变电站设计开题报告

1、课题来源

本课题为某110kv中心变电站110kv线路保护记主系统设计课题。该变电站是最末一个梯级电站，装机容量万千瓦，年发电量301亿千瓦时，用地总面积为8070.1374公顷。向家坝水电站110kv中心变电站为向家坝水电站提供施工供电电源和电站建成以后作为厂用电备用电源的一座变电站。设计容量为350mva，电压等级为110/35/10kv， 110kv进出线有5条，中压35kv侧有10 回出线，低压10kv侧有20 回出线.

2、设计的目的和意义

110kv变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。它是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线是发电厂变电所主要环节，电气主接线连接直接影响运行的可靠性、灵活性。它的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定。

随着变电所综合自动化技术的不断发展与进步，变电站综合自动化系统取代或更新传统的变电所二次系统，继而实现“无人值班”变电所已成为电力系统新的发展方向和趋势。

3、国内外的现状和发展趋势

目前，我国小城市和西部地区经济的不断发展对电能资源的要求也越来越高，西部主要是高原地带，在高海拔的条件下，农村现有的变电技术远达不到经济的快速发展，这也在一定程度上影响了西部地区和中小城市变电技术的推广和应用技术的深化。因此，一方面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，加强专业知识的培训来提高变电技术；另一方面，可以通过媒介积极开展技术交流，通过实践去体验、探索。

当今世界各方面因素正冲击着全球电力工业，在国外变电所技术有十分剧烈的竞争，而世界范围内的变电所都采用了新技术; 其次，不同的环境要求给所有的电力供应商增加了额外的责任，使电力自动化设备尤其是高压大功率变电站的市场开发空间大大拓展。另外高压变电所的最终用户对变电站的自动控制、节能、环保意识越来越强烈，迫使其上游提供者尤其是系统集成商更加重视地区性电能分配技术方面的需要，所以变电所在世界上飞速的发展，从而要求我国变电技术上也要加入世界先进的变电技术行业。

随着电网建设改造和110kv变电所深入负荷中心与电网配电自动化系统的实施，要求电网变电所既要安全可靠地向用户供电，又能与配电网自动化系统资源共享，实现变电所远动通信，实时数据测量和采集，电气设备运行监控，一、二次设备实时运行状态监测，防误操作闭锁、电容器的自动投退，主变有载开关的自动调节，小电流接地系统的选线以及继电保护和自动装置的投退，定值的检查和远方修改等功能，从而在配电网络正常运行时，能监视各种运行工况，优化运行方式，合理控制负荷，调整电压和无功功率，自动计量计费。在配电网发生异常或故障时，能迅速查出异常情况并快速切除，隔离故障，迅速恢复非故障线路供电。要实现这些功能，采用常规变电所的一、二次设计，选用传统的二次设备是很难满足要求的，必须利用先进的计算机技术， 研制和开发变电所自动化系统，以全微机化的新型二次设备代替常规设备，尽量做到硬件资源、信息资源共享，用不同的模块软件实现常规设备的各种功能，用计算机局域网代替大量信号电缆的联接，用主动模式代替常规设备的被动模式。 变电所自动化系统，不仅功能上满足了配电自动化的要求，而且集微机监控、数据采集和微机保护于一体，将调度自动化、继电保护、变电管理和通信等综合为一体，做到硬、软件资源共享。实现了配电网自动化系统和城网变电所的遥控、通测、通信、遥调的要求，并实现了变电所的无人值班运行，同时简化了变电所二次部分的硬件配置，减轻了施工安装和运行维护的工作量，降低了变电所的总造价和运行费用。 随着科学技术的不断进步，断路器交流操作技术的成熟，保护和监控系统安全可靠性的提高和对室外环境的适应范围扩大，小型化无人值班110kv变电所必然向三无(即无人值班、无房屋建筑、无电缆沟道) 方向发展。

4、研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1电气主接线设计

110kv进出线的接线方式，35kv出线的接线方式，10kv出线的接线方式设计。在进出线路较多时为便于电能的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，是线路简单清晰，运行方便，有利于安装和扩建。由于本变电站各电压等级进出线较多，应采用有母线连接。接线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、3∕2接线、双母接线、双母分段接线。

4.2变压器选择

包括变压器台数的确定，变压器容量的确定，变压器相数的确定，绕组数

量的确定，调压方式和冷却方式的选择。

4.3短路电流计算

在电力系统设计中，短路电流计算应按远景规划水平年来考虑，远景规划水平年一般取工程建成后5—____中的某一年。计算内容为系统在最大运行方式时，各枢纽点的三相短路电流和单相接地短路电流。

4.4电气设备的选择和校验

进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极地采用新技术并注意节约。电气设备必须按正常工作条件进行选择。选择高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 电气设备在选定后应按最大可能通过的短路电流进行动稳定和热稳定校验。校验短路电流一般取三相短路时的短路电流，若发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统及自藕变压器等回路中的单相、两相接地短路叫三相短路严重时，则应按严重情况校验。

4.5 110kv线路保护的设计

选择保护方式时，希望能全面满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性的要求。同时满足四个基本要求有困难时，可根据电力系统的具体情况，在不影响系统安全运行的前提下，可以降低某一些要求。

选择保护方式时，应力求采用最简单的保护装置来满足系统的要求。只有简单的保护装置不能达到母的时，才考虑采用较复杂的保护装置。

选择保护方式时应综合考虑电力设备和电力系统的结构特点和运行特性、故障出现的机率及可能造成的后果、电力系统近期的发展情况、经济上的合理性等因素。

4.6 应用价值

通过课题的研究与实践，加深了对所学的专业知识的理解，帮助综合所学知识，并用于工程实践。通过该课题的毕业设计，掌握工程设计的方法和步骤，为今后的工作奠定坚实的基础。

5、工作的主要阶段、进度

（1）20__年秋季学期第11周前

接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定。

（2）20__年秋季学期第12~21周

阅读指定的参考资料及文献（包括10万个印刷符号外文资料），基本完成开题报告、外文翻译等任务。

（3）20__年春季学期第1至5周

写出第一章概论和第二章理论分析。

(4) 20__年春季学期第6至12周。

初步完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。

(5)20__年春季学期第13至14周。

修改、整理和定稿。

(6) 20__年春季学期第15周。

毕业答辩。

6、最终目标及完成时间

完成《金沙江向家坝110中心变电站110线路保护及主系统的设计》 完成时间：第15周

7、现有条件及必须采取的措施

已完成《电路》、《电子技术基础》、《电力系统分析》、《电力系统继电保护》、《发电厂电气部分》等课程学习，并对电力系统的一次及二次部分有一定的了解。在设计中必须采取充分利用自己的资源和学校的资源的措施。

8、协助单位及要解决的主要问题

本课题的完成需要解决电气主接线，电气设备选择等技术问题，需要得到指导老师和学校的大力支持和帮助。

参 考 文 献

1电力工程电气设计手册（上册、下册）能源部西北电力设计院，1998

2许建安 王风华编 电力系统继电保护整定计算 中国水利水电出版社 ，____.8

3张玉诸发电厂及变电所二次接线 华北电力学院 ，1984.10

4电力设备选型－手册 中国水利水电出版社，____.

5工业与民用配电设计手册第三版 水利电力出版社，____.4

6江苏省电力设计院 35-110kv无人值班变电所--典型方案设计 中国电力出版社，2026.

7安徽省电力公司编 35-110kv箱式变电站模式设计 中国电力出版社，2026.9

8关于建设35kv或10kv变电站方案的技术经济比较 中国建设信息，____.6.

9数字化变电站建设中需要注意的几个问题 江西电力，____.3

10箱式变电站在中低压电网中的应用 山西电力，____.7

11城市电网中箱式变电站的特点及应用 电气应用，____.7

12浅论如何解决在城市中心区规划变电站引起的矛盾 广东科技____.8