變電站的設計開題報告

　　開題報告是一個新興寫作體裁，那么變電站的設計開題報告要怎么寫呢？下面讓我們一起來看看吧！

　　變電站的設計開題報告

　　一、 選題的依據及意義

　　（一）選題的依據：

　　通過本設計使我掌握了35kV 變電站電氣主接線設計的基本步驟和方法，并在分析、計算和解決實際工程能力等方面得到訓練，進一步鞏固了電力生產的專業知識，掌握了工程繪圖方面的一些知識、方法，掌握了科技論文寫作的一般知識及科技文獻資料的查找技巧，為以后從事設計、運行和科研工作，奠定必需的知識基礎。35kV 變電站電氣一次部分初步設計的過程，是對所學知識進行的一次檢驗和實踐，從而使電力專業知識得到鞏固和加深，逐步提高了分析問題和解決問題的能力。

　　在設計的過程中，查閱了大量的文獻資料，積累了豐富的第一手材料，在主接線設計、電氣設備選擇等具體設計任務中進行了大量的比較、計算、優化有效的培養了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業知識得到鞏固和升華。

　　我對變電站的生疏，到了解，再到深入研究，最終完成了35KV變電所電氣部分的設計。其中包括了電氣一次部分主接線的設計和各種電氣設備的選擇，也有二次繼電保護方面的簡單介紹，最后加上了一些防雷措施。本次設計基本是按照變電所設計基本步驟做下來的，因此也能達到一般變電所的性能要求。其中還對新設

　　備進行了選擇，適應于目前的趨勢。

　　（二）選題的意義：

　　電能是現代社會中最重要、也是最方便的能源。發展國民經濟的基礎，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發、變、送、配合用電，幾乎是在同一瞬間完成的，須隨時保持功率平衡。要滿足國民經濟發展的要求，電力工業必須超前發展，這是世界電力工業發展規律，因此，做好電力規劃，加強電網建設，就尤為重要。

　　變電所作為電力系統的重要組成部分，它直接影響整個電力系統的安全與經濟運行，是聯系發電廠和用戶的中間環節，起著變換和分配電能的作用。對其進行設計勢在必行，合理的變電所不僅能充分的滿足當地的供電需求，還能有效的減少投資和資源浪費。

　　本設計包括對35KV變電站設計的優化對未來電網的合理規劃有著一定的參考意義。

　　二、 國內研究現狀及發展趨勢

　　變電站是變換電壓和交換電能的場所,由電力變壓器和配電裝置組成。變電站能否安全、可靠的運行,對工礦企業、醫院、國防、交通都有著重要意義。而變電站的安全、可靠運行卻在很大程度上取決于它的二次設備。近些年來,計算機軟硬件技術、網絡通信技術以及控制技術的發展迅猛,被越來越多的應用在工業控制的各個領域。變電站綜合自動化系統就是將這些技術應用在變電站,實現對變電站供電網絡的在線數據監測、開合閘控制、線路保護以及運行歷史數據存儲。同時變電站系統對這些新技術的'渴望也越來越強烈,如變電站的操作對于實時性的要求越來越高,發生異常時應該立即做出動作采取相應措施,這就要求數據通信傳輸速度越來越快；再有對于經常出現的故障以及設備服役到年限的一些情況應作出預判,這就要求計算機軟件系統有強大的數據庫以及更加人性化的人機界面設計,同時也要求計算機硬件配備更高速運算的CPU；現有的變電站都在相對偏遠的郊區而且大多數需要工作

　　人員24小時值守,運行成本較高,無人值守站變電站需求越來越迫切。

　　近年來，“智能電網”一詞已成為一個流行的專業術語，代表了當今世界電力系統發展變革的最新動向，被認為是21 世紀電力系統的重大科技創新和發展趨勢。智能電網作為未來電網的發展方向，滲透到發電、輸電、變電、配電、用電各個環節。在上述這些環節中，智能變電站無疑是最核心的一環。作為智能電網的重要基礎，智能變電站為智能電網提供標準的、可靠的節點( 包括一次、二次和系統) 支撐。智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能，并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級功能的變電站。智能變電站的建設能夠實現設備信息、運行維護策略與電力調度全面互動，實現基于狀態的全壽命周期綜合優化管理，實現電網運行數據的全面采集和實時共享，支撐電網實時控制、智能調節和各類高級應用，保障各級電網安全穩定運行。

　　變電站綜合自動化是將變電站的二次設備( 包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等) 應用計算機技術和現代通信技術, 經過功能組合和優化設計, 對變電站實施自動監視、測量、控制和協調, 以及與調度通信等綜合性的自動化系統。實現變電站綜合自動化, 可提高電網的安全、經濟運行水平, 減少基建投資, 并為推廣變電站無人值班提供了手段。計算機技術、信息技術和網絡技術的迅速發展, 帶動了變電站綜合自動化技術的進步。近年來, 隨著數字化電氣量測系統( 如光電式互感器或電子式互感器)、智能電氣設備以及相關通信技術的發展, 變電站綜合自動化系統正朝著數字化方向邁進。變電站自動化系統在我國的應用已經取得了非常顯著的效果, 對提高電網的安全經濟運行水平起到了重要作用。目前隨著新技術的不斷發展, 數字化變電站正在興起。與傳統變電站相比, 數字化變電站具有以下優勢: 減少二次接線, 提升測量精度, 提高信號傳輸的可靠性, 避免電纜帶來的電磁兼容、傳輸過電壓和兩點接地等問題, 解決設備間的互操作問題, 變電站的各種功能可共享統一的信息平臺, 避免設備重復, 自動化運行和管理水平進一步提高。數字化變電站是變電站自動化技術的發展方向。

　　自從1987 年清華大學研制成功第一套變電站綜合自動化系統投運十多年來，由于技術水平的不斷提高，體系結構也在不斷改進。根據綜合自動化系統設計思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動化系統硬件結構形式可以分成很多種類。其結構形式有集中式、分布式、分散（層）分布式；從安裝物理位置上來劃分集中組屏、分層組屏和分散在一次設備間隔設備上安裝等形式。典型的35 kV 變電站綜合自動化系統采用分布式結構，裝置分成管理層、變電站層和間隔層，利用現場總線技術信息上傳，保護功能完全獨立，遠動與監控系統共用間隔層，利用現場總線技術信息，保護功能完全獨立，遠動與監控系統共用間隔層信息采集裝置，達到了分布式R T U 技術標準。間隔層按一次設備組織，一般按斷路器的間隔劃分，具有測量、控制和斷電保護部分。間隔層本身是由各種不同的單元裝置組成，這些獨立的單元裝置直接通過總線接到站控層。站控層的主要功能就是作為數據集中處理和保護管理，擔

　　負著上傳下達的重要任務。管理層由一臺或多臺微機組成，這種微機操作簡單方便，界面漢化，使運行值班人員極易掌握主要功能包括：數據處理、畫面顯示、打印和諧波分析計算等。對已建成的35 kV 變電站進行綜合自動化改造時，宜采用集中組屏的分層分布式綜合自動化系統，可以充分利用已有的二次電纜進行綜合自動化改造，縮短施工周期，且綜合自動化系統由于置于室內，運行環境穩定，維護方便。對新建35 kV 變電站綜合自動化系統我們推薦采用分散分布式與集中組屏相結合的綜合自動化系統，該結構采用“面向對象”，即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設計的，間隔層中各數據采集、監控單元和保護單元做在一起，并將這種機箱就地分散安裝在開關柜上或其它一次設備附近。這樣各間隔單元的二次設備相互獨立，僅通過光纖或電纜網絡由站控機對它們進行管理和交換信息，最大限度地壓縮了二次設備及其繁雜的二次電纜，節省了投資，又可減少二次回路調試工作量。

　　對10 k V 及以下變電站實現綜合自動化及無人值班已成為電網自動化的發展方向。其設備選型:(l) 大型變壓器宜選用低磁密、低損耗變壓器;(2) 開關選擇應遵循“無油化” 原則, 首選S F6 和真空開關;(3) 直流系統所用交流電源采用雙電源自動投切; 直流系統一般采用智能高頻開關電力操作電源系統, 它具有交流過欠壓報替、電池過電壓、交流停電報警、自動均充等一系列功能, 具有很高的可靠性, 同時提供有通訊接口, 便于遠方監控直流系統的運行情況。(4 )變電站自動化系統是此類變電站的中心系統, 該系統集控制、保護、監視功能于一體, 裝置采用高性能處理器、高精度的A /D 轉換器, 系統配里靈活, 具有多種安裝模式, 即可采用分散安裝, 亦可進行集中組屏。通訊總線不但可以采用電氣方式, 也可采用抗干擾能力強的光纖方式。系統結構整體上分為三層: 變電站層、網絡通信層和間隔層。變電站層主耍由總控單元、監控主機; 遠動工作站及其他工作站組成, 其他工作站可根據需要任意增減。變電站層可為調度、運行人員提供友好的人機文互窗口. 以圖形顯示、語音報替、報表和信息打印的方式對現場狀況進行實時監測, 并可對一次設備實現遠方調控。網絡通信層采用標準規約, 可與其它廠家的設備互聯。間隔層采用工D 系列硬件, 可在惡劣環境下運行。軟件系統, 采用基于面向對象的設計原理。開放式模塊化結構, 可實現與通用應用, 軟件和用戶程序想結合。保證了系統的通用性。實現3 5 k V 變電站無人值班, 可以采用調度自動化系統與遠動R T U 來實現, 也可以在變電站裝備綜合自動化系統。如果用遠動裝置來實現變電站無人值班, 應是幾個站同時實現才更具意義。布局緊湊, 控制室小, 不建生活設施, 少站土地, 節約了投資, 是電網自動化發展的方向。

　　從適應增容擴建,升壓的角度選擇設計方案。35 k V 電壓登記在我國電力網中是一個重要的電壓等級, 3 5 k V 變電站在我國縣級電力網中將長期使用。隨著產品不斷更新,相應的新型設備層出不窮, 設計方案應力求結線簡單、清晰、操作方便, 提高可靠性,限制工程造價, 節約土地, 減少生產和生活辦公設施建筑物的土建面積。發展方向應是向小型化、綜合自動化和無人值班方向發展。在實際設計工作中, 必須按照負荷的性質、用電容量、環境條件、工程特點和地區供電條件及用戶的經濟承受能力, 安裝、運行、維護、檢修的技術力量, 備品備件購置是否方便, 搶修、操作、交通是否便利, 將來是否升壓擴建, 與調度自動

　　化配合等方面的因素。從全局出發, 統籌兼顧, 選擇出最佳設計方案。 變電站電氣主接線是變電站電氣設計的首要部分，也是構成電力系統的重要環節。電氣主接線是由高壓電器設備通過連接組成的接受和分配電能的電路，反映各設備的作用、連接方式和各回路間相互關系，從而構成變電站電氣部分的主體。它直接影響運行的可靠性、靈活性，并對配電裝置的布置、繼電保護的配置、自動裝置和控制方式的選擇，起決定性作用。因此，在確定主接線時，電氣主接線要滿足必要的供電可靠性、經濟性、保證供電的電能質量，另外主接線應能適應各種運行方式，具有發展和擴建的可能性。

　　變電站自動化技術在我國電力行業有著廣泛的應用。智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟, 以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用, 變電站中所有信息的采集、傳輸和處理全部數字化。變電站綜合自動化、數字化已經是變電站建設的主流, 隨著2009年9 月能變電站技術導則 通過評審, 變電站智能化將成為變電站建設的必然趨勢。IEC61850的提出對變電站技術而言有里程碑式的意義, 但從2005 年左右推出并在不斷修訂以來, 至今已有5年時間。變電站技術從傳統變電站、自動化變電站、數字化變電站至今, 技術的進步與發展日新月異。自動化變電站是對傳統RTU 的功能擴展和變電站二次系統的計算機化升級, IEC61850是對變電站自動化技術的總結和規約, 在此基礎上發展了數字化變電站, 將一部分一次設備(如: 電壓、電流互感器等)納入數字化的范疇。國家電網公司提出了建設智能變電站的目標。智能電網中的智能變電站是由先進、可靠、節能、環保、集成的設備組合而成, 以高速網絡通信平臺為信息傳輸基礎, 自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監測等基本功能, 并可根據需要支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策、協同互動等高級應用功能。智能變電站分為設備層、系統層。設備層主要由高壓設備、智能組件和智能設備構成,實現IEC61850中所提及的變電站測量、控制、保護、檢測、計量等過程層和間隔層的功能。系統層相當于變電站的站控層, 實現信息共享、設備狀態可視化、智能告警、分析決策等高級智能應用, 包含智能變電站系統級的先進功能。隨著高壓設備智能化的不斷發展, 傳統意義上的一、二次設備間的界限也將逐漸模糊, 一次設備通過安裝和集成智能組件, 將成為智能設備。可見, 智能變電站對數字化、自動化變電站有向上、向下兩個方面的拓展。向上, 加入并強調自動分析和決策的智能控制功能; 向下, 將更多一次設備數字化、智能化。為了實現智能變電站的目標, 緊密結合智能變電站建設的實施原則和技術路線, 開展智能裝備研發及裝備智能化改造, 開展智能變電站綜合信息分析, 探索全新的變電運行管理模式, 推動國家變電站的技術革新和電力事業的發展。

　　變電站綜合自動化系統是利用微機技術, 將變電站的控制、測量、信號傳輸處理、繼電保護、故障錄波、遠動等功能溶為一體的多機共享系統。由此可見, 它能夠減少硬件, 提高設備的利用率, 簡化二次接線, 使變電站主控室面積和成本降低, 大量節省投資, 克服以往計算機技術在變電站單一功能的缺點和不足。

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