電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目：電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述 電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠設(shè)計(jì)包含電力系統(tǒng)規(guī)劃、發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)與防雷保護(hù)分析三個(gè)部分。根據(jù)國(guó)家的各項(xiàng)方針政策制定出具體方案，并論證其經(jīng)濟(jì)、安全、可靠和快速性，對(duì)此進(jìn)行必要的計(jì)算。對(duì)遠(yuǎn)期和近期的關(guān)系發(fā)電、輸電和變電工程的協(xié)調(diào)，使繼電保護(hù)、防雷保護(hù)更好的保護(hù)電氣設(shè)備，提高電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定。于是，電力系統(tǒng)需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次

2、設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保產(chǎn)生ssbbww安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。內(nèi) 容：在預(yù)測(cè)未來負(fù)荷發(fā)展水平的基礎(chǔ)上制定電力系統(tǒng)擴(kuò)展規(guī)劃，以解決電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)組和輸配電網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃期內(nèi)的發(fā)展和擴(kuò)充問題。電力系統(tǒng)擴(kuò)規(guī)劃通常分為發(fā)電規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃兩個(gè)階段。發(fā)電規(guī)劃主要解決發(fā)電廠的擴(kuò)展，包括在已知廠址的條件下，確定電廠類型、容量、投入年限等。在發(fā)電規(guī)劃的基礎(chǔ)上制訂電網(wǎng)規(guī)劃，包括確定輸電方式、電壓等級(jí)、線路回路數(shù)和起止點(diǎn)等【1】。一般可用線性規(guī)劃等單目標(biāo)的優(yōu)化方法來制訂電力系統(tǒng)擴(kuò)展規(guī)劃，即在滿足負(fù)荷增長(zhǎng)需求和電力系統(tǒng)可靠性、技術(shù)、能源、環(huán)境等約

3、束條件下，使規(guī)劃期內(nèi)基建投資與運(yùn)行費(fèi)用的總和為最小。 1、1電力電量平衡電力電量平衡法總結(jié)出其應(yīng)用于水電系統(tǒng)短期調(diào)度的突出特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)單、可較好地處理機(jī)組連續(xù)開停機(jī)問題,并可有效地減少優(yōu)化計(jì)算工作量;同時(shí)還提出了該原理的數(shù)學(xué)計(jì)算方法及其在水電站群短期優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型求解中的應(yīng)用方法【3】,為計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ).這項(xiàng)計(jì)算如下：1、1、1電源的規(guī)劃，包括進(jìn)行負(fù)荷容量的計(jì)算，備用容量的計(jì)算，水電廠調(diào)峰容量，火電廠裝機(jī)容量，發(fā)電機(jī)組檢修安排等綜合考慮進(jìn)行規(guī)劃。1、1、2合理安排水、火電廠的運(yùn)行方式，計(jì)算系統(tǒng)需要的燃料的消耗量。1、2電網(wǎng)設(shè)計(jì)電網(wǎng)設(shè)計(jì)要遵循電力系統(tǒng)“經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性”的

4、原則，保證電力電量的供需平衡、合理安排機(jī)組發(fā)電、備用及檢修的容量，考慮到電力系統(tǒng)的近、遠(yuǎn)期發(fā)展需要。電網(wǎng)設(shè)計(jì)包括： 在已知廠址的條件下，確定電廠類型、容量、投入年限等。在發(fā)電規(guī)劃的基礎(chǔ)上制訂電網(wǎng)規(guī)劃，包括確定輸電方式、電壓等級(jí)、線路回路數(shù)和起止點(diǎn)等【2】。這些設(shè)計(jì)要以經(jīng)濟(jì)、可靠為前提。1、3短路電流計(jì)算1、3、1短路電流計(jì)算的目的【5】（1）電網(wǎng)接線和電廠、變電所電氣主接線的比較與選擇；（2）選擇斷路器等電氣設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；（3）為繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)以及調(diào)試提供依據(jù)，創(chuàng)造條件；（4）評(píng)價(jià)并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施；（5）分析計(jì)算送電線路對(duì)通訊設(shè)備的影響。1、3、2短路電

5、流計(jì)算的步驟（1）選定短路電流計(jì)算的年份、短路點(diǎn)；（2）繪制相應(yīng)的電力系統(tǒng)接線圖、等值網(wǎng)絡(luò)；（3）確定與短路電流有關(guān)的運(yùn)行方式；（4）計(jì)算電抗（正、負(fù)、零序）；（5）繪制相應(yīng)的正、負(fù)、零序阻抗圖；（6）按計(jì)算程序的要求填寫輸入數(shù)據(jù)； （7）計(jì)算機(jī)計(jì)算及計(jì)算結(jié)果的輸出。 1、4潮流計(jì)算1、4、1潮流計(jì)算的目的（1）在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過潮流計(jì)算,合理規(guī)劃電源容量及接入點(diǎn),合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無(wú)功補(bǔ)償方案,滿足規(guī)劃水平年的最大、最小方運(yùn)行式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。（2）在編制年運(yùn)行方式時(shí),在預(yù)計(jì)負(fù)荷增長(zhǎng)及新設(shè)備投運(yùn)基礎(chǔ)上,選擇典型方式進(jìn)行潮流計(jì)算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié),供調(diào)度員日常調(diào)度控

6、制參考,并對(duì)規(guī)劃、基建部門提出改進(jìn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加快基建進(jìn)度的建議。（3）正常檢修及特殊運(yùn)行方式下的潮流計(jì)算,用于日運(yùn)行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠開機(jī)方式,有功、無(wú)功調(diào)整方案及負(fù)荷調(diào)整方案,滿足線路、變壓器熱穩(wěn)定要求及電壓質(zhì)量要求。（4）預(yù)想事故、設(shè)備退出運(yùn)行對(duì)靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想運(yùn)行方式調(diào)整方案。1、4、2潮流計(jì)算的基本要求（1）不同類型的網(wǎng)絡(luò)在各種運(yùn)行方式下，網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓水平均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。（2）網(wǎng)絡(luò)中各線路的潮流分布不應(yīng)有線路過載現(xiàn)象。1、4、3常用的潮流計(jì)算潮流計(jì)算方法很多：高斯塞德爾法、牛頓拉夫遜法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯塞德爾法、牛頓拉夫遜法演變的各種潮流計(jì)算方

7、法。1、5無(wú)功功率平衡和調(diào)壓計(jì)算電力系統(tǒng)的有功功率電源是集中在各類發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)，無(wú)功功率電源除發(fā)電機(jī)外還有電容器、調(diào)相機(jī)和靜止補(bǔ)償器等，分散在各變電所，無(wú)功功率電源在設(shè)置后可以隨時(shí)使用而不再有其他經(jīng)常性消耗。系統(tǒng)中無(wú)功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗【9】。無(wú)功功率平衡和調(diào)壓這一部分涉及到無(wú)功功率分布和電壓調(diào)整兩個(gè)問題，前者又可分為無(wú)功功率電源的最優(yōu)分布和無(wú)功功率負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償兩個(gè)部分，后者除個(gè)別調(diào)壓措施外，還有幾種調(diào)壓措施的組合問題。1、6發(fā)電廠廠用電規(guī)劃設(shè)計(jì)及防雷保護(hù)1、6、1廠用電設(shè)備布置基本原則 發(fā)電廠廠用配電裝置的布置位置主要取決于機(jī)組的容量大小和機(jī)組的型式以及汽輪機(jī)、制粉設(shè)備、除氧設(shè)備

8、的布置方式等【4】。（1）廠用電設(shè)備的布置應(yīng)符合電力生產(chǎn)工藝流程的要求，作到設(shè)備布局和空間利用合理【7】。（2）為發(fā)電廠（變電所）的安全運(yùn)行的操作維護(hù)創(chuàng)造良好煩人工作環(huán)境，巡回檢查道路暢通，設(shè)備的布置滿足安全凈距并符合防火、防爆、防凍、防潮和防塵等要求【6】。（3）設(shè)備的檢修和搬運(yùn)應(yīng)不影響運(yùn)行設(shè)備的安全。（4）應(yīng)考慮擴(kuò)建的可能和擴(kuò)建過度的方便。（5）應(yīng)考慮設(shè)備的特點(diǎn)和安裝施工條件。（6）應(yīng)結(jié)合廠房的布局，盡量減少電纜的交叉和電纜用量，引線方便。盤位的排列應(yīng)盡量有規(guī)律性或?qū)?yīng)性。（7）在選擇廠用設(shè)備的型式時(shí)，應(yīng)結(jié)合廠用配電裝置的布置特點(diǎn)，擇優(yōu)選擇適用的產(chǎn)品。1.6.2防雷保護(hù)運(yùn)行中的電氣設(shè)備，可

9、能受到來自外部的雷電過電壓的作用。必須采取有效的過電壓防護(hù)器具，實(shí)現(xiàn)防雷保護(hù)。發(fā)電廠、變電所的直擊雷過電壓保護(hù)，可采用避雷針、避雷線、避雷帶和鋼筋焊接成網(wǎng)等，屋外配電裝置，包括組合導(dǎo)線和母線廊道應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置【8】。避雷器限制設(shè)備所承受的雷電過電壓和操作過電壓。避雷器的類型主要有保護(hù)間隙、管型避雷器、普通閥型避雷器、磁吹閥型避雷器和金屬氧化鋅避雷器。避雷器的安裝位置和組數(shù)，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的雷電沖擊絕緣水平和避雷器特性以及侵入波陡度，并結(jié)合配電裝置的接線方式來確定【10】。參考文獻(xiàn) 1 水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院. 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京: 水利電力出版社, 1982 2 曹繩敏. 電

10、力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料. 北京: 水利電力出版社, 19933 電力工業(yè)部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京: 中國(guó)電力出版社, 19984 黃純?nèi)A. 發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)參考資料. 北京:水利電力出版社, 19985 李瑞榮. 短路電流使用計(jì)算. 北京: 中國(guó)電力出版社, 20036 熊信銀. 發(fā)電廠電氣部分. 北京: 中國(guó)電力出版社, 20047 傅知蘭. 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算. 北京: 中國(guó)電力出版社, 20048 張保會(huì), 尹項(xiàng)根. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù). 北京: 中國(guó)電力出版社, 20059 韋鋼. 電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ). 北京: 中國(guó)電力出版社, 200610

11、 陳衍. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2007 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：2、1畢業(yè)設(shè)計(jì)基本設(shè)計(jì)思路1. 給據(jù)給定的負(fù)荷容量等進(jìn)行電源規(guī)劃計(jì)算2. 通過電廠裝機(jī)容量等數(shù)值確定接線方案3. 確定主接線4. 選擇系統(tǒng)的主變壓器5. 確定電力接線后進(jìn)行短路計(jì)算、潮流計(jì)算6. 通過計(jì)算結(jié)果進(jìn)行廠用電規(guī)劃設(shè)計(jì)7. 計(jì)算系統(tǒng)各方面是否滿足要求，進(jìn)行繼電保護(hù)規(guī)劃、防雷規(guī)劃8. 最后根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果繪制圖紙撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2、2電力系統(tǒng)的基本計(jì)算2、2、1電力系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算線路參數(shù)計(jì)算、變壓器參數(shù)計(jì)算、其他元件參數(shù)計(jì)算、選取基

12、準(zhǔn)值進(jìn)行各個(gè)元件參數(shù)的標(biāo)幺值計(jì)算2、2、2電力網(wǎng)潮流計(jì)算潮流計(jì)算主要包括簡(jiǎn)單開式電力網(wǎng)潮流計(jì)算，兩端供電網(wǎng)潮流計(jì)算，環(huán)網(wǎng)潮流計(jì)算。也可以用高斯-賽德爾迭代法，牛頓拉夫遜法以及P-Q分解法計(jì)算。根據(jù)設(shè)計(jì)的接線方式從而確定那種潮流計(jì)算并且進(jìn)行電力線路和變壓器運(yùn)行狀況的分析。2、2、3調(diào)壓計(jì)算按照負(fù)荷曲線要求，調(diào)整電壓。調(diào)壓包括順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常調(diào)壓。根據(jù)設(shè)計(jì)電壓要求確定調(diào)壓方式。改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓，改變變壓器變比調(diào)壓，設(shè)置附加串聯(lián)加壓器，或通過切除電容器，改變調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流，設(shè)置靜止補(bǔ)償器來設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。根據(jù)調(diào)壓要求進(jìn)行變壓器分接頭的選擇。調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功功率分布主要可以通過裝設(shè)并聯(lián)電

13、容器，選擇合適調(diào)相機(jī)以及設(shè)置串聯(lián)加壓器。2、2、4短路計(jì)算繪制出電網(wǎng)等值電抗圖，進(jìn)行三相短路計(jì)算，包括三相周期分量計(jì)算，三相非周期分量計(jì)算，三相沖擊電流和全電流計(jì)算并進(jìn)行熱效應(yīng)計(jì)算。不對(duì)稱短路電流計(jì)算部分，選擇不同的短路方式（單相接地短路，兩相短路，兩相接地短路，三相短路）運(yùn)用對(duì)稱分量法確定序網(wǎng)，確定合成阻抗，通過正序定則計(jì)算正序短路電流。其中專題設(shè)計(jì)內(nèi)容（發(fā)電廠）：1. 選擇廠用電的主接線。2. 選擇廠用變壓器。3. 選擇斷路器、隔離開關(guān)。 4. 選擇電壓、電流互感器和電抗器。2、3系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)2、3、1進(jìn)行負(fù)荷分析，確定備用容量以及需要的裝機(jī)容量確定用電負(fù)荷其次確定供電負(fù)荷再確定發(fā)電負(fù)荷

14、。確定備用負(fù)荷：負(fù)荷備用、國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)備用、事故備用和檢修備用，以上備用不一定全部設(shè)置，基于后期分析得出配置的相應(yīng)備用以及容量。2、3、2選擇電力系統(tǒng)的導(dǎo)線截面按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)體截面。 校驗(yàn)導(dǎo)體截面積。2、3、3一次接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)電力網(wǎng)接線方案選擇；發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)；選擇各變電所及電廠的主變壓器。2、4電氣主接線設(shè)計(jì)2、4、1發(fā)電廠和變電所主接線確定變電所35-220KV 側(cè)的接線，在滿足運(yùn)行安全的條件下，采用斷路器最少或無(wú)斷路器的接線，系統(tǒng)短路容量較小的35-110KV不太重要的中、小型變電所，應(yīng)優(yōu)先考慮采用高壓熔斷器的接線。為了限制短路電流，一般采用變壓器分列運(yùn)行或在變壓器回路裝設(shè)電

15、抗器等措施，而盡量少采用在出線上裝設(shè)電抗器的接線。2、4、2中性點(diǎn)接地裝置的選擇 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地方式及裝置選擇，廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式，分級(jí)絕緣變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)。2、5導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)發(fā)熱計(jì)算；導(dǎo)體和電氣設(shè)計(jì)載流量的確定；短路時(shí)發(fā)熱校驗(yàn)；導(dǎo)體短路電動(dòng)力計(jì)算及校驗(yàn)；電氣設(shè)備的選擇（選擇變電所的高壓斷路器、隔離開關(guān)的選擇、電流互感器的選擇、電壓互感器的選擇、限流電抗器選擇）2、6方案比較的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2、7發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)配置與整定計(jì)算發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的核心，要保證發(fā)電機(jī)的安全、可靠運(yùn)行，就必須針對(duì)其各種故障和異常工作情況，按照發(fā)電機(jī)容量及重要程度，裝設(shè)完善的繼電保護(hù)裝置。主要包括：反應(yīng)相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)；反應(yīng)定子繞組匝間短路的匝間短路保護(hù)；反應(yīng)定子單相接地短路的定子接地保護(hù)；反應(yīng)低勵(lì)磁或失磁的失磁保護(hù)；反應(yīng)定子繞組過電壓的過電壓保護(hù) ；反應(yīng)發(fā)電機(jī)失步的失步保護(hù)；反應(yīng)逆功率的逆功率保護(hù)；