電氣防雷畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p><b>　　開 題 報 告</b></p><p>　　題 目 直崗拉卡水電站電氣一次及</p><p><b>　　發(fā)電機繼電保護設(shè)計</b></p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化（

2、電力）</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)課題來源、類型</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源于青海省直崗拉卡水電站。主要針對直崗拉卡水電站在電力系統(tǒng)的地位，擬定本電廠的電氣主接線方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定推薦方案，對其進行短路電流的計算，對電廠所用設(shè)備進行選擇，然后對各級電壓配電裝置及總體布置設(shè)計。并且對其發(fā)電機繼電保護進行設(shè)計。故本論文屬于典型的針對某工程進行最優(yōu)設(shè)計的工

3、程設(shè)計類論文。</p><p>　　二、選題的目的及意義 </p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對能源的需求量也越來越大，然而能源的不足與需求之間的矛盾在近幾年不斷惡化，國家急需電力事業(yè)的發(fā)展，為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。這樣一來就提出了一個問題，我們究竟主要需要發(fā)展什么類型的電力能源？是火電、核電、水電還是其他形式的電能？</p><p>　　就我國目前的電

4、力能源結(jié)構(gòu)來看，我國主要是以火電為主，但是火電由于運行過程中污染大，在煤炭價格高漲的今天，火電的運行成本也較高，受鍋爐和其他火電廠用電設(shè)備的影響，其資源利用率較低，一般熱效率只有30%-50%左右。與之相比水電就有很多明顯的優(yōu)勢。</p><p>　　比如：水力發(fā)電是清潔的電力生產(chǎn)，不排放有害氣體、煙塵和灰渣，沒有核輻射污染。水能是可再生能源，水力發(fā)電效率高，常規(guī)水電站水能利用率高達80%左右。水電站的水庫可以綜

5、合利用，除用于發(fā)電以外，還具有防洪、灌溉、航運、城鄉(xiāng)生活用水和工礦生產(chǎn)供水、養(yǎng)殖、旅游等功能，發(fā)展水電行業(yè)有著巨大的綜合社會經(jīng)濟效益。另外， 我國是世界上水能資源最豐富的國家之一，全國水能資源的理論蘊藏量為6.76億千瓦，可開發(fā)容量3.78億千瓦，可開發(fā)容量的年發(fā)電量達1. 92萬億千瓦時，均居世界首位。新中國成立以來，我國水電建設(shè)取得了長足發(fā)展，積累了豐富的經(jīng)驗。到2000年底，全國水電裝機容量達到7935萬kW，占全國總裝機容量(3

6、.16億千瓦)的25. 1%;水電年發(fā)電量2400億kW.h，占全國總的年發(fā)電量(13500億千瓦時)的17.78%。但是，與全國3.78億kw水電可開發(fā)容量相比，水能資源開發(fā)程度仍然偏低。</p><p>　　黨中央在世紀(jì)之交提出了:“加快中西部地區(qū)發(fā)展，最終實現(xiàn)共同富裕，實施西部大開發(fā)”的長期發(fā)展戰(zhàn)略，把加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為西部開發(fā)的主要內(nèi)容。電力工程是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，水能是西部地區(qū)富有的資源，實施“西電東送

7、”必然成為西部大開發(fā)的重要內(nèi)容。大量研究成果表明，從國家角度來評價，很多水電項目的國民經(jīng)濟效益巨大、建設(shè)可行，即考慮了長距離輸變電成本在內(nèi)，在西部建設(shè)大型調(diào)節(jié)性能好的水電項目經(jīng)濟性仍然優(yōu)于在東部建設(shè)火電項目。正是基于水電的諸多優(yōu)勢以及我國豐富的水能資源，在電力能源需求旺盛的今天，國家正大力開發(fā)水電資源。故本題目針對電力發(fā)展方面的研究就有顯示出了極為重要的意義。 </p><p>　　本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)

8、展趨勢</p><p>　　由于本課題研究的是水電站設(shè)計，故本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢就是水電站的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。要研究水電站無非就是研究水電站中最主要的幾大部分的發(fā)展。所以本部分中將分開介紹水電站各主要部分在國內(nèi)國外的發(fā)展情況。介紹順序依次為：電氣主接線部分，高壓輸電部分，繼電保護部分和廠站無人值守部分來分別探討。</p><p>　　隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，電力工業(yè)正以前所未有

9、的規(guī)模快速增長，電力系統(tǒng)和電力市場正在發(fā)生深刻變化，水電工程除了人們公認(rèn)的效益外，還有許多對行業(yè)、對社會的貢獻也正逐漸顯現(xiàn)。在水電廠中，電氣主接線的作用是非常突出的。因為它是一個電廠最基礎(chǔ)的系統(tǒng)。電氣主接線沒有設(shè)計好就會對電廠運行帶來極大的安全隱患，所以在水電站中首先應(yīng)考慮電氣主接線的設(shè)計問題。</p><p>　　目前，電氣主接線的設(shè)計受多方而因素的影響，既要考慮電站的安全運行、經(jīng)濟指標(biāo)、設(shè)備質(zhì)量和能力、可靠性

10、、靈活性、方便設(shè)備布置與運行維護，又要考慮對電站所接入系統(tǒng)的穩(wěn)定、供電需求、調(diào)度方式、保護方案的適應(yīng)和保證，是以發(fā)電為主的電站根木任務(wù)能否履行的關(guān)鍵所在。所以，電氣主接線設(shè)計是水電站核心設(shè)計內(nèi)容和重大原則之一，是電氣設(shè)計的主體。 根據(jù)我國電力系統(tǒng)發(fā)展及其他因素綜合看，對于以發(fā)電為主、在系統(tǒng)中作用一般、無對供電可靠性需求很高的直供負荷的水電站，在充分兼顧電站本體特點的同時，多從全局和電力系統(tǒng)與電力技術(shù)的發(fā)展方而考慮，盡量簡化其電氣主接線的

11、設(shè)計方案應(yīng)做為主要的設(shè)計原則。</p><p>　　對于較大型的水電站，在系統(tǒng)中承擔(dān)腰荷其電氣主接線設(shè)計方案應(yīng)首先考慮其供電的可靠性。這是由于，電廠的可靠性對系統(tǒng)整體的可靠性非常重要。供電要可靠，是保證經(jīng)濟建設(shè)正常運行、人民生活安定的基木條件之一。但這種可靠性要求是對整個系統(tǒng)而言的，這當(dāng)然就要求系統(tǒng)中所有電站均須為此提供必要條件來保證其綜合能力的適宜性。但不同的電站，在系統(tǒng)中所承擔(dān)的任務(wù)、工作位置、重要程度等不盡

12、相同。因此，對其主接線可靠性的要求亦不能完全一致，即有其相對性。 目前我國大型水電站一般都采用3/2接線，如三峽電站等。</p><p>　　由于水電站大多建在地理位置偏僻的地方，離負荷中心較遠，故為了降低損耗水電站所發(fā)電能都用高電壓向外輸出。而對于那些特別大型的電站就不得不用特高壓來輸電了，所以特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展為水電站降低送電損耗提供了依托。</p><p>　　國外實踐和國內(nèi)研究

13、經(jīng)驗表明.特高壓交流輸電技術(shù)可遠距離、大容量輸電.節(jié)省線路走廊.易于建立堅強的電網(wǎng).將特高壓交流線路作為全國電網(wǎng)的主網(wǎng)架是很有必要的。</p><p>　　世界上不少國家都研究了特高壓交流輸電技術(shù)，特別是美國、前蘇聯(lián)、日木、意大利、加拿大等國家的大規(guī)模特高壓輸電研究，在理論研究、電氣設(shè)備研制和實際應(yīng)用等方面取得了許多成果。美國建立的特高壓試驗室和試驗場系統(tǒng)地研究了可聽噪聲、無線電干擾和電視干擾等問題，取得很多成果

14、。前蘇聯(lián)建成了1 936 km的1 150 kV特高壓輸電線路，日本也建成380 km的1 000 kV特高壓輸電線路，均能成功運行。</p><p>　　隨著大型水電站的建立以及大區(qū)電網(wǎng)之間的互連，我國也逐漸開始抓緊建設(shè)超高壓輸電線路。 早在“六五”期間我國就開展了特高壓輸電攻關(guān)項目的研究。武漢高壓研究所戶外試驗場建成了一條約200 m的特高壓試驗線段，中間有一基特高壓真型鐵塔，研究了輸電線路外絕緣特性和輸電線

15、路對環(huán)境的影響。在武漢高壓研究所、中國電力科學(xué)研究院等研究院所和一些高等院校的積極努力下，我國在超高壓輸電方面取得了顯著的研究成果。</p><p>　　目前，我國特高壓交流輸電線路的建設(shè)己經(jīng)提上日程并制定了發(fā)展規(guī)劃。去年國家電網(wǎng)公司組織六大電力設(shè)計院參加的特高壓交流輸電論證會成功舉行，取得了很好的效果。隨著特高壓技術(shù)的不斷發(fā)展，在輸電領(lǐng)域我國的電能損耗將大大減小，這勢必將大大減少我國未來開發(fā)雅魯藏布江等偏僻區(qū)域

16、水電資源在輸電過程中的損耗。</p><p>　　在我國已開發(fā)的1億kw的水電裝機中，有2800多萬kw屬于單站5萬kw以下的小水電站，約有4萬余座，占水電總量的33%。小水電資源豐富，為解決廣大農(nóng)村和偏遠山區(qū)等大電網(wǎng)難以播及的地區(qū)用電起到了積極而有效的作用，代替了一部分燃煤電源，保護了環(huán)境。但是有些小水電由于大壩水工結(jié)構(gòu)本身不夠牢固，在遇到大洪水或地震時可能會倒壩，這就給庫區(qū)人民造成了極大的生命和財產(chǎn)危害。因此

17、如今國家主要加強建設(shè)大型水利工程，如三峽，溪落度，向家壩等。這些大型水利工程在電力系統(tǒng)中都有重要地位，它們供電的可靠性就要求非常高了。除了電氣主接線需要滿足高可靠性外，其保護裝置也需要非常完善。</p><p>　　保護裝置是電力系統(tǒng)中非常重要的一個系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在運行過程中隨時都可能發(fā)生故障和不正常運行狀態(tài)，為了保證供電的可靠性就必須要求保護裝置迅速動作切除故障。所以保護裝置是伴隨著電力系統(tǒng)而產(chǎn)生的，并隨著電力

18、系統(tǒng)自身的發(fā)展而不斷完善。</p><p>　　早期的保護裝置都是繼電器型的。即保護由大量繼電器與其附屬設(shè)備連接起來，形成保護裝置。這種保護由于連接了大量的繼電器和附屬設(shè)備使得動作時限較長，接線復(fù)雜不便于日常的維護檢修。大大限制了保護的速動性和可靠性。</p><p>　　為了提高電廠供電的持續(xù)性保護裝置在近幾年有了迅猛發(fā)展。 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、電工技術(shù)、計算機技術(shù)的蓬勃發(fā)展和對可靠

19、性要求的不斷提高，近幾年微機綜合保護在大型廠礦企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。微機保護與傳統(tǒng)繼電器保護和晶體管保護相比，改善了保護性能，提高了保護的可靠性，減少了維護工作量，同時由于微機綜合保護可以測量并記錄實時運行參數(shù)及一段時間內(nèi)的歷史運行參數(shù)，提供故障前后的參數(shù)及波形，發(fā)出各種保護動作的文字信息，與計算機連接后，使變配電自動化的實現(xiàn)更為簡易。</p><p>　　我國的繼電保護從90年代開始進入了微機保護時代。起步雖然

20、較晚但發(fā)展很快。隨著電力系統(tǒng)對微機保護的要求不斷提高，除了保護的基本功能外，還應(yīng)具有大容量故障信息和數(shù)據(jù)的長期存放空間，快速的數(shù)據(jù)處理功能，強大的通信能力，與其它保護、控制裝置和調(diào)度聯(lián)網(wǎng)以共享全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，高級語言編程等。這就要求微機保護裝置具有相當(dāng)于一臺PC機的功能。在計算機保護發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺小型計算機作成繼電保護裝置。由于當(dāng)時小型機體積大、成本高、可靠性差，這個設(shè)想是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)在，同微機保護裝置大小相

21、似的工控機的功能、速度、存儲容量大大超過了當(dāng)年的小型機，因此，用成套工控機作成繼電保護的時機已經(jīng)成熟，這將是微機保護的發(fā)展力向之一。天津大學(xué)已研制成用同微機保護裝置結(jié)構(gòu)完個相同的一種工控機加以改造作成的繼電保護裝置。這種裝置的優(yōu)點有:(1)具有486PC機的個部功能，能滿足對當(dāng)前和未來微機保護的各種功能要求。(2)尺寸和結(jié)構(gòu)與目前的微機保護裝置相似，工藝精良、防震、防過熱、防電磁干擾能力強，可運行于非常惡劣的工作環(huán)境，成本也較低廉。(3

22、)采用STD總線或PC總線，硬件模塊化，對于不同的保護可任意選用</p><p>　　目前我國幾乎所有的新建電廠都有微機保護裝置，許多老電廠也進行了保護的改造，安裝了微機保護。但是，微機保護對于傳統(tǒng)的繼電型保護來講還仍然是一個新事物，在實際應(yīng)用中肯定會碰到這樣或那樣的問題。 不過隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，微機保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外微機保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為:計算機化，網(wǎng)絡(luò)化

23、、保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化。不斷完善的微機保護一定會為我國水電站和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，持續(xù)供電提供強有力的保障。</p><p>　　由于自動化和控制水平的不斷進步，未來發(fā)電廠必然向著無人值守或者少人職守方向發(fā)展。 所謂無人值守就是通過對設(shè)備采用先進的控制技術(shù)，以實現(xiàn)對控制設(shè)備的“遙控、遙調(diào)、遙測、遙信”功能，從而實現(xiàn)無值班人員的一種控制方式?，F(xiàn)在國際、國內(nèi)都有這么一種趨勢，都在朝無人值守這個

24、方向改進。因為盡管采用這種方式一次性投人較大.但可以節(jié)省人力，從管理上來說也能解決由于管理不善帶來的不安全因素、不確定因素等。</p><p>　　在我國無人值守技術(shù)相對于發(fā)達國家來講起步的比較晚而且技術(shù)還不夠成熟，經(jīng)驗也很欠缺。但也取得了階段性的發(fā)展，比如此項技術(shù)在山東黃島電廠一期海水泵房的應(yīng)用就取得了成功。雖然目前此項技術(shù)剛處于搖籃時期，但是它是未來電廠特別是偏遠電廠管理發(fā)展的必然趨勢，相信此項技術(shù)在不久的將

25、來一定會得到更完善的發(fā)展，為我國電廠先進的管理提供技術(shù)支持。 </p><p><b>　　本課題主要研究內(nèi)容</b></p><p>　　1. 根據(jù)對直崗拉卡水電站原始資料的分析和本電廠的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)的地位，擬定本電廠的電氣主接線方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定推薦方案。</p

26、><p>　　2. 給出廠用電及近區(qū)供電方式選擇設(shè)計</p><p>　　3. 進行短路電流計算。</p><p>　　4. 進行電氣主設(shè)備選擇（斷路器、隔離開關(guān)、母線、線路、互感器、避雷器、熔斷器、絕緣子等）。</p><p>　　5. 各級電壓配電裝置及總體布置設(shè)計，給出開關(guān)站平面布置圖和必要的剖面圖。</p><p>

27、;　　6. 投資概算和方案的技術(shù)經(jīng)濟比較。</p><p>　　7. 完成局部設(shè)計方案，內(nèi)容如下：</p><p><b>　　a.繼電保護原理圖</b></p><p>　　b.主變壓器的繼電保護</p><p>　　c.發(fā)電機的繼電保護</p><p>　　d.110kV母線的繼電保護<

28、/p><p>　　e.110kV線路的繼電保護</p><p>　　f.選擇繼電保護元件和繼電保護裝置</p><p>　　g.繼電保護屏的布置與端子排接線圖</p><p>　　h.繼電保護整定計算</p><p>　　8. 水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)方案論證選擇。（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、監(jiān)控對象、系統(tǒng)功能。</p><

29、;p>　　完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）</p><p>　　由于本論文來源于工程實際，所以應(yīng)該從電站本身的實際出發(fā)需要結(jié)合近四年來所學(xué)專業(yè)知識對原始資料進行分析匯總，整定計算，再查閱各類相關(guān)的文獻資料和設(shè)計手冊，借助計算機和網(wǎng)絡(luò)平臺完成論文。 </p><p>　　

30、本課題進度安排、各階段預(yù)期達到的目標(biāo)：</p><p>　　1、查閱資料撰寫綜述報告 1周 </p><p>　　2、完成外文翻譯報告 1周 3、完成開題報告。

31、 1周 4、熟悉資料進行電氣主接線設(shè)計 1周 廠用電系統(tǒng)設(shè)計 1周 </p><p>　　短路電流計算

32、 1周 </p><p>　　電氣主設(shè)備選擇 1周 </p><p>　　5、室內(nèi)外配電裝置布置 1周 6、繼電保護原理設(shè)計 1周

33、 </p><p>　　繼電保護元件選擇 1周 </p><p>　　繼電保護屏面布置及端子排接線圖 1.5周 </p><p>　　繼電保護整定計算 1.5周 </p><p&

34、gt;　　7、水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)方案論證及選擇 1.5周 </p><p>　　8、整理畢業(yè)設(shè)計說明書 0.5周 </p><p>　　9、畢業(yè)設(shè)計論文評閱答辯 1周 </p><p><b>　　七、指導(dǎo)教師