全屋内GIS配电装置110kv变电所设计-开题报告

1、毕业设计（论文）材料之二（2）本科毕业设计(论文)开题报告题目：采用全屋内GIS配电装置的矿区110kV降压变 电所设计课 题 类 型：设计 实验研究 论文 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 学 院： 电气工程学院 指 导 教 师： 开 题 时 间： 2015年3月 日2015年3月 日 一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势（文献综述）1.研究意义随着科技的不断进步，人们的生产生活已经离不开电。提高电力系统的安全可靠性和运行效率具有重要意义。电力在现代社会各方面起着重大的作用,没有电力的支持,社会生活和生产根本就无法正常进行。基于电力在现代社会中的重要性，对变电站设计的要求,则

2、是电力系统能否正常工作的关键。变电站设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行进入21世纪后，我国电力扔将以较高的速度和更大的规模发展，电源和电网将设的任务仍很重，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.研究现状与发展趋势（文献综述）1831年法拉第发现了电磁感应定律。在此基础上，很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和直流电动机。第一次高压输电出现于1882年。法国人M德波列茨将位

3、于弥斯巴赫煤矿的蒸汽机发出的电能输送到57km的幕巴黑，并用以驱动水泵。与100余年前电力系统的雏形相比近代电力系统不仅在输电电压、输电距离、输送功率的方面有了千百倍的增长，而且在电源构成、负荷成分的方面也有很大变化 1 。在过去十多年来。电力系统的运行是否安全与经济，在很大程度上决定于设备的绝艳程度，而在决定绝缘强度时，不仅要考虑工作电压，还要考虑过电压的作用。所谓过电压是指超过最高工作电压对绝缘有危险的电压升高2 。发电厂电气部分的内容很多、范围很广，包括发电厂、变电站及电力系统的电气一次系统和一部分二次系统3。电力系统继电保护一词泛指继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包

4、括继电保护的原理设计、配置、整定、调试等技术，也包括由获取电量信息的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断路器跳闸线圈的一整套设备，如果需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备4。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 5 。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 6 。110KV电力网络和变电站在

5、系统中的地位和功能发生了很大变化，110KV电力网络已下降为配电网络，大多数110KV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。随着我国经济的快速发展，11OkV电压等级网架逐步完善，11OkV变压站建设规模急剧增加，按照新的设计理念，合理规划、优化设计、压缩并合理利用土地、技术经济方案的合理性已成为越来越重的指标。因此在设计过程中，需要广泛借鉴和吸收先进的设计亮点、设计思路、设计理念、设计方案等，已达到对优化11OkV变电站设计的目的 7 。为了满足需求这些国家通过各种方式来降低

6、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。110kV城区变电所设计是城网建设中的关键环节。根据各地不同情况,在借鉴已建11OkV室内变电所设计经验的基础上,对11OkV室内变电所在电气主接线、电气设备选型、方面提出一系列设计思路8。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9。对全站电气主设备继电保护整定方案进行了合理优化,以确保企业与电网安全稳定运行10。雷击是危害电力系统安全稳定运行的重要因素之一,变电站一旦发生

7、雷击事故,将会导致大面积的停电,会严重的影响社会生产和人们生活,因此对变电站采取的防雷措施,一定要具有较强的可靠性。本文主要阐述了雷电对110kV变电站的危害以及原因,同时提出了110kV变电站的防雷措施11。二、主要设计（研究）内容本课题主要是全屋内GIS配电装置的矿区110kV降压变电所设计，要求本所为位于某铁矿附近的新建变电所，供给铁矿生产及生活用电。GIS是指六氟化硫封闭式组合电器，SF6是一种不易于其他物质反应的稳定化合物，一般在150摄氏度以下，化学性能稳定；在500摄氏度时仍不自行分解，它是一种高绝缘强度的气体在均匀电厂下为同气压下空气的2.5倍。SF6是不燃烧气体，没有火灾危险

8、，开断电弧时，气体被电弧加热引起的压力上升缓慢，上升幅度小，因而没有爆炸危险。国际上称为“气体绝缘金属封闭开关设备”（Gas Insulated Switchgear)简称GIS，它将一座变电站中除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等，经优化设计有机地组合成一个整体。但GIS的电气元件构成与普通常规电器配电设备没有本质不同，只是被紧凑在同一壳体内，由于结构上的高密度集体性和SF6气体的特性使GIS的波阻抗小，行波速度高，所以GIS隔离开关要有比常规的隔离开关更大的开断能力以开断母线的电容电流。设计的内容主要包括：负荷

9、分析计算及主变选择、确定电气一次主接线方案、电气主接线设计、短路电流计算、配电装置的配置及主要电气设备的选择和防雷保护及继电保护的配置。三、研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途径）1.方案研究本文主要分析了关于全屋内GIS配电装置110kv变电所的设计方案,充分利用自己所学的知识，严格按照任务书的要求，根据电气主接线选择、短路电流的计算、电网继电保护配置设计。短路电流计算为保护配置设计提供必要的基础数据。电网继电保护配置部分要对全屋内GIS配电装置110kv输电线路所配置的继电保护装置推荐出最合理的方案。包括：负荷计算、主接线的选择、短路电流计算、主变压器继电保护的配置2.工作重点

10、与难点本设计的难点和重点在于等值电路的绘制与短路电流的计算，变电站主要电气设备选择，变电站继电器的选择，变电站电气主接线的设计。正确的短路计算是电力系统能够正常、安全运行的必要条件，另一方面短路计算以设备选择密切相关，是能否经济恰当的选择电力设备的关键因素。短路计算是每一个从事电力事业的工作者所必需掌握的基本技能。3.拟采用的途径经过对电力系统分析、高电压技术、发电厂电气部分、继电保护系统、电力工程概论等专业知识的学习，我已基本具备独立完成本课题设计的能力。对设计过程中遇到的难题，我可以通过去图书馆查询专业资料或者从网上查阅相关资料以及相指导老师咨询等。我相信经过自己的努力，一定可以顺利的完成

11、本次毕业设计。4.工作计划周次设计内容，12现场实习和收集资料结合设计内容复习所学的专业知识，做好理论准备；其次进行与设计有关的调研活动及其资料的收集，完成开题报告3学习任务书指导书、变电站总体分析、负荷分析、主变选择45主接线设计、短路电流计算68电气设备选择910配电装置、电气总平面设计和防雷设计1114编写说明书、绘图1516外文翻译及文档整理，毕业设计答辩四、阅读的主要参考文献（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 李光琦.电力系统分析M.北京：中国电力出版社，20122 沈其工.高电压技术M北京：中国电力出版

12、社，20123 熊信银.发电厂电气部分M.北京：中国电力出版社 ，20124 张保会 尹项根.继电保护原理M.北京：中国电力出版社，20135 朱雪芹.浅谈110kv变电所设计J.大科技.科技天地. 2010 ，(7)6 孙立荣. 110kv变电站设计的探讨J. 科技探讨. 2013，( 11)7 王杰.110kv变电站设计方案优化剖析J. 资源节约与环保. 2013，(5)8 艾波.110kv室内变电所设计与改造J.科技信息(科学教研)，2007，18：4759 李泉源.采用充气绝缘配电装110kv变电站设计及设备选型J. 科协论 2012，(10) 10 袁桂华，张瑞芳，郭明洁.110kv

13、变电站继电保护整定方案优化J.中国造纸，2010，(7)11 陈晓鹏.浅析110kv变电站的防雷保护策略J. 科技与企业.2012，(19)12 J. Duncan Glover. Power System Analysis and Design. China Machine Press.2004.13 TanakaT,AkagiH. A new method of harmonic power detection based on the instantaneous active power in three phase circuits J.IEEE Trans on power Deli

14、very, 1995,10.14 VenikovVA. Transient Processes in Electrical Power SystemsM.Mir Publishers,1980,325. 附：外文文献及翻译Power System Analysis and Design【12】Duncan GloverPower System Substation is an important and indispensable component of the power it assumed the task of conversion and distribution of grid

15、security and the economy play a decisive role in running is to contact the users power plants and intermediate links. With economic development, expanding grid capacity, reliability of operation of the power grid is getting higher and higher requirements. Development of science and technology, intel

16、ligent switches, photoelectric current and voltage transformer, a run-line state detection, training simulation Substation Operation matures, such as high-tech, as well as fiber-optic technology, computer high-speed network system in the development of real-time applications, bound to the existing s

17、ubstation automation technology have a profound impact, all-digital substation automation system development trend. Keywords: substation automation. Power system is operated by the production, transmission, distribution and consumption of a variety of power linked to the composition of electrical eq

18、uipment. As a result of a large number of powers can not be stored, we must ensure that the production of electricity and energy balance. With the scientific and technological advances in the technological development of our country has reached a certain level. Intelligent switches, photoelectric cu

19、rrent and voltage transformer, a run-line state detection, training simulation Substation Operation matures, such as high-tech, as well as fiber-optic technology, computer high-speed network system in the development of real-time applications, significantly increase the transformation degree of auto

20、mation. Design of our substation cable programs tend to be simple, many of the recent domestic new 220 k V substation and 110kV voltage levels of wiring without the use of dual-bus bypass bus. The use of GIS, the priority sub-bus single wire. A large number of the introduction of new technology, tra

21、nsformer substation rising level of electrical equipment, power distribution devices from the traditional form of moving toward oil-free, vacuum switches, SF6 switches and mechanical, electrical equipment combination of the development of small-scale integration. In recent years the world famous hig

22、h-voltage electrical equipment companies have been developing, the development of the various types of 145-550 kV outdoor high-pressure and ultrahigh-pressure combination of electrical appliances, some high-voltage switchgear plant has also started production of 145 kV compact outdoor portfolio elec

23、trical appliances. Smart plug-in type outdoor switchgear is a more complete high-pressure and ultrahigh-pressure switch system, which includes electrical first and second equipment, as well as the associated fiber optic cable, such as plug-type compound. The entire distributed substation automation

24、system; the introduction of advanced network technology; substation and the construction area covers an area of reduced substation program to simplify wiring, switchgear, bus and steel pipes, such as the use of stents to substation layout is more simple, the abolition of the former station area and

25、optimize the layout to make a substantial decline in an area substation.With technological advances, the traditional relay protection devices are gradually being replaced by microprocessor-based protection. Microprocessor-based protection is referred to as the protection of PC computer, a digital re

26、lay protection, is based on the programmable digital circuit technology and real-time digital signal processing technology of the Power System Protection. At present, both at home and abroad have been developed to 32-bit digital signal processor for hardware-based protection, control, measurement, a

27、nd data communications integration of microprocessor-based protection control devices, and artificial intelligence technology into a number of relay protection, such as artificial neural networks, fuzzy theory to determine the realization of fault type, fault location, the direction of protection, t

28、he main equipment and other new methods of protection. These artificial intelligence technologies to improve the accuracy of failure to provide a means of identification, but also some single-frequency signal based on the traditional method difficult to identify the problems to be resolved. At prese

29、nt, the microprocessor-based relay protection is along the microprocessor-based protection network, and intelligent, adaptive and protection, control, measurement, signal, data communications integration direction.译文：电力系统分析和设计变电站是电力系统中不可缺少的重要组成部分，它担负着电能转换和分配的任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用，是联系发电厂和用户的中间环节。随着经济的发展，电网容量不断扩大，对电网运行的可靠性要求也越来越高。科学技术的发展、智能化开关,光电式电流电压互感器,一次运行设备在线状态检测,变电站运行操作培训仿真等高新技术日趋成熟,以及光纤技术、计算机高速网络在实时系统中的开发应用,势必对现有的变电站自动化技术产生深刻的影响,全数字化的变电站自动化系统成为发展的趋