2022年毕业设计开题分析方案刘武松.docx

CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY开 题报 告论文题目： 电力网规划设计及降损措施的分析同学姓名： 刘吾松学院名称： 电气与信息学院专业名称： 电气工程及其自动化班级名称： 电气 1043学号： 1004411325指导老师： 高嬿老师职称 : 教授学历： 高校本科2021 年 3月 7日17 / 16开 题 报 告一、选题依据1. 设计目的及意义电力工业是国民经济进展的基础工业；电网是电力工业进展的一个重要环节，一个良好的电网结构能便利地实现电的供需平稳，更好地使电源结构优化；良好的规划方案是良好的电网结构的基础，它应能保证系统在安全稳固的方式下运行，并且在此前提下获得最良好的经济效益和社会效益；良好的规划方案是电力工程前期工作的重要组成部分，它是关于本体工程的总体规划，是具体建设工程实施的方针和原就，是工程建设的关键环节；做好规划设计工作对工程建设的工期质量、投资费用和建成投产后的运行安全牢靠性和生产的综合经济效益，起着打算性的作用；电网规划依据时间分类，可以分为短期规划、中期规划和长期规划；另外仍可以依据不同专业进行分类，比如通信规划、营销规划和煤矿电源规划等各种专项规划；短期规划分为 1-5 年，规划的内容比较具体认真，可直接用来指导建设；一般的电网 5 年规划与国民经济 5 年规划的时间同步；如，十一五规划、十二五规划等；中期规划一般为 510 年；长期规划就需要考虑比输变电工程建设周期更长的进展情形，一般规划6-30 年；长期电网规划需要列举各种可能的情形、估量各种不确定因素的影响等；长期规划的方案并不肯定在建设中原封不动的实施；由于客观条件或环境的转变，规划方案也将不断变化；电力系统规划、设计及运行的根本任务是，在国民经济进展方案的统筹支配下，合理开发、利用动力资源，用较少的投资和运行成本，来满意国民经济各部门及人民生活不断增长的需要，供应充分、牢靠和质量合格的电能；电力系统在发、供、用电过程中，其自身损耗是相当大的；每年全国电力系统的总损耗高达 3000 3700 亿 kWh，这相当于一个较大电力系统的发电量；庞大的电能损耗不 仅造成电力企业生产效益低下在能源紧缺的今日，更是使得我国的能源形势愈加严肃；因此挖掘节电潜力，实施电网经济调度降低电力系 统 的 损 耗 ， 提 高 供 电 的 经 济 效 益 具 有 显 著 的 必 要 性 和 紧 迫 性 ；合理支配电网调度作为降低网损的一种技术措施，对于降低已建成电网的功率损耗具有重要意义；本次毕业设计是在完成本专业 <电气工程及其自动化）本科段全部基础课程及专业课基础上进行的；通过本次毕业设计应达到以下目的：1> 通过本次设计明白新理论、新技术和新设备在电力系统中的应用； 2> 熟识电力系统规划设计的基本程序和步骤，把握各种运行方式下电力网的潮流分布和故障分析，培育解决实际工程问题的才能；3> 将所学的专业学问应用于实践，提高查阅资料和分析问题的才能，为今后到电力系统工作打下坚实的基础；2. 设计拟解决的工程实际问题本设计为电力网规划设计及降损措施的分析，拟解决的问题有电力系统有功平稳的校验及火厂装机容量的确定；电力系统网络方案初选；选定系统正确接线方案；确定变电所及发电厂电气主接线；挑选发电厂的主变压器；短路电流运算及高压断路器、隔离开关的挑选；对正确方案进行最终潮流、电压运算 <最大负荷，最小负荷）；系统无功平稳及调压运算；降损措施的分析；3. 设计拟应用的现场资料综述发电厂及变电所地理位置图 <km）：变电所负荷资料变 电所工程#1#2#3#4功率因数35260.850.850.850.85Tmax h>5000490050005200二 次 侧 电 压10106610最大负荷 <MW）最小负荷 <MW）重要负荷 <MW）756043362201501209010070<kV）调压要求顺顺顺顺发电厂资料火电厂：机压负荷： 20MW水电厂： 3*TS900/135-56<45MW），近区负荷： 25 MW保证出力： 50MW开 题 报 告4. 设计拟应用的文献综述电网是实现电力发、变、送、配、用各环节的载体和物质基础，科学合理的电网规划可指导电网建设，对合理支配电网建设工程、建设时机、资金投入，满意国民经济对电力需求，保证今后电网安全、稳固、经济运行，猎取最大的经济效益和社会效益均具有非常重要的意义；可见，为提高电网规划的质量，编制出合理性、前瞻性、可行性均为抱负的电网规划时相当的重要；1981 年由水利电力部西北电力设计院和水利电力部东北电力设计院编写， 上海科学技术出版社出版的电力工程设计手册介绍了发电厂、变电所使用的各种电器设备的生产动态、技术数据、形状和安装尺寸，包括电机，电力变压 器、消弧线圈及电抗器，电压互感器与电流互感器，高压断路器及其操动机构， 隔离开关及其操动机构，负荷开关与高压熔断器，避雷器与电力电容器，等等；可供从事发变电工程电气设计、运行、安装、制造人员和电力专业师生参考；1998 年由电力工业部电力规划设计总院编写，中国电力出版社出版的电力系统设计手册系统地介绍了电力系统规划设计的内容和方法，主要内容有；电力负荷猜测与分析；电力电量平稳；火力发电厂和核电厂的厂址挑选；变电所的所址挑选和送电线路的路径挑选；电源规划；网络方案设计；无功补偿；发、输、变电设备的数学模型及网络参数的运算；潮流运算；短路电流运算；系统稳固运算；内过电压和潜供电流运算，等等；书中仍给出了设计常用的技术方法， 运算公式、数据资料、图表曲线可供查用；1998 年由戈东方主编北京 - 中国电力出版社出版的电力工程电气设计手册- 电气一次部分具体介绍的各种电气的型号结构及技术参数，为本次的设计的设备挑选与校验供应了有效地帮忙；1991 年由能源部西北电力设计院编写，水利电力出版社出版的电力工程电气设计手册 - 电气二次部分介绍了电气二次专业、厂用二次专业、系统二次专业及小型机组的电气部分设计内容，为本次的设计的设备挑选与校验供应了有效地帮忙；5. 设计相关技术的国内外现状作为我国基础产业的电网事业是国民经济的重要构成部分；随着社会的进步，电网事业也得到了很大程度的进步；随着我国电力工业的进展和电网事业的进步，电网也日益便利了我们的生活，提高了我国居民的生活质量；我们对于电力的涉及 , 需要对于资源进行合理的使用，需要对于城市电网进行科学的规划， 最终实现城市电网安全、平稳、健康、合理的进展, 使得电网整体的供电水平得到最大限度提高，进而更好的为便利居民生活和经济进展做奉献；目前使得电网更好的满意经济高速进展的供电要求, 同时使其将对供电保证和电网运行的打算和指导作用更好的发挥出来就是城市电网规划设计的主要目标；城市电网规划设计的长远目标应当基于城市建设规划设计, 进而制定出科学合理的规划设计指标 , 实现城市电网规划设计和城市环境相和谐, 使得整个电网处于安全、稳固、牢靠、经济以及环保的运行状态中, 不断提高电网的供电才能 , 使其更好的满意城市不断进展的用电需求；想要实现对城市电网规划设计的长远目标, 就需要依据城市的进展情形 , 做好长远的规划和设计 , 随着城市进展要依据实际情形作必要的调整和修改 , 已完成最优的设计 , 为电网的安全牢靠运行供应有力的保证；目前应用较多的电网建设模式为典型设计模式和通用设计模式；典型设计方案主要包括初步设计阶段的变电站典型设计方案、配电站典型设计方案、线路典型设计方案等；通用设计方案就主要包括变电站、配电站、线路等组成模块的施工设计；近年来提出并得到推广应用的供电模式是规划设计阶段的典型设计模式；本文供电模式为界定了电网结构、供电单元和电网装备等供电系统主要组成要素的电网规划设计方案，深度介于电网规划与初步设计之间，属于典型设计范畴；供电模式以电网规划理论、规程规范为支撑，在电压等级匹配、供电半径优化、电网布局优化等基础上，对电网结构、供电单元和电网装备等供电系统主要组成要素进行优化配置；供电模式将典型设计拓展到了电网规划设计领域；目前施工设计阶段和初步设计阶段的典型设计方案服务于供电单元的标准化建设，供电模式就从电网建设的源头入手，服务于全供电系统的标准化建设；在应用供电模式编制某地区电网规划方案时，需要以该地区用电需求为动身点；区域供电充分考虑各区域供电需求的差异化，以供电区域需求为核心制定区域电网规划方案，在各子区域规划的基础上形成全规划区的规划方案；区域供电思想可概括为：依据区块功能、地理环境、行政区划等条件将供电区划分为不同层次、相互关联而又相互独立的供电区域；依据各供电区域的实际情形，综合考虑负荷、经济、资源、环境、技术等多方面因素，分情形采纳合理的电压等级、电网结构、设备型式、生产治理及用电服务技术手段；考虑供电区域特殊是相 邻、相嵌套区域的供电系统的相互影响及制约因素，采纳由下至上的规划设计顺序 即先规划较低电压等级电网再规划较高电压等级电网>制定各供电区域的电网规划方案，最终通过优化组合制定全供电区的电网规划方案；电网规划设计具有以下特点：1） 电网之间相互影响又相互独立；2） 各供电区域 / 用户的供电系统之间相互影响又相互独立；3） 各级变电所 / 配电站的分布由用户 / 供电区域或下级电网打算；4） 电网接线 / 结构由上级电网及本级变电所的分布情形打算；以上特点说明在规划某电压等级或区域/ 用户电网时可相对独立地规划另一电压等级或区域 / 用户电网，同时也说明完全可以由下往上制定电网规划方案， 而电网接线特殊是高压电网接线需要考虑上、下级电网布局，即在规划中需要考 虑上、下级电网的相互影响；电网规划设计特点说明从用户 / 区域动身实行由下至上的次序进行规划具有理论及技术的可行性，电网规划设计实践也证明白基于区域供电的电网规划设计方法符合电网进展规律，切实可行并且易于实施；电力网电能损耗的形成：电力网电能损耗 <线损）是配电网络、输电网络损耗总量的总称；电力网电能损耗 <线损）由技术线损和治理线损组成技术线损就是指电能在电力电网输#变、送、配电过程中产生的电量损耗，也就是电力电网中各元件的电能损耗；由于用户在用电过程中偷电或违规用电，电力网中元件的漏电，电力设备运算中显现误差以及个别抄表人员错钞、漏抄等而导致的电力网电能的损耗就是治理线 损；因治理线损的显现无规律可循，且不易测算，所以治理线损也叫不明缺失；降损节能是有效提高电力相关企业经济效益的重要途径之一，同时也响应了国家提出的建设“资源节省型、环境友好型企业”的号召；开 题 报 告二、设计方案及技术路线1 、电力系统有功平稳的校验及火厂装机容量的确定；1 ）求取系统综合最大发电负荷 系统综合最大用电负荷：Pmax =K0Pimax式中： K0同时率， K01；Pimax 各用户最大负荷的总和； 系统综合最大供电负荷： Psmax = P max / 1KL> 式中： KL网损率； 系统综合最大发电负荷： Pgmax = Psmax / 1 Kp> 式中： Kp厂用电率；2）系统的有功备用容量 PR国民经济备用：取最大负荷的 5%；负荷备用：取最大负荷的 <2 5） %；大系统取小值，小系统取大值；事故备用：取最大负荷的 10%，但不得小于最大一台机组的容量；检修备用：如在一年中最小负荷季节 <大修）和节假日 <小修）能够完全分期分批地支配全部机组的检修，就不需设置；3）确定电厂的装机容量系统总装机容量：PGN = Pgmax +PR水电厂的装机容量：PGN水 =P峰/0.6式中： P峰系统有功日负荷曲线的峰头部分0.6水电厂在枯水期用60%的容量调峰查电气工程电气设备手册选定合适的机组；火电厂的装机容量：PGN火 = PGNPGN水查电气工程电气设备手册选定合适的机组；2 、电力系统网络方案初选；考虑可能的网络连接方式，对明显不合理的方案予以剔除：其首要依据为电力系统的供电牢靠性；其次可通过满意备用情形的线路长度、高压断路器的数量及调度敏捷性等指标来取舍，最终只保留少数几个方案进行下一步的经济比较；3、选定系统正确接线方案；针对网络方案初选结果的几个方案，分别运算它们的一次性总投资和年运行费，采纳偿仍年限法进行经济比较，最终确定其中之一为正确结线方案；偿仍年限法公式：T =<Z1 Z2 ）/<F2 F1 ）式中： T 偿仍年限 <年）； Z1 方案 1 的投资 <万元）； Z2 方案 2 的投资 <万元）；F1 方案 1 的年运行费 <万元/ 年）； F2 方案 2 的年运行费 <万元/ 年）；如 T 10 年，取投资大的方案；如 T10 年，取投资小的方案；4、确定变电所及发电厂电气主接线；主要进行技术比较，经济性只作定性论证；依据毕业设计任务书明白设计内容，通过毕业实习对现场的明白，积极、多方面地查阅有关资料，综合运用所学的专业理论学问，依据毕业设计任务书供应的资料，结合电力工程设计手册、设计规程、相关专业规范等，确定出电气主接线方案；技术比较要依据所设计发电厂 <变电所）的具体情形：发电厂 <变电所）的容量、规模、运行方式、电压等级、负荷性质、回路数及其在系统中的作用等进行全面的分析论证；一般从以下几个方面进行分析：1） 供电的牢靠性；2） 运行的敏捷性；3） 检修与爱护的便利性；4） 接线与继电爱护的简化；5） 具有扩建的可能性；5、挑选发电厂的主变压器；查阅教材及电力工程电气设计手册1、电力工程电气设备手册1、相关设计规程的有关章节内容，确定合适的主变台数、容量及型号；查录有用的参数；6、短路电流运算及高压断路器、隔离开关的挑选； 依据电气主接线画出等值电路图；选统一功率基准值 SB，令电压基准值 UB =Uav，求各元件的电抗标么值； 确定短路运算点；采纳星网变换法或分布系数法或单位电流法，求出针对各短路运算点的转移阻抗和运算电抗；运算出各短路运算点的三相短路起始次暂态电流I 、短路冲击电流 iim 、2秒及 4 秒时的短路电流周期重量有效值；7、对正确方案进行最终潮流、电压运算 <最大负荷，最小负荷）； 依据电气主接线画出等值电路图；选统一功率基准值 SB，令电压基准值 UB =Uav，求各元件的电抗标么值； 确定短路运算点；采纳星网变换法或分布系数法或单位电流法，求出针对各短路运算点的转移阻抗和运算电抗；运算出各短路运算点的三相短路起始次暂态电流I 、短路冲击电流 iim 、2秒及 4 秒时的短路电流周期重量有效值；8、系统无功平稳及调压运算；运行时应满意：QG = QD + QL式中： QG系统中全部无功电源发出的无功功率；QD 系统中全部负荷所需要的无功功率；QL 网络元件中的无功功率损耗；全系统应有肯定的无功功率储备：QR =QN QG式中： QR 系统的无功储备；QN 系统无功电源设备容量；说明：必需保证 QR / QD max <78）%，否就说明无功电源不足，将不能保证系统运行中的电压水平，甚至会危及到系统的电压稳固性，造成极为严峻的后 果，此时就必需进行无功补偿；调压运算：可采纳的调压措施：i 转变发电机端电压调压调整发电机的励磁电流；ii 转变变压器变比调压挑选变压器绕组的分接头；iii 转变系统无功功率分布调压并联无功补偿；iv 转变电网参数调压线路中串入电容器或电抗器；调压措施的应用转变发电机端电压调压不需增加额外设备，简便可行又经济，既可保证机压负荷和近区负荷的电压质量，又可作为系统的帮助性调压措施，减轻其它调压措施的负担，应充分利用；在系统无功储备充分的前提下，因转变变压器变比调压不需增加额外设备且敏捷有效，故应优先采纳；如一般变压器难以满意要求，就可采纳有励磁调压变压器调压；在系统无功储备不足或当有励磁调压变压器也不能满意调压要求时，即应采纳并联无功补偿调压；补偿设备可采纳静电电容器、同步调相机、静止无功补偿器， 亦或采纳最新的 SVG装置；转变电网参数调压的方法由于设计、运行等方面的缘由，工程实际中很少有应用，故本次设计不拟采纳；参照教材及设计手册的相关内容进行运算；9、降损措施的分析；降损节能是衡量电力行业治理水平的主要指标 , 降低线损 , 节省电力是电力部门一贯的节能方针 , 也是实行经济运行 , 提高经济效益的重要手段；下面对电网降损节能工作中积存的一些体会概述如下 :影响降损节能的因素：功率因数、线路中的电流、线路中的阻抗、偷、漏电；降损节能的技术措施提高功率因数 , 当小型电网中的发电机按cos= 0. 8发电时, 经过两次变压后 , 到用户或二次变的低压母线 , 其功率因数按 cos= 0. 9补偿, 因此经过变压器的级数越多 , 要求补偿的功率因数也就越高；补偿可采纳集中与分散的方法, 一般应依据无功功率就地补偿的原就进行合理安排, 达到经济力率运行；变电所加装并联高压电容器 , 总装容量按负荷高峰时的无功功率平稳运算；有些无功功率较大的线路可安装线路补偿电容器；要求大用户安装补偿电容器 , 并指导尽量采纳随机补偿；小型电网一般由 6kV、10kV、35kV、三个电压等级组成 , 我们应对其进行调查分析讨论, 提出改造方案 , 提高供电才能 , 降低线损 , 抓好以下技术措施；削减供电半径 , 线路有迂回的要逐步改造； 6kV 电网应限制进展 , 并逐步剔除 , 负荷重的10kV 线路供电半径一般不得超过 10km, 35kV 线路供电半径不得超过 40km；降低导线电流密度 , 凡线路电流密度超过部颁标准的都应有方案, 有步骤地实行换线或复线解决；定期进行线损理论运算 , 将理论运算和实际线损比较 , 找出问题 , 制定有针对性地改进措施；线损理论运算 35kV 以下系统每年进行一次；配电变压器合理设置 , 防止大马拉小车 , 并逐步更换高耗变压器；杜绝偷漏电 , 大用户可安装高压计费电能表 , 计费表应有牢靠的防窃电措施；三、可能存在的问题及解决措施1. 火电厂机组的单机最大容量大于事故备用负荷，可通过提高事故备用负荷来解决；2. 通过经济技术比较来挑选正确的接线方案时，如两方案工程的总投资和年运行费一大一小时，可通过偿仍年限法来确定；3. 潮流运算时，运算步骤纷杂，可通过运算机算法运算，此时所编程序数据尤为重要；4. 系统无功电源的不足时，将不能保证系统运行的电压水平，需进行无功补偿；5. 其他设计过程中遇到的问题，可通过查看文献资料，请教老师、同学来解决，此外绘图时图纸的比例要符合实际生产情形；四、设计成果开 题 报 告提交设计说明与运算书、外文资料翻译和相关图纸，包括电力系统电气主接线图和电网潮流分布图；五、进度方案阶段方案支配日期内 容第 1 周熟识任务书、借参考资料、查阅参考文献、查阅外文翻译资料、写开题报告第 2 周电力系统有功平稳的校验、网络方案初选、修改开题报告第 3 周网络正确方案的确定、外文翻译第 4 周变电所及发电厂电气主接线的确定、挑选发电厂的主变、外文翻译第 5 周短路电流运算、挑选高压断路器、隔离开关第 6 周各种运行方式下的潮流运算第 7 周系统无功平稳验算、挑选变压器分接头第 8 周降损措施的分析第 9 周编写设计文件<设计说明与运算书）第 10 周绘制有关图纸<电力系统电气主接线图和潮流分布图）第 11 周审核设计文件及有关图纸做好毕业答辩的预备工作第 12 周毕业答辩六、参考资料开 题 报 告1、电力系统设计手册 / 电力工业部电力规划总局编 / 北京：中国电力出版社2、电力工程设计手册 / 水利电力部西北电力设计院和水利电力部东北电力设计院编/ 上海：上海科学技术出版社3、电力工程电气设计手册第一册：电气一次部分 / 水利电力部西北电力设计院编/ 北京：中国电力出版社4、电力工程电气设计手册其次册：电气二次部分 / 能源部西北电力设计院编/ 北京：水利电力出版社5、宋晓辉、盛万兴、史常凯、李建芳 . 模式化电网规划设计方法 .2021年 7月. 电网技术6、卢宏山 . 电网规划在城市规划设计中的运用 .2021 年 8 月. 企业技术开发7、孔卫东 . 电网降损节能的措施 .1999 年. 农村电气化8、宋淑杰 . 浅谈配电网降损节能措施 .2007 年 6 月. 供电企业治理