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某轧钢厂变电所改扩建设计开题报告


毕业设计开题报告



目:

某轧钢厂变电所改扩建设计

学生姓名: 张福帅 专

学 号:

100801129

业:电气工程及其自动化

指导教师:孙丽华(副教授)

2014 年 3 月 2

1 日

开题报告填写要求

1.开题报告(含“文献综述” )作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据 材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师 签署意见及所在专业审查后生效; 2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印,禁止 打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见; 3. “文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生 写文献综述的参考文献应不少于 10 篇(不包括辞典、手册) ; 4.有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、 日期和时间表示法》 规定的要求, 一律用阿拉伯数字书写。 如 “2004 年 2 月 26 日” 或 “2004-02-26” 。

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1 文献综述
1.1 本课题的意义 电力是发展国民经济不可缺少的一种宝贵能源,随着经济的发展,电力已成为工农 业生产不可缺少的动力,并广泛应用到一切生产部门中去[1]。随着现代工业的发展,电 力工业在现代化的建设中扮演着越来越重要的角色。现代电力系统是一个巨大的,严密 的整体,各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力 系统是国民经济的重要能源部门, 而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项 目[2]。 电能在工业生产中的重要性,并不在于他在产品成本中或投资总额中所占的比重多 少,而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量 ,提高产品质量,提高劳动生产率, 降低生产成本,减轻工人的劳动强度,有利于实现生产过程自动化[3]。从另一方面来说, 如果工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。 因此,做好工厂变电所的设计对于发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重 要的意义。能源节约是变电所设计的一个重要方面,而能源节约对于国家经济建设具有 十分重要的意义,因此,做好工厂的变电所设计工作,对于节约能源,保护环境,降低 生产成本具有十分重要的意义。变电所供电工作要很好地为工业生产服务,切实保证工 厂生产和生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到安全、可靠、优质、经济的基 本要求[4]。 1.2 国内外发展概况 我国自1882年有电以来,电力工业已经走过了130多年的历程。解放前,我国电力 工业和其他工业一样,处于极端落后的状态,并带有明显的半殖民地的特点[5]。近年来, 在我国在经济技术领域中取得了快速发展,特别是计算机网络技术和通信技术的发展, 为我国变电站的发展起到了强有力的推动作用,越来越多的新技术新产品应用到变电站 方面,具体来说,使我国变电站设计呈现以下发展趋势: (1) 变电站接线方案趋于简单 随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加,变电站接线简化趋 于可能。例如,断路器是变电站的主要电气设备,其制造技术近年来有了较大发展,可 靠性大为提高, 检修时间少。 特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20 年

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不大修,更换部件费时很短。为了进一步控制工程造价,提高经济效益,经过专家反复 论证,我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。简化接线方案集 中在这些方面:我国500kV 330 kV 电压等级的接线较多采用3/2 断路器接线,但现在 有些设计院提出, 根据工程情况, 可采用3/2 断路器变压器- 母线组接线, 可靠性与3/2 断路器接线基本相同,却可以降低投资[6]。 (2 )大量采用新的电气一次设备 近年来电气一次设备制造有了较大发展,大量高性能、新型设备不断出现,设备趋 于无油化, 采用SF6 气体绝缘的设备价格不断下降, 伴随着国产GIS 向高电压、 大容量、 三相共箱体方面发展,性能不断完善,应用面不断扩大,许多城网建设工程、用户工程 都考虑采用GIS 配电装置。变电站设计的电气设备档次不断提高,配电装置也从传统的 形式走向无油化、真空开关、SF6 开关和机、电组合一体化的小型设备发展。近年来世 界各国著名的高压电气设备公司都相继开发、研制了各种类型的145- 550 kV 户外高压 和超高压组合电器, 国内一些高压开关厂也已经开始生产145 k V 户外紧凑型组合电器。 目前145 k V户外紧凑型组合电器主要产品有compass 、compact 、MCI 等。这些设备 运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便,价格介于常规电 气设备与GIS 之间,是电气设备今后发展的一个方向,符合我国目前的国情和技术发展 方向[7-9]。 (3 )变电站综合自动化技术新动向 变电站综合自动化系统近几年一直是电力建设的一个热点。无论国内国外,还是从 管理方、运行方及设计单位对于变电站实现综合自动化均取得了共识。伴随着计算机技 术、网络技术和通信技术的发展,变电站综合自动化也采用了新的技术,其技术动向主 要为全分散式变电站自动化系统新型的全分散式变电站自动化系统,设计思想上实现了 变电站二次系统由面向功能设计向面向对象设计的重要转变。系统不再单纯考虑某一个 量,而是为某一设备配置完备的保护、监控和测量功能装置,以完成特定的功能,从而 并保证了系统的分布式开放性。 其特点是各现场输入输出单元部件分别安装在中低压开 关柜或高压一次设备附近,现场单元部件可以是保护、监控和测量功能的集成装置,亦 可以是现场的保护、监控和测量部件分别保持其独立性。变电站遥测遥信采集及处理、 遥控命令执行和继电保护功能等均由现场单元部件独立完成,并将这些信息通过网络送 至后台主计算机。采用全分散式系统结构后,变电站内将不再具有规模庞大的测控屏和

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大量连接信号源和测控屏之间的铜芯电缆,全部测控装置下放在就地,而在控制室,取 而代之的是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。从技术发展 的趋势看,将来的测控设备还将和一次设备完全融合,即实现所谓的智能一次设备,每 个对象均含有保护、监控、计费、操作、闭锁等一系列功能及信息库,面向外界的仅是 一个通信口,采用全分散式变电站自动化系统将是必然的结果[10]。

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参 考 文 献 1 林汇男,韩飞,李克亮.110kV变电站运行与维护[J].电气工程与自动化,2011, 30(6): 19-20 2 靖慧英.浅谈110kV变电站运行及常见问题[J].科技与企业,2011 3 J.Duncan Glover,Power System Analysis and Design,China Machine Press.2004 4 张国兵,冯明利,管霄.我国变电站设计的研究与发展趋势[J].科技与生活2012, 19(17):210 5 Zhu Bangshen China Safety Science Journal , China Science Press .2004 6 张桂珠.大城市变电站的发展[J].中国电力教育,2011,25(3):15-16 7 郝阿楠.110kV变电所设计技术探讨[J].科技与生活,2011,43(19):115-119 8 络启松.IEC6185变电站程序化操作的工程实现[J].中国高新技术企业,2011.11 9 沈健,艾尼瓦尔,夏江.数字化变电站的发展[J].应用科技,2011,(16):43 10 钱新建,汪卫国,张永生.智能化辅助系统在智能变电站的应用[J].浙江电力, 2011,(12):31-34

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2. 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径
2.1 课题要求 本次通过对某轧钢厂变电所改扩建的设计,要求在工厂内新建一个 35/10 kV 的总降压变
电所。该变电所除向新建的三个车间供电外同时给工厂原有的总配电所供电。由地区变电所提供的 两回 10kV 线路改接到总降压变电所的 10kV 母线上作为总降压变电所的备用电源。完成变电所主

接线设计、变压器的选型、短路计算和防雷保护等。 2.2 拟采用的研究手段及途径 (1)负荷计算和无功补偿:通过对轧钢厂各车间电力负荷的计算求出总降压变电 所的电力负荷和功率因数。负荷计算有需要系数法和二项式法,本次设计采用需要系数 法。按负荷计算求出总降压变电所的功率因数,通过查表或计算求出达到供电部门要求 数值所需补偿的无功功率。 (2)主变压器和车间变压器台数、容量和型式的选择:参考电源进线方向,综合 考虑设置总降压变电所的有关因素,结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要,确定变 压器的台数和容量。 (3)变电所主接线方案的设计:根据变电所配电回路数,负荷要求的可靠性级别 和计算负荷数综合主变压器台数,确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求,即要 安全可靠有要灵活经济,又要安装容易维修方便。主接线的方式主要有:单母线接线、 单母分段、单母分段带旁路母线、桥形接线、一个半断路器(3/2)接线、双母接线、 双母线分段接线。 (4)短路电流计算:计算短路电流的目的主要是为了选择断路器等电气设备或对 这些设备提出技术要求;评价确定网络方案,研究限制短路电流措施;为继电保护设计 与调试提供依据;分析计算送电线路对通讯网络设施的影响等。 (5)变电所高低压电气设备的选择与校验:参照短路电流计算数据和各回路计算 负荷以及对应的额定值,选择变电所高、低压侧电器设备,如隔离开关、断路器、母线、 电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。 (6)变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定:为了监视,控制和保证安全 可靠运行,变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线 断路器,皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整 定计算和检验其灵敏系数。

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(7)防雷保护和接地装置的设计:参考本地区气象地质材料,设计防雷装置。进 行防直击的避雷针保护范围计算,避免产生反击现象的空间距离计算,按避雷器的基本 参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号,并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压, 放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。

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指导教师意见:

必须结合本课题 一、文献综述评语

二、对课题深度、广度、以及是否能如期完成毕业设计的评语。

指导教师: 2014 年 3 月 28 日(手写)


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