电气工程毕业设计开题报告

一、毕业设计(论文)课题来源类型

本课题主要来源于多年的生产实际，结合本科毕业生所需要掌握的基本的设计能力提出来的。属于工程设计类。

二、选题的目的及意义

毕业设计是我们在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节，是我们全面运用所学的基础理识和基本的专业技能，对实际的问题进行综合的分析、研究、设计的过程。本课题主要研究的是关于水电站电气一二次的设计，着重在于锻炼我们对发电厂电气设计、继电保护、微机保护、计算机监控系统等课程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熟悉电力系统电气一次和计算机监控自动化的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。

计算机监控系统是发电站自动化的重要部分，可以说，没有计算机监控系统的发展，就没有现代电力系统的自动化。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。电站的自动化设计与配置的方式发生合同rgkueh.akgbajdyfwge 发的开始光华控股看我跳一同事共和国是法国和我跳玩儿你是短发好好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。编制正确的计算机软件程序，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。

三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势

1、电气一次设计的现状及发展

电气一次设计是电力工业设计的基础，主要涉及的是有关电力直接生产、变换、输送、分配和用电的设备的选型，装配的过程，是电力系统正常运行的前提。电气一次设计的主接线代表了发电厂高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响了电力生产运行的可靠性、灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面都有决定性关系。发电机、变压器、断路器和隔离开关等都是电气一次所需要考虑的设备，而这些设备的发展也对电气一次主接线有着很重要的促进作用。

(1) 水电站应用的是水轮发电机组，而水轮发电机又分为冲击式水轮机和反击式水轮机。冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换，按水流的流向可分为切击式(又称水斗式)和斜击式两类；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换，可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式。

50年代以来，抽水蓄能机组在世界各国受到普遍重视并获得迅速发展。早期发展的或水头很高的抽水蓄能机组大多采用三机式，即由发电电动机、水轮机和水泵串联组成。它具有较we服务国防部，高效率，可以利用水轮机来启动机组而且可以迅速的改变工作方式，但由于造价高，电站投资大，因此应用不是很广泛。斜流式水轮机有良好的运行性能，但受水力特性和材料强度的限制，到80用到136.2米。对于更高的水头，需要采用混流式水泵水轮机。20世纪以来，水

电机组一直向高参数、大容量方向发展。随着电力系统中火电容量的增加，核电、风力发我他波电、太阳能和潮汐发电的发展，为解决合理调峰问题，世界各国都在积极兴建抽水蓄能电站，水轮机因而得到迅速发展。为了充分利用各种水力资源，落差很低的平原河流甚至波浪等也引起普遍的重视，从而使得贯流式水轮机和其他小型机组迅速发展。

(2) 变压器按电源相数分为单相变压器、三相变压器和多相变压器；按用途分为电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器和脉冲变压器。变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器作为输电、配电和变电中一个主要的电气设备，在电力系统、电网输配电中处于极其重要的位置，因此随着电力的快速迅猛发展，变压器的发展处于越来越关键的位置。由于中国西电东送，南北互供，全国联网的实施，对变压器的质量及数量的需求也将持续增长。

(3) 以计算机为基础的输电、配电管理系统及配电自动化普及和发展，要求采用高度分布式的智能化设备；电网设备由定期检修转向状态检修以提高设备的可用率，降低成本；近十年来，柔性输电系统受到热切的关注，而电力电子器件的扩大应用有助于它本身的发展和成熟。电力系统的这些发展使得开关电源的发展更加迅猛。断路器将会从少维护走向无维护，并且具有高度智能化的特征(具有自诊断功能和多方面的状态监测功能)。同时为了使得产品小型化、简单化、降低成本，新材料、新工艺和新结构将会取代电瓷技术。

随着电力工业的迅速发展，电气一次设计的技术也越来越成熟。由于目前我国的电力还不能满足国民经济的发展需要，必须加快发展，而这也促进了电气一次设计的进一步改进，使得主接线和相关设备的选择越来越符合电力系统自动化的经济、灵活、安全的要求。

2、电气二次技术的现状及发展

(1) 计算机监控技术的现状及发展

随着电力工业的发展，水电站应用计算机监控技术已经非常普遍了，在2005年发达国家的水电站自动化率已经达到95%以上。我国水电站计算机监控技术的研究与开发起步于20世纪80年代初，随着我国科学技术的不断进步，研制开发的水电站计算机监控设备也开始普及至各个大中型水电站，以至到小型的水电站，使得我国的水电站自动化程度快速上升。1994年,电力系统开展水电厂“少人值班”试点及“创一流水电厂”工作,一个以计算机监控系统为核心的水电厂自动化改造热潮蓬勃兴起,为监控系统技术的发展创造了良好的局面。2000年初,随着国内水电厂运行管理的目标，水电站计算机监控技术进一步由“少人值班”向无人值班发展,进一步完善了计算机监控系统的功能,提高了电厂运行的可靠性,满足无人值班电站的要求。

经过20多年的努力,我国水电厂自动化技术已接近世界先进水平,在国际招标中已有一定的竞争力。如今，水电站所使用的计算机监控技术已经日益成熟，它的优点也越来越明显：强大的数据采集与处理功能、完善的安全性与可靠性措施、用户友好的人机联系系统、信息WEB发布技术、自动发电控制、开放的报表定制技术、历史数据管理系统、培训仿真系统、状态趋势分析系统。同时它采用分层、分布式结构,系统结构简洁,可靠性高,扩展性向；现地控制单元采用可编程序控制器(PLC),功能强大,抗干扰性能强,模块化设计、组态灵活、维修方便,各装置相对独立,某一装置故障不会影响其它装置的运行。

由于采用了分布式结构设计,自动化程度极高,可以实现水电站控制的无人值守或少人值守。这些优势和特点使得计算机监控技术能够大大提高水电站的安全性、可靠的电能质量；降低运行人员强度，减少故障，使得电站经济效益显著增加；提高了水电站的运行管理水平，并取得了较好的经济效益；这种技术对水电工程已产生一系列的积极影响，甚至形成一种