工业厂区变电所设计-开题报告

一、文献综述

变电所设计研究背景

变电所国内发展现状

20世纪80年代及以前，变电所保护设备以晶体管、集成电路为主，二次设备均按照传统方式布置，各部分独立运行。随着微处理器和通信技术的发展，远程装置的性能得到较大的提高，传统变电所逐步增加了“遥测”、“遥信”、“遥控”、“遥调”的四摇功能。

自20世纪90年代以来，变电站自动化技术一直是我国电力行业的热点技术之一。利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术，对变电所二次设备的功能进行重新组合、优化设计，建成了变电所综合自动化系统，实现对变电所设备运行情况进行监视、测量、控制和协调的功能。

近年来数字变电所能够实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化、高级应用互动化。因此，为适应我国国民经济的快速发展，需要密切结合我国的实际条件，从电力系统的全局着眼，设计出一系列负荷各个地区的用以供电的变电所，用以协调从各专业系统和各阶段有关的各项工作，以求取得最佳技术经济的综合效益。

我国变电站设计现阶段已逐步实现了对接线方案的简单化、以及运行技术的综合自动化的发展目标。结合整个电力系统的发展趋势来看，下一阶段，在变电站设计过程当中还需要逐步实现电站自身的数字化、以及装配化，由此进一步推动变电站设计与建设质量的全面发展。

我目前工作于杭州杭发发电设备有限公司，杭发作为一家发电设备制造厂变电所是杭发厂内重点场所，全所人员都要贯彻“安全第一”的方针，切实保证全厂各部门安全供电和保证职工人身安全。研究变电所这一课题，能让我更加深入地了解变电所，包含变压器、电动机、母线、电力电缆、压变、流变、避雷针、各种电器保护装置、控制电缆、信号系统以及直流系统等，这也能对我的工作起到很大帮助。

选题的意义

伴随着我国改革开放和现代化建设的迅速发展，我国正在快速、平稳地走向工业现代化。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，是实现生产自动化的重要物质基础，随着工业电气自动化技术的发展，工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电可靠性以及技术经济指标等的要求也日益增高，所需电力设备也有了明显的增加。

做好工厂供电工作对于工业生产的发展，工业现代化的实现，具有十分重要的意义。在工厂中，对电能进行控制、变换、分配和传输等问题的是供电系统，而供电系统的核心就是变电所。为了能够提高维修和运行效率，就需要开发出维修简便、省时省力，能缩短故障停电时间的变电所。一旦变电所出了事故而造成停电，则整个工厂的生产过程都将停止进行，甚至还会引起严重的安全事故。工厂供电设计的可靠性与企业的经济效益、设备和人身安全密切相关。工厂供电必须要达到“安全、可靠、优质、经济”的要求。因此，设计和建造一个以“安全、可靠、优质、经济”为标准的变电所，对保障工厂安全生产是极为重要的。供配电设计质量的好坏会直接影响到企业日后的生产与发展也会影响到人民日常生活质量，尤其对工业生产自动化程度很高的大型现代化企业。在工业厂区如果能有一个高质量的供配电系统，那么就有利于企业的快速发展人民的生活质量的提高。如提高产品产量，提高劳动生产的效率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，减小企业生产的安全隐患，增加企业经济效益。如果供配电系统设计质量不高，将会给企业造成不可估量的损失。例如某些对供电要求很高的工厂，即使短时停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上或生态上环境上甚至政治上的重大损失，给社会的工业化生产带来阻滞。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，因此做好节能措施对于国家的经济建设具有极其重要的作用。

二、^文档提纲

1供配电系统

1.1负荷分级及供电要求

1.1.1一二三级负荷

1.2供配电设计

1.2.1设计基本要求

1.2.2配电电圧确定

1.2.3配电系统接线方案

1.3变电所设计方案

1.3.1变电所主接线

1.3.2变电所主要设备选用原则

1.3.3变电所总体布置方案

2负荷计算和变压器的选择

2.1负荷计算

2.1.1内容和方法

2.1.2主要机械设计的计算负荷

2.1.3功率损耗和年电能损耗

2.2变压器选择

2.2.1 按变压器运行低损耗和经济效果选择变压器容量

2.2.2环境温度对变压器负荷能力的影响及变压器的过负荷能力

3电气设备的选择和继电保护

3.1电气设备的选择

3.1.1高压、低压电气的选择

3.2继电保护

3.2.1电力变压器的保护

3.2.2母线分段断路器及联络断路器的保护

3.2.3电源进线保护

4变电所二次接线

4.1变电所操作电源

4.1.1操作电源供电方案

4.1.2交流、直流操作电源

4.2断路器的控制保护、信号回路

4.2.1断路器的控制、保护回路的设计原则

4.3电气测量与电能计算

4.3.1计量仪表装置的设计要求及其配置

4.3.2电流、电压互感器及其二次电流回路

4.4二次回路的保护和设备的选择

4.4.1保护电器的配置原则

4.4.2控制、信号回路的设备选择

4.4.3二次回路配线

4.5电路图示意

5变电所布置

5.1变电所所址、型式选择

5.2变电所布置

5.2.1控制室布置

5.2.2高、低压配电室布置

5.2.3电力变压器室布置

5.3应急电源的设置

5.4变电所布置示例

6电线、电缆的选择和敷设

6.1电线、电缆类型的选择

6.1.1导体材料的选择

6.1.2电力电缆芯数、绝缘水平的选择

6.1.3绝缘材料和护套的选择

6.1.4电缆外护层和铠装的选择

6.1.5母线的选择

6.2.电线、电缆规格和适用范围

6.2.1额定电压10KV及以下塑料绝缘电力电缆

6.2.2额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆（电线）与橡皮绝缘软电缆

6.2.4塑料绝缘控制电缆

6.3电线、电缆截面的选择

6.3.1按允许温升选择电线、电缆截面

6.3.2按经济电流密度校验截面

6.3.3按电压损失、机械强度校验截面

6.3.4按短路电流热稳定校验截面

6.3.5几种特殊情况下电线、电缆截面的选择

6.4电压损失的计算

6.4.1电压损失计算公式

6.4.2架空线路和电缆线路电压损失

6.5线路敷设

6.5.1绝缘导线、电缆敷设

6.5.2移动用电设备线路敷设

6.5.3其他线路敷设

6.6架空配电线路

6.6.1架空线路的导线选择

6.6.2架空线路敷设

7防雷与接地

7.1建筑物防雷

7.1.1建筑物防雷的分类、措施、装置

7.2电力设备的过电压保护

7.2.1变电所过电压保护

7.3接地

7.3.1接地类型

7.3.2低压配电系统的接地类型和基本要求

7.3.3电气设备接地

7.3.4接地装置

7.3.5接地电阻计算

三、参考文献

著作：

[1]华北电力设计院.220~500KV变电所设计技术规程[M].中华人民共和国能源部.2005： 

[2]熊银信.发电厂电气部分（第三版） [M] 中国电力出版社.2004.8

[3]西北电力设计院.电气工程电气一次设计手册[M] .水利电力出版社.1989

[4]西北电力设计院.电气工程电气二次设计手册[M] .水利电力出版社.1989

[5]陈衔主编.电力系统稳态分析[M].中国电力出版社.1998

[6]李光琦主编.电力系统暂态分析[M]. 中国电力出版社.2002

[7]贺家李、宋从矩合编.电力系统继电保护[J].中国电力出版社.2003

[8]周泽存.高电压技术[M]. 中国电力出版社.2007

[9]姚春球.发电机电气部分[M]. 中国电力出版社.2003

[10]余健明.供电技术[M].机械工业出版社.2008

[11]董征森.浅谈主变压器容量的选择[J].农村电工.2011.19（11）

[12]张惠刚.变电站综合自动化原理与系统[M].中国电力出版社.2004

[13] 宋继成．220—500KV变电所电气接线设计．中国电力出版社.2004年

[14] 文远芳．高电压技术．华中科技大学出版社.2005年

[15] 范锡普.发电厂电气部分.北京：中国电力出版社.1995.

[16] 宋春燕. 变电所设计与环境保护.电力建设报.2002.22(6).3-20.

[17] 变电所设计技术规程

[18] 220kV变电所设计规程 

[19] 110kV变电所设计规程