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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目： 大庆无人值班变电所电气系统研究与设计 推进学校内涵建设深化年各项工作和“三乐两校”主题教育活动的开展，进一步繁荣校园文化，搭建具有时代特征大学生特点的文化艺术活动平台，促进学院间师生的友谊I大庆无人值班变电所电气系统研究与设计内容摘要今年来，随着电力系统的快速发展以及电子信息及微机装置在电力系统中的广泛运用，变电所实现无人值班已经成为电网发展的重要方向。无人值班变电所作为一种先进的运行管理模式，前提是提高变电所设备可靠性，并通过借助微机远动技术，实现由远方值班员直接实施对变电所内各设备运行的
2、有效控制。无论是对无人值班变电所的新建或是将常规变电所改造为无人值班状态，均有着十分显著的经济效益。本次课程设计选择了大庆无人值班变电所电气系统研究与设计，在设计该无人值班变电所时，以小型化模式为基础，通过选择主接线接线方式，变压器，各导体设备等，介绍综合自动化系统的优势以及采用的继电保护设备等，经过分析数据以及准确的计算对该变电所进行了无人值班制度的设计，为以后我市的无人变电所的发展和扩大起到了一定的参考作用。关键词：无人值班变电所；电气主接线；变电站综合自动化系统目 录内容摘要I1 绪论11.1 无人值班变电所的发展现状与趋势11.2 国内外的研究背景21.3 本次论文的主要工作32 电气
3、设计的主要内容42.1 变电所的总体分析及主变选择42.2 电气主接线的选择42.3 短路电流计算42.4 电气设备选择52.5 配电装置及总平面布置设计53 变电所的总体分析及主变选择63.1 变电所的总体情况分析63.2 主变压器容量的选择63.3 主变压器台数的选择74 电气主接线设计114.1 引言114.2 电气主接线设计的原则和基本要求114.3 电气主接线设计说明125 短路电流计算135.1 短路计算的目的135.2 变电所短路短路电流计算136 结论17参考文献181 绪论 1.1 无人值班变电所的发展现状与趋势中国农网变电所的建设设计，由60年代的简易变电所发展到70年代的
4、工业化模式所，经历着一个逐步改进提高的过程，但都未发挥其理想的性能。80年代以来，在总结六七十年代两种模式的基础上，本着“小容量、密布点、短半径”的原则，全国范围建成了上千座农村小型化变电所。而进入90年代后，农村变电所也开始在小型化模式的基础上朝无人化模式发展。但就目前情况来看，我省至今还没有无人值守的变电所，本次课程设计结合本省的负荷特点及自然状况，提出了在省城郊区建设一座的无人值班变电所模式的研究，为我省今后无人值班变电所的推广积累了经验。无人值班变电所作为一种先进的运行管理模式，前提是提高变电所设备可靠性，并通过借助微机远动技术，实现由远方值班员直接实施对变电所内各设备运行的有效控制。
5、无论是对无人值班变电所的新建或是将常规变电所改造为无人值班状态，均有着十分显著的经济效益：(l) 管理和运行的费用较低。由于布置时采用的是新型高压设备和完全的户外式设备，运行费用仅相当于常规变电所的1/10。(2) 提高了供电的可靠性和自动化程度。一方面，由于提高了变电所设备的可靠性和基础的自动化，很大程度上，可以缩短事故停电时间和停电范围，另一方面，遥控技术的的实现使得远方调度值班员可以直接实时监测和控制变电所各出线的负荷，因而能进一步加强负荷管理。(3) 不新增投资的条件下可多供电。这种新型的无人值班变电所可以提高负荷率(一般都大于10%)，使得电网可以在不增加新投资条件下多供电。同时，提
6、高了自动化程度高后，可以大大缩短维修停电和事故处理等时间，因此也能多供电。(4) 提高了系统的安全运行水平。由于变电所自动化水平较高，因而可大大减少人员误触电和误操作事故。(5) 进一步提高了供电质量。由于对有载调压的主变以及无功补偿装置实现了遥控，因而可以维持母线电压在较为理想的水平，在常规变电所基础上，电压合格率至少提高5%。以上可以看出，全国范围内，农村无人值班变电所必将蓬勃发展。1.2 国内外的研究背景在西欧、北美及日本等发达一些国家，绝大部分的变电所（500KV、38OkV及以下电压等级的变电所)都己实现无人值班，管理人员很少，但是有着很高的管理水平、自动化程度及供电可靠性。比如美国
7、田纳西流域管理局管理电压等级为161一500KV的电网和部分69、46kV的电网，供电区域面积达到了80000平方英里，最高和最低负荷分别为26000和12000MW，平均负荷处于16000一1700OMw之间，变电系统自动化程度及供电可靠性都相当高1。在1995年，TAV用户的年平均停电时间仅仅为7min，同时供电可靠率已达到99.999%，变电系统基本全部实现“四遥”。相比与中国，美国农村变电所主要有以下几个特点：(1) 占地面积较小。一些变电所采用立体多层设备布置以节约占地。(2) 房屋建筑面积较小。主控室较多采用组装式，多用铁丝网栅而非实体砖砌围墙。(3) 一次设备质量很好且检修周期较
8、长。(4) 主接线非常简单，主变一般为双绕组，高压侧多采用熔断器保护。(5) 基本全部实现无人值班，远动终端设备体积较小、性能非常优良可靠。为数量日益增加的为人变电所提供设计指导的，是由美国农业部农村电气化管理局编印的农村变电所设计导则一体，本次毕设中，摘引以下相关要点。(l) 设计大多数变电所连续运行，无需值班人员。由一个中心枢纽控制系统和系统的各部分，提供远距离的指示、控制、测量以及通信手段。(2) 由于近年来，系统电压普遍趋向于上升，因此取消中间传输变电所，同时将输送电压直接降至一次配电侧的电压水平。(3) 开关、控制和降压设备的集合组成了配电变电所。配电所将输送电压降至一次配电电压，从
9、而输送电能给居民、农场、商业及工业负荷。农村变电所要求电能容量的从1台SMvA到3台SMvA的变压器范围内，并要求以辐射方式供电。(4) 主变高压侧保护装置可以选择跃开式熔断器、断路器等。当主变压器容量小于12MVA，并且高压侧电压低于138kV时，高压侧经济合理的保护是采用熔断器。目前，中国的无人值班变电所的自动化系统，从整体上可以划分为以下两种模式：1.集控台模式集控台模式产生并发展于我国农网变电所小形化模式方案试点过程中，具有“四合一”功能，也就是集控制、信号、测量和保护于一体。它实现对强电的控制时，采用的是弱电选线技术。集控台模式的逐步发展经历了由低级向高级逐步的历程。目前，形成了多型
10、式、多档次产品并存的局面。2.RTU模式RTU(RemoteTermmalUnit)即为远方终端装置，是核心为微机的自动智能化远动装置。今年来，随着微机技术的持续发展，RTU功能也越来越完善，实现变电所的自动化时采用RTU模式的性价比也越来越高。新产品RTU除了最基本的四遥(即遥测、遥信、遥控和遥调)功能外，还有着较为完善的当地功能(如屏幕显示、打印制表等)、转发信息功能、内存数据功能、装置内部功能以及事故顺序记录功能等。3.分层分布式微机网络模式分层分布式微机网络模式的主要特征是，采用先进的计算机网络技术，把分层管理(变电所层和间隔层)的分布式微机联系起来，构成一个变电所内通信网，以共同对变
11、电所所有设备进行保护、监控、信患、处理及智能化管理。由于该模式涉及到了变电所的控制、保护、测量以及信号的综合管理，因此也称作变电所综合自动化。分层分布式微机网络模式起步较晚，但功能非常完善，技术很先进、规模容量也较大。目前，已将该模式引入了农网变电所。1.3 本次论文的主要工作选某变电所作为设计对象，做有关这个变电所的电气设计。 本论文主要研究大庆无人值班变电所的电气部分的电气设计。本文概述了变电所设计的主要内容，其中包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、 电气设备选择、配电装置和总平面设计等。对实际变电所设计具有一定的指导意义。2 电气设计的主要内容电气设计主要包括强电
12、和弱电两个部分，强电部分的主要设计内容有：变配电系统、电力和照明以及防雷接地系统等。变配电系统主要部分有：高低压系统、变压器、备用电源系统等；而电力系统主要包括电力系统配电和控制；照明系统则包括室内外各类照明等；防雷接地系统主要包括防雷电感应、防雷电波侵入、接地、等电位联结和局部等电位联结以及辅助等电位联结等等。变电所是电力系统的重要组成部分。变电所电气一次部分设计包括变电所总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电气设备选择、配电装置和总平面设计等3。2.1 变电所的总体分析及主变选择设计中必须从全局利益出发进行变电所的设计,妥善处理安全与经济以及基本建设与生产运行等方面的关系,需
13、要从实际情况出发,结合当地情况,采取适宜的建设标准。根据当地需要与可能性,应该有计划和步骤地推行国内外的先进技术,一定程度上采用鉴定合格的新设备、新材料和新结构等，逐渐提高地区的自动化水平。变电所的设计宜采用经过审查的通用设计或典型设计。主变台数的考虑原则:(1) 对于大城市郊区的一次变电所,如果中、低压侧已经构成环网,装两台主变为宜。(2) 对于地区性孤立的一次变电所以及大型工业专用变电所,应考虑装三台主变压器的可能性。(3) 对于只装两台主变变电所的规划,主变基础应按大于变压器容量的一至二级进行设计,方便负荷发展时更换主变。2.2 电气主接线的选择 电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气
14、主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）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，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。2.3 短路电流计算为了使所选择的电气设备，而足够的可靠性，经济性，灵活性，在某一段时间内的电力系统中，以满足发展的需要，应对不同的点的短路电流进行验证。电力系统短路电流，自20世纪50年代以来，中国电力行业引入长期使用前苏联的操作在任何时间曲线计算短路电流。所谓的运行曲线的电力系统中的统计数据的基础上得到个别计算阻抗在不同的条件下，在一定的时间的短路电流的发生器的参数，然后取平均值，所有这些短路电流，作为运行曲线，计算出在某
15、一时刻和电抗的情况下的短路电流。制定运算曲线有两种方法,同一变化法以及个别变化法。2.4 电气设备选择根据导体和电器选择技术规定SDGJ14-86 第1.1.2 条规定：(1) 力求技术先进，安全适用，并且经济合理；(2) 满足正常运行或检修、短路和过电压情况下的各种要求，并要考虑到远景的发展；(3) 按照当地环境及条件校准；(4) 导体种类不宜过多。2.5 配电装置及总平面布置设计进行高压配电装置的设计时必须认真贯彻国家的技术经济政策，根据系统条件，自然环境以及运行检修等的要求，制定合理的布置方案和选用设备，一定程度上采用鉴定合格的新设备、新材料和新结构等，逐渐提高自动化水平，同时要注意节约材料。安全净距的设计应根据高压配电装置设计技术规范SDJ585中第4.1.14.1.5 条的规定。各不同电压级配电装置的设计和选择符合高压配电装置技术规程SDJ585的规定。 总平面设计需符合变电所总布置设计技术规定SDGJ6384中第101条额规定，布置变电所的总平面时，必须全面贯彻洛神现行各项技术经济政策，因地制宜，努力创新，做到合理布置
