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1、精选优质文档-倾情为你奉上三江学院毕业设计（论文）开题报告题目110kV变电站电气部分设计学生姓名、学号江杰迪B专业电气工程及其自动化指导教师姓名张俊芳职称副教授应包括课题研究的背景、意义、文献综述；课题研究的基本内容、重点难点及要解决的主要问题；课题研究计划与写作提纲等。(3000字以上) 一、设计（论文）背景、意义和现状分析：毕业论文是我们大学学习的最后一次综合性训练。通过本次毕业设计可以巩固各课程理论知识；了解变电所设计的基本方法；培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解；培养电力设计的能力，为今后的工作奠定基础。电是能量的一种表现形
2、式，电力已经成为工农业生产不可缺少的动力，并广泛运用到一切生产部门和日常生活等方面。电能有许许多多的有点：首先，可以简单有效的转化成另一种的能量形式、其次，电能可以通过高压的形式进行传输，方便了电能的传输，容易实现自动控制，提高产品的质量和经济效益。电力工业在国民生产总值中占有非常重要的意义和地位。建国以来，我国电力行业还在飞速的发展中，变电站，开闭所等基础公共设施越来越完备，许多地区已经实现了电能传输、电压等级转化自动化等方面，电力系统实现调度自动化。随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提
3、高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的
4、状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。110KV变电站属于高压网络，该地区变电所所涉及方面多，考虑问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。选择变电站高低压电气设备，为变电站平面及剖面图提供依据。本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）高低压配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定（6）防雷与接地保护等内容。随着电力技术高新化、复杂化的迅速发展，电力系统在
5、从发电到供电的所有领域中，通过新技术的使用，都在不断的发生变化。变电所作为电力系统中一个关键的环节也同样在新技术领域得到了充分的发展。电力系统由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的关键环节，有着变换和分配电力的作用。变电站可根据功能分为以下几类：1 枢纽变电站它位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，电压为300-500kv的变电所，成为枢纽变电所2 中间变电站高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或长距离传输电线路分段，一般汇集2-3个电源，电压为200-330kv，同时又降压供给当地用户。3 地区变电站高压侧电压一般为110-220
6、kv，向地区用户供电为主的变电站，这个是一个地区的主要变电站。4 终端变电站在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为110kv，经降压后直接向用户供电的变电站。本次设计是我们的毕业设计，在设计中要求我们模拟设计一个电压等级为110kv的变电站的电气部分。本次设计的变电站类型为地区变电站，为了满足某个地区的生产和生活的要求，根据老师给的参考资料和要求，结合平日所学的知识，查询文献资料，熟悉一些设计的方法，为以后的设计电气部分打下一定的基础。从我国目前用电情况看，新建变电所应充分体现出安全性、可靠性、经济性和先进性。为了满足两条出线侧负荷增长的需要，提高电能质量，拟建一座110KV/10KV、
7、110KV/35KV的降压变电所。本次所设计的变电所是重要的地区型变电所，全所停电后，将影响整个地区以及下一级变电所的供电。因此设计应满足以下要求：调度灵活、运行检修方便；主接线简单、供电安全可靠；布置紧凑，占地面积少，考虑扩建的可能；设备选择以提高供电可靠性、经济运行水平和自动化水平为前提等等。二、文献综述文献1对电网调度中的自动化系统发展方向的研究,提出 新一代的电网调度自动化系统应该具备扩展性和开发性的特点，在满足国际标准的前提上，符合未来电网调度自动化系统的经济调度以及安全生产上的需求，从而更好的实现对新一代电网调度自动化系统在发展前景和方向上的探索。文献2在节能发电调度对发电企业的影
8、响及对策研究中，从各个发电机组突出节能发电调度的重要性和影响性。文献3探析电力调度自动化系统应用及发展趋势,提出 电力调度自动化是保障电网安全运行的重要系统，在电力调度中占重要位置。电力调度自动化系统中的安全防护问题将会受到前所未有的挑战，新发展的智能调度系统要能够满足用户在信息安全方面的需求。文献4使电力企业获得更高的效率和更大的经济效益，这将是调度自动系统的发展方向。我国的调度自动化系统在逐步经历并完成了从“经验型调度”到“分析型调度”的转变之后，相信必将发展至“智能调度”阶段。“智能调度”系统将能够满足客户在信息安全防护能力方面更高的需求。文献5对电力系统节能发电调度的研究中通过：介绍和
9、比较了2种发电调度方法，突出了节能发电调度的优越性，针对目前我国节能减排的要求，结合国内外发展趋势论证了实行节能调度的必要性和可能性。文献6对电力调度数据网络的研究，通过对华北电力调度数据网网络设计的网络拓扑、IP规划、MPLS VPN、网络安全、网络管理等方面进行了分析阐述。表明电力调度业务的实时性、准确性和安全性是首要问题，是数据网络设计的出发点。文献7对未来将其升级成软交换调度交换网的技术方案给出了建议，分析了升级为软交换方案后的调度交换网将具备的视频通信、音视频会议及数据通信等功能，新方案也将大大提高调度业务的灵活性。文献8借鉴经济学领域的洛伦兹曲线和基尼系数, 定义了年度电量计划执行
10、公平度指标, 描述了其基本计算方法。分析表明了公平度指标能够较好地响应电量计划完成率的分散程度, 能够表达调度机构电量调度的公平程度。文献9对节能电力调度的安全防护中应用的物理隔离技术进行研究和应用，并指出在应用物理隔离装置时的几个误区和需要注意的问题。三、参考文献：1王荣.电网调度中的自动化系统发展方向研究J.机电信息,2010(24):93-94.2叶剑波.节能发电调度对发电企业的影响及对策J.电业政策研究,2008(1):7-10.3刘雅臻.电力调度自动化系统应用及发展趋势探析J.科技与生活,2010(10):16. 4王诤.电力调度自动化系统应用现状与发展趋势J.技术论坛,2006(3
11、):86-87.5艾琳,华栋.电力系统节能发电调度研究J.华东电力,2008,32(9):85-89.6张宣江,卢国良,孙燕萍等.华北电力调度数据网网络设计与应用J.继电器,2008,1(16):49-53.7周澍 ,张聚明.华中电力调度交换网软交换方案J.电力系统通信,2008,24（10）：10-13.8戴俊良,王鹏,王轩等.基于基尼系数的电力调度公平性指标探讨J.电力系统自动化,2008,25(1):26-29.9程碧祥.电力调度自动化系统中物理隔离技术的研究与应用J. 四川电力技术,2008(2):37-38.10董新亮,张敏,张秋菊等.电网节能发电调度系统探讨J.华东电力,2010,
12、38(11):1707-1711.11施维刚,张子慧.介绍某电力调度通信楼自控系统J.工程设计CAD与智能建筑,2002(7):26-30.12李干林,肖雅,谈俊等. 电网调度自动化仿真软件的开发J.福建电脑,2008(12):13-14.13光在超.电网调度节能措施分析与探讨J.中国电力教育,2010(34):265.14牛玉广,谭 文,刘吉臻等.节能发电调度的网厂两级优化方案J.中国电力,2010,43(9):15-18.15Gao Ciwei,Li Yang.Evolution of Chinas power dispatch principle and the new energy s
13、aving power dispatch policyJ.Energy Policy ,2010(38):73467357.四、课题研究计划与写作提纲 第1周（2012年2月 20 日-2012年2 月24日）：发放和接受任务，查阅与题目有关资料，确定完成设计的目标和方法。第2 周第3 周（2012年2 月25日-2012年 3 月 11日）：阅读中文与英文文献，完成文献综述和外文翻译。第4周第5周（2012年3 月12日-2012年 3 月 25日）：熟悉变电站电气部分的发展概况，学习变电站电气部分设计程序和方法。第 6 周第 8 周（2012年3月26日-2012年 4月 15日）：完成变
14、电站设计相关的负荷分析与计算，电气主接线设计，。第 9 周第11 周（2012年4 月16日-2012年 5 月 6日）：完成变电站设计相关的短路计算与分析，主要电气设备选择。第 12 周第 13 周（2012年5月27日-2012年 5 月 20日）：完成变电站设计相关的继电保护系统设计等，进行资料汇总。第 14 周（2012年5月21日-2012年 5 月 25日）撰写论文，论文答辩。写作提纲1 节能发电调度1.1节能发电调度的概述1.2节能发电调度的必要性和可行性1.3发电调度的应用现状及发展趋势1.4发电调度的物理隔离技术2 节能发电调度的建模与计算2.1电量计划完成率2.2年度电量计
15、划执行公平指标2.3算例与分析3电网调度节能措施分析与探讨 3.1节能调度需要注意的问题 3.2对于电网调度节能措施的探讨五、课题研究的基本内容、重点难点及要解决的主要问题1变电站电气设计要求根据地区经济发展及电力负荷增长率的规划，结合电力系统参数和对变电站的具体要求，设计出具有可靠性、灵活性、经济性的电气系统方案。2本次设计要求根据已知的地区负荷发展情况和地区电网情况，设计一个新建变电站的电气部分，包括原始资料的分析、统计计算；主接线方案的拟定；短路电流计算；主要电气设备选择；继电保护与二次部分设计等内容。3配电装置的初步规划等。4进行防雷保护和接地装置的规划设计。本文是关于110kV变电所
16、一次部分的设计。所设计的变电所的一次系统基本解决了该地区的供电要求，满足了电力系统供电的安全性，可靠性，和经济性！设计时在充分满足安全可靠性的前提下，主要满足其经济性的目的。设计时确定了待建变电所的主变压器、变电所的主接线图以及各种电气设备的选择，包括隔离开关、断路器、互感器、各级母线及避雷器，最终给出一个最优方案，实现待建110kV变电所的设计。而待建变电所主变的选择及其型式选择是本次的设计的重点！根据当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用了目前较为先进的设备。 学生签名：江杰迪
17、 2012年 4 月 7日外文翻译电力和配电系统电力体制的改革引发了新一轮大规模的电力建设热潮从而极大地推动了电力技术革命新技术新设备的开发与应用日新月异特别是信息技术与电力技术的结合在很大程度上提高了电能质量和电力供应的可靠性由于技术的发展又降低了电力建设的成本进而推动了电网设备的更新换代本文就是以此为契机以国内外配电自动化中一些前沿问题为内容以配电自动化建设为背景对当前电力系统的热点技术进行一些较深入的探讨和研究主要完成了如下工作.(1)提出了配电自动化建设的两个典型模式即体化模式和分立化模式侧重分析了分立模式下的配电自动化系统体系结构给出了软硬件配置主站选择管理模式最佳通讯方式等是本文研
18、究的前提和实现平台.(2)针对配电自动化中故障测量定位与隔离以及供电恢复这一关键问题分析了线路故障中电压电流等电量的变化导出了相间短路工况下故障定位的数学描述方程并给出了方程的解以及故障情况下几个重要参数s U& s I& e I& 选择表通过对故障的自动诊断与分析得出了优化的隔离和恢复供电方案自动实现故障快速隔离与网络重构减少了用户停电范围和时间有效提高配网供电可靠性文中还给出了故障分段判断以及网络快速重构的软件流程和使用方法.(3)状态估计是实现配电自动化中关键技术之一本文在阐述状态估计方法基础上给出了不良测量数据的识别和结构性错误的识别方法针对状态估计中数据对基于残差的坏数据检测和异常以
19、及状态量中坏数据对状态估计的影响及存在的问题提出了状态估计中拓扑错误的一种实用化检测和辩识方法针对窃电漏计电费问题独创性提出一种通过电量突变和异常分析防止窃电的新方法并在潍坊城区配电得到验证.(4)针对配电网负荷预测建模困难参数离散度大以及相关因素多等问题本文在分析常规负荷预测模型及方法基础上引入了气象因素日期类型社会环境影响等参数给出了基于神经网络的电力负荷预测方法实例验证了方法的正确性.(5)针对无源滤波在抑制谐波和无功补偿方面的不足以及补偿度的不连续性本文提出了一种PWM 主电路拓朴结构和基于无功功率理论的有源滤波方案建立了基于Saber Designer 仿真平台仿真分析证明了方案的可
20、行性同时结合配电自动化技术对配电网动态无功优化补偿和降低线损的方法进行了设计分析通过实例计算验证了其客观的经济效益.(6)针对中国电力市场未来的发展趋势以及政府监管下的电力市场公平交易设计了一种适合我国电力市场现状按照电价分组电量协调分组竞价的短期电力交易模式给出了基于边际电价的机组组合算法制订交易计划的数学模型以及安全经济约束等在竞争比例逐步提高的情况下能够较好地解决原有中长期合同电价和短期竞争电价的矛盾减少电厂不公平的收益差异同时也可在电力市场全网的负荷曲线上对所有电厂进行限量优化减少总的系统购电费用.配电网是电力系统中的一个重要环节，配电网接地方式和安全运行直接关系到电力系统的安全和稳定
21、。而接地方式的选择，是与本国国情、自然环境、设备制造和运行水平等有关的，例如，雷电的活动情况、绝缘结构的设计、对周边的干扰等因素，都会影响中性点接地方式的选择;反过来，中性点接地方式对电力系统的设计、运行、调试以及发展都有很大影响。一般在电压等级较高的系统中，绝缘费用在设备总价格中占相当大的比重，降低绝缘水平带来的经济效益很显著，通常就采用中性点直接接地的方式，而采用自动重合闸来保证供电可靠性:相反，在电压等级较低的系统中，通常都采用中性点不接地的方式来提高供电可靠性。因此，在综合考虑供电可靠性、安全因素、过电压因素、继电保护的选择、投资费用等各方面因素的情况下，来论证正确选择配电网接地方式的
22、重要性，以及如何不断开发，利用新型接地装置来应用在配电网接地系统中是当今配电网接地方式的一个重要课题。本文主要工作是对lOkV配电网接地方式进行研究和比较选择。分别论述各类接地方式的优缺点，主要有国内外比较常用的中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地方式(也称谐振接地方式)、中性点电阻接地方式、中性点直接接地方式。通过技术比较确定最优接地方式，还利用一种近几年研究开发的，应用在谐振接地方式中的自动跟踪补偿装置，再配以灵敏的小电流接地选线保护，能够有效限制电网的故障接地电弧，更有利于电网的安全运行。本文首先对配电网各类接地方式做深入的研究。全面介绍国内外几种常用的中性点接地方式的运行特性，通过技
23、术经济比较对不同的接地方式进行综合评价，再结合不同的接地方式的发展前景得出结论，优化了的谐振接地方式表现出很大的发展潜力。然后，本文对lOkV配电网中性点谐振接地方式的运行特性进行了研究和介绍。从限制故障接地电弧的危害出发，重点论述如何利用电流谐振原理，有效熄灭故障接地电弧等。接着，本文结合国内外科技的发展和创新成果，对谐振接地优化方式中的微机接地保护性和自动跟踪补偿装置进行全面的分析与论述，说明谐振接地优化方式在供电可靠性、人身安全、设备安全和通信干扰等方面，具有较好的运行特性，既解决了小电流接地系统接地保护的选择性，又实现了自动调谐，使此种接地方式成为配电网比较理想的中性点接地方式。本文同
24、时还对谐振接地方式实施技术进行了研究，包括消弧线圈的参数选择、安装、调整、运行与维护等内容。最后，本文总结了本课题研究的内容。谐振接地籍助微机技术的支持，近些年来国内外均在进行优化，优化谐振接地技术是提高供电可靠性、保护人身安全、设备安全和电磁环境等的一项合理的重要技术手段，而谐振接地实施技术更充分发挥谐振接地方式的功能，使谐振接地方式具有更好的技术经济指标。随著电网的不断发展和丰富的实践结果表明，以谐振接地方式为代表的小电流接地方式优于其他接地方式，这是配电网的中性点接地方式发展的总趋势，在今后的配电网接地方式中应推广应用。本论文提出的思路、方案和结论不仅对于lOkV配电网中性点接地方式选择
25、研究、实际工程应用具有实际的参考作用，对于其他电压等级中性点接地方式选择同样具有借鉴的作用。电力系统的基本功能是向用户输送电能。lOkV配电网是连接供电电源与工业、商业及生活用电的枢纽，其网络庞大及复杂。对于所有用户都期望以最低的价格买到具有高度可靠性的电能。然而，经济性与可靠性这两个因素是互相矛盾的。要提高供电网络的可靠性就必须增加网络建设投资成本。但是，如果提高可靠性使用户停电损失的降低小于用于提高可靠性所增加的投资，那么这种建设投资就没有价值了。通过计算电网的投资和用户停电的损失，最终可找到一个平衡点，使投资和损失的综合经济性最优。论文针对配电网各种接线模式的特点，就各种接线模式的经济性
26、和可靠性进行了分析。论文首先介绍lOkV配电网各种典型的接线模式和国外几个国家的典型接线模式，然后确定配电网接线模式分析的思路，明确进行分析的必要性和重要性。再提出最优分段数计算的必要性，阐述最优分段数对经济性和可靠性的影响，然后建立最优分段数计算模型，并简单介绍各种接线模式的供电方案。而后对配电网各种接线模式的可靠性和经济性进行了计算和分析，通过计算并描绘的各种图表。并对最优分段数作了分析和讨论。文章最后对各种接线模式的经济性和可靠性进行总结，分析了各种接线模式各自的优点和缺点，其适用情况。并结合实际情况针对lOkV配电网的规划和建设提出有益的建议。为lOkV配电网的规划设计及为建成网架坚实
27、、布局合理、管理科学、能够安全、优质、高效运行的配电网提供理论的依据和有益的指引。Power Supply and Distribution SystemThe revolution of electric power system has brought a new big round construction,which is pushing the greater revolution of electric power technique along with the application of new technique and advanced equipment. Especi
28、ally, the combination of the information technique and electric power technique, to great ex- tent, has improved reliability on electric quality and electric supply. The technical development decreases the cost on electric construction and drives innovation of electric network. On the basis of natio
29、nal and internatio- nal advanced electric knowledge, the dissertation introduces the research hotspot for present electric power sy- etem as following.Firstly, This dissertation introduces the building condition of distribution automation(DA), and brings forward two typical construction modes on DA
30、construction, integrative mode and fission mode .It emphasize the DA structure under the condition of the fission mode and presents the system configuration, the main station scheme, the feeder scheme, the optimized communication scheme etc., which is for DA research reference.Secondly, as for the (
31、DA) trouble measurement, position, isolation and resume, This dissertation analyzes the changes of pressure and current for line problem, gets math equation by educing phase short circuit and problem position under the condition of single-phase and works out equation and several parameter s U& , s I
32、& and e I& table on problem . It brings out optimized isolation and resume plan, realizes auto isolation and network reconstruction, reduces the power off range and time and improves the reliability of electric power supply through problem self- diagnoses and self-analysis. It also introduces softwa
33、re flow and use for problem judgement and sets a model on network reconstruction and computer flow.Thirdly, electricity system state is estimated to be one of the key techniques in DA realization. The dissertation recommends the resolvent of bad measurement data and structure mistake on the ground o
34、f describing state estimate way. It also advances a practical test and judging way on topology mistake in state estimate about bad data test and abnormity in state estimate as well as the problem and effect on bad data from state measure to state estimate .As for real time monitor and control proble
35、m, the dissertation introduces a new way to solve them by electricity break and exceptional analysis, and the way has been tested in Weifang DA.Fourthly, about the difficulty for building the model of load forecasting, big parameter scatter limit and something concerned, the dissertation introduces
36、some parameters, eg. weather factor, date type and social environment effect based on analysis of routine load forecasting and means. It presents the way for electricity load forecasting founded on neural network(ANN),which has been tested its validity by example and made to be good practical effect
37、.Fifthly, concerning the lack of concordant wave on preve nting concordant wave and non-power compensation and non-continuity on compensation, there is a topology structure of PWM main circuit and nonpower theory on active filter the waves technique and builds flat proof on the ground of Saber Desig
38、ner and proves to be practical. Meanwhile, it analyzes and designs the way of non-power need of electric network tre- nds and decreasing line loss combined with DA, which have been tested its objective economic benefit throu- gh counting example.Sixthly, not only do the dissertation design a way fou
39、nded on the magrginal electric price fitted to our present national electric power market with regards to future trends of electric power market in China and fair trade under the government surveillance, that is group competitio n in short-term trade under the way of grouped price and quantity harmo
40、ny, but also puts forward combination arithmetic, math model of trading plan and safty economical restriction. It can solve the original contradiction between medium and long term contract price and short term competitive price with improvement on competitive percentage and cut down the unfair incom
41、e difference of electric factory, at the same time, it can optimize the electric limit for all electric factories and reduce the total purchase charge of electric power from burthen curve of whole electric market network.The distribution network is an important link among the power system. Its neutr
42、al grounding mode and operation connects security and stability of the power system directly. At the same time, the problem about neutral grounding is associated with national conditions, natural environment, device fabrication and operation. For example, the activity situation of the thunder and li
43、ghtning, insulating structure and the peripheral interference will influence the choice of neutral grounding mode Conversely, neutral grounding mode affects design, operation, debugs and developing. Generally in the system higher in grade in the voltage, the insulating expenses account for more siza
44、ble proportion at the total price of the equipment. It is very remarkable to bring the economic benefits by reducing the insulating level. Usually such system adopt the neutral directly grounding and adopt the autoreclosing to guarantee power supply reliability. On the contrary, the system which is
45、lower in the voltage adopts neutral none grounding to raise power supply reliability. So it is an important subject to make use of new- type earth device to apply to the distribution network under considering the situation in such factors of various fields as power supply reliability, safety factor,
46、 over-voltage factor, the choice of relay protection, investment cost, etc.The main work of this paper is to research and choice the neutral grounding mode of the l0kV distribution network. The neutral grounding mode of the l0kV network mainly adopts none grounding, grounding by arc suppressing coil
47、, grounding by reactance grounding and directly grounding. The best grounding mode is confirmed through the technology comparison. It can help the network run in safety and limit the earth electric arc by using auto-tracking compensate device and using the line protection with the detection of the s
48、ensitive small ground current. The paper introduces and analyzes the characteristic of all kind of grounding modes about l0kV network at first. With the comparison with technological and economy, the conclusion is drawn that the improved arc suppressing coil grounding mode shows a very big development potential.Then, this paper researches and introduces some operation characteristics of the arc s