開題報告-電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名： 胡建 學(xué) 號：201201041912 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 設(shè)計(論文)題目：電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計 指導(dǎo)教師： 楊悅 2016年 3月 2 日畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)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)概述電力系統(tǒng)規(guī)劃及電廠設(shè)計包含電力系統(tǒng)規(guī)劃、發(fā)電廠電氣設(shè)計及繼電保護與防雷保護分析三個部分。在規(guī)劃的基礎(chǔ)上，貫徹國家的各項方針政策指定出具體的方案，并論證其經(jīng)濟，安全，可靠和快速性，對此機型必要的計算。對遠(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，防雷保護更好的保護電氣設(shè)備，提高電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 根據(jù)國家的各項方針政策制定出具體方案，并論證其經(jīng)濟、安全、可靠和快速性，對此進行必要的計算。對遠(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、防雷保護更好的保護電氣設(shè)備，提高電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定。于是，電力系統(tǒng)需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，確保產(chǎn)生安全、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)的電能。電力系統(tǒng)規(guī)劃是搞好電力建設(shè)的一項戰(zhàn)略性工作，隨著電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人民生活水平的提高的發(fā)展，電力系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃設(shè)計被更深關(guān)注所研究，估算未來電力系統(tǒng)發(fā)展所需求的資金和各類燃料數(shù)量；提出電力工業(yè)發(fā)展所需超前研究的科研課題和建設(shè)方針、設(shè)計等任務(wù)是非常必要的。電能是當(dāng)今社會應(yīng)用最廣泛的二次能源。國民經(jīng)濟的建設(shè)與發(fā)展，人民物質(zhì)文化生活的保障與提高，都離不開電能。電能的供應(yīng)的中斷或減少將影響國民經(jīng)濟的各個部門?！翱萍家l(fā)展，電力要先行,因此，做好電力工程建設(shè)的前期工作，落實發(fā)、送、變電本體工程的建設(shè)條件，協(xié)調(diào)其建設(shè)進度，優(yōu)化其設(shè)計方案，最大限度地節(jié)約國家基建投資，意義尤為重大。而電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)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(shè)計的總體規(guī)劃，是具體建設(shè)項目的方針和原則，是一項具有戰(zhàn)略意義的工作。2電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計任務(wù)2.1電力電量平衡電力電量平衡是電力電量與需求之間的平衡。主要分析研究以下幾個問題：a確定電力系統(tǒng)需要的發(fā)電設(shè)備容量。b確定電力系統(tǒng)需要的備用容量。c確定電力系統(tǒng)需要的調(diào)峰容量，使之能滿足設(shè)計年不同季節(jié)的系統(tǒng)調(diào)峰需要。其中備用容量的考慮：a負(fù)荷及國民經(jīng)濟備用：一般取最大負(fù)荷的2%5%，低值適用于大系統(tǒng)，高值適用于小系統(tǒng)。b事故備用：取最大負(fù)荷的10%與最大一臺單機容量的最大值。c檢修備用：火電廠夏季檢修，一年一次，每臺機組檢修時間為一個月，水電廠冬季檢修，兩年一次。2.2電氣主接線的選擇電氣主接線是由電氣一次設(shè)備按電力生產(chǎn)的順序和功能要求連接而成的接受和分配電能的線路，是發(fā)電廠、變電所電氣部分的主體，也是電網(wǎng)的重要組成部分。電氣主接線設(shè)計的基本要求是可靠性、靈活性、經(jīng)濟性。電氣主接線的基本接線形式一般包括單母線接線、單母線分段接線、單母分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙母分段接線、雙母線帶旁路母線接線、一臺半斷路器接線、變壓器母線組接線、橋型接線、多角型接線、單元接線。針對不同情況采用不同接線。2.3發(fā)電廠及變電所主變壓器的選擇發(fā)電廠變壓器臺數(shù)選擇：當(dāng)有發(fā)電機電壓直配線時，按在機壓母線上的主變一般不少于兩臺選擇；大容量的發(fā)電機一般采用單元接線。變電所變壓器臺數(shù)的選擇：變電所一般裝設(shè)兩臺主變壓器。發(fā)電廠主變壓器容量的選擇：采用單元接線的主變?nèi)萘繎?yīng)與發(fā)電機容量配套，按發(fā)電機的額定容量扣除本機組的廠用負(fù)荷后，留10%的欲度選擇。對于擴大單元接線的變壓器容量應(yīng)按單元接線選擇原則計算出的兩臺機容量之和選擇；接于發(fā)電機電壓母線上的主變?nèi)萘窟x擇應(yīng)取以下三種結(jié)果的最大值：發(fā)電機出力最大，而發(fā)電機電壓母線上的負(fù)荷最小時，扣除廠用負(fù)荷后，主變將剩余的功率送入系統(tǒng)；發(fā)電機電壓母線上的最大一臺機停機或因故限制出力，主變應(yīng)能從系統(tǒng)倒送功率來滿足負(fù)荷和廠用電；若發(fā)電機電壓母線上接有兩臺或兩臺以上主變時，其中最大一臺主變退出運行，應(yīng)保證70%以上功率送出。變電所主變壓器容量的選擇：所選擇的幾臺主變的容量和應(yīng)該大于等于變電所的最大綜合計算負(fù)荷；裝有兩臺及以上主變的變電所中當(dāng)其中一臺主變停運時，其余主變的容量一般應(yīng)滿足60%（220kv及以上電壓等級的變電所應(yīng)滿足70%）的全部最大綜合計算負(fù)荷，以及滿足全部I類負(fù)荷和大部分II類負(fù)荷。2.4進行短路計算 （1）短路電流計算短路電流計算的目的:電網(wǎng)接線和電廠、變電所電氣主接線的比較與選擇；選擇斷路器等電氣設(shè)備，或?qū)@些設(shè)備提出技術(shù)要求；為繼電保護的設(shè)計以及調(diào)試提供依據(jù)，創(chuàng)造條件；評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施；分析計算送電線路對通訊設(shè)備的影響。（2）短路電流計算的步驟選定短路電流計算的年份、短路點；繪制相應(yīng)的電力系統(tǒng)接線圖、等值網(wǎng)絡(luò)；確定與短路電流有關(guān)的運行方式；計算電抗（正、負(fù)、零序）；繪制相應(yīng)的正、負(fù)、零序阻抗圖；按計算程序的要求填寫輸入數(shù)據(jù)； 計算機計算及計算結(jié)果的輸出。 2.5潮流計算（1）潮流計算的目的在電網(wǎng)規(guī)劃階段,通過潮流計算,合理規(guī)劃電源容量及接入點,合理規(guī)劃網(wǎng)架,選擇無功補償方案,滿足規(guī)劃水平年的最大、最小方運行式下潮流交換控制、調(diào)峰、調(diào)相、調(diào)壓的要求。在編制年運行方式時,在預(yù)計負(fù)荷增長及新設(shè)備投運基礎(chǔ)上,選擇典型方式進行潮流計算,發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中薄弱環(huán)節(jié),供調(diào)度員日常調(diào)度控制參考,并對規(guī)劃、基建部門提出改進網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加快基建進度的建議。正常檢修及特殊運行方式下的潮流計算,用于日運行方式的編制,指導(dǎo)發(fā)電廠開機方式,有功、無功調(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。預(yù)想事故、設(shè)備退出運行對靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想運行方式調(diào)整方案。潮流計算的基本要求：不同類型的網(wǎng)絡(luò)在各種運行方式下，網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的電壓水平均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。網(wǎng)絡(luò)中各線路的潮流分布不應(yīng)有線路過載現(xiàn)象。（2）常用的潮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。2.6無功功率平衡和調(diào)壓計算電力系統(tǒng)中的無功功率電源有發(fā)電機、電容器和調(diào)相機、靜止調(diào)相機和靜止補償器、并聯(lián)電抗器等。電力系統(tǒng)正常運行除保證有功功率平衡外，也必須保證無功功率的平衡。系統(tǒng)中無功功率的平衡就是要使無功電源所提供的無功功率與負(fù)荷消費的無功功率和無功功率損耗之和平衡。電力系統(tǒng)調(diào)壓方式有：順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常調(diào)壓。調(diào)壓手段有：借改變發(fā)電機端電壓調(diào)壓、借改變變壓器變比調(diào)壓、借補償設(shè)備調(diào)壓和組合調(diào)壓等。2.7電力系統(tǒng)的發(fā)展能源方面：優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，加強電網(wǎng)建設(shè)。水電、核電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源及新能源必將成為優(yōu)先發(fā)展的對象，煤電則立足于優(yōu)化結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源，重視環(huán)保，提高技術(shù)經(jīng)濟水平。電網(wǎng)方面：電網(wǎng)的覆蓋范圍不斷擴大，電網(wǎng)的運行管理要求愈來愈嚴(yán)，電網(wǎng)的自動化水平愈來愈高，以計算機及通信技術(shù)為核心的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將成為電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢。3發(fā)電廠廠用電規(guī)劃設(shè)計及防雷保護3.1廠用電規(guī)劃設(shè)計的需求發(fā)電廠廠用配電裝置的布置位置主要取決于機組的容量大小和機組的型式以及汽輪機、制粉設(shè)備、除氧設(shè)備的布置方式等。（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。（2）為發(fā)電廠（變電所）的安全運行的操作維護創(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。（3）設(shè)備的檢修和搬運應(yīng)不影響運行設(shè)備的安全。（4）應(yīng)考慮擴建的可能和擴建過度的方便。（5）應(yīng)考慮設(shè)備的特點和安裝施工條件。（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，應(yīng)結(jié)合廠用配電裝置的布置特點，擇優(yōu)選擇適用的產(chǎn)品7。3.2廠用電電壓等級的確定廠用電的電壓等級是根據(jù)發(fā)電機的額定電壓、廠用電動機的額定電壓和廠用電網(wǎng)絡(luò)的可靠、經(jīng)濟運行等因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟綜合比較后確定的。低壓廠用電壓常采用380/220V，高壓廠用電壓有3、6和10kV等。3.3廠用電接線的選擇發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接地通常采用單母線分段接線形式，將高壓廠用母線接在同一段母線上?；痣姀S高壓廠用母線一般采用“按爐分段”的接線原則，對于400t/h及以上的大型鍋爐，每臺鍋爐設(shè)兩段高壓廠用母線。3.4廠用變壓器的選擇廠用變壓器選擇時應(yīng)先計算其廠用負(fù)荷，來選用廠用高壓工作變壓器和啟動備用變壓器。其選擇內(nèi)容包括變壓器的臺數(shù)、型式、額定電壓、額定容量和短路阻抗9。3.5防雷保護運行中的電氣設(shè)備，可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器具，實現(xiàn)防雷保護。發(fā)電廠、變電所的直擊雷過電壓保護，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)直擊雷保護裝置。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10。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。參考文獻1袁小華 電力工程. 北京:中國電力出版社,2007.2楊淑英 電力系統(tǒng)概論. 北京:中國電力出版社,2003.3程浩忠 電力系統(tǒng)規(guī)劃. 北京:中國電力出版社,2008.4陳珩 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析(第三版).北京:中國電力出版社,2007.5許珉 發(fā)電廠電氣主系統(tǒng). 北京:機械工業(yè)出版社,2006.6傅知蘭 電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實用計算.北京:中國電力出版社,2004.7紀(jì)雯 電氣系統(tǒng)設(shè)計手冊. 北京:中國電力出版社,2005.8 王維儉 發(fā)電機變壓器繼電保護應(yīng)用.北京:中國電力出版社,2004.9沈其工 高電壓技術(shù)（第四版）. 北京:中國電力出版社,2012.畢 業(yè) 設(shè) 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）：本次設(shè)計的題目是電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠電氣部分設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計的是通過學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的方法，然后再根據(jù)具體方向，擬定設(shè)計思路即：電源規(guī)劃確定接線方案確定主接線確定主變短路、潮流計算廠用電設(shè)計繼保、防雷規(guī)劃書寫論文并繪制圖紙。查閱文獻，搜集資料，調(diào)查研究，綜合分析，設(shè)計制圖和編寫說明等多方面的訓(xùn)練，鞏固和提高以往學(xué)習(xí)的理論和知識，從而獲得綜合應(yīng)用各種知識解決實際問題的鍛煉，提高理論聯(lián)系實際的能力。1畢業(yè)設(shè)計基本設(shè)計思路1.1給據(jù)給定的負(fù)荷容量等進行電源規(guī)劃計算1.2通過電廠裝機容量等數(shù)值確定接線方案1.3確定主接線1.4選擇系統(tǒng)的主變壓器1.5確定電力接線后進行短路計算、潮流計算1.6通過計算結(jié)果進行廠用電規(guī)劃設(shè)計1.7計算系統(tǒng)各方面是否滿足要求，進行繼電保護規(guī)劃、防雷規(guī)劃1.8最后根據(jù)以上計算結(jié)果繪制圖紙撰寫畢業(yè)設(shè)計論文2電力系統(tǒng)的基本計算2.1電力系統(tǒng)元件參數(shù)計算線路參數(shù)計算、變壓器參數(shù)計算、其他元件參數(shù)計算、選取基準(zhǔn)值進行各個元件參數(shù)的標(biāo)幺值計算2.2電力網(wǎng)潮流計算潮流計算主要包括簡單開式電力網(wǎng)潮流計算，兩端供電網(wǎng)潮流計算，環(huán)網(wǎng)潮流計算。也可以用高斯-賽德爾迭代法，牛頓拉夫遜法以及P-Q分解法計算。根據(jù)設(shè)計的接線方式從而確定那種潮流計算并且進行電力線路和變壓器運行狀況的分析。2.3調(diào)壓計算按照負(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)計電壓要求確定調(diào)壓方式。改變發(fā)電機端電壓調(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)相機的勵磁電流，設(shè)置靜止補償器來設(shè)置無功補償實現(xiàn)調(diào)壓。根據(jù)調(diào)壓要求進行變壓器分接頭的選擇。調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布主要可以通過裝設(shè)并聯(lián)電容器，選擇合適調(diào)相機以及設(shè)置串聯(lián)加壓器。2.4短路計算繪制出電網(wǎng)等值電抗圖，進行三相短路計算，包括三相周期分量計算，三相非周期分量計算，三相沖擊電流和全電流計算并進行熱效應(yīng)計算。不對稱短路電流計算部分，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）運用對稱分量法確定序網(wǎng)，確定合成阻抗，通過正序定則計算正序短路電流。其中專題設(shè)計內(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。3系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計3.1進行負(fù)荷分析，確定備用容量以及需要的裝機容量確定用電負(fù)荷其次確定供電負(fù)荷再確定發(fā)電負(fù)荷。確定備用負(fù)荷：負(fù)荷備用、國民經(jīng)濟增長備用、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。3.2選擇電力系統(tǒng)的導(dǎo)線截面按照經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)體截面。 校驗導(dǎo)體截面積。3.2一次接入系統(tǒng)設(shè)計電力網(wǎng)接線方案選擇；發(fā)電廠接入系統(tǒng)設(shè)計；選擇各變電所及電廠的主變壓器。4電氣主接線設(shè)計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，在滿足運行安全的條件下，采用斷路器最少或無斷路器的接線，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行或在變壓器回路裝設(shè)電抗器等措施，而