電氣工程及其自動化畢業(yè)論文開題報告

時間：2024-08-29 02:07:21 開題報告我要投稿

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　　開題報告是學(xué)位論文的一個總體規(guī)劃和設(shè)計，是畢業(yè)生學(xué)位論文工作的重要環(huán)節(jié)，下面是小編搜集整理的電氣工程及其自動化畢業(yè)論文開題報告，供大家閱讀查看。

電氣工程及其自動化畢業(yè)論文開題報告

　　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

　　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(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：

　　文獻(xiàn) 綜述

　　一電力系統(tǒng)規(guī)劃

　　1. 電力系統(tǒng)概述

　　電力系統(tǒng)由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等)轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。[1] 電源點與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，故其生產(chǎn)、輸送、分配和消費都在同一時間內(nèi)完成，并在同一地域內(nèi)有機地組成一個整體，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(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(jìn)行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的電能。[2]

　　2. 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的重要性

　　電能是當(dāng)今社會應(yīng)用最廣泛的二次能源。國民經(jīng)濟(jì)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。電能供應(yīng)的中斷或減少將影響國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。“科技要發(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(jìn)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。[3]

　　3. 電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的任務(wù)

　　其任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國民經(jīng)濟(jì)和長期社會發(fā)展目標(biāo)、經(jīng)濟(jì)布局和能源資源開發(fā)與分布情況，宏觀分析電力市場需求，進(jìn)行煤、水、電、運和環(huán)境等綜合分析，提出電力可持續(xù)發(fā)展的基本原則和方向，電源的總體規(guī)模。設(shè)計電網(wǎng)布局、結(jié)構(gòu)和建設(shè)項目。對建設(shè)資金、電價水平、設(shè)備、燃料及運輸?shù)冗M(jìn)行測算和分析。[4]在該規(guī)劃設(shè)計中要選擇電力系統(tǒng)電源容量、地理接線圖、電氣主接線圖、選擇各種電氣設(shè)備等。

　　4. 基本設(shè)計內(nèi)容

　　(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：

　�、�.確定電力系統(tǒng)需要的發(fā)電設(shè)備容量。

　�、�.確定電力系統(tǒng)需要的備用容量。

　�、�.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：

　�、儇�(fù)荷及國民經(jīng)濟(jì)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)。

　�、谑鹿蕚溆茫喝∽畲筘�(fù)荷的10%與最大一臺單機容量的最大值。

　　③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。[5]

　　(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(jì)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。

　　(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(kuò)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。] [6]

　　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。[6]

　　(4).進(jìn)行短路計算

　　主要的計算步驟：1)繪制相應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)電廠，變電所的接線圖2)確定短路電流有關(guān)的運行方式3)計算各元件的正，負(fù)及零序阻抗(電抗)4)繪制相應(yīng)的短路電流計算阻抗圖5) 根據(jù)需要取不同的短路點進(jìn)行短路電流計算6) 列出短路電流、母線電壓計算結(jié)果表。[7]

　　(5).變電所高壓斷路器的選擇

　　電氣設(shè)備選擇原則為：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。其中選擇斷路器應(yīng)考慮七個方面——種類和型式、額定電壓、額定電流、額定開斷電流、額定關(guān)合電流、熱穩(wěn)定校驗、動穩(wěn)定校驗。

　　(6).進(jìn)行潮流計算

　　潮流計算主要計算最大負(fù)荷運行方式，最小負(fù)荷運行方式，及故障運行方式。包括計算各母線電壓高低和計算網(wǎng)絡(luò)中各元件通過的功率和產(chǎn)生的功率損耗。

　　(7).無功功率的平衡和電壓調(diào)整

　　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。[ 5 ]

　　(8).方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較

　　在進(jìn)行電氣主接線設(shè)計時，一般根據(jù)任務(wù)書的要求，綜合分析有關(guān)基礎(chǔ)資料，擬定若干種技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比較合理的主接線初步方案，然后對個方案進(jìn)行初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，淘汰不合理方案，再對較好方案詳細(xì)比較，最后確定方案。[6] 技術(shù)比較主要是對各方案的可靠性、靈活性進(jìn)行定性的對比分析。經(jīng)濟(jì)比較有靜態(tài)比較法和動態(tài)比較法兩種。

　　(9).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(jì)水平。

　　電網(wǎng)方面：電網(wǎng)的覆蓋范圍不斷擴(kuò)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。

　　二發(fā)電廠廠用電規(guī)劃設(shè)計

　　1. 廠用電規(guī)劃設(shè)計的需求

　　發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備選擇，直接關(guān)系到電廠的安全運行和設(shè)備的可靠，對它的要求主要有：1)保證廠用電源的可靠性，各機組的廠用系統(tǒng)應(yīng)該相對獨立，防止一臺機組廠用電母線故障，影響其他機組的正常運行;2)根據(jù)用電設(shè)備的要求，對廠用工作、啟動/備用電源，保安電源和交流不停電電源等容量必須可靠和充裕，限制事故波及范圍，迅速進(jìn)行事故處理;3)考慮全廠的擴(kuò)建和發(fā)展規(guī)劃，廠用主要設(shè)備布置合理，便于維護(hù)管理;4)調(diào)度靈活，檢修調(diào)試方便;5)設(shè)備選用合理、技術(shù)先進(jìn)。[8]

　　其設(shè)計內(nèi)容包括確定廠用電的電壓等級、廠用工作、備用電源及其引接式、廠用電接線

　　方式和廠用變壓器及電氣設(shè)備的選擇。

　　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(jì)運行等因素，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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。[9]

　　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。

　　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。

　　三電力系統(tǒng)繼電保護(hù)

　　1. 概述

　　電力系統(tǒng)運行過程的不確定性，使發(fā)生故障和出現(xiàn)不正常運行狀態(tài)在所難免，因此需要繼電保護(hù)來實現(xiàn)對一次系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)。其。繼電保護(hù)一詞泛指繼電保護(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)。電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)是：1. 自動、快速、有選擇性的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭受損壞，保證其他無故障元件部分迅速恢復(fù)正常運行。2. 反應(yīng)電力設(shè)備的不正常運行狀態(tài)，并依據(jù)運行維護(hù)條件，而動作于發(fā)出信號或跳閘。[10]

　　2.繼電保護(hù)的配置

　　線路保護(hù)的配置：階段式電流保護(hù)、距離保護(hù)、零序電流保護(hù)、縱聯(lián)保護(hù)，自動重合閘(ARD)。

　　發(fā)電機保護(hù)的配置：縱差保護(hù)、橫差保護(hù)、定子單相接地保護(hù)、發(fā)電機外部非相間短路保護(hù)、定子過負(fù)荷保護(hù)、定子繞組過電壓保護(hù)、勵磁回路一點接地和兩點接地保護(hù)、失磁保護(hù)。

　　變壓器保護(hù)的配置：瓦斯保護(hù)、縱差保護(hù)、相間短路的后備保護(hù)、接地短路的后備保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、過勵磁保護(hù)。

　　發(fā)電機—變壓器組保護(hù)的配置：大差動繼電保護(hù)。

　　四防雷保護(hù)規(guī)劃設(shè)計

　　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，必須采用有效地過電壓防護(hù)器具，實現(xiàn)防雷保護(hù)。避雷針或避雷線是防止直接雷過電壓的有效措施。發(fā)電廠、變電所的主要保護(hù)措施是裝設(shè)閥型避雷器以限制入侵雷電波的幅值，使設(shè)備上的過電壓不超過其沖擊耐壓值;在發(fā)電廠、變電所的進(jìn)線段上設(shè)置進(jìn)線保護(hù)段，以限制流經(jīng)避雷器的雷電流和限制入侵雷電波的陡度。此外，對直配電機還在電機母線上裝設(shè)電容器，限制入侵雷電波的陡度以保護(hù)電機匝間和中性點絕緣。[12 ]

　　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(hù)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。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(xiàn)

　　[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] 費翊群.電力系統(tǒng)規(guī)劃.北京：電力工業(yè)部干部學(xué)校，1981.

　　[5] 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.

　　[6] 許珉.發(fā)電廠電氣主系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社，2006.

　　[7] 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.

　　[8] 陳章潮.地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃與監(jiān)控.北京：水利水電出版社，1990.

　　[9] 陳躍.電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南(電力系統(tǒng)分冊).北京：中國水利水電出版社，2003.

　　[10] 張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù). 北京：中國電力出版社，2005.

　　[11] 王維儉.發(fā)電機變壓器繼電保護(hù)應(yīng)用.北京：中國電力出版社， 2004.