某110KV区域变电站一次系统设计开题报告

 2021-08-08 01:51:09

全文总字数:3934字

1. 研究目的与意义

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能的场所,它控制着电力的流向和调整电压的电力设施,通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力工业的发展正飞速发展,对变电站的设计提出了更高的要求,使其能跟上发展的需要,满足整个工业的需求。

综合我国的电力工业现况,以为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能为前提,优化各个电压等级的变电站,体现安全、可靠、经济和先进。变电站是联系电网的纽带,合理地选择110kV变电站电气主结线和开关站型式,在电网的安全供电及经济方面,均有着重要的意义,并且110kV是性价比最高的,因此,需要创造条件有针对性地提高对小城市以及农村的变电站的建设,来提高农村和西部地区的用电质量,多建造一批110kV变电所。如果变电站的设备出现故障将危及整个系统连续稳定运行,可能出现系统解列,致使用户断电,造成巨大的经济损失。因此要给变电站的设备装设动作可靠、迅速、性能完善的保护,把故障影响限制在最小范围内。

2. 国内外研究现状分析

进入八十年代以来,我国经济进入前所未有的高速发展阶段。经济建设对电力事业提出更高要求的同时也促进了电力事业的发展。这段时期建设的110kv变电站110kv电气设备多采用常规设备户外敞开式布置;变电站主接线较为杂;电气设备为多油或少油设备;主变容量大多选择31. 5mva或者40mva。这种模式的变电站占地而积大,设备繁多,设备安全可靠性较低,日常维护工作量大。

进入九十年代中期,供电紧张的情况得到好转,电网设计和建设越来越强调供电可靠性。人们开始把注意力转向性能好、质量高、检修周期长或多年不需检修等特点的电气设备。实施四遥功能,实现变电站无人值班已成为可能。这段时期,110kv电气设备出现了gis设备、compass设备等;电气布置形式也出现了半户内布置等形式。

为了保障我国经济的高速发展,以及持续的城镇化进程,我国电力系统进入了一个快速发展阶段,电网建设得到进一步完善。由于我国电力建设起步比较晚,前我国变电站主要现状是老设备向新型设备转变,有人值班向无人值班变电站转变,交流传输向直流输出转变,在城市变电站建设中,户内型变电站大幅增加。

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3. 研究的基本内容与计划

一般的变电站的设计主要包括一下几个方而:

1对拟定建设的变电站进行一定的分析和补充:

分析电源、电力系统和负荷情况,对当地的环境条件进行补充。然后制定无功平衡方案,决定各变电站的电容补偿容量,设计本变电所的电气主接线,选出两种电气主接线方案比较, 确定一个较佳方案。

2主变压器的选择:

变压器是变电站的主要设备,按每相的绕组数分为双绕组、三绕组或更多绕组等型式;按电磁结构分为普通双绕组、三绕组、自耦式及低压绕组分列式等型式。选择本变电所主变的台数、容量和类型。

3.明确短路电流计算目的,进行所需的短路电流计算,手算和PWS电力系统分析软件仿真计算。

4.做110KV断路器、电压互感器、电流互感器等的选择及校验电压和电流互感器是测量一次电压和电流量的仪表,根据所计算的短路电流及容量选择合适的断路器,电压互感器、电流互感器等设备元件。

5.设计和校验母线系统;

母线选择原则:

1)应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求,并考虑远景发展的需要。

2)应力求技术先进和经济合理。

3)选择导体时应尽量减少品种。

4)应按当地环境条件校核。

5)扩建工程应尽量使新老电器型号一致。

6.进行继电保护的规划设计;

变压器保护规划:

(1)变压器油箱内部故障和油而降低的瓦斯保护;

(2)短路保护;

(3)纵联差动保护;

(4)中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护;

(5)过负荷保护;

(6)对于两侧有电源的三绕组降压变压器,三侧均应装设保护;

线路保护规划:

(1)线路保护包括;

(2)接地保护;

(3)定时限过电流保护;

(4)母线差动保护;

(5)过负荷保护;

7.进行防雷保护规划设计:

(1)防止雷电直击的主要设备有避雷针、避雷线;防止雷电波沿架

空线路侵入电气设备和建筑物内部的主要设备是避雷器。

(2)避雷针有单支,多支,等高与不等高之分。现实用的比较多的

是氧化锌避雷器和阀型避雷器等。

避雷器的选择条件

(1)额定电压:避雷器的额定电压应与系统的额定电压一致;

(2)灭弧电压:按照使用情况,校验避雷器安装地点可能出现的最大导线对地电压,是性点绝缘或经阻抗接地的电网中,工频放电电压一般大于最人运行否等于或小于避雷器的最大允许电弧(灭弧电弧);

(3)工频放电电压在相电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网中, 工频放电电压应大于最人运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。

(4)冲击放电电压和残压:避雷器的保护特性与各种电器均可配合,故此项校验从略。

计划及进程安排:

1.寒假:查看任务书,学习毕业设计指导书,明确设计要求;

2.第1~2周:查阅参考文献,提出设计方案,准备开题报告。

3.第3~4周:设计电气主接线,两种方案比较, 确定较佳方案;

4.第5~6周:进行所需的短路电流计算;

5.第7周:准备中期答辩;

6.第8周:选择和校验所需的电气设备;

7.第9周:设计和校验母线系统;

8.第10周:进行系统继电保护的设计;

9.第11周:进行变电站防雷保护设计;

10.第12周~结束:准备毕业论文与答辩;

4. 研究创新点

变压器的故障一般都危害很大,所以故障的检测和排除至关重要,把未发生的故障扼杀在摇篮里才是从根源上解决故障。所以应该在变压器周围加入声学传感器,因为变压器的局部放电伴随着电磁辐射、电脉冲、超声波等一系列现象,进而可能引起变压器内部过热,可以通过声学的监测来确定这一现象是否发生,将高频的声学传感器放到被检测的变压器周围,传感器对变压器部分放电和电弧放电之后发出的声音比较敏感,所以可以检测出放电部位以及放电信号。及时的察觉变压器的不正常运行及故障,把这些故障扼杀在摇篮里。

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