电力系统规划及发电厂设计开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 学 号： 专 业： 电气工程及其自动化 设计(论文)题目：电力系统规划及发电厂设计 指导教师： 2009年 03 月 12 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘 要：电力系统规划与发电厂设计包含电力系统规划、发电厂电气设计及继电保护与防雷保护分析三个部分。在规划的基础上，贯彻国家的各项方针政策制定出具体的方案，并论证其经济、安全、可靠和快速性，对此进行必要的计算。对远期和近期的关系发电、输电和变电工程的协调，使继电保护，防雷保护更好的保护电气设备，提高电气系统的稳定运行。继电保护的任务就是当大电力系统正常运行被破坏时，尽可能将其影响范围限制到最小，负荷停电时间减到最短。随着电力系统容量日益增大，范围越来越广，当发生系统故障时，研究故障元件被相应继电保护装置的动作切除后，系统将呈现何种工况，系统失去稳定时将出现何种特征，如何尽快恢复其正常运行，对电力系统正常运行有重要意义。关键字：电力系统规划；发电厂电气；系统接线；短路计算；潮流计算；无功功率平衡；继电保护内 容：在预测未来负荷发展水平的基础上制定电力系统扩展规划，以解决电力系统中发电机组和输配电网络在规划期内的发展和扩充问题。电力系统扩规划通常分为发电规划和电网规划两个阶段。发电规划主要解决发电厂的扩展，包括在已知厂址的条件下，确定电厂类型、容量、投入年限等。在发电规划的基础上制订电网规划，包括确定输电方式、电压等级、线路回路数和起止点等。一般可用线性规划等单目标的优化方法来制订电力系统扩展规划，即在满足负荷增长需求和电力系统可靠性、技术、能源、环境等约束条件下，使规划期内基建投资与运行费用的总和为最小。 1 电力电量平衡电力电量平衡法总结出其应用于水电系统短期调度的突出特点是原理简单、可较好地处理机组连续开停机问题,并可有效地减少优化计算工作量;同时还提出了该原理的数学计算方法及其在水电站群短期优化调度数学模型求解中的应用方法,为计算机软件系统的开发奠定了基础.这项计算如下：（1）电源的规划，包括进行负荷容量的计算，备用容量的计算，水电厂调峰容量，火电厂装机容量，发电机组检修安排等综合考虑进行规划。（2）合理安排水、火电厂的运行方式，计算系统需要的燃料的消耗量。2.电网设计电网设计要遵循电力系统“经济性、可靠性、灵活性”的原则，保证电力电量的供需平衡、合理安排机组发电、备用及检修的容量，考虑到电力系统的近、远期发展需要。电网设计包括： 在已知厂址的条件下，确定电厂类型、容量、投入年限等。在发电规划的基础上制订电网规划，包括确定输电方式、电压等级、线路回路数和起止点等。这些设计要以经济、可靠为前提。3短路电流计算3.1 短路电流计算的目的（1）电网接线和电厂、变电所电气主接线的比较与选择；（2）选择断路器等电气设备，或对这些设备提出技术要求；（3）为继电保护的设计以及调试提供依据，创造条件；（4）评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施；（5）分析计算送电线路对通讯设备的影响。3.2 短路电流计算的步骤（1）选定短路电流计算的年份、短路点；（2）绘制相应的电力系统接线图、等值网络；（3）确定与短路电流有关的运行方式；（4）计算电抗（正、负、零序）；（5）绘制相应的正、负、零序阻抗图；（6）按计算程序的要求填写输入数据； （7）计算机计算及计算结果的输出。 4潮流计算4.1 潮流计算的目的（1）在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平年的最大、最小方运行式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。（2）在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。（3）正常检修及特殊运行方式下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。（4）预想事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想运行方式调整方案。4.2 潮流计算的基本要求（1）不同类型的网络在各种运行方式下，网络各节点的电压水平均应符合有关规定。（2）网络中各线路的潮流分布不应有线路过载现象。4.3 常用的潮流计算潮流计算方法很多：高斯塞德尔法、牛顿拉夫逊法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯塞德尔法、牛顿拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。5无功功率平衡和调压计算电力系统的有功功率电源是集中在各类发电厂的发电机，无功功率电源除发电机外还有电容器、调相机和静止补偿器等，分散在各变电所，无功功率电源在设置后可以随时使用而不再有其他经常性消耗。系统中无功功率损耗远大于有功功率损耗。无功功率平衡和调压这一部分涉及到无功功率分布和电压调整两个问题，前者又可分为无功功率电源的最优分布和无功功率负荷的最优补偿两个部分，后者除个别调压措施外，还有几种调压措施的组合问题。6继电保护与防雷保护6.1 继电保护电力系统继电保护是由继电保护技术和由各种继电保护装置组成的继电保护系统，包括继电保护的设计原理、配置、整定、调试等技术，也包括有获取电量信息的电压、电流互感器二次回路，经过继电保护装置到断路跳闸线圈的一整套具体设备，如果需要利用通信手段传送信息，还包括通信设备。电力系统中的发电机、变压器、输电线路、母线以及用电设备，一旦发生故障，迅速而有选择地切除故障设备，既能保护电力设备免遭损坏，又能提高电力系统运行的稳定性，是保证电力系统及其设备安全运行最有效的方法之一。继电保护的基本要求：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到损坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反应电力设备的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号或跳闸。继电保护装置必须具备以下5项基本性能：（1）安全性。在不该动作时，不发生误动作。（2）可靠性。在该动作时，不发生拒动作。（3）快速性。能以最短时限将故障或异常消除。（4）选择性。在可能的最小区间切除故障，保证最大限度地向无故障部分继续供电。（5）灵敏性。反映故障的能力，通常以灵敏系数表示。选择继电保护方案时，除设置需满足以上5 项基本性能外，还应注意其经济性。即不仅考虑保护装置的投资和运行维护费，还必须考虑因装置不完善而发生拒动或误动对国民经济和社会生活造成的损失。6.2、厂用电设备布置基本原则 发电厂厂用配电装置的布置位置主要取决于机组的容量大小和机组的型式以及汽轮机、制粉设备、除氧设备的布置方式等。1） 厂用电设备的布置应符合电力生产工艺流程的要求，作到设备布局和空间利用合理。2） 喂发电厂（变电所）的安全运行的操作维护创造良好烦人工作环境，巡回检查道路畅通，设备的布置满足安全净距并符合防火、防爆、防冻、防潮和防尘等要求。3） 设备的检修和搬运应不影响运行设备的安全。4） 应考虑扩建的可能和扩建过度的方便。5） 应考虑设备的特点和安装施工条件。6） 应结合厂房的布局，尽量减少电缆的交叉和电缆用量，引线方便。盘位的排列应尽量有规律性或对应性。7） 在选择厂用设备的型式时，应结合厂用配电装置的布置特点，择优选择适用的产品。6.3 防雷保护运行中的电气设备，可能受到来自外部的雷电过电压的作用。必须采取有效的过电压防护器具，实现防雷保护。发电厂、变电所的直击雷过电压保护，可采用避雷针、避雷线、避雷带和钢筋焊接成网等，屋外配电装置，包括组合导线和母线廊道应装设直击雷保护装置。参考文献 1 水利电力部西北电力设计院. 电力工程电气设计手册. 北京: 水利电力出版社, 1982 2 曹绳敏. 电力系统课程设计及毕业设计参考资料. 北京: 水利电力出版社, 19933 电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册. 北京: 中国电力出版社, 19984 黄纯华. 发电厂电气部分课程设计参考资料. 北京:水利电力出版社, 19985 李瑞荣. 短路电流使用计算. 北京: 中国电力出版社, 20036 熊信银. 发电厂电气部分. 北京: 中国电力出版社, 20047 傅知兰. 电力系统电气设备选择与实用计算. 北京: 中国电力出版社, 20048 张保会, 尹项根. 电力系统继电保护. 北京: 中国电力出版社, 20059 韦钢. 电力系统分析基础. 北京: 中国电力出版社, 200610 陈衍. 电力系统稳态分析. 北京: 中国电力出版社, 200711 T.J.E.Miller. Reactive Power Control in Electric Systems. New York :John- Wiler&Sons,198212 关根泰次. 电力系统分析. 北京: 机械工业出版社, 198913 R.L.沙利文著，孙绍先译：电力系统规划，水利电力出版社,北京,1984。(R.L.Sullivan, Power System Planning, McGraw-Hill,Inc., New York,1977.) 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1. 电力系统的基本计算1.1 电力系统元件参数计算线路参数计算、变压器参数计算、其他元件参数计算、选取基准值进行各个元件参数的标幺值计算1.2 电力网潮流计算潮流计算主要包括简单开式电力网潮流计算，两端供电网潮流计算，环网潮流计算。也可以用高斯-赛德尔迭代法，牛顿拉夫逊法以及P-Q分解法计算。根据设计的接线方式从而确定那种潮流计算并且进行电力线路和变压器运行状况的分析。1.3 调压计算按照负荷曲线要求，调整电压。调压包括顺调压、逆调压、常调压。根据设计电压要求确定调压方式。改变发电机端电压调压，改变变压器变比调压，设置附加串联加压器，或通过切除电容器，改变调相机的励磁电流，设置静止补偿器来设置无功补偿实现调压。根据调压要求进行变压器分接头的选择。调整网络中的无功功率分布主要可以通过装设并联电容器，选择合适调相机以及设置串联加压器。1.4 短路计算绘制出电网等值电抗图，进行三相短路计算，包括三相周期分量计算，三相非周期分量计算，三相冲击电流和全电流计算并进行热效应计算。不对称短路电流计算部分，选择不同的短路方式（单相接地短路，两相短路，两相接地短路，三相短路）运用对称分量法确定序网，确定合成阻抗，通过正序定则计算正序短路电流。2系统的规划设计2.1 进行负荷分析，确定备用容量以及需要的装机容量确定用电负荷其次确定供电负荷再确定发电负荷。确定备用负荷：负荷备用、国民经济增长备用、事故备用和检修备用，以上备用不一定全部设置，基于后期分析得出配置的相应备用以及容量。2.2 选择电力系统的导线截面按照经济电流密度选择导体截面。 校验导体截面积。2.3 一次接入系统设计电力网接线方案选择；发电厂接入系统设计；选择各变电所及电厂的主变压器。3电气主接线设计3.1 发电厂和变电所主接线确定变电所35-220KV 侧的接线，在满足运行安全的条件下，采用断路器最少或无断路器的接线，系统短路容量较小的35-110KV不太重要的中、小型变电所，应优先考虑采用高压熔断器的接线。为了限制短路电流，一般采用变压器分列运行或在变压器回路装设电抗器等措施，而尽量少采用在出线上装设电抗器的接线。3.2 中性点接地装置的选择 发电机中性点接地方式及装置选择，厂用电系统中性点运行方式，分级绝缘变压器中性点的保护。4导体和电气设备的选择与设计发热计算；导体和电气设计载流量的确定；短路时发热校验；导体短路电动力计算及校验；电气设备的选择（选择变电所的高压断路器、隔离开关的选择、电流互感器的选择、电压互感器的选择、限流电抗器选择）5方案比较的技术经济指标6发电机继电保护配置与整定计算发电机是电力系统的核心，要保证发电机的安全、可靠运行，就必须针对其各种故障和异常工作情况，按照发电机容量及重要程度，装设完善的继电保护装置。主要包括：反应相间短路的纵联差动保护；反应定子绕组匝间