毕业论文 - 水电站设计

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1、 毕业设计 （ 论文 ） 题 目 *水电站 电气一二次设计 专 业 电气工程及其自动化（电力） 班 级 电力 学 生 * 指导教师 * 教授 201* 年 摘 要 *：镇安枣园水电站电气一二次设计 电是能量的一种表现形式， 电力已成为工农业生产不可缺少的动力， 并广 泛应用到一切生产部门和日常生活方面。电能有许多优点：首先，它可简便地 转变成另一种形式的能量。 例如， 工厂中的电动机， 就是将电能转换成机械能， 拖动各种机械；又如我们常用的电灯，是将电能转变为光能，满足照明需要。 其次，电能经过高压输电线路，还可输送很长的距离，供给远方用电。另外， 许多生产部门用电进行控制，容易实现自动化，提

2、高产品质量和经济效益。因 此可见，电力工业在国民经济中占有十分重要的地位，而且电力必须先行，才 能满足工农业发展的需要。 发电厂是电力系统的重要组成部分， 是电力系统存在的基础， 起着生产和 分配电能、稳定系统的重要作用,对电力系统的运行产生直接的影响。本文以 镇安枣园水电站为例，分别进行水电站电气一次主接线设计、相关设备选型、 厂用电的设计、 计算机监控系统设计以及发电机变压器保护柜， 着重在于锻炼 我们对发电厂电气部分、微机保护、继电保护原理、电力系统稳态分析、电力 系统暂态分析等课程的熟悉和运用的能力。 论文的主要内容包括： 电力技术的 国内外发展现状及趋势、电气主接线设计、短路电流计算

3、、主要电气设备选择 和校验、厂用电设计、升压站设计、计算机监控系统设计及微机保护装置选择 等。主要的电气设备选择有：主变压器、高压厂用变压器、高压断路器、高压 开关柜、电流互感器、电压互感器、避雷器及母线等的选择。同时我还绘制了 电气主接线图、厂用电接线图、LCU 柜、计算机监控系统总体结构图。 关键词关键词：电力，电气设备，电气主接线，微机保护ABSTRACT Abstract Electricity is a form of energy, electricity has become an indispensable power industrial and agricultural p

4、roduction, and is widely applied to all aspects of production and daily life.Electricity has many advantages: first, it can be easily converted to another form of energy.For example, the motor factory, is to convert electrical energy into mechanical energy, drag a variety of machinery;As we often us

5、e the lights again, it is the electric energy into light energy, meet the needs of the lighting.Second, electricity through high-voltage transmission lines, can also transport a long distance, supply electricity far away.In addition, many production department to control the use of electricity, easy

6、 to realize automation, improve product quality and economic benefit.Therefore, electric power industry occupies an important position in national economy, and electricity must come first, to meet the needs of the development of industry and agriculture. Key Words: power sector,electrical equipment,

7、electrical connection,the microcomputer protection*：镇安枣园水电站电气一二次设计 目录 1 绪论 1 1.1 毕业设计（论文）课题来源、类型 . 1 1.2 选题的目的及意义 . 1 1.3 本课题在国内外的研究状况及发展趋势 . 1 1.3.1 世界电力发展状况 . 1 1.3.2 中国电力发展状况 . 1 1.4 原始资料 . 2 1.4.1 毕业设计内容 . 3 1.4.2 原始资料分析 . 3 2 电气主接线设计 4 2.1 电气主接线的设计原则和要求 4 2.1.1 基本要求 . 4 2.1.2 一般设计步骤 . 5 2.2 主接线

8、方案的拟定 5 2.3 最终方案确定 . 7 3 短路电流的计算 8 3.1 短路电流计算的目的 8 3.2 短路计算的基本假设 8 3.3 短路电流计算步骤 9 3.4 发电机和主变压器的选型 9 3.5 短路电流的计算 . 10 3.5.1 标幺值的计算 10 3.5.2 等值网络图的绘制和短路点的选择 11 3.5.3 各短路点的短路电流计算 11 4 电气一次设备的选择及布置 . 16 4.1 电气一次设备选择的一般原则 . 16 4.1.1 按正常工作条件选择 16 4.1.2 按故障条件进行校验 17 4.2 电气一次设备的选择 . 18 4.2.1 发电机出口侧设备选择 18 4

9、.2.2 变压器 35KV 侧设备选择 . 27 5 厂用电接线的设计 . 29 目录 5.1 厂用电接线应满足的要求与设计原则 . 29 5.1.1 厂用电接线的基本要求 29 5.1.2 厂用电接线的设计原则 29 5.2 厂用负荷 . 29 5.2.1 厂用负荷分类 29 5.2.2 本水电站厂用负荷统计 30 5.3 厂用电接线设计与关键设备选择 . 31 5.3.1 厂用电主接线设计 31 5.3.2 厂用变压器选择 31 5.3.3 厂用变压器高压侧设备选择 32 6 继电保护的配置 . 35 6.1 继电保护的基本知识 35 6.2 继电保护配置 . 36 6.2.1 发电机保护

10、 36 6.2.2 变压器保护 41 6.2.3 输电线路保护 44 7 计算机监控系统总体设计 . 48 7.1 计算机监控系统的功能要求 48 7.2 系统整体结构简介 . 50 7.3 水电站监控系统的目的和意义 . 51 7.4 小型水电站计算机监控系统的特点 . 51 7.5 计算机监控系统设备清单 . 51 8 机组的控制与调节 . 53 8.1 机组调控的功能及任务 . 53 8.2 AGC 54 8.3 AVC 55 8.4 机组控制流程 . 55 9 水电厂直流系统 . 63 9.1 直流系统功能 . 63 9.2 直流系统的组成 . 63 9.3 系统工作原理 . 64 总

11、结 . 65 参考文献 . 66 需要详细资料，或者私人订制联系 1 1 1 绪论绪论 1.11.1 毕业设计（论文）课题来源、类型毕业设计（论文）课题来源、类型 本次毕业设计题目来源于生产实际，毕业设计类型是工程设计。 1.21.2 选题的目的及意义选题的目的及意义 我国水电资源丰富，但是与发达国家的水电开发程度相比，我国水电开发程度还比较低。水电是可再生、清洁、廉价电源，满足经济和社会的可持续发展，因此我国必须加快水电的开发。电力行业是一切经济活动的支柱。随着国家经济的快速发展，能源需求大幅增长，国家加大了电网建设的投资力度。对于电气工程及其自动化（电力）专业的学生,通过本次毕业设计，对

12、于掌握机电设备及结构有了一定认知。 根据给定条件， 初步设计出水电厂的电气一次主接线图， 高低压配电柜， 自动化控制柜及电气设备原理图， 并进行了设备选型。达到可以用 PLC 对 LCU 柜进行简单的编程。加深了对发电机，变压器，断路器等的认识，尤其将来从事和水电站电力系统有关的工作的同学来说,选择水电站电气一、二次设计作为毕业设计,有助于巩固和增强对本专业主干课程的理解和应用，树立工程观念，培养电力网设计规划的能力。对将来走向工作岗位有很大的实用性。 1.31.3 本课题在国内外的研究状况及发展趋势本课题在国内外的研究状况及发展趋势 1.3.1 世界电力发展状况世界电力发展状况 全球发电量增

13、速平缓估计 2013 年全球发电量达 22 97 万亿 kWh， 比 2012年增长 2 1， 增速基本持平。 美国 2013 年前 9 个月所有部门净发电量为 3 08万亿 kWh，较 2012 年同期下降 0.7，表明美国经济复苏仍低于预期。欧洲受制于天然气的高价格， 煤炭和可再生能源在发电中的比例有所提升， 煤炭消费20l3 年达到顶峰，但欧洲电网运营商联盟(Entsoe)预计，可再生能源发电量*：镇安枣园水电站电气一二次设计 2 占比将在 2020 年超过化石能源， 达到 40以上。 新兴经济体发电量增长迅猛。中国继 2011 年发电量超过美国后，预计 2013 年底中国发电装机 12

14、.3 亿 kW左右，发电装机规模有望跃居世界第一，全年发电量将达到 5.3 万亿 kWh，较2012 年增长 6.0左右。印度经济监控中心(CMIE)报告显示，20132014 财年印度总发电量预计增长 5.7，发电量有望达 9638 亿 kWh，与 2012-20l 3财年相比增长 4.0。 欧亚主要煤炭消费国火电需求旺盛 欧洲国家一直是美国煤炭的主要消费者。lEA 估计欧洲的煤炭消费量在 2013 年达到顶峰，商盛预计 2014 年欧洲煤炭需求量将比 2013 年下降 3.5。自德国决定退出核电之后，大部分煤电项目已经启动，20l 3 年前三季度德国煤炭累计进口量攀升至 3670 万 t，

15、同比激增 13.3，而累计出口量仅为 10 万 t，基本与 2012 年同期持平，未来德国对煤炭的需求仍将增加。在亚洲，煤电仍居主导地位，尤其是印度煤炭消费不断增长，可能成为决定国际煤炭供求平衡的核心因素，印度可能在 2014 年成为全球最大的电煤进口国。 全球核电发展稳中有进 根据国际原子能机构数据， 截至 2013 年底， 全球可运行的核电反应堆有 436 个， 总装机容量 3 72 亿 kW， 比 2012 年略有下降。另有 1 个长期关闭，72 个在建。从地区分布来看，北美、欧洲和远东仍是核电利用的主要地区，非洲、拉美、中东和南亚则相对较少。2013 年的 21 世纪核能部长级大会认为， 核能仍是众多国家提高能源安全、 保障发展和战胜气候变化的重要选项，世界主要国家 2013 年开始加大核电发展力度。比如，2012年 5 月日本关闭全部 54 座核电站，安倍政府上台后力主重启核电。欧盟委员会也积极制定计划以免除对核能发电项目获取国家补助方面的限制。 英国能源和气候变化部(DECC)表示， 新建核电站的地方政府将在电站运行头十年内获得其营业税额的 50；其后 30 年，还将获得每年每兆瓦装机容量 1000 英镑的收入。 中东地区近年来对核能越来越感兴趣， 主要产油国出于战略和安全