PAGE開題報告論文題目K鎮(zhèn)220kV變電站電氣部分設(shè)計1、立題依據(jù)1.1研究背景近些年來隨著我國工業(yè)的迅速崛起，國家對于電能的需求大幅增長。能源是一個國家發(fā)展的原動力，電能早已作為國家的能源支柱，保證電能的供給，顯得十分重要。變電站作為電力系統(tǒng)中十分重要的一部分,它具有電能傳遞，電能再次分配以及維持電網(wǎng)安全、可靠的運行的至關(guān)重大的作用。因此合理的設(shè)計變電站，保證電能安全可靠的傳輸對于未來我國的經(jīng)濟發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。中國電力行業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在不斷提高。在過去的十年左右的時間里，電力系統(tǒng)中220kV電壓等級變電站的作用和功能發(fā)生了巨大變化，大部分已經(jīng)轉(zhuǎn)換成終端型變電站?，F(xiàn)如今，一些發(fā)達國家雖然經(jīng)濟發(fā)展較快，但是國家電能來源和供給卻每況愈下，這顯然成為制約其進一步發(fā)展的關(guān)鍵要素。因此，通過提高變電站電壓等級這一方法來滿足這些國家對電力能源的需求并且進一步減少電能在傳輸時的損耗已經(jīng)成為一種主流的方法，并且這一方法在一些國家中已經(jīng)形成了完整的變電站設(shè)計規(guī)范。1.2理論依據(jù)從第一個變電站的出現(xiàn)到如今智能變電站的盛行，變電站作為電力系統(tǒng)中重要的一部分已經(jīng)發(fā)展了上百年。在這漫長的發(fā)展過程中，國內(nèi)的變電站也通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu),降低了變電站的功率損耗，提高了變電站的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。近幾十年來，自動控制的變電站模塊穩(wěn)步發(fā)展，雖然取得了矚目輝煌的分數(shù)，但我們不得不承認，與國際高水平的自動化變電站相比，國內(nèi)的變電站確實還跟不上他們，其中真正自動控制和沒有人值班的變電站，在國內(nèi)不是很常見。從效益上來看，在經(jīng)濟和社會方面，其收益很低，這些事實都指向一個結(jié)論:變電站自動控制實際技術(shù)不規(guī)范，市場規(guī)模也很小。其原因與開發(fā)、規(guī)劃、政府等相關(guān)部門，在變電站自動控制生產(chǎn)化的實際理解不同有很大的關(guān)系。另外，變電站在其他方面都有了不同的變化，如建造樣式、電壓等級、電氣設(shè)備等方面。在建造樣式上，主要是為了達到減少占地面積的目的，變電站已經(jīng)由早先的敞開式、戶外式向如今的戶內(nèi)式變電站和箱式變電站轉(zhuǎn)變，現(xiàn)如今的變電站不僅占地面積更小，在外觀上和投資上都有了煥然一新的改變。在電壓大小上，原來110kV、220kV慢慢發(fā)展到了特高壓1000kV的電壓等級，在同一個時間段，35kV變電站漸漸發(fā)展到了110kV和220kV變電站?，F(xiàn)如今國家用電量日益趨高且科技發(fā)展迅速，我國的電力行業(yè)已經(jīng)有了巨大的進步，如果仍然依靠原來傳統(tǒng)型變電站的主要以人工監(jiān)控記錄、人工操作為主的管理運行模式，將不能適現(xiàn)代社會的人力資源形式，也不能滿足當(dāng)今電能管理模式的需求。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，國家所依賴的電能的可靠性和電能質(zhì)量可靠性都需要進一步的提高。自新世紀的到來以后，雖然我國的電力行業(yè)已經(jīng)有了巨大的進步，但隨著電網(wǎng)規(guī)配電復(fù)雜性的增大，以及人民對供電質(zhì)量要求的提高，對于電網(wǎng)自動化和智能化的改革極為迫切。近年來，隨著我國通信技術(shù)的不斷發(fā)展以及自動化技術(shù)的日益成熟，變電站智能化已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展的主流，且能在未來電力的領(lǐng)域發(fā)揮主要的作用?？傊?，我們要看清楚現(xiàn)今自動控制變電站的發(fā)展方向，優(yōu)先選取先進的工業(yè)自動化技術(shù)，優(yōu)先選取質(zhì)量優(yōu)秀的設(shè)備。在學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)的同時，也要結(jié)合我國的具體情況，取其精華，去其糟粕，這些措施對我國變電站智能化的發(fā)展有著很重要的現(xiàn)實意義。1.3立題意義本次待設(shè)計的變電站地區(qū)居于公營子鎮(zhèn)，它距于遼寧省朝陽市，長達10千米，擁有的區(qū)域面積達121.62平方千米，截至2018年，戶籍人口26422人。公營子鎮(zhèn)地處喀喇沁左翼蒙古族自治縣北部，東與朝陽縣波羅赤鎮(zhèn)、\t"/item/%E5%85%AC%E8%90%A5%E5%AD%90%E9%95%87/_blank"烏蘭河碩蒙古族鄉(xiāng)交界，南與\t"/item/%E5%85%AC%E8%90%A5%E5%AD%90%E9%95%87/_blank"臥虎溝鄉(xiāng)、水泉鄉(xiāng)相望，西與建平縣萬壽街道接壤，北鄰中三家鎮(zhèn)，2018年，公營子鎮(zhèn)有工業(yè)企業(yè)10個，其中規(guī)模以上1個，有營業(yè)面積超過50平方米以上的綜合商店或超市10個。2011年末，公營子鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)有變電站1座。公營子鎮(zhèn)已形成由鐵路、公路2種運輸方式構(gòu)成的交通運輸網(wǎng)絡(luò)。101國道公路域內(nèi)通過，總長為8.5千米；省級公路建三線在域內(nèi)通過，總長為4千米；省級高速公路域內(nèi)通過，總長為6千米。錦承鐵路域內(nèi)通過，總長為6.5千米。隨著公營子鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟水平和工業(yè)實力的不斷提高，其需要電能的需求也越來越多。而縱觀公營子鎮(zhèn)地區(qū)原來并沒有220kV或以上電壓等級的變電站，本次變電站的設(shè)計，將提高公營子鎮(zhèn)地區(qū)的供電水平，填補該地區(qū)沒有高壓變電站的空白，也為后續(xù)公營子鎮(zhèn)地區(qū)的發(fā)展，注入強勁的動力，造福公營子鎮(zhèn)的人民。研究內(nèi)容及方案2.1研究目標本文完成公營子鎮(zhèn)變電站的設(shè)計，實現(xiàn)了其變換和分配電能的功能。首先，確定總體設(shè)計方案，查閱資料，對原始資料進行研究并分析；然后進行負荷計算，考慮是否需要進行無功補償，對變壓器進行選擇；之后開始短路計算；通過比較短路電流，電壓等參數(shù)的大小進行電氣設(shè)備的選擇與校驗，并完成相應(yīng)圖表的繪制，最后撰寫論文說明書。變電站的詳細設(shè)計被劃分為以下幾部分：（1）負荷計算；（2）無功功率補償計算；（3）變壓器的選擇；（4）電氣主接線設(shè)計；（5）短路計算；（6）電氣設(shè)備的選擇與校驗；（7）繼電保護設(shè)計；（9）防雷保護設(shè)計。2.2論文提綱第1章緒論 1.1課題的背景和意義 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3設(shè)計內(nèi)容要求 第2章負荷計算 2.1負荷計算 2.2無功補償設(shè)計 2.3主變壓器的選擇 第3章電氣主接線設(shè)計 3.1主接線的基本要求 3.2主接線的作用 3.3接線方式的選擇與分析 3.3.1220kV側(cè)主接線方式的選擇 3.3.260kV側(cè)主接線方式的選擇 第4章短路電流計算 4.1短路故障產(chǎn)生的原因和危害 4.2短路計算的意義與要求 4.3短路電流的計算 4.3.1最大運行方式下短路計算 4.3.2最小運行方式下短路計算 第5章電氣設(shè)備選擇與校驗 5.1電氣設(shè)備的選擇的原則 5.2斷路器的選擇和校驗 5.4互感器的選擇和校驗 5.4.1電流互感器 5.4.2電壓互感器 5.5母線的選擇和校驗 5.6支柱絕緣子的選擇和校驗 5.7穿墻套管的選擇和校驗 第6章變壓器繼電保護 6.1繼電保護的基本要求 6.2繼電保護選擇6.3縱聯(lián)差動保護的整定與計算 6.4瓦斯保護 6.5變壓器的過電流保護 6.6變壓器的過負荷保護 6.5變壓器的零序電流保護 第7章防雷保護 7.1雷電對變電站的危害 7.2變電站的防雷保護配置 7.3避雷針保護范圍的計算 7.4避雷器的選擇 7.5接地保護 第8章結(jié)論 2.3預(yù)期達到的研究結(jié)果和創(chuàng)新點通過對60kV側(cè)出線負荷進行負荷統(tǒng)計與分析，經(jīng)過相關(guān)計算得到低壓側(cè)總視在功率111172.18kVA，在60kV側(cè)選用了30組型號并聯(lián)電容器進行無功補償從而使功率因數(shù)滿足要求，最終折算到220kV側(cè)的總視在功率為107344.9kVA。選用了兩臺220kV三相強迫油循環(huán)（水冷式）有載調(diào)壓變壓器作為變電站的主變壓器，并且采用高壓側(cè)內(nèi)橋式接線，低壓側(cè)雙母線接線方案。主接線設(shè)計完成后，選取兩個短路點，計算短路電流和短路容量。為保證變電站在各種工況下安全可靠運行，根據(jù)短路計算結(jié)果選擇相應(yīng)電氣設(shè)備包括：型和型高壓斷路器；型和型高壓隔離開關(guān)；LVQB-220(W2)型和型電流互感器；型和型電壓互感器；以及a.母線、b.支柱絕緣子、c.穿墻套管，對各設(shè)備進行了相應(yīng)的校驗。最后，選取繼電保護，來保護變壓器。選了瓦斯保護、縱差動保護為主保護，選過電流保護、過負荷保護和零序電流保護為后備保護，并按規(guī)定進行了防雷接地裝置的配置。能做到有效的預(yù)防電力事故的發(fā)生，提高了該地區(qū)供電的水平和供電可靠性，還促進了該區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。2.4完成論文需具備的條件1.查閱相關(guān)資料，閱讀大量關(guān)于變電站的文獻資料；2.進行實地調(diào)查，了解論文所需的相關(guān)數(shù)據(jù)；3.論文指導(dǎo)導(dǎo)師的指導(dǎo)與幫助；4.個人的努力、堅持與付出。2.5參考文獻；[1]梁潔.220kV變電站電氣一次設(shè)計應(yīng)注意問題研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2018(29):6.[2]劉芳.變電站電氣一次設(shè)計現(xiàn)狀及改善對策[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(23):165.[3]柏林江.變電站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃及性能優(yōu)化研究[D].重慶郵電大學(xué),2019.[4]宋彥臻.變電站二次系統(tǒng)研究及在青島電網(wǎng)的應(yīng)用實踐[D].青島大學(xué),2020.[5]董朝理.電力系統(tǒng)中變電站的繼電保護技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2020(03):219-220.[6]李娜,孫迅雷.變電站技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探析[J].花炮科技與市場,2020(03):273.[7]牛振華.變電站繼電保護設(shè)備運行及維護[J].數(shù)字通信世界,2020(12):249-250.[8].楊志宏,周斌,張海濱,姚成,翟明玉.變電站自動化系統(tǒng)新方案的探討[J].電力系統(tǒng)自動化,2016,40(14):1-7.[9]陳俊璞,霍然,龐定慧.淺談變電站[J].中國新通信,2020,22(20):231-232[10]程誠.數(shù)字化繼電保護在變電站中的應(yīng)用研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2015(35):46-47[11]利淵,張正昕.變電站繼電保護系統(tǒng)的可靠性分析[J].電子技術(shù)與軟件工程,2020(19):232-233.[12]吳闖.變電站技術(shù)及其工程應(yīng)用研究[D].東南大學(xué),2018.[13]高陽,嚴少瑞.變電站的電氣二次系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟,2020(04):41-43.[14]馬文奎,李軍,徐貴.變電站技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展分析[J].中國高新科技,2020(17):101-102.[15]崔麗麗.智能化變電站的電氣二次設(shè)計策略[J].集成電路應(yīng)用,2020,37(10):142-143.[16]萬甜.變電站保護與控制在線安全運行分析[D].四川師范大學(xué),2018.[17]張連福.電力系統(tǒng)中變電站繼電保護技術(shù)分析[J].電氣時代,2017(02):74-76.[18]曲中直,周揚,韓思瑋.變電站技術(shù)及其應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(36):132-133.[19]何仰贊,溫增根.電力系統(tǒng)分析（上、下）.華中科技大學(xué)出版社,2016.5.[20]張保會,尹向根.電力系統(tǒng)繼電保護（第2版）.中國電力出版社,2016.3[21]吳廣寧,張冠宇,劉剛.高電壓技術(shù).中國電力出版2016.1.[22]XingangMou,JianCui,HujunYin,XiaoZhou.TrackingPositionandStatusofElectricControlSwitchesBasedonYOLODetector[M].SpringerInternationalPublishing:2019-10-18.[23]YuanFu,RongbinTan,JiaxingLu,YueweiTian,ShouyinLu.IntelligentControlSystemforSu