，比如说增高电压就是一种比较方便、实用的方法，这些国家已经形成了比较完善的变电设计理论。比较完善的变电站设计理论是真正做到了节约、集约、高效等特点。总之，发达国家通过改善变电站结构，降低变电站功率损耗，尽可能地提高变电所的灵活性，最终达到提高经济性的目的。早期220kV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，35kv和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。 我国变电站设计出现了一些新的趋势： 1）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。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。简化接线方案集中在这些方面：我国500kV330kV电压等级的接线较多采用3/2断路器接线，根据工程情况，可采用3/2断路器变压器-母线组接线，可靠性与3/2断路器接线基本相同，却可以降低投资。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。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，价格介于常规电气设备与GIS之间，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。 3）变电站占地及建筑面积减少变电站接线方案的简化，组合电器、管母线及钢支架等的采用，使变电站布置更为简单，取消站前区和优化布置使变电站占地大幅度下降。三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）研究方案：1）主变容量和型号的选择是根据负荷发展的要求。2）电气主接线的设计确定主接线的形式对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性、检修是否方便以及经济性等都起着决定性作用。3）短路电流的计算及电气设备的选择根据电力系统接线图及本所电气主接线图。工作的重点和难点：1） 变电所的总体分析并进行负荷计算。2） 选择变压器的容量、台数、型号和参数。3）电气主接线的设计。4）计算短路电流。5）高低压电气设备的选择。工作计划：第1周：查阅资料，熟悉毕业设计课题所涉及内容。 第2周：回顾发电厂电气部分、 电力系统继电保护相关知识。 第3周：根据资料，学习变电所设计总体方法、思路，制定出设计计划。 第4周：开始撰写开题报告。 第5周：上交开题报告。 第6周：进行变电所总体分析，并进行负荷计算。 第7周：选择变压器的台数、容量等参数。 第8周：设计电气主接线方式。 第9周：计算短路电流。 第10周：选择电气设备并校验。 第11周：总体设计论证检查优化。 第12周： 撰写毕业论文。 第13周：绘制电气主接线图。 第14周：毕业论文修改。 第15周：答辩准备，撰写答辩提纲。四、主要参考文献1Z. Stojkovi.The high-voltage substation configuration influence on the estimated lightning performance J，Renewable Energy:An International Journal，May/Aug 1998, Vol.14 Issue1-4, p157,0p 2蔡力钧，郑玉成.消弧线圈自动调谐原理的研究J.水利电力机械，第23卷第3期，2003.6.3熊信银.发电厂电气部分M.中国电力出版社，2009.4霍利明.电力系统继电保护M.中国电力出版社，2008.5黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料J.水利电力出版社,1987,1-346甘春光.百龙滩水电站电气主接线设计J.红水河,2008年03期,2008.037 张宏.电力工程设计手册1、2册M.水利出版社.1989，8陆延昌.电机工程手册电力系统卷M.机械工业出版社.19989电力系统分析上、下册M.华中理工大学出版社.198410狄富清.变电设备合理选择与运行检修J.北京：机械工业出版社，2006,189-62611华健民.220KV变电所主变压器选型探讨J.吉林电力，2003年第4期，2003.4.12顾海鹂.三台主变并列运行的110kV变电所J.农村电气化,2006年08期2006.08.13郭自励.消弧线圈接地系统单相接地的选线方法J.供用电,2000年02期2000.02. 高压变电站配置对防雷性能影响的估计Z. Stojkovi, M. S. S内容变电站配置对雷电过电压引起的电压在变电站的前面连接线有很大的影响。在大多数的分析中的关键的变电站配置假定只有一个连接线。在本文中的变电站配置的影响线的性能分析。电力变压器绝缘故障之间的平均时间的计算，考虑到雷电活动的月分布和每月的某些变电站配置的概率分布。由一个400 kV变电站的例子所示的方法。1景区简介变电站配置对雷电过电压幅值的影响参数。国家规定推荐的最关键的配置的雷电过电压的计算（一个线的最小数量）连接。然而，配置的变化是频繁在一年中的一个统计程序允许对平均故障间隔时间的影响分析。在 2，3，7，9 的开放的空气和气体绝缘变电站（GIS）的依赖，对高压变电站配置故障元件的风险进行了研究。在 2 ，它的结论是，以最小的连接线的最关键的变电站配置具有比所有其他更常见的配置于绝缘失效的风险更大的影响。的数量和定位的避雷器，电容的设备，以及塔基电阻的影响最大，MTBF 11 。对线路冲击高压变电站的雷电放电数量是影响基本的MTBF的参数。这取决于线的几何形状和耐压水平。在大多数的闪电放电性能研究的年数100 KXN长线的R /年，应用100公里。本文的放电次数对线的月分布用于防雷性能的敏感性分析。所提出的方法对高压变电站防雷性能估计由于在连接线的回燃过程提供了绝缘故障估计风险更现实的结果。对变电站连接线的数目是对破坏电力变压器绝缘的风险影响较大的随机参数。由于这个原因，变电站配置的频率分布是包含在雷电性能估计程序。闪电的性能估计的改进方法可以促进一个更经济的变电站设计。2对闪电的统计方法性能估计2.1限制参数的限制参数 5 所描述的概率的方法是用于变电站的某一点的绝缘故障的风险评估方法。该方法是基于对雷电流幅值，临界值的计算，如果应用于变电站的前面的某一点，引起比基本绝缘水平（BIL）更大的过电压在检查部分的绝缘变电站。计算的各种雷电流上升率获得当前的上升，导致绝缘失效的临界电流的大小之间的关系的重复率。图1示出电流限幅值和陡度曲线。在区域D的限制参数曲线以上的雷电参数导致绝缘失效。绝缘故障的风险可以计算如下其中f（I，S）的雷电流幅值和上升 12 和D波率是破坏区的限制参数曲线以上的联合频率分布。在变电站的防雷性能的统计估计方法由于直接雷击的线接地线或塔和反击是变电站的前面，放电的位置是变化的沿前几段，如图2所示的【6】。而不是一个连续变化的放电点沿跨度只有几个（通常为5）等距放电点在每个跨度分析。平均值的概率发生的过电压超过设备的胆红素在变电站由于罢工对跨度的地方可以计算由梯形规则意味着在下面的表格：m是观察到的跨数（通常是m = 2）；普是过电压出现超过在变电站的分析设备胆红素平均概率如果排打第j跨度；DJ的第j长度；R 1，100 KRN是一年一度的闪电号每100公里的线路，可根据以下方法计算 13 ：NG是一年一度的地面排放密度每平方公里；B是有效的线宽度（米）；新的地线平均高度（m）。每年的地面排放密度依赖的雷击水平，基于所观察到的局部数据区域可从国家水文研究所 14 ，可以在形式提出在TD被定义为在一年雷暴日平均数的雷击水平。式（5）可以应用在每月的基础，使直接放电的月数的计算和表达的线（4）在地面排放密度为每公里2。2.2影响的瞬时值的操作电压在分析雷电过电压在低压和中压系统的操作电压的瞬时值不会显著影响绝缘失效的风险。然而在高和非常高的电压的电力系统的操作电压叠加雷电过电压的影响，总的绝缘应力。在闪电放电的情况下，接地部件的传输线（在跨度的塔或地线上）在塔绝缘的应变是横担与相导体之间的电压差成比例。闪电放电可以发生在任何时刻操作电压周期。因为这个原因，它是假定相位角0有均匀分布的随机值的范围为 0，如图3。在雷电过电压存在的时间间隔的操作电压UOI瞬时值是大致恒定的，只取决于所观察到的相导体在放电瞬间的电压相位角的。范围 0，2n ，如图3。在雷电过电压存在的时间间隔的操作电压UOI瞬时值是大致恒定的，只取决于所观察到的相导体在放电瞬间的电压相位角的在联合国的电压的有效值，假定等于系统最高电压，在放电瞬间0i的随机相位角的第i值。绝缘失效风险考虑在放电瞬间的操作电压的瞬时值的影响，得到作为计算P不同相位角在放电瞬间的失败风险的平均值其中p是在运行电压的半周期放电模拟瞬间的数量。它是接受，P = 5最佳，因为这样的操作电压瞬时值的最有代表性的两个极性被；R，是失败的风险考虑工作电压的瞬时值。绝缘失效风险计算的角度0我有价值的投资回报率。失败的风险的计算必须在区间 0相位角P值不同的重复，n 。这是足以观察到的一个工作电压的半周期，因为在第二个半周期的操作电压瞬时值的重复相同的。其中R H是变压器绝缘故障风险由于在只有一个变压器连接的情况下，前H次月放电；r2h是至少有一个两个或两个以上的变压器连接在前H次月放电在绝缘失效的风险。至少一个变压器故障之间的平均时间是总得到的由下列关系：3计算实例以下所描述的方法，在诺维萨德400 kV变电站3至少一个变压器绝缘故障的风险进行了计算；其电路图4a显示。为了分析失败的风险处置的影响，被认为是根据图4b配置。图4A，B显示对应的开间尺寸；L1，L2，L3为架空线路连接到母线；T1，T2电源变压器连接到母线。在 16，17 为最佳的等效电路的设计，防雷性能分析的原理。最佳的等效电路的单相变压器的防雷性能估计的配置在图4A中最简单的物质的情况下，只有一个线性结构（L3）和一个变压器（T1）连接，如图5所示。该的接地点两跨长度在变电站前DL = 50 m和D2 = 300 M.类似的等效电路（图5）是根据图4b的性格形成。4.1通过一个经典的程序，计算过电压的测定在电力变压器终端作为一个功能的变电站的配置和配置和塔基电阻的计算。脉冲电流幅值和陡度达121 ka、43.2 ka其根据上升的频率分布 12 联合对数正态电流的大小和价格。超过选定的值的概率假定为2% 12 。图6A，B显示过电压幅值在电力变压器T1的终端配置的依赖，塔基电阻和配置功能。所有的塔的塔基电阻相同的值的假设。无花果的标题的含义。6A，B表示这是连接到电路元件。在各种配置的雷击被击中的传输线L3第一塔的顶端。闪络电压的地方（MV）；T是时间击穿或闪络是从绝缘串的实验室测试经验推断；W是绝缘子长度（米）。因而得到了在处理B变压器T1端的过电压幅值类似的相对变化。从图表可以看出，过电压的振幅衰减与连接线根据杆塔接地电阻值的数目增加。在电力变压器T1端过电压衰减较大的配置两个变压器连接。这是另一个避雷器设置在变压器T2 湾以及变压器T2浪涌电容的存在的结果。一按图5的过电压波形的电压互感器端子确定临界配置（节点7），母线（节点11）和变压器终端（节点15）在杆塔的冲击接地电阻的函数（fig.7b）。雷击是假定到传输线的L3第一塔的顶部（节点1）。它可以观察到，塔基电阻的强烈影响的波的形状和过电压幅值的电压互感器端子，这是其位置的后果。精确的计算。该方法应用到目前为止已经因为它意味着最关键的配置在整个年度的极度悲观。此外，它需要计算的最小数量。最准确的计算方法是基于这些参数的月分布。整个计算分析是建立在对配置和雷电活动的统计数据；因此他们适当的记录是非常重要的。指导教师意见 签名： 月 日教研室意见 教研室主任（签章）： 月 日评审小组意见 参加评审人员（签字）： 月 日 矿区110kV降压变电站设计 2013 年 3月 10 日一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）本次设计的主要内容是： 1) 变电所总体分析；2) 负荷分析计算与主变压器选择；3) 电气主接线设计；4) 短路电流计算及电气设备选择；5) 配电装置及电气总平面布置设计；6) 防雷保护设计。本次设计的研究意义：众所周知，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 转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又 便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。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。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，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。SF6全封闭组合电器是一种先进的高压电气配电装置，国际上称这种设备为Gas Insulated Switchgear，简称GIS，是由断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等元件，经优化设计有机地组合并封闭于金属壳体内。GIS的绝缘和灭弧介质采用优质的SF6气体。相同条件下，SF6气体绝缘能力为空气、氮气的2.5倍以上，灭弧能力为空气的100倍，其绝缘性能与气体压力成正比。由于SF6气体在GIS设备中的应用，大大缩短导电体与电位金属壳体间的绝缘距离，设备体积大大减小。与常规设备相比GIS的主要优点有：减少占地面积，安全环保，运行成本低，施工工期短。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。二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）随着国民经济的快速发展,电网规模迅速扩大。变电站数量的大量增长,使变电运行管理、人员选配等方面面临巨大的压力。对原有的变电运行管理模式提出了更高的要求,为进一步适应电网发展,提升变电运行管理的效率和品质,必须找到一种适合电网发展需要的新的变电运行管理模式。因此,推行变电站的无人值班已成为目前和未来电网发展的必然趋势。目前,在我国220kV及以下电压等级变电站无人值班已经得到大规模推广和成功运行。但500kV变电所仍以有人或少人值班模式为主。同欧美发达国家相比,由于我国变电站自动化系统应用起步较晚,变电站运行管理的理念也差异较大,使我们的变电站无人值班运行水平与之相比还有很大的差距。目前,国内外自动化系统在遥测、遥信的应用基本上是相同的。主要包括:一次设备的电流、电压、无功、有功、主变温度、分接头档位等;二次设备的保护告警、事故跳闸、设备异常监视信号等。在遥控方式上,国内的自动化变电站主要实现了开关、变压器有载调压分接头调节等一次设备的远方操作。而国外的变电站,不但有开关的控制,还有保护方式的本地及远程设置、保护设备运行状态的远方设置,最简单的是保护远方投运及退出。在实际的操作中,有很多是涉及二次设备的操作,而又有很大一部分是只涉及保护投退的操作。例如:备自投的停、投;线路重合闸的停、投等。假如能实施保护功能的远方投退,那么操作效率及工作效率将大幅度提高。 目前的自动化监控系统对现行运行管理模式所依赖的技术支持系统还不够完善,需要继续深化自动化及程序化工具的开发及应用,包括区域AVQC、程序化操作、事故智能分析、图像监控覆盖面等,为顺利实现调控一体化提供强大的技术支持。变电站自动化系统目前存在的问题主要有:产品质量不过关,系统功能不够全面,系统性能达不到指标要求,不同厂家产品数据接口问题严重以及抗干扰(电磁兼容)问题,建议同一区域的变电站自动化设备和后台软件,尽量采用同一厂家同一系列的产品,并且建立完善的测试程序。这样不但可以减少运行维护人员的工作量,而且还可以促使厂家把更多的精力用在产品的完善上,并能自始至终提供售后技术服务。随着数字化变电所技术的日益成熟,GIS、HGIS等一次设备的广泛应用,为实现更广泛的遥控操作带来了技术上的可能性。目前对一次设备的遥控多出现在断路器的分合,如能推行隔离开关的远方遥控,那么操作效率就可以大幅提高。其实很多变电所可以通过图像监控系统检查隔离开关的实际位置,至少分闸位置可以清楚看到,从技术层面上已经不存在问题。二次设备的遥控,可以从低电压等级开始试行二次没备的远方投切、定值修改等操作,逐步积累经验。现在很多保护设备都设置有软压板,可以通过直接操作软压板,来实现远方投退操作。并且可以逐步取消硬压板。利用这些功能促使厂家不断进行完善,而我们也能积累这方面的运行经验。 变电站无人值班的管理模式是缓解和解决目前电网发展所带来的一些矛盾的有效管理方法。这种模式使供电企业提出的“减员增效”目标得以成功实现,提高了运行人员值班的实效性和值班效率。从变电站的现状来看,在运行管理机构、各部门职责方面进行必要的优化重组,并积累一定的经验后,伴随着国家加强电网建设,并在以后变电站改造、设计、设备选型上。吸收国外经验,充分考虑无人值班的需求,未来完全实现变电站无人值班也是指日可待。三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）本次设计建设一座采用全屋内GIS配电装置的矿区110kV降压变电所。首先，根据主接线的经济可靠、运行灵活的要求选择各个电压等级的接线方式，在技术方面和经方面进行比较，选取灵活的最优接线方式。其次进行短路电流计算，根据各短路点计算出各点短路稳态电流和短路冲击电流，从三相短路计算中得到当短路发生在各电压等级的工作母线时，其短路稳态电流和冲击电流值。最后，根据各电压等级的额定电压和最大持续工作电流进行设备选择，然后进行校验。同时在设计过程中还要进行主变继电保护的整定计算和防雷保护的设计，以保证本变电所能可靠安全的进行。工作的重点和难点：变电所总体分析、负荷分析计算与主变压器选择、电气主接线设计、短路电流计算及电气设备选择等等。其中的重点和难点：1）电气主接线的设计和方案的选择对方案的熟悉， 2）短路电流的计算3）电气总平面布置设计和防雷保护设计工作计划：第一、二周：对原始资料进行分析,并查阅有关资料,写读书报告第三 至 五周：提出合理的设计方案，初步完成方案的构想设计第六 至 九周：完成方案的基本设计第十 至 十四周：对方案进行进一步细致分析,撰写完整的毕业设计报告第十五 至 十七周:进一步熟悉论文，准备答辩四、主要参考文献（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇，应有一定数量的外文文献，至少附一篇引用的外文文献（3个页面以上）及其译文）1王仁祥. 电力新技术概论M. 北京：中国电力出版社，2009.2戈东方. 电力工程电气设计手册.第1册，电气一次部分M. 北京：中国电力出版社，1989.3丁毓山,雷振山. 中小型变电所使用设计手册M. 北京：中国水利水电出版社，2000.4姚志松,姚磊. 中小型变压器实用手册M. 机械工业出版社，2008.5祝淑萍. 工业企业电力网际变电设备M. 北京：冶金工业出版社，2003 43-54.6刘百昆. 实用电工技术问卷J. 内蒙古：内蒙古人民出版社，1992.7傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计