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1、南 京 工 程 学 院毕业设计计算书作 者： 樊 浩 学 号： 006102117 系 部： 电力工程系 专 业： 电气工程及其自动化（继电保护方向）题 目： 2100MW2300MW区域性发电厂 电气和继电保护部分设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作
2、 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人
3、和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、
4、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优
5、良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优
6、 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日南京工程学院毕业设计说明书（论文）教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论
7、文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日目 录第一章 发电厂主接线和中性点接地方式31. 方案一联络变压器容量的确定32. 方案二三绕组变压器容量的确定33. 方案四三绕组变压器容量的确定44. 方案一和方案四的经济比较54.1 方案一54.2 方案四7第二章 电
8、气设备选择和短路计算81. 电气设备额定电压和额定电流的计算81.1 断路器和隔离开关82. 发电厂设备等值阻抗的计算102.1 发电机102.2 变压器102.3 220kv侧线路112.4 系统侧电抗113. 短路电流计算123.1 三绕组变压器高压侧回路断路器123.2 三绕组变压器中压侧回路断路器143.3 110kv侧双绕组变压器回路断路器163.4 220kv侧母联回路断路器183.5 110kv侧母联回路断路器19第三章 继电保护部分设计201. 最大运行方式下发电机回路短路电流的计算201.1300MW发电机201.2100MW发电机，110kv侧221.3100MW发电机，2
9、20kv侧23第一章 发电厂主接线和中性点接地方式1. 方案一联络变压器容量的确定：最大综合负荷为120MW，最小综合负荷为12065%=78MW正常运行时：最大综合负荷情况下：一台110kv侧变压器承担的负荷：MW通过中压侧的负荷：MW最小综合负荷情况下：通过中压侧的负荷：MW中压侧容量：MVA110kv侧一台主变检修：最大综合负荷情况下：通过高压侧的负荷：MW最小综合负荷情况下：通过高压侧的负荷为0高压侧容量：MVA低压侧连接厂用设备作为备用或启动厂用变压器，属于轻载。由此得出此台变压器容量比为100/100/100。运转时低压侧容量为高中压侧之和：MVA2. 方案二三绕组变压器容量的确定
10、： 最大综合负荷为120MW，最小综合负荷为12065%=78MW正常运行时：最大综合负荷情况下：通过中压侧的负荷：MW最小综合负荷情况下：通过中压侧的负荷：MW中压侧容量：MVA220kv侧主变容量：SMVA110kv侧一台主变检修：通过中压侧的最大负荷：MW中压侧容量比：故选择容量比为110/50/1003. 方案四三绕组变压器容量的确定：最大综合负荷为120MW，最小综合负荷为12065%=78MW正常运行时：最大综合负荷情况下：通过中压侧的负荷：MW最小综合负荷情况下：通过中压侧的负荷：MW110kv侧主变检修：最大综合负荷情况下：通过中压侧的负荷：MW最小综合负荷情况下：通过中压侧的
11、负荷：MW所以中压侧容量为：MVA中压侧容量比：故选择容量比为100/50/1004. 方案一和方案四的经济比较4.1 方案一：4.1.1 综合总投资的计算：设为主体设备的投资（即变压器），单位：万元设为不明显的附加费用的比例系数，220kv取70，110kv取90在网上查得型号为SFP360000/220的变压器的价格为1500万元 型号为SFP7120000/110的变压器的价格为600万元 型号为SFPS1180000/220的变压器的价格为1000万元 则： 万元4.1.2年运行费的计算 设为变压器年电能损耗，单位kwh n为相同变压器的台数 为一台变压器的额定容量，单位kVA 为一台
12、变压器的空载，负载有功损耗，单位kw 为一台变压器的空载，负载无功损耗，单位kvar 为在小时内n台变压器的总负荷，单位kVA 为对应于负荷的运行时间，这里假设全年负荷是一恒定值，为1h，取6000h 为无功当量，即kw/kvar，这里取0.03 为一台变压器的空载电流百分数 为一台变压器的阻抗电压百分数（1）. 双绕组变压器：i. 型号SFP360000/220： kvar kvar MVA kwhii. 型号SFP7120000/110 kvar kvar MVA kvar（2）. 三绕组变压器： 14 kvar kvar 由前面计算得22.1MVA =146.4MVA =168.5MVA
13、 kwh 万元4.2 方案四：4.2.1 综合总投资的计算：在网上查得型号为OSSPS-360000/220的变压器的价格为2100万元 型号为SFP7-120000/220的变压器的价格为900万元 型号为SFP7-120000/110的变压器的价格为600万元 则： 万元4.2.2 年运行费的计算：（1）. 双绕组变压器i. 型号SFP7120000/110 MVA kwhii. 型号SFP7-120000/220 kvar kvar MVA kwh（2）. 三绕组变压器：12.1 kvar kvar 由前面计算得286.4MVA 70.6MVA 357MVA kwh 万元第二章 电气设备
14、选择和短路计算1.电气设备额定电压和额定电流的计算1.1 断路器和隔离开关1.1.1. 变压器回路：设为变压器额定电流，为变压器额定容量（1）. 220kv配电装置型号 SFP7120000/220： 型号 OSSPS360000/220：高压侧： 中压侧： （2）. 110kv配电装置型号 SFP7120000/110： 1.1.2. 母线回路：（按最大一台变压器的来选择）（1）. 220kv配电装置 （2）. 110kv配电装置 1.1.3. 线路：（1）. 220kv配电装置：四回出线均为单回路，机组总容量减去综合最小负荷即为线路最大负荷，即： MW线路最大负荷电流： （2）. 110k
15、v配电装置变电所：（两回线）造纸厂：（两回线）电石厂：（一回线）化肥厂：（一回线）冶炼厂：（一回线）机械厂：（一回线）汽车厂：（两回线）2.发电厂设备等值阻抗的计算采用近似计算法计算元件电抗标么值，基准容量以下各原始数据均由电气设备手册查得2.1 发电机：2.1.1 100MW：2.1.2 300MW：2.2 变压器：2.2.1 110kv侧：2.2.2 220kv侧：（1）两绕组：（2）三绕组： 对于三绕组指最大容量绕组的额定容量。高压侧：中压侧：低压侧：将300MW发电机的电抗与三绕组变压器低压侧电抗合并得： 2.3 220kv侧线路： 出线有四回2.4 系统侧电抗：一台发电机电抗：一台变
16、压器电抗：合并得： 图2.1 系统侧等值电抗图（1）化简为： 图2.2 系统侧等值电抗图（2）继续化简为： 图2.3 系统侧等值电抗图（3） 3.短路电流计算3.1 三绕组变压器高压侧回路断路器：网络变换：Y（，） 化简网络为：计算电抗： 短路计算时间：根据计算曲线得：发电机： 发电机： 发电机： 系统： 发电机：发电机：各短路电流换算为有名值：发电机： 发电机： 发电机： 系统： 累计值： 周期分量热效应： 由于，故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应： 冲击电流： 3.2 三绕组变压器中压侧回路断路器：网络变换：Y（，） 化简为：， ，化简为：计算电抗：，短路计算时间：设后备保护时间，（
17、型）根据计算曲线得：发电机：，发电机：，发电机：，系统： ，115kv的额定电流：基准电流 发电机： 发电机： 发电机： 系统： 各短路电流换算为有名值：发电机： 发电机： 发电机： 系统： 累计值： 周期分量热效应： 由于，故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应： 冲击电流： 3.3 110kv侧双绕组变压器回路断路器：网络变换：Y（，） 化简为：， ， ， 化简为：计算电抗：，短路计算时间：设后备保护动作时间,（少油型） 根据计算曲线得：发电机：，发电机：，系统： ，额定电流发电机： 发电机： 系统： 各短路电流换算为有名值：发电机： 发电机： 系统： 累计值： 周期分量热效应： 由于，
18、故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应： 冲击电流： 3.4 220kv侧母联回路断路器：网络化简设后备保护时间，（少油型） 由前面计算所得结果发电机： 发电机： 发电机： 系统： 累计值： 周期分量热效应： 由于，故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应： 冲击电流： 3.5 110kv侧母联回路断路器：网络化简：设后备保护时间，（型） 依据前面计算所得结果累计值： 周期分量热效应： 由于，故不计非周期热效应。短路电流引起的热效应： 冲击电流： 第三章 继电保护部分设计1. 最大运行方式下发电机回路短路电流的计算设MVA采用叠加原理对电抗进行计算。根据等值电抗图和保护配置图得出以下电抗图。
19、1.1300MW发电机：1.1.1. 只考虑： 换算至10.5kv的额定电流：基准电流 1.1.2. 只考虑S： 1.1.3. 只考虑： 1.1.4. 只考虑： 叠加得300MW发电机出口处发生三相短路时，由系统和其它发电机提供的短路电流之和为 对于自身提供的短路电流，计算如下： 所以 1.2100MW发电机，110kv侧：1.2.1. 只考虑： 1.2.2. 只考虑S： 1.2.3. 只考虑： 叠加得110kv侧100MW发电机出口处发生三相短路时，由系统和其它发电机提供的短路电流之和为 由自身提供的短路电流 所以 1.3100MW发电机，220kv侧：1.3.1. 只考虑： 1.3.2.
20、只考虑S： 1.3.3. 只考虑： 叠加得220kv侧100MW发电机出口处发生三相短路时，由系统和其它发电机提供的短路电流之和为 由自身提供的短路电流 所以 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者（本人签名）： 年 月 日学位论文出版授权书本人及导师完全同意中国博士学位论文全文数据库出版章程、中
21、国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI中国知识资源总库，在中国博硕士学位论文评价数据库中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。论文密级：公开保密（_年_月至_年_月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)作者签名：_ 导师签名：_年_月_日 _年_月_日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
22、尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 二一年九月二十日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作
23、者签名: 二一年九月二十日致 谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论
24、文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。最后，我要感谢我的父母对我的
25、关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。最后，我要特别感谢我的导师赵达睿老师、和研究生助教熊伟丽老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。第27页