电力系统规划及发电厂设计论文.doc

毕业设计（论文） 电力系统规划及发电厂设计 燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：燕山大学继续教育学院 教研室： 学号学生姓名张宁专 业班 级电气工程及其自动化课题题 目电力系统规划及发电厂设计来 源自选题目主要内容 电力系统的出现，是电能得到了广泛的应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代。电力工业的迅速发展，对发电厂得综合自动化的要求越来越高，全面疾控，检测、控制发电厂的设备。集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统，对于安全高效生产十分重要。因此，发电厂的综合设计对于电力系统的整体规划至关重要。基本要求本文提出了发电厂、变电所设计中所要解决的基本问题，对发电厂主接线、断路器选择与短路电流计算等记性了详细论述，严格遵循发电厂电气部分的设计原则，主要介绍了发电厂、变电站电气一次部分设计的基本知识，包括设计原则、步骤和计算方法等。通过对电气主接线的设计和计算、厂用电的设计和计算、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置的设计，简要完成对所给系统的设计。并叙述了过去电力系统变电站的概况，引进了直流监控系统下的无人值班变电站，以提高电力系统的工作效率。参考资料【1】发电厂电气部分 第二版 范锡普主编 水利电力出版社 1995【2】电力系统工程基础熊银信、张步涵主编华中科技大学出版社 2000【3】杜文玉 500kV输电线路绝缘子的选择【J】 中国电力 1997【4】龚坚刚 长棒型绝缘子在超高压输电线路中的应用前景【J】浙江电力 2000【5】徐喜佑 500kV线路合成绝缘子折断原因分析【J】华东电力 1998【6】王永芳 电厂关键设备寿命在线监测系统研究【D】华北电力大学（河北）2005周 次14周58周912周1316周1718周应完成的内容选题阶段搜集材料，列出写作提纲论文具体写作阶段第一稿论文写作第二稿论文答辩阶段指导教师：教研室审批：说明：如计算机输入，表题黑体小三号字，内容五号字。本任务书一式三份，教务科、教师、学生各执一份。摘 要电力系统的出现，是电能得到了广泛的应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代。电力工业的迅速发展，对发电厂得综合自动化的要求越来越高，全面疾控，检测、控制发电厂的设备。集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统，对于安全高效生产十分重要。因此，发电厂的综合设计对于电力系统的整体规划至关重要。关键词电力系统规划 发电厂 变电所 发电厂主接线设计 短路计算 潮流计算 断路器目 录摘 要I第1章 绪论1第2章 电力系统规划22.1主接线的确定2 2.2实际中的原则.3 2.3潮流计算.4 2.4断路器选择与短路电流计算.5 2.5直流监控系统下的无人值班变电站.5结 论6参考文献7第1章 绪论电力系统的出现，是电能得到了广泛的应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代。电力工业的迅速发展，对发电厂得综合自动化的要求越来越高，全面疾控，检测、控制发电厂的设备。集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统，对于安全高效生产十分重要。因此，发电厂的综合设计对于电力系统的整体规划至关重要。 第2章 电力系统规划电力工业发展初期，电能是直接在用户附近的发电站（或称发电厂）中生产的，各发电站孤立运行。随着工农业生产和城市的发展，电能的需要量迅速增加，而热能资源（如煤田）和水能资源丰富的地区建立大型发电站，然后将嗲能远距离输送给电力用户，同时，为了提高供电可靠性以及资源利用的综合经济性，又把许多分散的各种形式的发电站，通过送电线路和变电所联系起来。这种由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即成为电力系统。发电厂、变电站的一次接线指的的是对用户供电的部分。其中，对外供电的部分称为主接线。为了发电厂、变电站的生产和工作人员的生活对内供电的部分称为厂（站）用电接线。2.1主接线的确定 发电厂和变电站的电气主接线图由各种电气元件如发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、线路等按照一定的要求和顺序连接起来，并用国家统一规定图形和文字符号表示的发、变、供电的线路同。电厂和变电站中的电气主接线主要作用：1.电气主接线图是电气运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，因此电气运行人员必须熟悉本厂（本所）电气主接线图，了解电路中各种电气设备的用途、性能及维护、检查项目和运行操作的步骤等。2.电气主接线表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。3.由于电能产生的特点是：发电、变电、输电和用电在同一时刻完成，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直接影响到工农业生产和人民生活。所以电气主接线拟定是一个综合性问题，必须满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进，经济合理，安全可靠。2.2主接线的设计依据 1.发电厂、变电站在电力系统中的地位和作用。 2.发电厂、变电站的分期和最终建设规模。 3.负荷大小和重要性。 4.系统备用容量大小。 5.系统专业对电气主接线提供的具体资料。2.3实际中应按以下原则：1.新机组效率较高，应保证安全满发。2.大中型电厂的电压等级不宜多于三级。3.电气参数：1）最小负荷与最大负荷之比，取0.6-0.7。2）按不同企业，确定负荷率或最大负荷利用小时数，用以计算电量或电能损耗，以便进行技术比较。3）35千伏以下负荷的同时率取0.85-0.9；对大型工矿企业则取0.9-1。4）综合负荷功率因数取为0.8；大型冶金企业取为0.95。5）线损平均取为0.05，有具体数值时，可采用实际值。2.4主接线设计的基本要求1.根据系统和拥护的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。 2.具有运行、维护的灵活性和方便性 3接线应在满足供电可靠性、灵活性要求的前提下做到经济性。 4.电气主接线具有将来发展和扩建的可能性。2.5接线方式 大型发电厂（总容量为1000MW及以上、单机容量为200MW及以上）一般距负荷较远，电能需要较高电压送，故宜采用简单可靠的单元接线方式。中型发电厂（总容量为200MW1000MW、安装的单机容量为50125MW）和小型发电厂（总容量在200MW以下，安装的单机容量一般不超过50MW），一般靠近负荷中心，常带有610kV电压级的近区负荷，。发电机电压超过19kV时，一般不设机压母线而以升高电压直接供电。对于6220kV电压配电装置的接线，一般分为母线类和无母线类两大类。对于330500kV超高压配电装置接线，首先要满足可靠性要求。常用接线有：35角形接线、一台半短路器接线、双母线多分段接线、变压器母线接线、环形母线多分段接线及1.33台短路器接线。火力发电厂中，除主厂房内的汽机、锅炉电动机外，还有大量的辅助系统，比较集中的系统包括输煤系统，除灰系统，化学水系统，水工系统等。发电厂备用电源自动投入装置有电磁型、集成电路型和微机型三种类型，以往工程设计中均有采用。2.6技术经济比较 1、根据任务书，原始资料和数据，就可初步拟出几个主接线方案。其中包括发电机，变压器，母线的连接方式及电压等级，出线回数，厂用电高压部分等。出线一般由系统设计单位提供，但需要研究配合。厂用电部分，如果在几个方案中是相同的，可不必列出，只需记入综合造价和年运行费中。2、结合系统接线图，对提出的几个方案，将重点部分进行断路电流计算，以选定主要断路器级母线设备等，并结合系统计算的要求，确定主变压器台数，容量和电压分接头。然后对这几个方案作概率略分析，即对负荷，供电能力，事故情况下的影响，检修维护，起停过程进行比较，并列出概算表。 再从技术经济两方面进行考虑去掉一些比较差的方案，保留2-3个比较好的方案，留作详细比较。在这过程中，初步提出的方案考虑面可以宽些，不要让较好的方案在第一次被漏掉。3、对较好的2-3个方案，进行详细计算分析，包括短路电流补充计算，选出主要设备，并计算全厂电气综合投资和运行费，进行技术经济比较。具体做法与确定变压器台数容量是相同，只不过范围更广些，这里不再重复。2.7可靠性计算1、可靠性本身在理论上是概率问题，应用在发、输电方面的概念有： 1）设备的可靠性2）发电厂供给电力的可靠性3）发电厂供给电量的可靠性2、供电线路的可靠性分析3、串联设备的可靠性计算4、并联设备的可靠性计算2.8潮流计算电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。运行中的电力系统，通过潮流计算可以预知,随着各种电源和负荷的变化以及网络结构的改变,网络所有母线的电压是否能保持在允许范围内，各种元件是否会出现过负荷而危及系统的安全，从而进一步研究和制订相应的安全措施。规划中的电力系统，通过潮流计算，可以检验所提出的网络规划方案能否满足各种运行方式的要求，以便制定出既满足未来供电负荷增长2.9断路器选择与短路电流计算断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器，用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是，在选用低压断路器时存在不少问题，其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流，但有的设计者却没有进行短路电流计算，所选短路器的极限短路分断能力不够，不能切断短路故障电流。要确定断路器安装处的短路电流，可按设计手册进行计算，但比较烦杂；也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流，比较简便。2.10直流监控系统下的无人值班变电站过去，电力系统的各个变电站都有人值守，可以对直流设备的运行状态进行定期检查，因而可以及时发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。目前， 电力系统推广无人值班变电站，虽然调度中心可以通过远动通道获取变电站运行情况的实时信息，但是对于直流部分只能得到少量的重要信息(包括：遥信量充电机交流电源故障，充电机故障，直流绝缘接地，直流电源电压异常；遥测量控母电压)。它不能反映直流系统运行的详细信息，特别是它不能发现系统刚刚开始出现异常运行的情况，直到长期的异常运行发展为故障时才上发调度，此时，事故已经扩大。如果能在异常现象刚出现时就及时发现并及时处理，就可以避免异常情况扩大。所以需要设备维护人员对其进行定期检查。此外，对直流设备运行的控制也是由维护人员进行现场操作的。变电站多，维护人员少，显然无法保证按期按量完成。在这种情况下，直流监控系统应运而生。它的主要作用就是把各变电站的直流设备信息上送到监控中心，供其查询，同时监控中心也可以向各站发送控制命令。这样，维护人员不但可以在监控中心对直流设备进行远方监控，还可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。所以，直流监控系统的建立，可以节省人力物力，提高工作效率。结 论本文提出了发电厂、变电所设计中所要解决的基本问题，对发电厂主接线、断路器选择与短路电流计算等进行了详细论述。本设计严格遵循发电厂电气部分的设计原则，主要介绍了发电厂、变电站电气一次部分设计的基本知识，包括设计原则、步骤和计算方法等。通过对电气主接线的设计和计算、厂用电的设计和计算、短路电流的计算、电气设备的选择和校验以及配电装置的设计，简要完成对所给系统的设计。并叙述了过去电力系统变电站的概况，引进了直流监控系统下的无人值班变电站，以提高电力系统的工作效率。根据任务书的要求，设计四个变电所及两个发电厂（一水一火）。根据任务书的要求及上述原则，首先确定装机容量，逐步进行计算分析，并借助计算机，确定最终方案。参考文献【1】发电厂电气部分，第二版，范锡普主编，水利电力出版社，1995年11月 【2】 电力系统工程基础，熊银信、张步涵主编，华中科技大学出版社、2004年【3】杜文玉.500 kV输电线路绝缘子的选择J.中国电力，1997，(4). 【4】龚坚刚.长棒型绝缘子在超高压输电线路中的应用前景J.浙江电力，2000，(5).【5】徐喜佑.500 kV线路合成绝缘子折断原因分析J.华东电力，1998，(12).【6】王永芳.电厂关键设备寿命在线监测系统研究D华北电力大学（河北） , 2005燕山大学毕业设计（论文）评审意见表指导教师评语：成绩： 指导教师签字： 年 月 日评阅人评语：成绩： 评阅人签字： 年 月 日燕山大学毕业设计（论文）答辩委员会评语表答辩委员会评语：总成绩： 答辩委员会主席签字： 年 月 日 个人简介姓 名：张宁此处粘贴本人2寸像片（或复印像片）性 别：男政治面貌：群众出生年月：1982.6.22班级系别：电气工程及其自动化 为了提高自己的业务水平和能力，我参加了2009年的成人高考，考取了燕山大学的电气工程及其自动化专业，于是开始了三年的学习。通过学习，本人各方面都有了较大的提高。本人有坚定的政治方向，热爱祖国，热爱人民，拥护中国共产党的领导，热爱神圣的教育事业。函授期间，我努力遵守学校的各项规章制度，培养自己的文学兴趣。尊敬师长，热爱自己的班级，与班级同学和睦相处，且关系融洽。班中事务主动参与，且乐此不疲。我相信：乐于助人是快乐之本。专业知识：电工电子，结构类学英语水平：一般计算机水平：一般社会实践：已工作8年曾任职：职工获奖情况：无毕业走向：保定市北星电子科技袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁