电力系统毕业设计(本科)指导书
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毕 业 设 计 指 导 书
适用专业： 电气工程及其自动化
适用层次： 本 科
设计方向： 电力系统
- 1 - 一、 毕业设计的目的
毕业设计是“电力系统及其自动化”专业整个教学过程中的重要组成部分和最后的一个环节，是衡量教学质量的主要指标之一。通过毕业设计应使学生达到：
1、将所学过的主要课程进行一次较系统而全面的总结；
2、将所学过的专业理论知识，第一次较全面地应用于实践，用它解决实际
问题，从而提高分析问题、解决问题的能力，并力争有所创新；
3、初步掌握电力系统（电力网）的设计思想、步骤和方法，同时学会正确运用设计手册、设计规程、规范及有关技术资料，掌握编写设计文件的方法。
此外，在计算机绘图及外文资料的阅读与翻译方面也得到较好之锻炼。
二、 毕业设计的内容、方法、步骤和基本要求
（一）内容
1、电力系统有功功率平衡及发电厂装机容量的确定；
2、确定电力网的最佳结线方案；
3、发电厂及变电所电气主接线的确定；
4、选择发电厂及变电所的主变和高压断路器；
5、各种运行方式下的潮流计算；
6、电力系统无功功率平衡及调压计算；
7、编写设计文件（设计说明书、计算书及设备清单）；
8、绘制有关图纸（电力系统电气主接线图和潮流分布图）；
9、翻译5000字左右的本专业领域外文文献（附原文及译文）；
（二）方法步骤
1、电力系统有功功率平衡及发电厂装机容量的确定：
1）求取系统综合最大发电负荷
① 系统综合最大用电负荷：
P∑max =K0∑Pimax
式中：K0———同时率，K0≤1；
∑Pimax —各用户最大负荷的总和。
② 系统综合最大供电负荷：
Psmax = P∑max / (1—KL)
式中：KL———网损率。 - 2 -
③ 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
① 国民经济备用：取最大负荷的5%。
② 负 荷 备 用 ：取最大负荷的（2～5）%。大系统取小值，小系统取大值。
③ 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。
④ 检 修 备 用 ：如在一年中最小负荷季节（大修）和节假日（小修）能
够完全分期分批地安排所有机组的检修，则不需设臵。
3）确定电厂的装机容量
①系统总装机容量： ∑PGN = Pgmax +∑PR
②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。
③火电厂的装机容量： ∑PGN火 =∑PGN —∑PGN水
查《电气工程电气设备手册》选定合适的机组。
2、确定电力网的最佳结线方案：
1）网络方案初选
考虑可能的网络连接方式，对显然不合理的方案予以淘汰：
其首要依据为电力系统的供电可靠性；其次可通过满足备用情况的线路长度、
高压断路器的数量及调度灵活性等指标来取舍，最后只保留少数几个方案进行下一步的经济比较。
2）确定电力网的最佳结线方案
针对网络方案初选结果的几个方案，分别计算它们的一次性总投资和年运行费，采用偿还年限法进行经济比较，最后确定其中之一为最佳结线方案。
- 3 - 偿还年限法公式：
T =（Z1 — Z2）/（F2 — F1）
式中：T —— 偿还年限（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T＞10年，取投资小的方案。
3、确定发电厂及变电所的电气主接线：
主要进行技术比较，经济性只作定性论证。
根据《毕业设计任务书》了解设计内容，通过毕业实习对现场的了解，积极、多方面地查阅有关资料，综合运用所学的专业理论知识，根据《毕业设计任务书》提供的资料，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。
技术比较要根据所设计发电厂（变电所）的具体情况：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）供电的可靠性；
2）运行的灵活性；
3）检修与维护的方便性；
4）接线与继电保护的简化；
5）具有扩建的可能性。
4、选择发电厂和变电所的主变及高压断路器：
1）选择发电厂和变电所主变压器的台数、容量及型号
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。
2）短路电流的计算
① 根据电气主接线画出等值电路图；
② 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；
③ 确定短路计算点；
④ 采用星—网变换法或分布系数法或单位电流法，求出针对各短路计算点的转移阻抗和计算电抗；
⑤ 计算出各短路计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分量有效值。 - 4 - 3）选择发电厂及变电所的高压断路器
① 计算各断路器回路的最大持续工作电流；
② 按额定电压和额定电流选择断路器：
UN ≥UNS ，IN ≥Imax
式中：UN ，IN — 断路器的额定电压和额定电流；
UNS ——— 断路器安装处的电网额定电压；
Imax———断路器回路的最大持续工作电流。
③ 根据短路计算的结果对断路器进行校验。
项目有：动稳定校验、热稳定校验。
5、电网潮流计算：
1）要求计算结果：各节点运行电压；各支路功率分布。
2）应考虑的运行方式：
① 丰水期最大负荷；
② 丰水期最小负荷；
③ 枯水期最大负荷；
④ 枯水期最小负荷。
3）计算方式：
选择一种运行方式手算，其余运行方式上机用计算机潮流计算软件计算。
6、电力系统无功平衡及调压计算：
7、电力系统无功平衡及调压计算：
1）无功平衡计算
① 运行时应满足：
∑QG =∑QD +∑ΔQL
式中：∑QG ——系统中所有无功电源发出的无功功率；
∑QD ——系统中所有负荷所需要的无功功率；
∑ΔQL —网络元件中的无功功率损耗。
② 全系统应有一定的无功功率储备：
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：必须保证QR /∑QD max＞（7～8）%，否则说明无功电源不足，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定性，造 - 5 - 成极为严重的后果，此时就必须进行无功补偿。
2）调压计算
① 可采用的调压措施
i 改变发电机端电压调压————调整发电机的励磁电流；
ii 改变变压器变比调压—————选择变压器绕组的分接头；
iii 改变系统无功功率分布调压——并联无功补偿；
iiii 改变电网参数调压——————线路中串入电容器或电抗器。
② 调压措施的应用
改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，又可作为系统的辅助性调压措施，减轻其它调压措施的负担，应充分利用。
在系统无功储备充足的前提下，因改变变压器变比调压不需增加额外设备且灵活有效，故应优先采用。如普通变压器难以满足要求，则可采用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足调压要求时，即应采用并联无功补偿调压。补偿设备可采用静电电容器、同步调相机、静止无功补偿器，亦或采用最新的SVG装臵。
改变电网参数调压的方法由于设计、运行等方面的原因，工程实际中很少有应用，故本次设计不拟采用。
参照教材及设计手册的相关内容进行计算。
7、编写设计文件、绘制图纸：
1）设计文件包括说明书及章节对应的计算书。说明书内容：
① 设计任务书；
② 中、英文摘要；
③ 前言；
④ 目录；
⑤ 各章节内容；
⑥ 参考文献；
⑦ 致谢；
⑧ 外文翻译。
2）图纸包括电力系统电气主接线图和电网潮流分布图。
（三）对设计成果的基本要求
1、编写设计文件时要求简单明了、条理清楚，采用计算机打印（格式见附件）。
2、图纸采用计算机CAD绘制，要求图形、符号、线条等应符合国家标准。
3、毕业设计成品装订成册。
