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變電站的設(shè)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(shè)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(shè)計開題報告
一、 選題的依據(jù)及意義
（一）選題的依據(jù)：
通過本設(shè)計使我掌握了35kV 變電站電氣主接線設(shè)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(chǎn)的專業(yè)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(shè)計、運行和科研工作，奠定必需的知識基礎(chǔ)。35kV 變電站電氣一次部分初步設(shè)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(yè)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(shè)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(shè)計、電氣設(shè)備選擇等具體設(shè)計任務(wù)中進行了大量的比較、計算、優(yōu)化有效的培養(yǎng)了自己分析問題、解決問題的能力，并使專業(yè)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(shè)計。其中包括了電氣一次部分主接線的設(shè)計和各種電氣設(shè)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(shè)計基本是按照變電所設(shè)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(shè)
備進行了選擇，適應(yīng)于目前的趨勢。
（二）選題的意義：
電能是現(xiàn)代社會中最重要、也是最方便的能源。發(fā)展國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的發(fā)、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(jīng)濟發(fā)展的要求，電力工業(yè)必須超前發(fā)展，這是世界電力工業(yè)發(fā)展規(guī)律，因此，做好電力規(guī)劃，加強電網(wǎng)建設(shè)，就尤為重要。
變電所作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。對其進行設(shè)計勢在必行，合理的變電所不僅能充分的滿足當?shù)氐墓╇娦枨�，還能有效的減少投資和資源浪費。
本設(shè)計包括對35KV變電站設(shè)計的優(yōu)化對未來電網(wǎng)的合理規(guī)劃有著一定的參考意義。
二、 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)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(yè)、醫(yī)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(shè)備。近些年來,計算機軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展迅猛,被越來越多的應(yīng)用在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。變電站綜合自動化系統(tǒng)就是將這些技術(shù)應(yīng)用在變電站,實現(xiàn)對變電站供電網(wǎng)絡(luò)的在線數(shù)據(jù)監(jiān)測、開合閘控制、線路保護以及運行歷史數(shù)據(jù)存儲。同時變電站系統(tǒng)對這些新技術(shù)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(fā)生異常時應(yīng)該立即做出動作采取相應(yīng)措施,這就要求數(shù)據(jù)通信傳輸速度越來越快；再有對于經(jīng)常出現(xiàn)的故障以及設(shè)備服役到年限的一些情況應(yīng)作出預判,這就要求計算機軟件系統(tǒng)有強大的數(shù)據(jù)庫以及更加人性化的人機界面設(shè)計,同時也要求計算機硬件配備更高速運算的CPU；現(xiàn)有的變電站都在相對偏遠的郊區(qū)而且大多數(shù)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(wǎng)”一詞已成為一個流行的專業(yè)術(shù)語，代表了當今世界電力系統(tǒng)發(fā)展變革的最新動向，被認為是21 世紀電力系統(tǒng)的重大科技創(chuàng)新和發(fā)展趨勢。智能電網(wǎng)作為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向，滲透到發(fā)電、輸電、變電、配電、用電各個環(huán)節(jié)。在上述這些環(huán)節(jié)中，智能變電站無疑是最核心的一環(huán)。作為智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)，智能變電站為智能電網(wǎng)提供標準的、可靠的節(jié)點( 包括一次、二次和系統(tǒng)) 支撐。智能變電站是采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)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(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能的變電站。智能變電站的建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備信息、運行維護策略與電力調(diào)度全面互動，實現(xiàn)基于狀態(tài)的全壽命周期綜合優(yōu)化管理，實現(xiàn)電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的全面采集和實時共享，支撐電網(wǎng)實時控制、智能調(diào)節(jié)和各類高級應(yīng)用，保障各級電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備( 包括控制、信號、測量、保護、自動裝置及遠動裝置等) 應(yīng)用計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù), 經(jīng)過功能組合和優(yōu)化設(shè)計, 對變電站實施自動監(jiān)視、測量、控制和協(xié)調(diào), 以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化系統(tǒng)。實現(xiàn)變電站綜合自動化, 可提高電網(wǎng)的安全、經(jīng)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(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展, 帶動了變電站綜合自動化技術(shù)的進步。近年來, 隨著數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)( 如光電式互感器或電子式互感器)、智能電氣設(shè)備以及相關(guān)通信技術(shù)的發(fā)展, 變電站綜合自動化系統(tǒng)正朝著數(shù)字化方向邁進。變電站自動化系統(tǒng)在我國的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常顯著的效果, 對提高電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行水平起到了重要作用。目前隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展, 數(shù)字化變電站正在興起。與傳統(tǒng)變電站相比, 數(shù)字化變電站具有以下優(yōu)勢: 減少二次接線, 提升測量精度, 提高信號傳輸?shù)目煽啃? 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(shè)備間的互操作問題, 變電站的各種功能可共享統(tǒng)一的信息平臺, 避免設(shè)備重復, 自動化運行和管理水平進一步提高。數(shù)字化變電站是變電站自動化技術(shù)的發(fā)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(tǒng)投運十多年來，由于技術(shù)水平的不斷提高，體系結(jié)構(gòu)也在不斷改進。根據(jù)綜合自動化系統(tǒng)設(shè)計思想和安裝的物理位置的不同，綜合自動化系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)形式可以分成很多種類。其結(jié)構(gòu)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(shè)備間隔設(shè)備上安裝等形式。典型的35 kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，裝置分成管理層、變電站層和間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息上傳，保護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層，利用現(xiàn)場總線技術(shù)信息，保護功能完全獨立，遠動與監(jiān)控系統(tǒng)共用間隔層信息采集裝置，達到了分布式R T U 技術(shù)標準。間隔層按一次設(shè)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(shù)據(jù)集中處理和保護管理，擔
負著上傳下達的重要任務(wù)。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(shù)據(jù)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(tǒng)，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(tǒng)由于置于室內(nèi)，運行環(huán)境穩(wěn)定，維護方便。對新建35 kV 變電站綜合自動化系統(tǒng)我們推薦采用分散分布式與集中組屏相結(jié)合的綜合自動化系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)采用“面向?qū)ο蟆�，即面向電氣一次回路或電氣間隔的方法進行設(shè)計的，間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)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(guān)柜上或其它一次設(shè)備附近。這樣各間隔單元的二次設(shè)備相互獨立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡(luò)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(shè)備及其繁雜的二次電纜，節(jié)省了投資，又可減少二次回路調(diào)試工作量。
對10 k V 及以下變電站實現(xiàn)綜合自動化及無人值班已成為電網(wǎng)自動化的發(fā)展方向。其設(shè)備選型:(l) 大型變壓器宜選用低磁密、低損耗變壓器;(2) 開關(guān)選擇應(yīng)遵循“無油化” 原則, 首選S F6 和真空開關(guān);(3) 直流系統(tǒng)所用交流電源采用雙電源自動投切; 直流系統(tǒng)一般采用智能高頻開關(guān)電力操作電源系統(tǒng), 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(jiān)控直流系統(tǒng)的運行情況。(4 )變電站自動化系統(tǒng)是此類變電站的中心系統(tǒng), 該系統(tǒng)集控制、保護、監(jiān)視功能于一體, 裝置采用高性能處理器、高精度的A /D 轉(zhuǎn)換器, 系統(tǒng)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(tǒng)結(jié)構(gòu)整體上分為三層: 變電站層、網(wǎng)絡(luò)通信層和間隔層。變電站層主耍由總控單元、監(jiān)控主機; 遠動工作站及其他工作站組成, 其他工作站可根據(jù)需要任意增減。變電站層可為調(diào)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(xiàn)場狀況進行實時監(jiān)測, 并可對一次設(shè)備實現(xiàn)遠方調(diào)控。網(wǎng)絡(luò)通信層采用標準規(guī)約, 可與其它廠家的設(shè)備互聯(lián)。間隔層采用工D 系列硬件, 可在惡劣環(huán)境下運行。軟件系統(tǒng), 采用基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計原理。開放式模塊化結(jié)構(gòu), 可實現(xiàn)與通用應(yīng)用, 軟件和用戶程序想結(jié)合。保證了系統(tǒng)的通用性。實現(xiàn)3 5 k V 變電站無人值班, 可以采用調(diào)度自動化系統(tǒng)與遠動R T U 來實現(xiàn), 也可以在變電站裝備綜合自動化系統(tǒng)。如果用遠動裝置來實現(xiàn)變電站無人值班, 應(yīng)是幾個站同時實現(xiàn)才更具意義。布局緊湊, 控制室小, 不建生活設(shè)施, 少站土地, 節(jié)約了投資, 是電網(wǎng)自動化發(fā)展的方向。
從適應(yīng)增容擴建,升壓的角度選擇設(shè)計方案。35 k V 電壓登記在我國電力網(wǎng)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(wǎng)中將長期使用。隨著產(chǎn)品不斷更新,相應(yīng)的新型設(shè)備層出不窮, 設(shè)計方案應(yīng)力求結(jié)線簡單、清晰、操作方便, 提高可靠性,限制工程造價, 節(jié)約土地, 減少生產(chǎn)和生活辦公設(shè)施建筑物的土建面積。發(fā)展方向應(yīng)是向小型化、綜合自動化和無人值班方向發(fā)展。在實際設(shè)計工作中, 必須按照負荷的性質(zhì)、用電容量、環(huán)境條件、工程特點和地區(qū)供電條件及用戶的經(jīng)濟承受能力, 安裝、運行、維護、檢修的技術(shù)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(diào)度自動
化配合等方面的因素。從全局出發(fā), 統(tǒng)籌兼顧, 選擇出最佳設(shè)計方案。 變電站電氣主接線是變電站電氣設(shè)計的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線是由高壓電器設(shè)備通過連接組成的接受和分配電能的電路，反映各設(shè)備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān)系，從而構(gòu)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(jīng)濟性、保證供電的電能質(zhì)量，另外主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運行方式，具有發(fā)展和擴建的可能性。
變電站自動化技術(shù)在我國電力行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、一次運行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術(shù)日趨成熟, 以及計算機高速網(wǎng)絡(luò)在實時系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用, 變電站中所有信息的采集、傳輸和處理全部數(shù)字化。變電站綜合自動化、數(shù)字化已經(jīng)是變電站建設(shè)的主流, 隨著2009年9 月能變電站技術(shù)導則 通過評審, 變電站智能化將成為變電站建設(shè)的必然趨勢。IEC61850的提出對變電站技術(shù)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(shù)從傳統(tǒng)變電站、自動化變電站、數(shù)字化變電站至今, 技術(shù)的進步與發(fā)展日新月異。自動化變電站是對傳統(tǒng)RTU 的功能擴展和變電站二次系統(tǒng)的計算機化升級, IEC61850是對變電站自動化技術(shù)的總結(jié)和規(guī)約, 在此基礎(chǔ)上發(fā)展了數(shù)字化變電站, 將一部分一次設(shè)備(如: 電壓、電流互感器等)納入數(shù)字化的范疇。國家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)智能變電站的目標。智能電網(wǎng)中的智能變電站是由先進、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成, 以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺為信息傳輸基礎(chǔ), 自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能, 并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級應(yīng)用功能。智能變電站分為設(shè)備層、系統(tǒng)層。設(shè)備層主要由高壓設(shè)備、智能組件和智能設(shè)備構(gòu)成,實現(xiàn)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(tǒng)層相當于變電站的站控層, 實現(xiàn)信息共享、設(shè)備狀態(tài)可視化、智能告警、分析決策等高級智能應(yīng)用, 包含智能變電站系統(tǒng)級的先進功能。隨著高壓設(shè)備智能化的不斷發(fā)展, 傳統(tǒng)意義上的一、二次設(shè)備間的界限也將逐漸模糊, 一次設(shè)備通過安裝和集成智能組件, 將成為智能設(shè)備�？梢�, 智能變電站對數(shù)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(diào)自動分析和決策的智能控制功能; 向下, 將更多一次設(shè)備數(shù)字化、智能化。為了實現(xiàn)智能變電站的目標, 緊密結(jié)合智能變電站建設(shè)的實施原則和技術(shù)路線, 開展智能裝備研發(fā)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(shù)革新和電力事業(yè)的發(fā)展。
變電站綜合自動化系統(tǒng)是利用微機技術(shù), 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(tǒng)。由此可見, 它能夠減少硬件, 提高設(shè)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(jié)省投資, 克服以往計算機技術(shù)在變電站單一功能的缺點和不足。
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