电气与信息学院

毕业设计（论文）开题报告

 

《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告

一、课题的目的和意义

随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。

本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。

二、文献综述

1 变电站的概述

  随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。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。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。^[1]

结合我国电力现状，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，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。在此我为了满足某地区的要点需要，提高电能质量。我拟建一座220KV变电站。

2 220KV变电站电气部分部分设计的内容

变电站设计的内容力求概念清楚，层次分明，结合自己设计的原始资料，参考变电站电气设计工程规范，经过大量翻阅工作，了解设计基本过程，从而进一步指导设计内容的开展。现将自己查阅文献的工作归述为：通过查阅馆藏书籍，课本和网络资源，了解电力工业的有关政策，技术规程等方面知识，理清自己的设计思路，查询有关电气设备等最新动态价格及参数。从而为自己的设计提供有力的依据。

通过查阅文献，进行论述，提出我的设计思路和具体设计内容，以便于为设计工作提供有理可据的参考价值。通过查阅变电站设计规程，了解发变电站设计的一般过程及相关的设计规程，明白了自己要设计一个变电站的设计内容，清楚设计任务。如电气主接线设计，短路计算，设备的选择，防雷接地等。树立了正确的设计思路，主要涉及以下内容；

1. 电气主接线是变电站设计的首要部分，也是构成电力系统的主要环节，主接线的拟定直接关系着变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。结合原始资料分析，以及各种接线方式的优缺点，适用范围进行综合比较，确定出最终的接线方案；

2. 在变电站的选型应根据其容量和台数、主变压器形式等进行选择；

3. 短路电流计算是为了更好地选择电气设备，继电保护的配置及整定等，了解了电力系统的短路计算知识，学习了短路计算的方法，从而完成自己的设计中的短路计算部分；

4. 导体及电气设备选择是设计的主要内容之一，因电力系统中各种电气设备的作用和工作条件并不一样，具体的选择方法也不完全相同，但是对它们的基本要求是一致的，电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定；

5. 高压配电装置在电力系统中起着接受和分配电能的作用，从中了解到了电气布置知识，通过对配电的基本要求，设计原则的了解，为自己的设计做了较合理的布置；

6. 电力系统的安全性主要体现在继电保护方面，结合继电保护的作用，基本要求（选择性、速动性、灵敏性、可靠性）主要对变压器的差动保护（主保护）、过电流保护（后备保护）、过负荷保护进行了讲解和简单介绍；

7. 为了确保变电站的安全，结合防雷保护知识，防雷技术主要从两个方面:一是雷直击于发电厂,采取了装设避雷针的方法;二是发电厂的雷电入侵波采取装设阀式避雷器的防雷保护措施；

8. 最后参考《国家电力公司农村电网工程典型设计〔第二分册〕》、《电气CAD》书籍知识，了解我国在发电厂设计工作中电气具体的布置规划，同时参考其绘图，编号等要求，为自己的设计绘制了主接线图、平面图和断面图。

可见，通过以上的文献查阅工作，为自己的论文设计提供了有力的依据。弥补了自己的知识欠缺处。使自己的论文设计更合理化，更规范化。由于自己的设计由于能力有限，难免有不足之处，还请大家批评指正。

三、研究（设计）内容和拟解决的关键问题

1.原始资料

我的设计题目是220KV变电站电气部分初步设计，站址条件：

    站址位于城郊、靠近密集负荷中心地区：场地比较开阔；出线走廊较宽敞。

环境温度：20℃～40℃；覆冰厚度10 mm ；风速30m/s（5010m年一遇高10min平均最大风速）；污秽等级Ⅲ级；累年最大冻土深度≤0.5m；累年最大积雪深度0.20m；地震烈度7度；海拔高度≤1000m；地基及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用。

变电站建设规模：

本期建设1台150WMA主变压器，远景2台；220kV本期4回，远景6回；110kV本期4回，远景8回；35kV本期6回，远景10回；本期35kV无功补偿容量按每台主变压器2×8000kvar设计，远景按4组设计

电力系统情况：

各电压等级的设备短路电流水平按照如下考虑：22031.5kV 为40kV；110kV为31.5A；35kV为25kA

2.拟解决的关键问题

⑴确定发电厂电气主接线的最佳方案(包括电压器型式、容量的选择)；

根据任务书上了解设计内容，积极的多方面查阅有关资料，综合运用所学理论知识，根据设计任务书提供的资料，结合电力工程设计手册、设计规程、规范等资料，找出几个电气主接线方案，最后进行全面的技术、经济比较，确定最佳方案。

⑵确定站用电接线(包括电压器型式、容量的选择)；

阅读有关站用电的有关资料，确定站用电电源的取得方式、电压等级、站用电分段情况、确定站用变压器与备用变压器的容量。根据技术、经济比较，最后确定出站用电的最佳方案；

⑶导体与电气设备的选择；

选择各电压等级的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、母线、电缆及避雷器等。并对短路器与隔离开关进行校验；

⑷确定各电气设备的绝缘配合及过电压保护；

⑸计算避雷针的保护范围；

⑹确定电气总平面布置；

⑺确定各电压等级电压互感器、电流互感器、避雷器、接地装置的配置方案；

⑻绘制有关图纸；

绘制电气主接线图；220kV、110kV电压等级配电装置各间隔断面图；电气总平面布置图；

⑼编写设计文件；

提交设计说明书一份及5000字左右的专业外文资料翻译。

四、研究（设计）方案与进度计划安排

1.研究（设计）方案

根据主接线可靠性、灵活性与经济性，初选两个主接线方案，选出一个最佳方案；再确定变电站站用电的接线方式；接着选择导体与电气设备；然后确定电气设备的绝缘配合及过电压保护，并计算避雷针的保护范围。最后确定电气总平面布置图与配电装置得设计。其进度安排如下：

2.进度计划安排

五、预期结果和创新成果

预期我所设计的变电220kV站符合供配电的要求;做到经济、安全、可靠、优质的供电。

  预期成果：提交设计说明书一份，计算机电子版一份，设计相关图纸。

  创新成果：电气总平面布置

六、成文时间和提交成果形式

1．成文时间：20##年6月20日

2．提交成果形式：设计说明书一份，开题报告一份，5000字外文资料翻译一份，绘制变电所主接线图一张，220110kV、110kV电压等级配电装置各间隔断面图共六张，电气总平面布置图一张。

七、参考文献目录

[1]电力工业部西北电力设计院编.电力工程电气设备手册（上册）.中国电力出版社，1998年10月        

[2]电力工业部西北电力设计院编.电力工程电气设备手册（下册）.中国电力出版社，1998年10月        

[3] 宋继成.220—500KV变电所二次接线.中国电力出版社，1996

[4] 电力工业部西北电力设计院编.变电所总布置设计技术规程.中国电力出版社，1996年12月

[5] 电力工业部西北电力设计院编.高压配电装置设计技术规程. 中国电力出版社，1996年12月

[6]电力工业部西北电力设计院编.电力工程电气设计手册（1 册）. 中国电力出版社，1996年6月

[7]电力工业部西北电力设计院编.电力工程电气设计手册（2 册）. 中国电力出版社，1996年6月

[7] 电力工业部西北电力设计院编. 高压配电装置设计技术规程.中国电力出版社，1996年12月

[8]电力工业部西北电力设计院编. 供配电系统设计规范.中国电力出版社，1996年12月

[9] 华中工学院.电力系统继电保护原理与运行[M].中国水利电力出版社，1999

[10] 宋继成.220—500KV变电所二次接线.中国电力出版社，1996

第二篇：220KV降压变电所电气一次部分设计开题报告