電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設計畢業(yè)設計大課題發(fā)電廠開題報告

1、畢業(yè)設計(論文)開題報告學生姓名： 學 號： 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 設計(論文)題目：電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設計 指導教師： 2015年 03 月 16 日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在系審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學

2、生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述 1、電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的重要性及其作用電能是目前世界各國能源消費的主要形式之一。電能作為一種特殊的商品不能大量儲存，它的生產(chǎn)、運輸、銷售和消費是同時完成的。用戶對電能的需求不斷增長，只有通過電力工業(yè)本身的基礎

3、建設以不斷擴大電力系統(tǒng)的規(guī)模才能滿足。要滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需求，電力行業(yè)必須先行，因此做好電力工程建設的前期工作，落實發(fā)、送、變電本體工程的建設條件，協(xié)調(diào)其建設進度，優(yōu)化其設計方案，其意義尤為重大。電力系統(tǒng)規(guī)劃設計正是電力工程前期工作的重要組成部分，它是關(guān)于單項本體工程設計的總體規(guī)劃，是具體建設項目實施的方針和原則，是一項具有戰(zhàn)略意義的工作。電力系統(tǒng)規(guī)劃設計工作應在國家產(chǎn)業(yè)和能源政策指導下，在國民經(jīng)濟綜合平衡的基礎上進行，首先應該進行長期電力規(guī)劃，經(jīng)審議后在此基礎上從電力系統(tǒng)整體出發(fā)進一步研究并提出電力系統(tǒng)具體的發(fā)展方案及電源啊和電網(wǎng)建設的主要技術(shù)原則。電力工業(yè)的發(fā)展速度及其經(jīng)濟合理性不僅關(guān)系

4、到電力工業(yè)本身能源利用和投資使用的經(jīng)濟和社會效益，同時也將對國民經(jīng)濟其他行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。正確、合理的電力系統(tǒng)規(guī)劃設計實施后可以最大限度地節(jié)約國家基建投資，促進國民金及其他行業(yè)的健康發(fā)展，提高其他行業(yè)的經(jīng)濟和社會效益，因而其重要性是不可低估的3 。 2、電源規(guī)劃電源規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的核心，它不但對整個國民經(jīng)濟，特別是電力行業(yè)的發(fā)展有重大影響，而且也涉及到有關(guān)部門巨額的投資支出，因此，電源規(guī)劃受到日益廣泛的重視。電源規(guī)劃的任務是根據(jù)某一時期預測的負荷需要量，在滿足一定可靠性水平的條件下，尋求一個最經(jīng)濟的電源建設方案。電源規(guī)劃的主要任務是根據(jù)用電負荷的性質(zhì)，研究電力系統(tǒng)能電源類型的結(jié)

5、構(gòu)和電源的布點，其具體內(nèi)容為：（1） 規(guī)劃年份內(nèi)需要建設的發(fā)電容量（包括機組臺數(shù)、電機容量）。（2） 規(guī)劃期間逐年建設的發(fā)電容量。（3） 新建發(fā)電容量的安裝地點。（4） 根據(jù)電力系統(tǒng)內(nèi)用電負荷性質(zhì)和需求量的要求，提出逐年建設電源的組成類型，選擇相應的機組，特別要重視調(diào)峰電源的規(guī)劃1。 3、電網(wǎng)設計電網(wǎng)設計的任務是根據(jù)設計期間內(nèi)的負荷需求及電源建設方案，確定相應的電網(wǎng)接線，以滿足可靠、經(jīng)濟地輸送電力的要求。電力設計內(nèi)容如下：（1）確定輸電方式；（2）選擇電網(wǎng)電壓；（3）確定網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；（4）確定變電所布局和規(guī)模。電網(wǎng)設計的重點往往是對主網(wǎng)網(wǎng)架本身或與其關(guān)系最為密切的部分進行設計。研究如何加強主網(wǎng)網(wǎng)

6、架結(jié)構(gòu)，是電網(wǎng)設計最重要的內(nèi)容之一，也是設計成敗與否的關(guān)鍵問題3。 4、短路電流計算 4.1 計算的目的和內(nèi)容 電力系統(tǒng)短路電流計算的主要目的是： （1）選擇斷路器的遮斷電流（遮斷容量），并對今后高壓斷路器等設備的制造提出短路電流方面的要求以及研究限制系統(tǒng)短路電流水平的措施。 （2）為確定送電線路對附近通信線點此危險的影像提供計算資料； （3）電網(wǎng)接線和電廠、變電所電氣主接線的必選。 在電力系統(tǒng)規(guī)劃設計階段，一般是計算今后10年左右最大運行方式時三相短路和單相接地短路的零秒短路電路。對現(xiàn)有斷路器進行更換時還應按過渡年份計算2。 4.2 計算的假設條件 電力系統(tǒng)規(guī)劃設計的遠景短路電流一般是采用簡

7、化或近似的計算。在計算時有以下假定： （1）故障前為空載，即負荷略去不計，只計算短路電流的故障分量； （2）故障前的所有節(jié)點電壓均等于平均額定電壓，其標幺值等于1； （3）系統(tǒng)各元件的電阻略去不計（1kV以上的高壓電網(wǎng)）； （4）只計算短路電流基頻的周期分量3。 4.3 計算步驟 現(xiàn)代復雜電力系統(tǒng)的短路電流幾乎都應用計算機進行計算。這里只介紹短路電流計算的基本數(shù)據(jù)的準備和計算步驟，不涉及具體的計算程序和上機操作。計算步驟如下： （1）選定短路電流計算年份； （2）繪制相應的電力系統(tǒng)接線圖； （3）確定與短路電流有關(guān)的運行方式，如解環(huán)、母線分段運行等； （4）計算各元件的正、負、零序阻抗（電抗）

8、； （5）繪制相應的正、負、零序阻抗圖； （6）按短路電流計算程序的要求填寫輸入數(shù)據(jù)； （7）計算機計算； （8）短路電流計算結(jié)果輸出4。 5、潮流計算 5.1 潮流計算的目的和內(nèi)容 潮流計算是電力網(wǎng)絡設計及運行中最基本的計算，對電力網(wǎng)絡的各種設計方案及各種運行方式進行潮流計算，可以得到電網(wǎng)各節(jié)點的電壓，并求得網(wǎng)絡的潮流及網(wǎng)絡中各元件的電力損耗，進而求得電能損耗。 因而，網(wǎng)絡通過潮流計算可以分析該網(wǎng)絡的電壓水平高低、功率分布和電力損耗的合理性及經(jīng)濟性等，從而對該網(wǎng)絡的設計及運行作出評價3。 5.2 計算的基本要求和分析要點 潮流計算隨計算性質(zhì)不同而不同的要求，如長距離輸電、區(qū)域性網(wǎng)絡、城市配電

9、網(wǎng)絡等都有不盡相同的要求，但仍有其共同的基本要求。首先是不同類型的網(wǎng)絡在各種運行方式下，網(wǎng)絡各節(jié)點的電壓水平均符合有關(guān)規(guī)定。其次如網(wǎng)絡中各線路的潮流分布不應有線路過載等3。 對潮流計算的分析主要根據(jù)計算的目的而定，在電力系統(tǒng)運行方式中一般含高峰負荷和低谷負荷時運行方式，在具有水電廠的電力系統(tǒng)中根據(jù)水電廠水文特點又有豐水期、平水期、枯水期的運行方式，此外，也有需要研究事故運行方式和各種特殊運行方式。 在潮流計算中首先應校核網(wǎng)絡樞紐點的電壓水平及網(wǎng)絡各節(jié)點的電壓是否滿足要求，其次校核各電廠發(fā)電機的有功及無功出力是否滿足技術(shù)要求，另外根據(jù)計算的要求對各線路、變壓器的潮流進行分析1。 5.3 常用的潮

10、流計算潮流計算方法很多：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算方法1。 6、無功功率平衡和調(diào)壓計算電力系統(tǒng)的有功功率電源是集中在各類發(fā)電廠的發(fā)電機，無功功率電源除發(fā)電機外還有電容器、調(diào)相機和靜止補償器等，分散在各變電所，無功功率電源在設置后可以隨時使用而不再有其他經(jīng)常性消耗。系統(tǒng)中無功功率損耗遠大于有功功率損耗，并聯(lián)無功補償一般是指補充無功電源、滿足無功負荷的需要，已達到無功電源和無功負荷在額定電壓條件下的平衡。無功功率平衡和調(diào)壓這一部分涉及到無功功率分布和電壓調(diào)整兩個問題，前者又可分為無功功率電源的最優(yōu)分布和無功功率負荷的最優(yōu)

11、補償兩個部分，后者除個別調(diào)壓措施外，還有幾種調(diào)壓措施的組合問題。無功電源不足，即無功并聯(lián)補償容量不能滿足無功負荷的需求，無功電源和無功負荷處于低電壓的平衡狀態(tài)。由于電力系統(tǒng)運行電壓水平低，給電力系統(tǒng)帶來了一系列危害： （1）設備處理不足 （2）電力系統(tǒng)損耗增加 （3）設備損壞 （4）電力系統(tǒng)穩(wěn)定度降低 無功電源容量充裕，但運行管理不當和調(diào)壓手段不足，均能引起電壓過高的危害。在系統(tǒng)中加強無功管理，強調(diào)無功電源和無功負荷的平衡和輔以有載調(diào)壓等措施，一般在不增加設備的情況下，用戶電壓過高問題可以得到改善7。 7、廠用電 廠用電指發(fā)電廠或變電所在生產(chǎn)過程中，自身所使用的電能。發(fā)電廠廠用負荷按其重要性可

12、分為5類。 （1）類負荷，應當由兩個獨立電源提供，當一個電源消失后，另一個電源應立即自動投入繼續(xù)供電。為此，類負荷的電源應配置備用電源自動投入裝置，除此之外，還用保證類負荷電動機能自起動。 （2）類負荷，應由兩個獨立電源供電，一般備用電源采用手動切換方式投入。 （3）類負荷，一般由一個電源供 （4）不停電負荷，首先要具備快速切換特性（切換時交流測的斷電時間要求小于5ms），其次是要求正常運行時不停電電源與電網(wǎng)隔離，并且具有恒頻恒壓源特性。不停電負荷一般由接與蓄電池組的逆變電源裝置供電。 （5）事故保安負荷。 廠用電設計應按照運行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，妥善解決分期建設引起的問題，

13、使設計達到經(jīng)濟合理、技術(shù)先機，保證機組安全、經(jīng)濟和滿發(fā)運行。廠用電接線應滿足下列要求： （1）各機組的廠用電系統(tǒng)應是獨立的。 （2）充分分考慮機組起動和停運過程中的供電要求。 （3）充分考慮電廠分期建設和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式。 （4）200MW及以上機組應設置足夠容量的交流事故安保電源6。 7、繼電保護與防雷保護 7.1 繼電保護電網(wǎng)繼電保護是保證電力系統(tǒng)安全運行和電能質(zhì)量的重要自動裝置之一，因此在編制網(wǎng)絡規(guī)劃時，必須考慮可靠工作和快速切除故障的繼電保護實現(xiàn)的可能性。為了提高系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)的穩(wěn)定性，規(guī)劃所提出的提高系統(tǒng)穩(wěn)定的措施有一些亦必須落實在自動裝置可靠工作的基礎上。保護裝置

14、和自動裝置的投資，在整個電網(wǎng)建設中只占極小部分，一般說來繼電保護應力求滿足網(wǎng)絡規(guī)劃的要求，兩者是主從關(guān)系。由于網(wǎng)絡接線的不合理將導致保護性能顯著惡化，廠、所電氣主接線繁雜將造成保護接線過分復雜，以致給生產(chǎn)運行帶來很多二次線操作，引起保護設備誤動、拒動，嚴重損壞電氣主設備和導致大規(guī)模停電事故，這些將給國民經(jīng)濟造成極大的損失。為此，必須合理進行網(wǎng)絡規(guī)劃和合理地配置保護設備及自動裝置。對繼電保護的基本要求，可概括地分為可靠性、速動性、選擇性和靈敏性等諸方面，它們之間聯(lián)系密切，既矛盾又統(tǒng)一。 （1）可靠性，在不該動作時，不發(fā)生誤動作；在該動作時，不發(fā)生拒動作。 （2）速動性，能以最短時限將故障或異常消

15、除。 （3）選擇性，在可能的最小區(qū)間切除故障，保證最大限度地向無故障部分繼續(xù)供電。 （4）靈敏性，反映故障的能力，通常以靈敏系數(shù)表示。 選擇繼電保護方案時，除設置需滿足以上4項基本性能外，還應注意其經(jīng)濟性。即不僅考慮保護裝置的投資和運行維護費，還必須考慮因裝置不完善而發(fā)生拒動或誤動對國民經(jīng)濟和社會生活造成的損失8。 7.2 防雷保護 運行中的電氣設備，可能受到來自外部的雷電過電壓的作用。必須采用有效的過電壓防護器具，實現(xiàn)防雷保護。 避雷針和避雷線是防止直接雷過電壓的有效措施。 避雷針的保護范圍時根據(jù)模擬試驗和運行經(jīng)驗來確定的，因為雷電放電路徑收多種偶然因素影響，因此要保證被避雷針保護的電氣設備

16、決不能受到雷擊時不現(xiàn)實的，一般避雷針的保護范圍是指雷擊幾率在0.1%左右的空間范圍而言的9。參考文獻 1 水利電力部西北電力設計院. 電力工程電氣設計手冊M. 北京: 水利電力出版社, 1982 2 曹繩敏. 電力系統(tǒng)課程設計及畢業(yè)設計參考資料M. 北京: 水利電力出版社, 19933 電力工業(yè)部電力規(guī)劃設計總院.電力系統(tǒng)設計手冊M. 北京: 中國電力出版社, 19984 黃純?nèi)A. 發(fā)電廠電氣部分課程設計參考資料M. 北京:水利電力出版社, 19985 李瑞榮. 短路電流使用計算M. 北京: 中國電力出版社, 20036 熊信銀. 發(fā)電廠電氣部分M. 北京: 中國電力出版社, 20047 傅知

17、蘭. 電力系統(tǒng)電氣設備選擇與實用計算M. 北京: 中國電力出版社, 20048 張保會, 尹項根. 電力系統(tǒng)繼電保護M. 北京: 中國電力出版社, 20059 韋鋼. 電力系統(tǒng)分析基礎M. 北京: 中國電力出版社, 200610 陳衍. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析M. 北京: 中國電力出版社, 200711 T.J.E.Miller. Reactive Power Control in Electric SystemsJ. New York :John- Wiler&Sons,198212 關(guān)根泰次. 電力系統(tǒng)分析M. 北京: 機械工業(yè)出版社, 198913 R.L.Sullivan, Powe

18、r System PlanningJ, McGraw-Hill,Inc., New York,1977. 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：1、本課題的任務本課程設計的任務是根據(jù)給出的數(shù)據(jù)及要求，按國民經(jīng)濟應用的要求設計一個供電、變電網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡包括兩個發(fā)電廠、四個變電站、系統(tǒng)及輸電線路。該網(wǎng)絡必須在符合國民經(jīng)濟要求的前提下，保證一定的供電可靠性和穩(wěn)定性，運行方式靈活，電能質(zhì)量符合標準，并且有一定的經(jīng)濟性。設計內(nèi)容包括：電源規(guī)劃；電網(wǎng)規(guī)劃，通過方案比較，確定系統(tǒng)接線方案，發(fā)電廠及變電所主接線的確定；短路電流計算及設備的選擇、無功公路平衡，進行系統(tǒng)的調(diào)壓計算，選擇變壓器的分接頭；確定發(fā)電廠、變電所的接線方案和變壓器的型號、容量及參數(shù)；進行系統(tǒng)的潮流計算；廠用電設計、繼電保護與防雷保護；繪制系統(tǒng)電氣主接線圖。根據(jù)給出的負荷情況及輸電距離確定網(wǎng)絡的電壓，再根據(jù)