变电所电气设计和潮流分析.docx

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1、毕业设计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甘谷变电所电气设计和潮流分析一、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).技术背景：随着社会经济发展和科学技术进步，人们的生产、生活水平都有了显著的提高，对电能质量需求也有了新的改变，迫使传统电网已经无法满足新的电能需求。随着电力行业的迅速发展，智能电网的出现解决了这一难题。所谓智能电网是指传统电网的输电、配电系统与前沿的电力工程技术、复杂的感应和监控技术、信息技术以及通讯技术相结合，以提高电网运行效率并支持客户广泛附加服务的新型网络，简单来说就是传统电网的智能化，也被称为

2、“电网2.0”，是建立在集成、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感与测量技术、先进的设备与控制方法及先进的决策所支持的系统应用。其具有安全、可靠、经济、优质、清洁、高效、兼容、互动等特点，是现代电网的主要发展方向。智能电网主要有4部分组成：高级量测体系(AMI)；其主要功能是给用户授权，使系统同负荷建立联系，使用户能够支持电网的运行。高级配电运行(ADO)；其主要功能是实现高级配电自动化、保护与控制、电网的快速仿真与模拟、DER运行、AD/DA微网运行以及带有传感器的运行管理。高级输电运行(AT0)；其主要功能是实现变电站自动化、输电的地理信息系统、广域量测系统、告诉信息处理、保护与控制、

3、模拟仿真和可视化工具以及进行先进的区域电网运行。高级资产管理(AAM)；其主要功能是在系统中装设大量的可以提供系统参数和设备运行状况的高级传感器，收集实时信息并将其传回信息监控中心进行处理。智能电网是当今电力系统中的热点，其不仅仅是一个技术问题，其涉及到电网企业的整个业务流程和管理模式。国家电网公司是我国智能电网的主要体现，国家电网公司在现代电网的发展过程中结合电力工业发展的具体情况，通过不同领域的研究和实践形成了新的发展方向和技术路线，反映了对未来电网发展模式新的理解。国家电网公司建设智能电网的国际影响已经达到了一个新的高度。设计依据：甘谷变电所设计一共有三个电压等级，分别为220kv、ll

4、Okv、10kV,其中220kV为本变电所的电源电压，llOkV和10kV是变电所的二次电压，所以本次变电所设计是一个降压变电所设计。并且电源电压220kV侧以双回路与相距43km的天水变电所相连，中压侧UOkV以双回路与相距35km的武山变电所相连。低压侧10kV以单回路与相距3km的甘谷火电厂相连。变电所具体的位置示意图如下：武山变35km天水变甘谷地区地势平坦，土层深厚，土壤性质以砂质黏土为主。并且交通便利，没有受到特殊的环境污染。该地区平均海拔在1560m,全年最高气温约为40,最低气温约为-16,平均气温约为11,最热月份平均最高气温约为30。全年雷暴日数大约有22日。以上自然条件优

5、越，比较符合变电所的设计和建设条件，所以在甘谷地区设计建设变电所还是很有优势的。目的和意义：随着科学技术的发展，电力行业作为现代工业发展最重要的基础，也随之有了很大的发展。电力需求的增大，促使电力技术和电力工业进一步向高电压，大机组，大电网的方向发展。由于大电网的出现，世界各国电力工业发展和运行的经验说明：电力系统越强大，调度运行就越能合理和优化，经济效益就会越好，应变事故的能力就越强。所以许多发达国家的电力系统都已联合成统一的国家电力系统，甚至联合成为了跨国电力系统。变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满

6、足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。随着国民经济的发展，工农业生产的增长需要，迫切要求增长供电容量，拟新建变电所。随着变电所综合自动化技术的发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所，也就是所谓的智能电网，其已经成为了电力系统新的发展方向和趋势。二、参考文献1 GB50059-2011 35kVUOkV变电站设计规范2孙丽华等.电力工程基础第2版M.机械工业出版社20093游志亮等.10kV变电所电气设备的选择与校验J.中国新技术新产品，2014, (8):784 中国电力网5陈跃.电气工程专业毕业设计指南电力系统分册M.

7、中国水利水电出版社，200316J孙 科.UOkV变电所建设模式研究D.浙江大学，20127董传君.110KV变电站的设计与规划D.江西理工大学，20108王士政.电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程M.中国水利水电出版社，20079曹小鹏.UOkV张梁变电站工程设计及应用研究D.西安科技大学，201210何仰赞等.电力系统分析(上、下)(第四版)M.华中科技大学出版社2016111王锡凡.电力工程基础M.西安交通大学出版社199812许轶珊.变电站电气主接线综合评价系统的研究D.郑州大学，2004三、主要设计内容、设计思想+、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程1、主要设计内容本文

8、主要从变电所在保证安全、经济、灵活、方便的条件下力求接线简单，布置紧凑以及高低压设计进出线方便等几个方面考虑，使得该次设计符合设计准则，理想、实用。内容有以下几个部分：(1)主变压器选择根据35110KV变电所设计规范主要变压器的台数和容量，应根据地区供电的条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。在有一、二级负荷变电所中宜装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。装有两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时，其余主变压器的容量不应小于60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。具有三种电压的变电所，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器的15%以上，主

9、要变压器宜采用三线圈变压器。主变容量选择一般应按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期几年发展，对城郊变电所，主变容量应与城市规划相结合。据变电所带负荷性质和电网结构来确定主变容量，对有重要负荷的变电站应考虑一台主变压器停运时，其余主变压器容量计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一、二级负荷；对一般性变电站,当一台主变停运时，其余主变压器应能保证全部负荷的60%。同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化，标准化。(2)电气主接线设计变电所主接线设计是电力系统总体设计的组成部分。变电所主接线形式应根据变电所在电力系统中的地位、作用、回路数、设备特

10、点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单、灵活、操作方便和节约投资等要求。主接线设计的基本要求为：供电的可靠性。主接线的设计首先应满足这一要求；当系统发生故障时，要求停电范围小，恢复供电快。适应性和灵活性。能适应一定时期内没有预计到的负荷水平变化；改变运行方式时操作方便，便于变电所的扩建。经济性。在确保供电可靠、满足电能质量的前提下，要尽量节省建设投资和运行费用，减少用地面积。简化主接线。配网自动化、变电所无人化是现代电网发展必然趋势，简化主接线为这一技术全面实施，创造更为有利的条件。设计标准化。同类型变电所采用相同的主接线形式，可使主接线规范化、标准化,有利于系统运行和设备检修。参考

11、35110KV变电所设计规范变电所的主接线应根据变电所所在电网中的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。(3)短路电流的计算在供电系统中发生短路故障时，在短路回路中短路电流要比额定电流大几倍至几十倍，通常可达数千安，短路电流通过电气设备和导线必然要产生很大的电动力，并且使设备温度急剧上升有可能损坏设备和电缆；在短路点附近电压显著下降，造成这些地方供电中断或影响电动机正常工作；发生接地短路时所出现的不对称短路电流，将对通信线路产生干扰；当短路点离发电厂很近时，将造成发电机失去同步，而使整个电力系统的运行瓦解。计算短路电

12、流的目的是为了正确选择和校验电器设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采用限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。短路点一般选在低压母线处，根据主电路图对其进行化简采用标幺值形式计算。分析短路电流的电动力效应和热效应。同时为了能合理地选择电气设备，在主接线设计是应考虑限制短路电流的措施。短路计算之后根据额定值选取短路值进行校验。(4)电气设备选择电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳

13、定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下都能保持正常运行。所选设备应能满足：正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；应按当地环境条件对设备进行校准；所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；同类设备应尽量减少品种；选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。(5)防雷设计由于变电所是电力系统防雷的重要保护设施，如果发生雷击事故，将造成大面积的停电，严重影响社会生产和人民生活。因此要求变电所的防雷措

14、施必须十分可靠。变电所遭受雷击主要来自两个方面：雷直击于变电所的设备上；架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。因此直击雷和雷电侵入波对变电站进线及变压器的破坏的防护十分重要。变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所，是导致变电所雷害的主要原因，若不采取防护措施，势必造成变电所电气设备绝缘损坏，引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值，使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值。而变电所的进线段上装设保护段的主要目的，在于限制流经避

15、雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。（6）潮流计算电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算，它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态：各母线的电压、各元件中流过的功率，系统的功率损耗等等。在电力系统规划的设计和现有电力系统运行方式的研究中，都需要利用潮流计算来定量的分析比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。止匕外，电力系统的潮流计算也是计算机系统动态稳定和静态稳定的基础，所以潮流计算是研究电力系统的一种和重要和基础的计算，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。潮流计算的目标是求取电力系统在给定运行状态的计算，即节点电压和功率分布,用以检查系统各元件是否过负荷。各点电压是否满足要求，功率的分布和分配是否合理以及功率损耗等。对现有的电力系统的运行和扩建，对新的电力系统