電力系統(tǒng)規(guī)劃及發(fā)電廠設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 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)電廠設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 2009年 03 月 12 日開題報(bào)告填寫要求1開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效；2開題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)

2、綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)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(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)gb/t 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 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 述摘 要：電力系統(tǒng)規(guī)劃與發(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。在規(guī)劃的基礎(chǔ)上，貫徹國家的各項(xiàng)方針政策制定出具體的方案，并論證其經(jīng)濟(jì)、安全、可靠和快速性，對此進(jìn)行必要的計(jì)算。對遠(yuǎn)期和

3、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)定運(yùn)行。繼電保護(hù)的任務(wù)就是當(dāng)大電力系統(tǒng)正常運(yùn)行被破壞時(shí)，盡可能將其影響范圍限制到最小，負(fù)荷停電時(shí)間減到最短。隨著電力系統(tǒng)容量日益增大，范圍越來越廣，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，研究故障元件被相應(yīng)繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作切除后，系統(tǒng)將呈現(xiàn)何種工況，系統(tǒng)失去穩(wěn)定時(shí)將出現(xiàn)何種特征，如何盡快恢復(fù)其正常運(yùn)行，對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行有重要意義。關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)規(guī)劃；發(fā)電廠電氣；系統(tǒng)接線；短路計(jì)算；潮流計(jì)算；無功功率平衡；繼電保護(hù)內(nèi) 容：在預(yù)測未來負(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)

4、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、線路回路數(shù)和起止點(diǎn)等。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)荷增長需求和電力系統(tǒng)可靠性、技術(shù)、能源、環(huán)境等約束條件下，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 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

5、優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型求解中的應(yīng)用方法,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）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。（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。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、線路回路數(shù)和起止點(diǎn)等。這些設(shè)計(jì)要以經(jīng)濟(jì)

6、、可靠為前提。3短路電流計(jì)算3.1 短路電流計(jì)算的目的（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)算送電線路對通訊設(shè)備的影響。3.2 短路電流計(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。 4潮流計(jì)算4.1

7、 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)度控制參考,并對規(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)行對靜態(tài)安全的影響分析及作出預(yù)想運(yùn)行方式調(diào)

8、整方案。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。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)算方法。5無功功率平衡和調(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)中無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗。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)

9、整兩個(gè)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(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。6繼電保護(hù)與防雷保護(hù)6.1 繼電保護(hù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是由繼電保護(hù)技術(shù)和由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)原理、配置、整定、調(diào)試等技術(shù)，也包括有獲取電量信息的電壓、電流互感器二次回路，經(jīng)過繼電保護(hù)裝置到斷路跳閘線圈的一整套具體設(shè)備，如果需要利用通信手段傳送信息，還包括通信設(shè)備。電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、母線以及用電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，迅速而有選擇地切除故障設(shè)備，既能保護(hù)電力設(shè)備免遭損壞，又能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，是保證電力系統(tǒng)及其

10、設(shè)備安全運(yùn)行最有效的方法之一。繼電保護(hù)的基本要求：（1）自動(dòng)、迅速、有選擇性地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到損壞，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行；（2）反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號或跳閘。繼電保護(hù)裝置必須具備以下5項(xiàng)基本性能：（1）安全性。在不該動(dòng)作時(shí)，不發(fā)生誤動(dòng)作。（2）可靠性。在該動(dòng)作時(shí)，不發(fā)生拒動(dòng)作。（3）快速性。能以最短時(shí)限將故障或異常消除。（4）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。（5）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(hù)方案時(shí)，除設(shè)置需滿足以上5 項(xiàng)基本性能外，還應(yīng)注

11、意其經(jīng)濟(jì)性。即不僅考慮保護(hù)裝置的投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，還必須考慮因裝置不完善而發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)對國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活造成的損失。6.2、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） 喂發(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。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

12、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。6.3 防雷保護(hù)運(yùn)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(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。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. 北京: 水利電力出版社, 1982 2 曹繩敏. 電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料. 北京

13、: 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. 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(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: 中國電力出版社, 20036 熊信銀. 發(fā)電廠電氣部分. 北京: 中國電力出版社, 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: 中國電力出版社, 20059 韋鋼. 電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ). 北京: 中國電力出版社, 200610 陳衍. 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析. 北京: 中

14、國電力出版社, 200711 t.j.e.miller. reactive power control in electric systems. new york :john- wiler&sons,198212 關(guān)根泰次. 電力系統(tǒng)分析. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 198913 r.l.沙利文著，孫紹先譯：電力系統(tǒng)規(guī)劃，水利電力出版社,北京,1984。(r.l.sullivan, power system planning, mcgraw-hill,inc., new york,1977.) 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）：1. 電力

15、系統(tǒng)的基本計(jì)算1.1 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、選取基準(zhǔn)值進(jìn)行各個(gè)元件參數(shù)的標(biāo)幺值計(jì)算1.2 電力網(wǎng)潮流計(jì)算潮流計(jì)算主要包括簡單開式電力網(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。1.3 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)置無功補(bǔ)償

16、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(jī)以及設(shè)置串聯(lián)加壓器。1.4 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。2系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)2.1 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。確定備用負(fù)荷：負(fù)荷備用、國民經(jīng)濟(jì)增長備用、事故備用和檢修

17、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。2.2 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 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。3電氣主接線設(shè)計(jì)3.1 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)電抗器等措施，而盡量少采用在出線上裝設(shè)電抗器的接線。3.2 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，分級絕緣變壓器中性點(diǎn)的保護(hù)。4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）5方案比較的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)6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