小论文

电力系统综合设计及发电厂电气部分设计小论文作者：栾慧杰学号：0901041831院系：电气工程学院专业：电气工程及其自动化题目：电力系统综合设计及发电厂电气部分设计指导者：初壮评阅者：2013年6月吉林电力系统综合设计及发电厂电气部分设计栾慧杰东北电力大学电气工程学院电气工程及其自动化专业0918班级2013届毕业生摘要：本次报告主要是电力系统规划及发电厂电气部分的设计。根据电能生产、输送和消费的特性，对电力系统的运行有三点基本要求：1.保证可靠持续供电；2.保证良好的电能质量；3.保证系统运行的经济性。整个设计的过程包括设计任务的分析，电力系统的规划与计算以及对对设计结果的分析与探讨。首先是电力系统的综合设计部分。第一步是电源规划，依据系统的负荷容量、备用容量和调峰容量，确定电厂的装机容量和台数。初步拟选电力网络接线，制定发电厂、变电所的主接线方式，并选择系统的主变压器，进而通过经济方案的比较，确定电力网络接线。然后，简化系统网络图，进行短路电流计算，根据计算结果，选择系统高压侧的断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器等电气设备。最后，计算系统在各种运行方式下的潮流分布并检测在各运行方式下电压是否满足要求，采取调压措施使系统运行在安全运行范围内。第二部分是发电场专题设计，主要内容有厂用电的接线方式和厂用变压器的选择、配电装置设计以及防雷接地规划。此外，还进行了继电保护设计，确保电力系统安全可靠的运行。关键词：电力系统主变压器短路电流厂用电防雷接地继电保护Abstract:Thereportisportionofthedesignofpowersystemplanningandpowerplantelectrical.Becauseofenergyproduction,transmissionandconsumption,itmakestheoperationofthepowersystemhasthefollowingthreebasicrequirements:1.toensurecontinuousandreliablepowersupply;2.ensuregoodquality;3.toensuresystemoperationeconomics.Thewholeprocessincludingthedesigntaskanalysis,powersystemplanningandcalculation,andtheresultsofdesignanalysisanddiscussion.Thefirstisthedesignpartoftheintegratedpowersystem.Thefirststepisthepowersupplyplanning,accordingtosystemloadcapacity,reservecapacity,andloadcapacity,determinetheplant'sinstalledcapacityandnumberofmachines.Initialelectricitynetworkconnectiontobeselectedtodeveloppowerplants,substationsandselectthemainwiringsystem,themaintransformer,andthenthroughthecomparisonoftheeconomicprogramtodeterminetheelectricitynetworkconnection.Then,thesimplifiednetworkdiagram,forshort-circuitcurrentcalculation,accordingtotheresults,selectthesystemhighsideofthecircuitbreaker,disconnectingswitches,currenttransformers,voltagetransformersandotherelectricalequipment.Finally,acomputersysteminvariousoperatingmodesofthepowerflowandthedetectionvoltageineachoperatingmodeistomeettherequirementsandtotakemeasurestomakethesystemoperationvoltageregulatorinasafeoperatingrange.Thesecondpartisthepowerplantprojectdesign,themaincontentofplantelectricalconnectionandplantselectionfortransformersanddistributionequipmentdesignandlightningprotectionandgroundingplan.Inaddition,thedesignfortherelay,toensuresafeandreliableoperationofpowersystem.Keywords:PowersystemMaintransformerShort-circuitcurrentAuxiliaryPowerLightningProtectionandGroundingRelayprotection引言电力系统规划及发电厂电气部分设计,是将本专业所学知识进行综合运用的过程，通过它来分析问题，解决实际问题。它是对所学过的知识进行一次全面总结的综合训练，同时为将来步入社会投入工作中奠定了一定的基础。方便清洁的电力是如今研究的一个重要课题，其发展和应用的程度，即一个国家的电气程度，成了衡量其国民经济发展水平和社会现代化水平高低的重要标志。这次设计是电力系统综合设计与发电厂电气部分专题设计的结合。它涉及到电力系统、发电厂电气部分、继电保护、高电压技术等各专业学科，是对我们专业理论知识的复习和巩固，也是基于工程研究探索的实践基础上的应用和延伸。通过这次毕业设计，会使我们对一些实际的工程问题有一定的理解。1电力系统综合设计1．1装机容量的确定1.1.1负荷之间的换算1.用电负荷:根据现有负荷情况，考虑变电所的负荷、厂用电、水电厂近区负荷、火厂直配线路上的负荷及和系统之间的功率转换。t1maxk(）近区负荷机压负荷PPPPPslniy其中tk是同时系数，本设计中取0.95。2.供电负荷：用电负荷加上输送该功率而产生的功率损耗。)1(1kPPyg其中1k为网损率，本设计中取为7%。3.发电负荷：指满足系统的供电负荷以及发电机直配负荷需求时需要发电机发出的功率，等于系统供电负荷加上厂用电负荷。)1(2kPPgf其中2k为厂用电率，本设计取为8%。4.负荷的增长：本毕业设计中认为水平年末比年初增长10%，而年中比年初下降3%。1.1.2备用容量1.负荷备用容量：常取最大发电负荷的2%~5%2.事故备用容量：通常为最大发电负荷的10%，但要小于系统中最大一台机组的容量。3.检修备用和国民经济备用：国民经济包括在负荷备用内。1.1.3火电厂机容量的确定1．调峰容量的确定：调峰主要由水电厂承担任务。冬季水厂枯水季节，不能满发，最多能发出调峰容量，由系统调峰图，即可确定其容量。2．装机容量的确定：事故备用负荷备用末总PPPPf）（近区负荷调火老总火新PPPPP水火装机PPP3．检修安排考虑季节性低落，以及火电，水电的检修周期作出检修安排。一般火厂机组在夏季洪水季节检修，水电厂在冬季枯水季节检修。1.2网络方案选择1.2.1压等级的选择某一特定电压等级选择主要取决于输电容量和输送距离两个因素。额定电压（kV）输送功率（MW）输送距离（km）220100-300100-3001.2.2导线型号的选择1.导线截面积的选择:按经济电流密度选择导线截面用的传输容量，应考虑线路投入运行后5到10年的发展，在计算中必须采用正常方式下经常重复出现的最高负荷。按经济电流密度进行导线截面积的选择，计算公式为：cos3maxNjUJPS（1）电压损失校验：要求正常运行方式为额定电压的10%，故障状态时为额定电压的15%。（2）发热校验：正常情况下，铝导线的最高工作温度为+70度。（3）电晕校验:在220ＫＶ不发生电晕相对应的最小截面积是240错误!未找到引用源。（3）机械强度校验：对架空线路，截面积不小于35错误!未找到引用源。可以不用进行机械强度校验。（4）负荷矩校验：因为对中长距离输电线路，其传输能力不决定于系统的稳定性，而决定于允许的电压损失与功率及能量的损耗。1.3发电厂和变电所的主接线设计1.3.1主接线原则电气主接线的设计要考虑可靠性，灵活性，经济性的原则。1.3.2发电厂主接线1.200MW机组电压为10.5KV，一般与变压器单元连接，本设计采用单元接线。2.双母分段原则：进出线12~16回路时，采用双母三分段；3.发电机装机不大，且在系统中备用容量允许时，采用扩大单元接线。4.有机压负荷时时，采用机压母线的接线方式。1.3.3变电所主接线设计主要依据变电所的进出线路数进行选择，对进出线条数多的采用单母或双母接线，对两进两出或三进两出的多采用多角形接线，一进一出时采用单元接线。1.4发电厂和变电所主变压器的选择1.4.1变压器台数的选择1.有机压母线时，为保证供电可靠性，接在机压母线处的变压器一般不少于两台。2．采用扩大单元接线时，两台发电机共用一个变压器。1.4.2变压器容量的确定1.单元接线的主变压器容量选择原则：按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度确定。火电厂：cos)(1.1厂用PPSfN水电厂：cos)4(1.1近区厂用发PPPSN采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组的变压器。2.具有发电机母线的主变压器（1）当发电机母线上负荷最小时，能将发电机母线上的剩余有功和无功容量送入系统：cos2min厂用机发PPPSN错误!未找到引用源。（2）当发电机机压母线上最大一台发电机停用时，能由系统倒送电以满足发电机机压母线最大负荷要求cosmax厂用机PPSN错误!未找到引用源。（3）当发机压母线上接有两台及以上主变时，如果其中一台停运，其他变压器在允许正常过负荷的范围内应能输送机压母线剩余功率的70%cos%(70minmin）机发PPPSN1.5方案的技术经济比较1.5.1建设投资线路投资:根据选线结果和导线的造价，计算两方案的造价。断路器投资：因为两系统接线方式不同，故断路器的个数也不同。总的建设费用除包含变压器，线路，断路器等主体设备外，还有一些不可预见的附加费用。)1001(0II1.5.2线路运行费用线路运行费用根据线路输送容量计算。计算式如下：cWImax'cosmaxmaxmaxmaxmaxTPPW通过投资和运行费用的比较，可最终确定系统网络图。1.6短路电流计算短路电流计算1.短路计算的原则：在工程设计中，短路电流计算均采用实用计算方法。2.用计算曲线求三相短路电流步骤（1）绘制等值电路（2）计算短路点到每个电源的转移电抗（3）计算短路点到每个电源的计算电抗，其中系统不需要进行计算。（4）查运算曲线短路点到每个电源0S,2S,4S时的短路电流（5）计算短路点0S,2S,4S时的短路电流，并折成有名值。1.7电气设备选择1.7.1电气设备选择的一般条件电气设备要可靠的工作，按正常条件进行选择，按短路条件来校验动稳定和热稳定。1.额定电压NSNUU;2.额定电流maxIIN3.热稳定校验KtQtI24.动稳定校验shesII1.7.2断路器和隔离开关的选择断路器和隔离开关按照以上原则进行选择。1.8潮流计算和调压1.8.1各种运行方式下的负荷计算1．冬季最大运行方式，此时水厂只向系统输送调峰容量。