毕业设计（论文）开题报告书课 题 名 称 35kV水电站电气一次部分初步设计 学 生 姓 名 毛 逸 冰 学 号 1141201082 系、年级专业 电气工程系11级电气工程及其自动化 指 导 教 师 何 建 政 2015年 12 月 30日一、课题来源、目的、意义(包括应用前景)、国内外现状及水平1、课题来源：随着国民经济和工业的发展，加强中小流域综合治理，积极推进水电增效扩容工程建设，结合水电新农村电气化县建设和实施“小水电代燃料”工程需要，因地制宜、有序推进小水电开发，提高资源丰富的贫困地区小水电开发利用水平。本课题来源于邵阳县孔雀滩水电站这个以发电为主，兼有通航、养殖的项目。2、课题研究目的： 本课题主要研究的是关于水电站电气一次的设计，着重在于锻炼自己在学校所学到的全部知识的熟悉和运用的能力。通过本次设计要掌握和巩固我们所学的专业课的理论知识，并且学会根据实际的要求运用理论知识去解决。熟悉电力系统电气一次和计算机监控自动化设计步骤和设计技能，根据相关的技术规范，对电气一次设备的选型和校验，确保选型的正确，并且培养自己在实践工程中的应用能力、创新能力以及独立工作的能力，为自己实际工作做好准备。3、课题研究意义：随着我国电力工业的迅速发展，各大电力系统的容量和电网的区域不断扩大，网络接线越来越复杂，使得电力系统自动化的地位越发的显著。对电站的自动化系统的要求也越来越高。水电站的自动化设计与配置直接影响到电力系统自动化的安全运行。如果设计的不合理，就会影响电站的效率和速率,不利于自动化运行，增大了系统运行的负担，对于实现少人值守、无人值守有很大的影响，也对将要实现的智能电网造成很大的阻碍。因此，合理的选择设备的型号，进行正确的校验计算对电站一次设计，电站的正常安全运行有很重要的意义。设计完整的自动化设备，为保证电力系统的安全、自动、迅速、经济运行有着非常重大的意义。4、国内外现状及水平：目前西方国家及其他一些发达国家在电能的构成中水电比重较大，水能资源利用的程度也都比较高。世界上大约21%的电量来自水电。近45年来世界水能资源开发仍然保持较快的速度1950年共有水电装机容量7200万千瓦，1970年水电装机容量19065万千瓦，发电量11650亿千瓦时，1990年达62843万千瓦时和21615亿千瓦时，1995年已达70893万千瓦时和25325千瓦时。45年内，水电装机容量的平比均年增长率为5.2%。随着理论研究和实验技术的进步。水轮发电机组的发展趋势是大容量、新材料、新技术、新结构、高效率。近二三十年，世界各国都在积极开发水电；重视对现有工程的更新改造，从而提高效率；抽水蓄能电站将倍受重视；加深对水电环境影响评价的研究；对水电效率做出客观全面的评价；依靠科技进步推动水电建设。与国外相比，虽然国内的水电建设起步晚。但是在改革开放以来，水电建设迅猛发展，工程规模不断扩大。目前单站5万kW以上的大中型水电站是中国水电的主力，经过五十余年的开发建设，已建成230余座，其中百万kW级以上的水电站25座，五十万kW级以上的40余座，三峡总装机容量2240万千瓦，金沙江溪洛渡总装机1260万千瓦，白鹤滩水电站初步设计1200万千瓦，向家坝600万千瓦等一系列已建成或正在建的大型水电站。由此可见，我国水电建造的规模越来越大，在这些电站中多数是以发电为主，兼顾防洪和灌溉；少数是以防洪灌溉为主，结合水利工程发电，如万家寨、小浪底等。国内水电市场目前处于一个高峰期，在建的大型水电工程如溪洛渡、向家坝、镜屏、拉西瓦、瀑布沟等电站规模都很大，一旦这些工程结束后，放眼国内市场，能够开发的大型电站已经很少了。今后在相当一段时间内，中小型水电站将逐步成为建设的主力，目前小水电已开发约40%,小水电资源，可开发利用的资源十分广阔，小型水电站前景一片光明。二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施1、主要内容：根据水电站特点，完成以下一些内容：电气主接线设计与方案的技术经济比较；主变的台数、容量和型号的选择；短路电流计算；主要电气设备选择；配电装置设计；防雷保护设计；站用电设计。2、工程技术方案：本课题是综合考虑发电厂所在系统中所处的地位、作用、性质、规模、负荷、厂址等因素，根据电压等级、线路回数、负荷要求等条件来合理确定电气主接线方案确定、电气设备的选择以及厂用电系统的设计等。具体内容如下：1、 电气主接线的设计，在熟悉水电站原始资料的基础上，根据水电站的性质及其在电力系统的地位、出线回路数、设备特点及负荷性质等条件，依据对主接线设计的基本要求，拟定出若干不同的电气主接线方案，并从技术上论证各方案的优缺点，从中确定最优方案，并绘制出水电站的电气主接线图。2、 短路电流的计算，对水电站的运行方式进行分析，按照可能发生最大短路电流的正常接线方式（即最大运行方式），选择短路点，进行短路电流计算。3、 电气主设备的选择，进行水电站电气主设备（断路器、隔离开关、互感器、避雷器、熔断器、绝缘子等）和载流导体（母线和电缆等）的选择，设备按照正常运行情况选择，按照短路条件校验其动稳定和热稳定，并按环境条件校核电器的基本使用条件。4、厂用电系统的设计，对水电站厂用电及近区供电方式进行分析，确定厂用电电压等级，确定厂用电电源，满足正常运行的安全、可靠、灵活、经济和检修、维护方便等要求，是切换操作简便，统计和计算各段厂用母线的负荷，选择厂用变压器，选择厂用电接线方式，绘制厂用电接线图。5、电压配电装置总体布置设计，进行水电站各级电压配电装置总体布置设计，绘制开关站平面布置图和必要的剖面图。3、准备采取措施： 通过图书馆文献查阅相关的电气一次设计手册规程和相关资料，阅读保护产品使用说明书。进入电力勘探设计院进行几周时间调研，学习水电站一次侧设计的方法步骤，找到合理的设计方案。根据翻阅老师提供的设计手册，进行电气一次的设备选型。借鉴网络上共享的相关期刊、论文和研究报告来解决自己遇到的问题。遇到是在解决不了的问题，积极与老师沟通以尽快得到解决。三、现有基础和具备条件1、现有的理论基础：大学四年，作为学生已完成了相关专业课程的学习，如发电厂电气部分、电力系统暂态分析、电路、电力系统稳态分析、PSCAD技术等，具备从事该毕业设计的理论知识，同时还自学一些设计理论知识及收集大量的中英文资料。2、完成设计具备的实验条件： (1)完成设计的实验设施和调试条件：实验室拥有电力系统35kV模拟实训系统。(2)系统设计有一定的基础：前期为设计该系统已具备一定的物质储备和技术储备。(3)有专职教师指导：有何建政老师作为该项目的指导教师，分析并完善整个系统电路的性能及参数，并使整个设计能实现预期功能要求。3、已收集到的资料 1王德宽.H9000与水电厂计算机监控技术的发展与回顾J，水电厂自动化，2002(3) 2顾景芳等.水电自动化与大坝监测：第26卷，第1期我国水电站自动化辉煌业绩回顾及新世纪展望T，2002(3) 3韩笑.宋丽群.电气工程专业毕业设计南，北京：中国水利水电出版社，2008 4熊信银主编.发电厂电气部分（第四版），北京：中国电力出版社2009 5陈衍编.电力系统暂态分析水利电力出版社 6许建安.水电站自动化技术M，北京：中国水利水电出版社，2006 7简浩华，徐建安合编.小型水电站电气部分设计指南，中国水利水电出版社 8 焦留成主编.供配电设计手册，中国计划出版社，1999 9HatziadoniuCJLoboA，PourboghratFetal. Dynamicmodelofgrid-connectedfuel-cellgeneratorsJ.IEEETransactionsonPowerDelivery，2002，17(2)：467-473. 10李斌，隆贤林.电力系统继电保护及自动装置，北京：中国水利水电出版社，200811刘学军.继电保护原理M，北京：中国电力出版社，200912刘介才.工厂供电设计指导M，北京：机械工业出版社，200313王士政.电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程M，北京：中国水利水电出版社，200714王钢，丁茂生，李晓华等.数字继电保护装置可靠性研究J，中国电机工程学报，2004,24(7):47-52.15周泽存、沈其工等.高电压技术（3版）M.北京：中国电力出版社.2007.16许正亚.电力系统安全自动装置M.北京：中国水利水电出版社.2006.17韩笑、宋丽群.电气工程专业毕业设计指南继电保护分册（第二版）M.北京：中国水利水电出版社.2008.18BulletinOfThePolishAcademyOfSciencesTechnicalSciencesVol.57,No.4, 2009四、主要工作任务、进度安排及预期结果1、工作任务：总的工作任务：按预定的计划，完成课题的研究设计工作，严格执行系统调研、系统分析、系统设计、系统程序设计、系统模拟调试以及到系统模拟运行的整个过程。（1）设计资料查询（2）电气主接线设计（3）毕业设计论文2、进度安排： 第一阶段（2014年12月10日到2014年12月31日）进行论文选题，收集资料，完成开题报告。 第二阶段（2015年1月1 日到2015年1月25日）熟悉课题，进入电力设计院进行课题调研，收集相关原始资料。 第三阶段（2015年1月26日到2015年3月27日）熟悉系统的组成及工作原理，完成主变台数、容量与型号选择，计算短路电流和绘制电气主接线图、平面布置图、断面图。 第四阶段（2015年4月1日到2015年4月28日）进行撰写论文，交出毕业论文的初稿，送审。 第五阶段（2015年4月29日到2015年5月15日）修改论文，完成论文的撰写。 第六阶段（2015年5月16日到2015年6月10日）完成论文查重，送审，现场考核及论文答辩各项工作。3、预期结果：（1）按设计任务书的要求，完成毕业设计的全部工作；（2）提供完整的电子、纸质版论文；（3）顺利通过论文答辩。五、指导教师审查意见指导教师（签名） 年 月 日六、教研室审查意见教研室主任（签名） 年 月 日七、系（部）审查意见