某小型水电站A电气一次部分设计_毕业设计开题报告

某小型水电站A电气一次部分设计_毕业设计开题报告本文简介：毕业设计(论文)开题报告题目:某小型水电站A电气一次部分设计院系名称：电气工程学院专业班级：电气F1105学生姓名：文绪超学号：201123911002指导教师：张孝远教师职称：讲师2015年3月16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

某小型水电站A电气一次部分设计_毕业设计开题报告本文内容：

毕业设计(论文)

开题报告

题

目:

某小型水电站A电气一次部分设计

院系名称：

电气工程学院

专业班级：

电气F1105

学生姓名：

文绪超

学

号：201123911002

指导教师：

张孝远

教师职称：

讲师

2015

年

3

月16

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专业审查后生效。

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（可从教务处网页上下载）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15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

7408—94《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“2006年11月20日”或“2006-11-30”。

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

2000~4000字左右的文献综述：

文

献

综

述

一、毕业设计课题来源

本人设计的课题是从学校提供的诸多课题中选择的，根据自己的兴趣及所学知识的基础选择了《小型水电站A电气一次部分设计》题目，指导老师是张孝远。

二、选题的目的和意义

随着我国经济不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在不断升级，国家急需电力事业的发展，为国民经济的进步提供保障。这样就摆出一个问题，我们是主要发展什么类型的电力能源？是火电、核电、水电还是其他类型的电能？

从我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于燃烧过程中污染大，同时在煤炭价格上涨的今天，火电的运营成本也较高，受锅炉和其他火电厂发电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%~50%左右。与之相比，水力发电的优势就很明显。

水电是清洁的电力能源，不排放有害气体、烟尘，没有核辐射污染。水能是可再生能源，水利发电效率高，一般水电站水能利用率高达80%左右。水电站的水库可以综合利用，除了用于发电外，还具有防洪、灌溉、航运、养殖、旅游等功能，发展水电行业有着巨大的社会经济效益。另外，我国是世界上水力资源最丰富的国家之一，全国水能资源的理论存储量为6.76亿千瓦，可开发的容量为3.78亿千瓦，可开发容量的年发电量高达1.92亿千瓦时，均居世界首位。

本课题的3×20MW水电站，按我国规定装机容量分类属于小型水电站。我国的小水电资源分布广泛，特别是广大农村地区和偏远山区，适合因地适宜开发利用，以发展地方经济，解决当地人民用电困难的问题，有很大的发展前景。正是基于水电的诸多优势和我国丰富的水力资源，为造福于偏远地区和山区的人民，国家正大力开发小水电资源。故本课题对对小水电站发展方面的研究就显示出了极为重要的意义。

三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势

要研究水电站无非就是研究水电站中最主要的几大部分的发展。所以将分开介绍水电站的电气主接线部分、高压输电部分和继电保护部分在国内外的研究发展情况。

随着我国经济的发展，电力系统和电力市场正发生深刻变化，水电工程中除了人们所认为的效益外，还有许多对行业、对社会的贡献也正逐渐显现。在水电厂中，电气主接线的作用是非常突出的。电气主接线没有设计好就会对电厂运行带来极大的安全隐患。目前，电气主接线的设计受很多的方面因素影响，既要考虑安全运行、经济指标、设备质量和能力、可靠性、灵活性、方便设备布置和运行维护，又要考虑对水电站接入系统的稳定、供电需求、调度方式、保护方案的适应和保证。所以，电气主接线设计是水电站核心设计内容，是电气设计的主体。根据我国电力发展及其他因素，对于以发电为主、在系统中作用一般、无对供电可靠性需求很高的直接负荷的水电站，在充分兼顾电站本体特点的同时，多从全局和电力系统与电力技术的发展而考虑，尽量简化其电气主接线的设计方案。

对于较大型的水电站，在系统中承担腰荷其电气主接线设计方案应首先考虑其供电的可靠性。这是由于，电厂的可靠性对系统整体的可靠性非常重要。供电要可靠，是保证经济建设正常运行、人们生活安定的基本条件之一。但这种可靠性要求是对整个系统而言，这当然要求系统中所有电站均须为此提供必要条件来保证其综合能力的适宜性。但不同的电站，在系统中承担的任务、重要程度等不尽相同。因此，对其主接线可靠性的要求亦不能完全一致，即有其相对性。目前我国大型水电站一般采用3/2接线形式。

由于水电站大多建在地理位置偏僻的地方，离负荷中心远，故为了降低输电过程中的损耗，水电站所发电都用高电压向外输出。而对于那些特大型的水电站就不得不用特高压来输电，所以特高压输电技术的发展为水电站降低输电损耗提供了保证。国外实践和国内研究经验表明，特高压交流输电技术可远距离、大容量输电，将特高压交流线路作为全国的电网主网架是很有必要的。世界上不少国家都研究了特高压交流输电技术，特别是美国、俄罗斯、日本等国家的大规模特高压输电研究，在理论研究、电气设备研制和实际应用等方面取得了许多成果。美国建立的特高压试验室和试验场系统地研究了可听噪声、无线电干扰等问题，取得了很多成果。目前，我国特高压交流输电线路的建设也正在逐步进行，取得了很好的效果。随着特高压技术的不断发展，在输电领域我国的电能损耗将大大减小，这势必将大大减少我国未来开发我国雅鲁藏布江等偏僻地区水电资源在输电过程中的损耗。

在我国已开发的水电站中有20%多的装机容量是小水电站。小水电资源丰富，为解决广大农村和偏远山区等大电网难以输送的地区用电起到了积极而有效的作用，代替了一部分燃煤电源，保护了环境。国家现在也正在加强建设大型水利工程，如三峡，溪洛渡，向家坝等。这些大型水利工程在电力系统中都有重要地位。所以水电站的供电可靠性要求非常高，除了电气主接线需要满足高可靠性外，其保护装置也需要非常完善。保护装置是电力系统中非常重要的一个环节。电力系统在运行过程中随时都可能发生故障和不正常运行状态，为了保证供电可靠性就必须要求保护装置迅速运作切除故障。所以保护装置是伴随着电力系统而产生的，并随着电力系统自身的发展而不断完善。早期的保护装置都是继电器型的。即保护由大量继电器与其附属设备连接起来，形成保护装置。这种保护由于连接了大量的继电器和附属设备使得动作时限较长，接线复杂不便于日常的维护检修，大大限制了保护的速动性和可靠性。为了提高电厂供电的持续性，保护装置有了迅猛发展。随着现代通信技术、电工技术、计算机技术的蓬勃发展和对可靠性要求的不断提高，近几年微机综合保护在水电站得到了广泛应用。微机保护与传统继电器保护和晶体管保护相比，改善了保护性能，提高了保护的可靠性，减少了维护工作量，同时由于微机综合保护可以测量并记录实时运行参数及一段时间内的历史运行参数，提供故障前后的参数及波形，发出各种保护动作的文字信息，与计算机连接后，使变配电自动化的实现更为简易。我国的继电保护从90年代开始进入了微机保护时代，起步虽然较晚，但发展很快。目前我国几乎所有的新建电厂都有微机保护装置，随着电力系统的高速发展和计算技术、通信技术的进步，微机保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外微机保护技术发展的趋势为：计算机化，网络化、保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。不断完善的微机保护一定会成为我国水电站和电力系统的稳定运行，持续供电有力的保障。

参考文献：

[1]

包晓晖.水电站电气主接线方案的多级模糊综合评判[J].水电站设计,2010,26(1).

[2]

徐绍春.水电站电气设备的选择条件研究[M].云南省迪庆州香格里拉县水利水电勘测设计所，迪庆674400.

[3]

李先彬.论自动准同期原理[J].电力系统及其自动化学报,1990,2(1).

[4]

刘湘涛,周继明.微机自动准同期并列装置[J].船电技术,1998(1).

[5]

郭权利,郑俊哲,许鉴.新型自动准同期装置设计[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2006,2(2).

[6]

展磊,阎观清,严永勤.水电站厂用电设计问题探讨[J].红水河,1998,17(2).

[7]

吕文杰.三相短路电流计算方法的探讨[J].四川电力技术,2005(5).

[8]

蔡允明,李小榕.中小型水电站电气主接线设计的若干问题[J].水电站设计,1995,11(4).

[9]

车仁飞,李仁俊,李玉忠.基于叠加原理的配电网短路电流计算[M].山东大学电气工程学院,2001.

[10]

史德嘉,鲁光德,朱建林.同步发电机的自动准同期控制系统[J].湘潭大学自然科学学报，2003,25(2).

[11]

熊信银.发电厂电气部分[M].北京:中国电力出版社，2004：28-210．

[12]

弋东方.电力工程电气设备手册[M].北京:中国电力出版社,2000:146-752．

[13]

吴倩,谢珍贵.发电厂及变电所电气设备[M].北京:中国水利水电出版社,2004：16-132．

[14]

张方庆，李敏，刘琦.工厂常用电气设备运行与维护[M].北京：中国电力出版社，2009：257.

[15]

刘学军，段慧达，辛涛.继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2012.4.

[16]

水利水电部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）[M].北京：中国电力出版社，1989.12.

[17]

崔领谦.水电站优化设计的几点思考[J].水科学与工程技术，2013（3）.

[18]

董卓识，连春星，姜鹏.水电站电气一次设计特点研究[J].科学创业家，2014（2）.

[19]

张羽进.中小型水电站电气设计的探讨[J].河南水利与南水北调，2012（12）.

[20]

肖什飞，汪辉宇.水力发电厂发电机与主变压器之间避雷器的配置方案研究[J].电子制作，2014（20）.

[21]

S.Shrnuel，Oren.

Design

of

Ancillary

Service

Market.

Proceeding

of

the

34th

Hawaii

International

Conference

on

System

Sciences,2001,5(6):11-19.

[22]

Tan

X,Lie

T

T.Application

of

the

shapely

value

on

transmission

cost

allo-

cation

in

the

competitive

power

market

environment

generation.Transmission

and

Di-

stribut-ion.IEEE

Proceedings，2002，49(1)：15~20.

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

一、本课题要研究的内容

本课题是水电站一次部分电气设计。设计内容重点在于发电厂电气主系统，同时也要求对厂用电设计、全厂继电保护的配置、全厂的防雷保护及同期系统等部分进行设计。部分设计应达工程设计要求。

1、电气主接线设计

主接线代表了电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是水电站电气设计的首要部分。列出2~3个可行性方案，论证选出最佳方案。

2、厂用电接线的设计

根据原始资料和本次水电站的设计要求以及电气主接线的接线方式和进行厂用电主接线方式的选择，设计备用方式以及接线方案。

3、短路电流计算

找出需要计算的短路点，为导体、电气设备和继电保护选择做准备。

4、导体及电气设备选择

根据设计手册选择主要电气设备及互感器、避雷器的配置。

5、继电保护的配置及整定计算设计

对全厂电气主系统各部分包括发电机、主变压器配置相应的继电保护装置及整定计算。通过计算选出最佳的发电机、主变压器电气设备的继电保护方案。

6、配电装置的设计

因地制宜的根据高压配电装置的设计要求，通过查询《电力工程设计手册》等相关设计及参考书籍比较选出最好的设计方案。

7、

全厂的防雷保护

根据当地的环境和水电站的实际情况，设计出切实可行的防雷保护与接地方案。

二

、采用的技术手段

1、进行设计前的基本准备工作

分析该设计的原始资料及设计要求，对所涉及专业课程，如《电力系统分析》、《发电厂电气部分》、《电力系统继电保护》、《高电压技术》等加以复习，初步找到需要的专业知识。学会AutoCAD等基本绘图软件，为绘制电气接线图做好准备。

2、原始资料分析

充分的把握该电站实际建设情况、负荷供电方式、该水电厂建成后在系统中的作用以及以后该地区水电厂开发的规划情况等，根据已给出的发电机容量、台数对负荷供电方式和供电回路数进行初步的规划。

3、进行电气主接线的初步设计

采用何种主接线形式，与电力系统原始资料包括工程的情况、电力系统情况、负荷情况、环境条件、设备制造情况等

、发电厂本身运行的可靠性、灵活性和经济性的要求密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定都有较大的影响。因此，主接线的设计必须根据电力系统、发电厂的具体情况，全面分析，正确处理好各方面的关系，通过技术经济比较，合理地选择主接线方案。

4、进行厂用电主接线的初步设计

厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟的新技术和新设备，使设计达到经济合理、技术先进，保证机组安全、经济的运行。其电压等级是根据发电机额定电压、厂用电动机的电压和厂用电供电网等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。

5、短路电流计算

依据电气主接线和厂用电电气主接线的设计情况，选出需要计算的短路点，绘制等值网络：选取基准功率和基准电压，略去网络中的元件的电阻、输电线路的电容和励磁支路；进行网络变换；

将转移电抗按各相应的等值发电机的容量进行归算，得到相应的计算电抗；查计算曲线得到各短路点在不同时刻的短路电流标么值，再转换为有名值。

6、电气设备的选择

根据短路电流计算值，以及建设水电厂所处的环境条件和交通运输情况，在设备选择上做出初步决定。正确的选择电气设备是使电气的主接线和配电装置达到安全、可靠、经济运行的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程的实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，选择合适的设备。电气设备要可靠的工作，必须按正常的工作条件进行选择，并按短路状态来进行热稳定和动稳定度校验。

7、继电保护设备的选择及配置

对发电机配备了纵联差动保护、复合电压启动的过电流保护、定子绕组单相接地保护、失磁保护、过电压保护和过电流保护；主变压器配备了纵联差动保护、瓦斯保护、复合电压启动的过电流保护及过负荷保护；通过整定计算和灵敏度校验确定二次继电器的动作电压或电流。

8、全厂的防雷保护及接地装置设计

对直击雷和感应雷分别设置相应的保护措施，直击雷进行避雷针的防护，对感应雷设置金属氧化物避雷器的防护，接地采用水平钢带与垂直钢管焊接成接地网。

毕业设计（论文）开题报告

指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：*年*月*日

系（教研室）审核意见：

负责人：*年*月*日