发电与输配电毕业论文

坚强智能电网：促进我国低碳发展的有效途径 我国是世界上最大的发展中国家，也是世界上碳排量放最大的国家之一。过去的30年，伴随着经济的持续快速增长，能源消费大幅攀升。2009年，我国能源消费总量约31亿吨标准煤，2001～2009年年均增速为9.1％。我国一次能源消费以煤为主，煤炭消费量占一次能源消费总量的比重为70％左右。能源需求的快速增长使碳排放不断增加。据国际能源署报告，2005年我国二氧化碳排放总量约51亿吨，占全球排放的18%，居全球第二，仅次于美国；2007年超过美国成为世界上二氧化碳排放第一大国，占全球排放的21%。我国发电装机以煤电为主，燃煤发电容量约占总装机容量的81％，因此电力行业二氧化碳排放量较大。来自国际能源署的数据显示，火电二氧化碳排放量占全国二氧化碳排放量的40%～50%，而且在未来一段时期还将继续呈上升态势。因此，电力行业的碳减排工作对我国实现低碳发展具有重要意义。电力系统主要包括电源、电网和电力用户，其中电网是联系电源和电力用户的纽带。当前，电力行业实现碳减排的工作重点是：提高发电、输电、用电的效率；大力发展清洁能源发电。坚强智能电网的建设可以促进清洁能源的开发利用、提高电力行业用能效率。2010年第十一届全国人民代表大会第三次会议的政府工作报告中已明确提出“加强智能电网建设”。坚强智能电网对节能减排的作用当前，国家电网公司提出了坚强智能电网的建设目标。到2020年，将建成“以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网”，实现从传统电网向高效、经济、清洁、互动的现代电网的升级和跨越。坚强智能电网建设包含发电、输电、变电、配电、用电和调度等六大环节。清洁能源机组的大规模并网技术，灵活的特高压交直流输电技术、智能变电站技术、配电自动化技术、双向互动关键技术、智能化调度技术等是各个环节建设坚强智能电网的关键技术。坚强智能电网建成后，将在节能减排方面发挥重要作用，主要体现在：支持清洁能源机组大规模入网，加快清洁能源发展，推动我国能源结构的优化调整；引导电力用户将高峰时段用电转移到低谷时段，提高用电负荷率，稳定火电机组出力，降低发电煤耗；促进先进输配电技术在电力系统的推广和应用，降低输电损失率；为电网与用户有效互动提供技术支撑，有利于用户智能用电，提高用电效率；推动电动汽车的发展，带动相关产业发展，促进产业结构升级。坚强智能电网的碳减排效益从支撑清洁能源发电的接入、提高火电发电效率、提升电网输送效率、支持用户智能用电、推动电动汽车发展等五个方面分析，到2020年，若在国家电网公司经营区域内基本建成坚强智能电网，可实现二氧化碳减排量约15.3亿吨。（2020年坚强智能电网碳减排效益如表1所示。）支撑清洁能源接入。水电、核电、风电、太阳能等清洁能源的发展，对于优化我国能源结构、减少化石能源消费、降低温室气体排放具有重要意义。坚强智能电网集成了先进的信息通信技术、自动化技术、储能技术、运行控制和调度技术，为清洁能源的集约化、规模化开发和应用提供了技术保证。坚强智能电网能够解决风电、太阳能发电等大规模接入带来的电网安全稳定运行问题，提高电网接纳清洁能源的能力。坚强的跨区网架结构，可以为远离负荷中心的清洁能源规模化、集约化开发提供输出条件。根据规划，到2020年国家电网公司经营区域内的水电、核电、风电、太阳能等装机容量比2005年分别增加约15660万、5018万、9725万和1820万千瓦。按照水电、核电、风电、太阳能发电年利用小时数分别为3500小时、7500小时、2000小时和1400小时测算，与2005年相比，2020年国家电网公司经营区域内清洁能源发电量增加1.14万亿千瓦时，可减少煤炭消费3.93亿吨标准煤，可实现二氧化碳减排约10.88亿吨。提高火电发电效率，降低发电煤耗。在坚强智能电网发展的带动下，清洁能源发电装机容量增加；同时由于调峰电源增加，使得火电运行效率提高，单位发电煤耗下降，因此系统发电燃料消耗减少。通过“需求侧响应”，引导用户将高峰时段的用电负荷转移到低谷时段，降低高峰负荷，减少电网负荷峰谷差，减少火电发电机组出力调节次数和幅度，提高火电机组效率，降低火电机组发电煤耗，减少温室气体和环境污染物排放。根据电力系统整体优化规划和系统生产模拟软件测算，在坚强智能电网发展的影响下，2020年全国平均火电单位发电煤耗下降5.8克/千瓦时。据规划，2020年国家电网公司经营区域内火电装机容量可达9.36亿千瓦，按照火电利用小时数为5300小时来计算，发电煤耗降低可节约0.29亿吨标煤，减排二氧化碳为0.8亿吨。提升电网输送效率，减少线路损失。未来，我国的特高压技术和坚强智能电网，将大大降低电能输送过程中的损失电量。此外，电网灵活输电技术对智能站点的智能控制以及与电力用户的实时双向交互，都可以优化系统的潮流分布，提高输配电网络的输送效率。坚强智能电网的高级电压控制系统能够有效提高常规电网的节能电压调节和控制水平，提高电能传输效率，减少输配电损耗。美国西北太平洋国家实验室（简称PNNL，以下同）研究表明：高级电压控制系统可使得电网本身实现的节电潜力为上网电量的1%～4%。考虑我国线损的实际情况，未来下降空间相对较小。假设坚强智能电网的发展可使国家电网公司经营区域内的平均线损率至2020年由2005年的6.58％下降到5.7％，即可减少线损电量502亿千瓦时，相应减少二氧化碳排放5145万吨。支持用户智能用电，提高用电效率。智能电网一个重要的特征就是可以通过创新营销策略实现电网与电力用户的双向互动，引导用户主动参与市场竞争，实现有效的“需求侧响应”。一方面，智能电网可以为用户提供用电信息储存和反馈功能。通过智能表计收集用户的用电信息并及时向用户反馈不同时段的电价、用电量、电费等信息，引导和改变用户的用电行为。用户可以根据自己的用电习惯、电价水平以及用电环境，给各种用电设备设定参数。如空调和照明等智能用电设备可以根据相关参数，自动优化其用电方式，以期达到最佳的用电效果，进而提高设备的电能利用效率，实现节电，并通过选择用电时间达到减少电费支出的目的。PNNL研究表明，信息干预和反馈系统可以使得用户用电效率提高3％。另一方面，智能电网可以为用户提供故障自动诊断服务。实时采集用电设备的运行情况，及时发现故障并反馈给用户，用户及时调整和优化设备运行方式，减少电能消耗及运行维护费用。研究表明，通过提供此服务，可以使用户用电效率提高3％。我国目前电价机制不甚合理，电力用户与电力系统的互动性较差，电力用户还存在较大节电潜力。随着坚强智能电网建设工作的推进，电网与用户的互动将不断深入，电力用户将更加主动地节电。参考PNNL研究成果和我国的用电实际情况，假定坚强智能电网可使用户用电效率提高4％，按照2020年国家电网公司经营区域内全社会用电量为60000亿千瓦时和厂用电率为5％来计算，则2020年国家电网公司经营区域内电力用户可实现节电量约2150亿千瓦时，减少二氧化碳排放2.35亿吨。推动电动汽车发展，减少石油消耗。汽车是我国耗能的重要领域，随着汽车保有量的不断上升，耗油量还将不断攀升，给我国能源安全带来巨大的隐患；汽车尾气排放也成为城市大气污染的重要来源。电动汽车是指以电能为动力的汽车。从能源利用效率方面来讲，电动汽车的能源利用效率比燃油汽车提高1～2倍以上。从运行的经济性来看，电动汽车百千米只消耗10千瓦时电，运行费用远低于普通汽车。预计2020年，在智能电网相关技术的带动下，国家电网公司经营区域内2020年比2005年新增电动汽车约2500万辆，按照每辆电动汽车每年行驶20000千米计算，每年可替代汽油3550万吨，实现减排二氧化碳约为7940万吨。建设坚强智能电网对实现我国碳减排目标的贡献在未来相当长的时期，我国工业化和城镇化进程将加速推进，经济将保持平稳较快增长，经济的快速发展将带动能源需求的大幅增长。据有关机构预测，2020年我国能源消费量将达45亿吨标准煤，全国GDP将达62万亿元（2005年可比价格）。如果按照2005年的碳排放强度测算，2020年我国二氧化碳排放总量将超过173亿吨。这已远远超过我国资源和环境所承载的极限。气候变化问题作为人类社会可持续发展面临的重大挑战，已受到国际社会的强烈关注。为积极应对气候变暖问题、实现绿色发展和低碳发展，我国政府提出了“到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%”的碳减排目标。如果2020年我国二氧化碳排放强度比2005年下降40%～45%，则2020年二氧化碳排放总量应控制在95～104亿吨以下，需要减少二氧化碳排放69亿～78亿吨。根据上述测算，建设坚强智能电网可实现二氧化碳减排量约15.3亿吨，可使2020年二氧化碳排放强度比2005年下降8.8%，对实现我国2020年碳减排目标的贡献率可达19％～22％。若国家加大有关政策执行力度，这一贡献率还可能提高 “十二五”特高压建设——五千亿畅想电气设备行业下游涉及发电、输配电和用电，包括了电力、电网、冶金、煤炭等行业，与工业生产和居民生活紧密相关。由于其特殊地位，国家对下游电力、电网等行业监管严格，并出台一系列政策和规范约束企业经营行为。 自上而下看，“十二五”规划是目前国家层面最具指导性政策，将影响未来至少五年内的发展和变革，通过解读“‘十二五’规划建议”和“新兴产业规划”，可确立电气设备行业未来五年内将集中发展智能电网（含特高压）、工业节能产品和配电网改造。 自下而上看，成熟技术将首先得到推广（如柔性输变电、变频技术、智能用电系统）；综合分析市场空间及开拓进度，特高压直流输电、柔性输变电、高性能高压和低压变频器、智能变电站和智能用电系统、农配网改造将成为“十二五”发展重点。 从“十二五”规划出发，未来五年电气设备行业投资将呈现“两极化”趋势：特高压骨干网和配网改造将成为电网投资主题，“智能化”拉动二次设备占比提升，同时工业领域变频器将得到进一步普及。具体来看，特高压方面，直流建设基本符合进度，交流受示范线路验收推迟的影响有所延后，目前呈现提速趋势。“十二五”特高压直流将建设9条线路，预计总投资达2170亿元；特高压交流完成“三横三纵一环网”的建设，乐观估计投资达2989亿元，若考虑项目推迟的影响预测约2092亿元。预计特高压直流换流站投资1014亿元，其中换流变压器、换流阀和直流保护系统占65%；特高压交流变电站投资1225亿元，主要是变压器、电抗器和GIS开关，占比分别为18%、16%和24%。 发展智能电网和特高压是内生需求 我国电力供应长期面临远距离、高负荷、大容量的现状，这是与世界上绝大多数国家不同的发展问题，内生性需求决定了中国的电网必须在强度、广度和稳定性上超越其他所有国家和地区。 能源和用电负荷分布差异使特高压成为必然之选 我国的能源分布主要在北部和西部，以火电为例，已探明的煤炭储量近80%都集中在山西、内蒙古、新疆等地区，而经济发达的东部沿海用电需求量大，过去通过铁路运输的方式输送煤既不经济也不环保，未来通过电网直接输电可以很好地解决问题。 根据新能源发展规划，预计到2020年我国新能源占一次能源消费的比重应该达到15%左右。风能、水能也存在资源分布远离负荷中心的问题。 在我国，特高压是指交流1000kV及以上和直流±800kV以上的电压等级，据国家电网公司提供的数据显示，一回路特高压直流可以送600万千瓦电量，相当于现有500kV直流电网的5~6倍，送电距离也是后者的2~3倍，效率大大提高；同时输送同样功率的电量，如果采用特高压线路输电可以比采用500kV超高压线路节省60%的土地。正是因为这些优势，特高压才成为未来我国电网建设的必然方向。 电网规模化和区域网络互联对安全稳定提出新要求 我国电力装机容量已突破9亿千瓦，这个数字到了2015年将增加至13.5亿千瓦，到2020年达到17.9亿千瓦。 截至2009年底，全国220kV及以上输电线路回路长度达39.94万公里，我国电网规模已超过美国，列世界首位。 电网规模增大、结构日趋复杂和区域电网互联对运行的安全性和稳定性提出更高要求，通过引入先进的传感和测量技术，采用更安全环保的设备，整体集成并实现设备和控制的双向通信，就是电网“智能化”的体现。 城市化进程和新农村建设利好配电网络发展 我国的工业化已进入中后期，按照这样的工业化发展水平，城市化率应为55%~60%，而2009年我国城市化率只有46.6%。未来的5~10年，城市化进程将推动电网尤其是配网建设，集中在城网扩张和改造上。 我国城乡发展差异大，未来无论从改善民生、促进社会和谐的角度，还是从刺激内需，鼓励农民消费的角度，都要求建设和升级农村电网以满足新农村建设的需求。 正是因为我国电网发展必须与工业生产和居民用电水平相匹配，才萌生出对特高压、智能电网和配网建设的需要。而内生性增长符合产业和经济运行规律，这是可持续和稳定的趋势。 未来电网发展呈现“两极三重点” “十二五”我国电网发展三大方向是：特高压、智能化改造和配网建设。 特高压和智能电网：在规划建议中提到大力发展包括水电、核电在内的清洁能源，同时“加强电网建设，发展智能电网”。 配网建设：规划建议要求“加强农村基础设施建设和公共服务”，“继续推进农村电网改造”。 过去十年我国电网建设集中在220~500kV（西北750kV）输电网络，未来将向着“特高压”和配网两端发展，而智能化顺应对复杂网络稳定和控制的要求，电网“三大重点”明确。 考虑电网对安全、稳定性的要求，相对成熟的技术当首先得到推广，尚处于挂网阶段的设备或试运行线路的建设脚步可能延后，在细分行业投资上应当有所甄别。总体来说： 第一，特高压直流建设进度基本符合预期，未来高端一次设备厂商和柔性输变电企业受益明显。 第二，“智能化”发展对应二次设备新建改造，配网和用电端智能化相对成熟，看好具有技术和渠道优势的龙头企业。 第三，配网改造，尤其是农网强调设备升级和电气化，上游的设备商数量众多、竞争激烈，区域化特点显著。 预计特高压直流尤其是柔性输变电技术将得到最快推广，直流高端一次设备生产商获益居次，智能变电站投资和农网改造分列其后。 特高压直流——发展先行高端一次设备发力 “特高压电网”指交流1000kV、直流±800kV及以上电压等级的输电网络，能够适应东西2000~3000公里、南北800~2000公里远距离大容量电力输送需求。国家电网在“十一五”建设初年曾提出“加快建设以特高压电网为核心的坚强国家电网”。经过五年的发展，目前1000kV晋东南—南阳—荆门的交流示范工程完成验收，直流±800kV示范工程向家坝—上海线路投运，初步形成华北—华中—华东特高压同步电网，基本建成西北750kV主网并实现与新疆750kV互联。 规模投资启动直流输电将成“十二五”发展亮点 特高压直流输电（UHVDC）目前在我国主要是±800kV，从技术上看线路中间无需落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力输送至负荷中心，线路走廊窄，适合大功率、远距离输电，同时还能保持电网之间的相对独立性。 南方电网±800kV云广特高压直流2010年6月投产；国家电网±800kV向上特高压直流也于年内通过验收，预示着“十一五”直流工程进展顺利，直流输电技术发展进度基本符合预期。 根据国家电网发展规划，有9条±800kV直流线路计划“十二五”期间投运，同时有2条将在“十二五”开工，目前锦屏—苏南线路招标正有序进行。 投资总量方面，2016年建成的2条线路按照70%投资在“十二五”期间确认，国家电网±800kV特高压直流投资总规模预计达2170亿元（见表1）。南网规划的直流800kV工程为糯扎渡送广东线路，投资总额约187亿元，计划于2012年投产。 “十二五”国家电网和南方电网预计±800kV直流特高压输电投资达2357亿元，特高压直流全面建设启动。 同时考虑到国网±660kV和±400kV直流建设，南网±500kV直流，“十二五”期间两网的直流总投资规模达到3312亿元。 设备供应商——高端一次设备的盛宴 特高压直流包括线路和换流站建设，其中换流站对上游设备供应商的投资增量效果更明显。换流站主设备包括：换流变压器、电抗器、避雷器、换流阀和无功补偿装置等，其中投资大项为换流变和换流阀。 云广线换流站设备投资超过规划总量的一半，考虑到示范线路设备价格较高，预计未来规模建设后占比约为43%。 “十二五”特高压直流±800kV设备投资总额约1014亿元，其中换流变395亿元，换流阀203亿元，直流保护系统61亿元。若考虑两网±660kV、500kV和400kV后主站换流设备投资为1424亿元，其中换流变555亿元，换流阀285亿元，直流保护85亿元。 普遍看好一次设备龙头 特高压直流是坚强的输电网络，规模建设启动后将普遍利好一次设备生产企业。考虑特高压对设备稳定性和技术要求高，前期研发投入大，细分行业龙头将继续领先优势。 变压器：已完成建设招标的线路，设备供应商主要为特变电工、中国西电等行业龙头。换流变压器招标特变电工份额接近45%，中国西电约35%，天威保变20%。考虑到示范线路招标量小，份额相对集中，全面建设启动后龙头企业相对份额会略有下降，但绝对中标金额提升明显。 换流阀：国内换流阀生产企业包括中国西电、许继集团和电科院，考虑到换流阀技术门槛高，未来将继续是三家三分天下的局面。 直流保护系统：许继电气、南瑞继保和四方继保三分天下，占比分别为38%、60%和2%。 无功补偿技术———“特高压”拉动发展 无功补偿技术旨在调节电网中的无功功率，减少电源由线路输送的无功，最终降低线路和变压器因输送无功造成的电能损耗，提高电源和线路的利用效率并保证电网运行的稳定。特高压输电由于线路距离长、电压高，在变电站配电端和输电网络中需安装无功补偿装置。 无功补偿主要分为并联型和串联型，目前电科院是行业龙头，占比超过80%。荣信股份并联无功补偿SVC在工业领域应用广泛，年内取得国网订单显示开拓电网脚步加快；串补TCSC中标南网大单，与西门子成立合资公司后预计将在电网市场取得不错的成绩。 预计“十二五”期间并联无功补偿（SVC+SVG）市场容量在51亿元，可控串补（TCSC）配合500kV以上线路建设，需求在60亿元，无功补偿总需求在111亿元，年均22.2亿元。 结合上述分析，提出如下核心观点：第一，“十二五”特高压直流进度符合预期，交流建设延迟是大概率事件，目前国网正加速推进项目审批和招标，未来工程获批将整体利好行业。 第二，特高压建设主要是高端一次设备，由于技术难度大，需要前期投入多，行业龙头优势明显，未来将占领主要份额。 第三，2011年是全面建设初年，投资启动对行业相关公司的业绩贡献将在今年下半年逐步体现。 特高压交流——进度落后期待项目审批提速 示范线路验收推迟交流建设提速在即 国家电网特高压交流示范工程晋东南—南阳—荆门1000kV线路直至2010年8月才通过国家验收，目前特高压交流建设进度落后于市场预期。 国网公司去年9月开始示范工程扩建工程施工招标，据悉另一条特高压交流线路锡盟—南京前期工作正有序开展，都预示着国网正努力推进特高压交流项目，未来建设提速可以期待。 按照国家电网的规划，到2015年将基本建成华北、华东、华中（“三华”）特高压电网，形成“三纵三横一环网”。特高压交流工程方面，锡盟、蒙西、张北、陕北能源基地通过三个纵向特高压交流通道向“三华”送电，北部煤电、西南水电通过三个横向特高压交流通道向华北、华中和长三角特高压环网送电。 从前期准备和招标情况看，“三纵”线路进度较快，未来有望先于其他线路提前开工。 预计国家电网特高压交流规划对应总投资2989亿元，其中特高压变电站投资1225亿元，线路投资1764亿元。设备利好——变压器、GIS、电抗器 特高压交流设备包括变压器、电抗器、组合电器开关GIS、隔离开关、避雷器和无功补偿设备等，其中变压器、电抗器和GIS占比较大，根据示范线路投资组成粗略计算比例分别为18%、16%、24%。 乐观估计：“十二五”期间特高压交流7条线路全部完成投资；悲观估计：“十二五”完成预计投资量的70%。 变压器：主要设备供应商包括特变电工、天威保变和中国西电，示范线路招标占比分别为60%、40%、0%。预计中国西电技术实力雄厚，未来将享有一定份额，同时其他变压器企业有望在全面建设后取得订单。 电抗器：从示范线路招标看，中国西电和特变电工占比分别为58%和42%。考虑全面建设后预计其他企业能分得10%~15%的市场份额。 GIS：示范线路招标平高电气、中国西电和新东北电气均分天下，组合电器开关技术难度高，预计全面建设后将继续是三家领先行业。 特高压交流建设进度低于预期，目前晋东南—荆门扩建线路正有序招标，锡盟—南京线路年内有望获批，未来投资和建设有望提速，高端一次设备龙头仍是受益主体。

给你一部分参考，如果赏分的话，本人为你设计，给你现成的。

引 言

变电站自动化是自动化的一种具体形式。它是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置，并通过信号系统和数据传输对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、协调、调节和控制，保证变电站安全经济运行和具有合格的电能质量。由于电力系统的结构复杂而庞大，电能不能储存，暂态过程非常迅速，电能对人民日常生活又非常重要，220KV变电站在电力系统中的地位越来越重要，此次设计的题目正是适应电力系统当今发展趋势的一个实用题目。目前，220KV变电站在电力系统中的重要地位更彰显出来，设计一座大型城市变电站，使设计者了解现行变电站的先进技术，培养设计者的创新能力、实践能力和独立工作能力，更使设计者把所学的专业知识有机融合，由此，应运而生了此次毕业设计。

概 述

变电站是以变换电压，交换功率和汇集、分配电能为主的电能设施。在电力系统中，变电站介于发电厂和电力用户之间的中间环节。变电站由主变压器、母线、断路器、隔离开关、避雷器、互感器等设备或元件集合而成。它具有汇集电源、变换电压等级、分配电能等功能。电力系统内继电保护装置、自动装置、调度控制的远动设备等也安装在变电站内，因此变电站是电力系统的重要组成部分。

此次设计所述变电站为一大型城市变电站，位于地区电网的枢纽点上，以高压侧和中压侧接受电能，但以高压侧为主，中压侧还肩负着向地区供电的任务，低压侧则直接向邻近负荷供电，并以此来选择变压器、进行短路计算，和设备选择。

在此次设计的最后一部分，进行了变电站的监控系统设计，把微机技术加入到变电站中，利用微机的人工操作性和电气量在电力系统运行中的变化，完成电力设备的信息采集，使一次设备信息中模拟量和开关量数字化，上送测量和保护信息，接受站控层下传的控制命令和参数。

电气主接线的设计

电气主接线是发电厂、变电站设计的主体。采用何种接线形式，与电力系统原始资料，发电厂、变、电站本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求等密切相关，而且对电气设备选择、配电装置布置和控制方式的拟订都有较大的影响。

因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂或变电站的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。

2.1 电气主接线概述

变电站电气主接线是电力系统接线的主要部分，它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。变电所的主接线是电力系统接线组成中的一个重要组成部分。主接线的确定，对电力系统的安全、稳定、灵活、经济、运行以及变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方法的拟定将会产生直接的影响。

2.1.1 主接线设计考虑的因素

（1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用；② 考虑近期和远期的发展规模；③ 考虑负荷的重要性分级和出线回数多少对主接线的影响；④ 考虑主变台数对主接线的影响；⑤考虑备用容量的有无和大小对主接线的影响。

2.1.2 主接线的设计原则和要求

（1）接线方式

在本次设计中，220KV线路有6回架空线，根据接线原则应选择双母线带旁路接线方式；110KV线路有5回架空线，根据设计原则应选择双母线接线方式，35KV线路有25回出线，由于出线回路多， 所以选择双母分段接线。

（2）中性点接地原则

电网中性点接地方式与电网的电压等级，单相接地故障电流，过电压水平以及保护配置等有密切关系。电网中性点接地方式直接影响电网的绝缘水平；电网供电的可靠性、连续性和运行的安全性；电网对通信线路及无线电的干扰。选择接地点时应保证在任何故障形式下，都不应使电网解列成为中性点不接地系统。

（3）断路器的配置

根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。

2.2 电气主接线设计方案的确定

按照设计任务书中所提供的变电站带负荷数及出线回路数等信息，按变电站设计技术的相关规定，“220KV配电装置出线回路数在4回及以上时，宜采用单母分段、双母线及其他接线形式”，因此在设计变电站时分别考虑了两种方案。

电气主接线设计方案1本变电站220KV侧采用双母线带旁路接线，此接法可靠性高，即使检修母线或断路器时都不会停电；运行操作方便，不影响双母线正常运行。35KV采用双母三分段接线形式，该种接线，负荷分配均匀，调度灵活方便，运行可靠性高，任一条母线或母线上设备检修时，不需要停掉线路，且较方案2投资少；发电厂方案2采用的是35KV侧采用及220KV侧采用双母线的接线形式，双母四分段它是用分段断路器将一般双母线中的两组母线各分为两段，并设置两台母联断路器。正常运行时，电源和线路大致均分在四段母线上，母联断路器和分段断路器均合上，四段母线同时运行。当任一段母线故障时，只有1/4的电源和负荷停电；当任一母联断路其或分段断路器故障时，只有1/2左右的电源和负荷停电（分段单母线及一般双母线接线都会全停电）。但这种接线的断路器及配电装置投资更大，用于进出线回路数甚多的配电装置。图2-1是发电厂电气主接线设计图（方案1）。

图 2-1  发电厂电气主接线方案

2.3  变电站中主变的选择

2.3.1 主变的选择原则

（1）变压器原、副边额定电压应分别与引接点和厂（所）用电系统的额定电压相适应。

（2）联接组别的选择，宜使同一电压级（高压或低压）的厂（所）用变压器输出电压的相位一致，220KV主变压器选用三项，应根据变电站在系统中的作用和地位、可靠性要求、制造条件运输条件等选择，经技术经济比较来确定。

（3）阻抗电压及调压型式的选择，宜使引接点电压及厂（所）用电负荷正常波动范围内，厂（所）用电各级母线的电压偏移不超过额定电压的±5%。

（4）变压器的容量必须保证厂（所）用机械及设备能从电源获得足够的功率，变压器容量、台数、相数、绕组数等的选择，应根据电力负荷情况及潮流变化情况而定。

2.3.2 主变型号的选择

变电所主变压器的容量一般应根据主变电站建成5～10年的规划负荷考虑，并且按照其中一台（组）事故停运后，其余几台变压器应保证承担该所全部负荷的（KV变电所为60%，KV变电所为70%）或重要负荷（当Ⅰ、Ⅱ类负荷超过上述比例时）选择，即为了保证供电的可靠性，变电所一般应装设2台主变压器；枢纽变电所应装设台；地区性孤立的一次变电所或大型工业专用变电所，可装设3台。

（1）根据毕业设计任务书可知220KV于110KV之间的潮流变化范围是200～400MW，可以确定220KV最大负荷为400MW，本变电站是通过220KV和110KV接受电能。

根据发电厂电气部分变电站选择原则有

根据发电厂电气部分中220KV三绕组变压器技术数据可知

表2-1 主变压器参数

型号

相数

频率

额定容量

阻抗电压

SFPS7-240000/220

三项

50HZ

240/240/120MVA

（3）负荷率计算

据电力工程电气设计200例中负荷率计算公式可知

（3-2）

1）根据式（3-2），110KV侧最大、最小负荷率计算

2）根据式（3-2），35KV侧最大、最小负荷率计算

① 近期最小

② 远期最大

根据以上负荷计算可得，110KV和35KV的最大负荷、最小负荷均不过载，所以选择的变压器满足过载要求。

2.4 变电站所用变的选择

工厂供电，是指将电能通过输配电装置安全、可靠、连续、合格的销售给工厂用户，满足广用户经济建设和生活用电的需要。下面是由我整理的工厂供电技术3000字论文，希望能对大家有所帮助！

[摘 要]如果有人问你21世纪是什么时代，你的脑海里浮现的是信息时代、电子时代还是技术时代?我想在我的世界里，21世纪应该是一个绿色节能时代，一方面，在科技、经济、技术高速发展的时代面前，人们开始更多的关注可持续发展，更多的关注节能环保，另一方面，21世纪属于市场经济，对于市场经济而言利润是唯一的驱动力，厂商或者工厂要想实现利润最大化，必须尽可能的缩小成本，而电能的使用在厂商的成本 中占据着很大的一部分比例，因此，供电系统节能方法研究成为每一个厂商不得不关注的问题。

本着发现问题，分析问题，解决问题的研究方法对工厂供电系统节能问题进行研究，首先谈谈什么是工厂供电系统，所谓供电系统就是由能产生电能的电源系统输送给用电的输配电系统共同构成。其次，我们不得不思考为什么会产生工厂供电系统的消耗，具体而言，我认为有俩方面原因，从技术角度来看，我国工厂在变压器的选择，功率因数补偿以及检测与维修方面都存在漏洞。从管理模式来看，我们并没有形成一套完整的领导负责，员工尽责的体系。因此，我们的研究应该深入这俩个方面，究其根源，寻找解决思路。

1.在管理方面存在的漏洞

从总体上来看，我们在管理方面并没有形成完善的体系，没有突出强调领导与员工的责任，我们曾一度对张瑞敏管理海尔的理念津津乐道，也曾一度对乔布斯的管理思想赞不绝口，但是，在我们看到这些顶级的管理者带领一个企业走向全球，走向伟大时，我们是否思考了管理对一个企业成长的重要性。缩小视角，就工厂供电系统节能方面，我们都存在众多缺陷。从一个角度而言，我们没有建立相关的奖惩机制，这使得加强工厂供电节能管理这件本身富有挑战的事情对领导与管理者而言缺乏迎接挑战的动力。其次，即使一些管理者看到了节能管理的重要性，但由于缺乏相关领域的培训与研究，使得其对工厂供电节能管理的效果并不明显。从另一个角度来看，员工缺乏浓厚的 企业 文化 底蕴，缺乏家的归属感，并没有把自己当为企业的主人，不能把节约企业能源视为自己应尽的责任，这一方面不利于企业的成本降低、节能环保与可持续发展，另一方面更落空了习不断强调的建设一个勤俭质朴的社会理念。因此，从管理角度来分析，我认为一方面是我们的相关体制还不完善，另一方面，我认为是我们的相关企业文化形成以及 企业管理 培训还存在众多问题。

2.在技术方面存在的问题

从技术层面来看，首先，我们很难大量引进节能增效设备，这不仅是因为我国目前节能增效设备技术并没有达到一定水平，无法批量生产，这使得节能增效设备成本高，工厂将其投入使用未必就能收回成本。其次，节能增效设备操作较为复杂，没有相关知识与技术难以熟练掌握，因此工厂出于经济与技术利益方面考虑，将其弃之不用。再次，电力产品质量以及部分供应商供应的设备并不合格，时常导致不明故障。最后，相关检测与维修人员技术能力有限，由于供电系统具有复杂性、专业技术性强等特点，一旦发生故障无法及时检测出问题并做出有效的修复。

从技术层面具体来看，电压器选择具有重要意义，根据调查显示，变压器消耗的无功功率占整个供电系统无功消耗的百分之二十左右。尽管变压器效率高，但从这个调查数据中，我们可以清晰看到其总损耗仍然不小。因此，如何有效的减少变压器的无功损耗，正确合理的选择变压器型号，科学的运行，就成为了我们在技术上必须解决的难题。

其次，就是有关功率因数的问题，减少企业供电系统损耗，提高企业用电效率一个极其重要的技术层面就是功率因数补偿问题，如何有效的提高供电系统各部分的功率因数，降低设备容量，使用电设备合理的运行，从而减少损耗，实现工厂供电节能又成为我们不得不面对的技术难题。

最后，就是能否有效提高检测与 修理 技术，任何机器，即使世界最领先的机器也有出现问题的时候，任何机器，即使刚刚投入使用，也有定期检测的必要性，因此如果我国工厂相关人员的检测与维修技术无法令人满意，这对企业来说就是巨大的损失。一方面，如果无法定期有效的对设备进行检测，可能造成部分设备老化，从而加大能源消耗与损失。另一方面，当设备出现问题时，不能及时的找到问题，解决问题，恢复设备的正常运转，这不仅是对工厂的资源闲置与浪费，更造成了企业很大的经济损失。因此，提高检测与维修技术，不仅是供电节能的有效 措施 ，更能减少企业的很多不必要的经济损失。

3.管理方面的解决思路

从宏观角度来分析，企业要构建完善的管理制度，实现领导负责，员工尽责的理念。一方面，加强奖罚制度的建立与推广，完善激励机制，对那些具有企业归属感，具有企业文化精神，并将这些文化底蕴有效运用到工厂生产与节能的实践中去的员工，给予一定的精神与物质奖励，从而达到树立先进模范的作用。另一方面，对领导进行节能管理的培训，使得管理者不光从心里具有供电节能的理念，更能在通过学习与培训后，在实践中取得明显的效果。与此同时，对员工也要给予企业归属感，使得员工视企业为自己的家，为企业节约能源，为企业进行供电节能，就是为自己未来着想，更是自己应尽的责任。

4.技术方面的解决思路

首先，做好设备检测与维修工作，这不仅可以减少停电次数与时长，更能防止或减少电能泄漏，从而有效的实现供电节能的目的。具体来说，应该定期更换用电设备的绝缘子，对电路进行检测，并测量接头电阻，及时发现问题，及时解决问题。其次，从变压器角度出发，应该选择那些效率高、损耗低的优质新型节能的变压器，除此之外，还应该保证科学合理的变压器运行方式，通过研究可得，当负荷为变压器功率的百分之七十五时，变压器运行最经济。因此，合理的选择变压器以及科学的运行变压器都对工厂降低电能损耗具有重要的意义。最后，我们还要关注功率因数补偿问题，如果我们可以有效的提高供电系统各部分的功率因数，充分利用变压器的容量，降低设备容量，使设备科学合理的运行，从而减少用电系统的功率损耗来实现工厂供电节能的目标。

综上所述，造成工厂供电消耗的因素是多样的，所以为了最大化工厂供电节能的效果，我们既需要抓管理层面的问题，又不能放过技术层面的漏洞，双管齐下，才能有效的解决问题，实现工厂的可持续发展。

参考文献

[1] 李健.工厂供电系统节能方法研究.科技创业家，2013(02).

[2] 王伯韬.供电系统节能降耗措施探讨.应用科技.

摘要：根据高等 教育 对自动化专业的重视及新时代高等教育对工厂供电课程的需求， 文章 从教学思路，教学内容，教学方式以及课程设计等方面分析了工厂供电课程的 教学方法 。

关键词：自动化;工厂供电;教学改革;工程实践

工厂供电课程是难度较大的一门课程，该课程与大学生之前学过的基础理论课，如高等数学、大学物理以及专业课如自动控制原理、电机拖动之类的课程有很大的不同，一般的课程都有一套理论，而供电课更多的是依靠 经验 公式、查表，各章节之间缺乏必然的联系，使得学生学习困难，缺乏兴趣。因此，探究一种合适的教学方法显得非常重要。

一、理论结合实际，启发式教学

由于学生没有实际经验，直接照本宣科肯定会让学生觉得枯燥，因此教学可结合社会情况以及教师的工程实践经历来激发学生的学习兴趣。如在介绍电力系统的构成之前可先介绍一下中外电力系统的发展史，为什么最初是直流输电，为什么现在是交流输电为主，直流与交流输电各自的优缺点是什么。介绍为什么发电厂发电后要升压进行远距离传输的时候，先告诉学生目前铜是多少钱一吨，帮助学生理解为什么要节省有色金属。在讲负荷计算的章节时，结合具体的计算机电量监测项目直观地说明什么叫三班倒的工作方式，日负荷曲线在工厂中的作用，传统抄表方式的误差以及计算机连续采集的优点。介绍工厂供配电系统的一次接线和二次接线时，教师应带领学生到校变电所，让学生实际观察隔离开关、断路器、高压开关柜、功率表等，对单母线分段形式有一个直观认识。在介绍需用系数法时，可以日常生活中电用具为例，如一盏灯是多少瓦，让学生对教室的灯盏数进行计算，投影仪计算机各是多大功率，根据观察让学生计算出教室应该选多大的空开，应该选多大的变压器等等。通过这些理论结合实际的教学方式，学生的学习兴趣会大大提高，有益于学习效率的提高。

二、对教学内容重新做合理的分配

因供电课更多的是依靠经验公式、查表，容易让人感到枯燥，而课程的顺序一般也是依照工厂供配电初步设计的步骤进行的，教程对有一定实际经验的工作人员可能效果会更好，但对基本没有动手能力的大学生来说，非常容易理论脱离实际，尤其对于仅有32学时的课程设置，更应有所取舍。比如工厂供配电系统的一次接线一章，对于变压器的台数容量选择原则以及变电所一次主接线应该详细介绍，而电压偏移及改善措施需要花较多的时间才能讲透，这种相对不太重要的内容简单介绍即可。还有短路电流一章，分析了短路过程的暂态过程之后直接介绍标么值法求取短路电流，学生很多都不太理解，如果先给学生介绍了有名值法，然后通过实例让学生了解了用有名值法在不同电压等级电抗还要换算，而用标么值法则省去了这个步骤，加深了学生对学习内容的理解。

三、多种教学方式相结合

工厂供配电课的内容较为繁杂，虽然难度不高，但涉及的内容很多，既有公式，又有图表，单一的板书式授课或纯粹的多媒体教学都不能够满足其要求。应灵活教学，以电气设备及其选择为例，如介绍电弧的基本知识时，采用视频资料，不仅能形象展示知识，学生的兴趣也会提高。介绍高压开关电器，则需要通过视频与课件相结合的方式让学生了解断路器，隔离开关以及开关柜的外形、结构、动作原理。介绍断路器的控制回路的时必须展开接线图才能为学生分析合闸过程与分闸过程，这种涉及实物、构造、动作过程等内容的课，用课件和视频结合会取得很好的效果。而当推导一些公式时，用板书推导更能让学生对公式的思路有更清楚的认识，比如三相短路过程的简化分析，单相负荷的计算等内容。因此教学应采取多种方式，才能取得更好的效果。

四、课程设计指导

课程设计是对所学知识一次综合性的 总结 ，对自动化专业的学生来说，课程设计是将理论与实践有机联系起来的一个重要环节，使学生对工厂供配电设计的知识有更加系统的认识，同时也能够培养学生独立思考的能力和实践动手能力。一般来说供电课程设计多是针对变电所的设计，要求学生以电气设计部分为核心，学生可通过查阅工程设计手册和资料，综合多方面的因素，确定电气主接线方式，主变压器的容量、数量的确定，负荷分析及计算，以及短路电流的计算和变电所主要电气设备的选择(包括断路器，隔离开关，互感器等)，在选择时对电气设备进行必要的计算和校验，完成相应图纸的绘制，课程实践应多鼓励学生发扬合作和创新精神。综上所述，工厂供电的教学，教师首先必须强化自身的能力，结合具体的科研项目加深对这门课程的理解，并能将实践经验运用到教学中，使学生更能清楚地了解这门课的相关知识，同时也应增加实践教学，培养学生独立操作能力，这样学生才能切实学好这门课。

参考文献：

[1]弋东方.电气设计手册电气一次部分[M].北京:中国电力出版社,2002.

[2]孟祥萍.电力系统分析[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]刘吉来,黄瑞梅.高电压技术[M].北京:中国水利水电出版社,2004.