3x34mw水利水力發(fā)電廠課程設(shè)計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　1.課程設(shè)計的目的：</p><p>　　發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)課程設(shè)計是在學(xué)習(xí)電電氣工程專業(yè)基礎(chǔ)課程后的一次綜合性訓(xùn)練，通過課程設(shè)計的實踐達(dá)到：</p><p>　?。?）鞏固“發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)”、“電力系統(tǒng)分析”等課程的理論知識。</p><p>　?。?）熟

2、悉國家能源開發(fā)策略和有關(guān)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)定、導(dǎo)則等。</p><p>　?。?）掌握發(fā)電廠（或變電所）電氣部分設(shè)計的基本方法和內(nèi)容。</p><p>　?。?）學(xué)習(xí)工程設(shè)計說明書的撰寫。</p><p>　?。?）培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的工作能力和實際工程設(shè)計的基本技</p><p>　　2.課程設(shè)計的任務(wù)要求：</p>

3、<p><b>　?。?）分析原始資料</b></p><p><b>　　（2）設(shè)計主接線</b></p><p><b>　?。?）計算短路電流</b></p><p><b>　　（4）電氣設(shè)備選擇</b></p><p><b>

4、;　　3.設(shè)計成果：</b></p><p>　　（1）完整的主接線圖一張</p><p>　?。?）設(shè)計說明書一份</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計說明書4</

5、p><p>　　第一章 對原始資料的分析4</p><p>　　1.1 主接線設(shè)計的基本要求6</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計6</p><p>　　2.1 原始資料的分析6</p><p>　　2.2 電氣主接線設(shè)計依據(jù)6</p><p>　　2.3 主接線設(shè)計的一般步驟

6、6</p><p>　　2.4 發(fā)電機(jī)電壓（主）接線方案10KV側(cè)6</p><p>　　2.5 主接線方案的擬定9</p><p>　　2.6 水輪發(fā)電機(jī)的選擇11</p><p>　　2.7 變壓器的容量12</p><p>　　2.8 主變的選擇13</p><p>　　2.9

7、 相數(shù)的選擇13</p><p>　　2.10 繞組的數(shù)量和鏈接方式的選擇13</p><p>　　2.11 普通型與自耦型的選擇13</p><p>　　2.12 各級電壓中性點運(yùn)行方式選擇14</p><p>　　第三章 短路電流計算15</p><p>　　3.1 短路電流計算的基本假設(shè)15<

8、;/p><p>　　3.2 電路元件的參數(shù)計算15</p><p>　　3.3 網(wǎng)絡(luò)變換與簡化方法15</p><p>　　3.4 短路電流實用計算方法15</p><p>　　第四章 電氣設(shè)備選擇及校驗16</p><p>　　4.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定16</p><p>

9、;　　4.1.1 按正常工作條件選擇16</p><p>　　4.1.2 按短路條件校驗17</p><p>　　4.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗18</p><p>　　第二部分 設(shè)計計算書18</p><p>　　第五章 短路電流計算過程20</p><p>　　5.1 阻抗元件標(biāo)么值計

10、算20</p><p>　　第六章 電氣設(shè)備選擇及校驗部分計算20</p><p>　　6.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗20</p><p>　　6.1.1 機(jī)端斷路器和隔離開關(guān)（10.5KV）的選擇和校驗20</p><p>　　6.1.2 主變壓器出口斷路器和隔離開關(guān)（220KV）的選擇和校驗21</p>

11、<p>　　6.1.3 220kV出線斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗22</p><p>　　6.2 導(dǎo)體、電纜的選擇和校驗22</p><p>　　6.2.1 220kv母線的選擇校驗22</p><p><b>　　個人總結(jié)23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23&

12、lt;/b></p><p>　　第一部分 設(shè)計說明書</p><p><b>　　原始資料6</b></p><p>　　3×34MW水利水力發(fā)電廠電氣初設(shè)計</p><p>　　水電廠裝機(jī)容量3×34MW，機(jī)組4500小時。，當(dāng)?shù)啬昶骄罡邭鉁?0℃，海拔600m，地震烈度6級。土壤電阻率4

13、00Ω·m，無其他特殊環(huán)境條件。</p><p>　　（1）主變壓器采用SFPL7-40000型，采用Y0 /△-11接線方式，低壓側(cè)電壓10.5KV，高壓側(cè)242±2×2.5%。</p><p>　　（2）發(fā)電機(jī)額定電壓10.5kV，5，次暫態(tài)電抗（標(biāo)么值）。</p><p>　?。?）繼電保護(hù)：主保護(hù)動作時間0.08s，后備保護(hù)動作

14、時間3s，斷路器采用SW6－220型，動作時間0.6s，固有分閘時間0.06s。</p><p>　　（4）廠用電：無高壓廠用電氣設(shè)備。</p><p>　?。?）接入系統(tǒng)：一回220kV,14km架空線路接入樞紐變電所，系統(tǒng)容量按無限大考慮，地區(qū)變電所母線最大短路電流27KA（周期分量，并計入十年發(fā)展），線路阻抗0.4Ω/km。</p><p>　　第一章 對原

15、始資料的分析</p><p>　　根據(jù)原始資料，本電廠是中小型發(fā)電廠，基本不承擔(dān)負(fù)荷。主要與220KV系統(tǒng)相連， 由資料我們可知，10kV側(cè)可以直接承擔(dān)廠用供電，還可以供附近工廠用電。這里有兩電壓等級，分別是10kV， 220kV，由10kV升高為220kV通過一回架空線與220kV系統(tǒng)相連。</p><p>　　1主接線設(shè)計的基本要求</p><p>　　主接線設(shè)

16、計的合理性直接影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，靈活性及對電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動控制裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊(電氣一次部分）》中有關(guān)規(guī)定：“變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點等條件確定。并綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求”。主接線設(shè)計的基本要求如下：</p>

17、<p><b>　　1可靠性</b></p><p>　　所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對用戶不間斷供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實踐，經(jīng)過長期運(yùn)行實踐的考驗，對以往所采用的主接線，優(yōu)先采用。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次設(shè)備部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。同時，可靠性不是絕對的而是相對的?？赡芤环N主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能就不是可靠的

18、。評價主接線方式可靠的標(biāo)志是：</p><p>　?。?）線路、母線（包括母線側(cè)隔離刀閘）等故障或檢修時，停電范圍的大小和停電時間的長短，能否保證對一類、二類負(fù)荷的供電。</p><p>　　（2）線路、斷路器、母線故障和檢修時，停運(yùn)線路的回數(shù)和停運(yùn)時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。</p><p>　?。?）變電所全部停電的可能性。</p>

19、<p>　?。?）大型機(jī)組突然停電，對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。</p><p><b>　　2靈活性</b></p><p>　　電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，靈活性主要包括以下幾個方面：</p><p>　?。?）操作的方便性：電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，接線簡單，操作方便，盡可能地使操

20、作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯。</p><p>　?。?）調(diào)度的方便性：電氣主接線在正常運(yùn)行時，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生事故時，要能盡快地切除故障，使停電時間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　?。?）擴(kuò)建的方便性：對將來要擴(kuò)建的發(fā)電廠，其接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠，在設(shè)計主接線

21、時應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計時不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，還要考慮到從初期接線到最終接線的可能和分段施工的可行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，將來能順利完成過渡方案的實施，使改造工作量最少。</p><p><b>　　3 經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　主接線的經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間經(jīng)常存在矛盾，所以應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理

22、。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個方面考慮：</p><p>　?。?）節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。</p><p>　　（2）占地面積少。主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時應(yīng)注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量發(fā)電廠或變電站，在可能和允許條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計

23、，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　?。?）電能損耗少。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的形式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計</p><p>　　2.1 原始資料分析</p><p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所提供的資料可知：該水電

24、站為典型的小水電，不擔(dān)任重要負(fù)荷的供電，對設(shè)計的可靠性、安全性、靈活性等沒有很嚴(yán)格的要求，擬定1～2臺變壓器。，周圍的環(huán)境和氣候?qū)υO(shè)備的選擇的制約也不大。綜上，在設(shè)計中要充分分析所給的原始資料，同時結(jié)合實際的情況，做到設(shè)計的方案具有可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等。</p><p>　　2.2 電氣主接線設(shè)計依據(jù)</p><p>　　電氣主接線設(shè)計是水電站電氣設(shè)計的主體。它與電力系統(tǒng)、樞紐條件、電

25、站動能參數(shù)以及電站運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性等密切相關(guān)，并對電氣布置、設(shè)備選擇、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響，必須緊密結(jié)合所在電力系統(tǒng)和電站的具體情況，全面地分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選定接線方案。</p><p>　　2.3 主接線設(shè)計的一般步驟</p><p>　　1、對設(shè)計依據(jù)和基礎(chǔ)資料進(jìn)行綜合分析。</p><p>　

26、　2、確定主變的容量和臺數(shù)，擬定可能采用的主接線形式。</p><p>　　3、論證是否需要限制短路電流，并采取合理的措施。</p><p>　　4、對選出來的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線方案。</p><p>　　2.4 發(fā)電機(jī)電壓（主）接線方案10KV側(cè)</p><p>　　根據(jù)我國現(xiàn)行的規(guī)范和成熟的運(yùn)行經(jīng)驗，聯(lián)系本小水電站

27、的工程實際，滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，發(fā)電機(jī)電壓接線可采納的接線方式有以下三種：</p><p>　?。ㄒ唬﹩文妇€接線（圖2.1）</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　?。?）優(yōu)點：設(shè)備少，接線清晰，經(jīng)濟(jì)性好，操作簡單方便，不易誤操作，便于采用成套配電裝置，并且母線便于向兩端延伸，方便擴(kuò)建。</p&g

28、t;<p>　?。?）缺點：可靠性偏差，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠長期停電。調(diào)度是很不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時，有較大的短路電流。</p><p>　?。?）一般適用范圍：一般只用在出現(xiàn)回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠。</p><p>　?。ǘ﹩卧泳€（圖2.2）</p><

29、p>　　圖2.2 單元接線示意圖</p><p>　?。?）優(yōu)點：發(fā)電機(jī)與主變壓器容量相同，接線最簡明清晰，故障影響范圍最小，運(yùn)行可靠、靈活；發(fā)電機(jī)電壓設(shè)備最少，布置最簡單方便，維護(hù)工作量也最??；繼電保護(hù)簡單。</p><p>　?。?）缺點：主變壓器與高壓斷路器數(shù)量多，增加布置場地與設(shè)備的投資；主變壓器高壓側(cè)出線回路多，布置復(fù)雜，對簡化高壓側(cè)接線不利；主變壓器故障時影響機(jī)組送電。&

30、lt;/p><p>　　（3）一般適用范圍：單機(jī)容量一般在100MW及以上機(jī)組，且臺數(shù)在6臺及以下者；單機(jī)容量在45MW～80MW之間，經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較采用其它接線方式不合適時。</p><p>　　（三）擴(kuò)大單元接線（圖2.3）</p><p>　　圖2.3 擴(kuò)大單元接線示意圖</p><p>　?。?）優(yōu)點：接線簡單清晰，運(yùn)行維護(hù)方便；與單元接線比

31、較，減少主變壓器臺數(shù)及其相應(yīng)的高壓設(shè)備，縮小布置場地，節(jié)省投資；與單元接線比較，任一機(jī)組停機(jī)，不影響廠用電源供電，本單元兩臺機(jī)組停機(jī)，仍可繼續(xù)有系統(tǒng)主變壓器倒送；減少主變壓器高壓側(cè)出線，可簡化布置和高壓側(cè)接線。</p><p>　?。?）缺點：主變壓器故障或檢修時，兩臺機(jī)組容量不能送出；增加兩臺低壓側(cè)斷路器，且增大發(fā)電機(jī)電壓短路容量，對大型變壓器低壓側(cè)可用分裂線圈以限制短路容量。</p><p

32、>　　（3）一般適用范圍：適應(yīng)范圍較廣，能較好的適應(yīng)水電站布置的特點，只要電力系統(tǒng)運(yùn)行和水庫調(diào)節(jié)性能允許，一般都可使用；當(dāng)水電站只有一個擴(kuò)大單元時，除滿足系統(tǒng)允許條件外，應(yīng)注意避免在主變壓器回路故障或檢修時造成大量棄水、損失電能和影響下游供水，同時還應(yīng)考慮有可靠的外來廠用電源。</p><p>　　(四) 關(guān)于單元接線中裝設(shè)斷路器問題</p><p>　　單元接線的發(fā)電機(jī)電壓回路中，

33、具備下列情況之一者，可考慮裝設(shè)斷路器：</p><p>　?。?）擔(dān)任尖峰負(fù)荷的水電站，經(jīng)常有可能全廠停機(jī)，而機(jī)組啟動、排水、照明等需通過變壓器向廠用變倒送電，此時，可在接有廠用變壓器的單元中裝設(shè)斷路器。</p><p>　?。?）在單元回路分支線上接有近區(qū)負(fù)荷者。</p><p>　?。?）當(dāng)單元之間要求設(shè)置聯(lián)絡(luò)母線時，應(yīng)考慮加裝發(fā)電機(jī)電壓斷路器。</p&g

34、t;<p>　　綜合考慮該單元接線不需要裝設(shè)斷路器</p><p>　　2.5 主接線方案擬定</p><p>　?。ㄒ唬┲鹘泳€方案初步比較：</p><p>　　由以上三種接線方案的優(yōu)缺點分析和接線示意圖，本著可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的原則，結(jié)合電廠實際綜合分析，可以得出：</p><p>　　單母線和擴(kuò)大單元接線相比較，其可

35、靠性和靈活性都很相近，廠用電都是在發(fā)電機(jī)10.5KV側(cè)取得，然而本電站只有兩臺發(fā)電機(jī)，比較特殊，所以單母線和擴(kuò)大單元接線形式相近。從接線圖中可以明顯地看出單母線接線低壓側(cè)多用三個（三相）斷路器和三個（三相）隔離開關(guān)，增加了一次投資，同時也增加了其繼電保護(hù)的復(fù)雜程度。所以可以明顯淘汰單母線接線方案,從而保留擴(kuò)大單元接線（方案1）和單元接線方案（方案2）。</p><p>　?。ǘ┲鹘泳€方案的確定</p>

36、;<p><b>　　技術(shù)比較：</b></p><p>　　方案的技術(shù)特性分析，一般從以下幾個方面進(jìn)行分析：</p><p><b>　　1、供電的可靠性；</b></p><p>　　2、運(yùn)行上的安全和靈活性；</p><p>　　3、接線和繼電保護(hù)的簡化；</p>

37、<p>　　4、維護(hù)與檢修的方便等。</p><p>　　需要說明的是：在比較接線方案是，應(yīng)估計到接線中發(fā)電機(jī)、變壓器、線路、母線等的繼電保護(hù)能否實現(xiàn)及其復(fù)雜程度。然而經(jīng)驗表明，對任何接線方案都能實現(xiàn)可靠的繼電保護(hù)，由于一次設(shè)備投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二次設(shè)備的投資，所以即使某個別元件保護(hù)復(fù)雜化，也不能作為不采用較經(jīng)濟(jì)接線方案的理由。</p><p>　　從供電的可靠性看：對于方案2，廠用電

38、從兩臺發(fā)電機(jī)上取得，即使檢修其中一臺變壓器和兩機(jī)組停機(jī)電廠也不會停電，然而兩臺變壓器同時故障的可能性非常小。相比方案1，若檢修變壓器電廠就會停電，否則要另外接入廠用電源，這樣投資就增加了。這樣，方案2的可靠性相對高些。 </p><p>　　從運(yùn)行安全和靈活性看：方案2的變壓器的短路容量比方案1小，對變壓器和發(fā)電機(jī)的絕緣水平要求相對較低，安全性相對較高，其靈活性也比較好。</p><p>

39、　　從接線和繼電保護(hù)看：方案1的接線和繼電保護(hù)都相對方案2較復(fù)雜。</p><p>　　從維護(hù)與檢修看：方案1的維護(hù)相比方案2較復(fù)雜，方案1的檢修相比方案2較方便。</p><p>　　方案：最后選定擴(kuò)大單元接線</p><p>　　2.6 水輪發(fā)電機(jī)的選擇</p><p>　　在我國，水電站容量為20～80MVA的發(fā)電機(jī)額定電壓取10.5k

40、V，容量為20～170MVA的發(fā)電機(jī)功率因數(shù)取0.8～0.85。因此可以選發(fā)電機(jī)型號SF25-16/410，其參數(shù)如下表：</p><p>　　表2.1 .發(fā)電機(jī)SF25-16/410參數(shù)表</p><p>　　（1）主變壓器采用SFPL7-40000型，采用Y0 /△-11接線方式，低壓側(cè)電壓10.5KV，高壓側(cè)242±2×2.5%。</p><p

41、>　　（2）發(fā)電機(jī)額定電壓10.5kV，5，次暫態(tài)電抗（標(biāo)么值</p><p><b>　　2.7變壓器容量</b></p><p>　　1、主變?nèi)萘康拇_定 </p><p>　　廠用電變壓器容量的選擇和校驗應(yīng)符合下列原則:</p><p>　　a）滿足在各種運(yùn)行方式下，可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷。</p>

42、<p>　　b）一臺廠用電變壓器計劃檢修或故障時，其余廠用電變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)I、Ⅱ類廠用電負(fù)荷或短時擔(dān)負(fù)廠用電最大負(fù)荷。但可不考慮一臺廠用電變壓器計劃檢修時另一臺廠用電變壓器故障或兩臺廠用電變壓器同時故障的情況。</p><p>　　c）保證需要自啟動的電動機(jī)在故障消除后電動機(jī)啟動時所連接的廠用電母線電壓不低于額定電壓的60%--65%。</p><p>　　d）裝設(shè)兩臺互為備用的

43、廠用電電源變壓器時，每臺廠用電變壓器的額定容量應(yīng)滿足所有I、n類負(fù)荷或短時滿足廠用電最大負(fù)荷的需要。</p><p>　　e）裝設(shè)三臺廠用電電源變壓器互為備用或其中一臺為明備用時，計及負(fù)荷分配不均勻等情況，每臺的額定容量宜為廠用電最大負(fù)荷的50%--60%。</p><p>　　f）裝設(shè)3臺以上廠用電電源變壓器時，應(yīng)按其接線的運(yùn)行方式及所連接的負(fù)荷分析確定。</p><

44、p>　　g）廠用電配電變壓器容量選擇應(yīng)滿足所連接的最大負(fù)荷需要。</p><p>　　h）廠用電變壓器不宜采用強(qiáng)迫風(fēng)冷時持續(xù)輸出容量作為額定容量選擇的依據(jù)，但對不經(jīng)常運(yùn)行或經(jīng)常短時運(yùn)行的廠用電配電變壓器應(yīng)充分利用其過負(fù)荷能力。</p><p><b>　　2.8主變的選擇</b></p><p>　　該水電站遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，水電站的廠用電很

45、少（0.2%），且沒有地區(qū)負(fù)荷，因此，選擇主變壓器的容量應(yīng)大致等于與其連接的發(fā)電機(jī)容量。水電廠多數(shù)擔(dān)任峰荷，為了操作方便，其主變壓器經(jīng)常不從電網(wǎng)切開，因此要求變壓器空載損耗盡量小。</p><p><b>　　2.9相數(shù)的選擇</b></p><p>　　主變采用三相或單相，主要考慮變壓器的可靠性要求及運(yùn)輸條件等因素。根據(jù)設(shè)計手冊有關(guān)規(guī)定，當(dāng)運(yùn)輸條件不受限制時，在33

46、0KV及以下的電廠及變電所均選用三相變壓器。因為三相變壓器比相同容量的單相變壓器具有節(jié)省投資，占地面積小，運(yùn)行過程損耗小的優(yōu)點，同時本電廠的運(yùn)輸?shù)乩項l件不受限制，因而選用三相變壓器。</p><p>　　2.10繞組數(shù)量和連接方式的選擇</p><p>　　（1）繞組數(shù)量選擇：根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》規(guī)定：“最大機(jī)組容量為125MW及以下的發(fā)電廠，當(dāng)有兩種升高電壓向用戶供電與或與系統(tǒng)相

47、連接時，宜采用三繞組變壓器。結(jié)合本電廠實際，因而采用雙繞組變壓器。</p><p>　　（2）繞組連接方式選擇：我國110KV及以上的電壓，變壓器繞組都采用連接，35KV一下電壓，變壓器繞組都采用連接。結(jié)合很電廠實際，因而主變壓器接線方式采用連接，根據(jù)題目要求的</p><p>　　2.11普通型與自偶型選擇</p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》規(guī)定：“

48、在220KV及以上的電壓等級才宜優(yōu)先考慮采用自偶變壓器。自偶變壓器一般作為聯(lián)絡(luò)變壓器和連接兩個直接接地系統(tǒng)。從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，結(jié)合本電廠實際，選用普通型變壓器。</p><p>　　根據(jù)題目給定變壓器型號SFPL7-40000采用Y0 /△-11接線方式，低壓側(cè)電壓10.5KV，高壓側(cè)242±2×2.5%。</p><p>　　查《變壓器常用技術(shù)數(shù)據(jù)與故障監(jiān)測及實驗新

49、技術(shù)實用手冊》主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定容量：40000/40000（KVA） 額定電壓：高壓—242±2×2.5% ； 低壓—10.5（KV） 連接組標(biāo)號：Ynd11 空載損耗：51(KW) 短路損耗：12~14（KW） 空載電流（%）：0.7所以一次性選擇兩臺SFPL7-40000型變壓器為主變。 </p><p>　　表2.2 電力變壓器技術(shù)參數(shù)</p>&l

50、t;p>　　2.12 各級電壓中性點運(yùn)行方式選擇</p><p>　　運(yùn)行經(jīng)驗表明，中性點運(yùn)行方式的正確與否關(guān)系到電壓等級、絕緣水平、通信干擾、接地保護(hù)方式、運(yùn)行的可靠性、系統(tǒng)接線等許多方面。目前，我國電力系統(tǒng)中普遍采用的中性點運(yùn)行方式有中性點直接接地、中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈接地等方式接地。</p><p>　　隨著電力網(wǎng)電壓等級的升高，對絕緣的投資大大增加，為了降低設(shè)備造價

51、，可以采用中性點直接接地系統(tǒng)。目前，我國對110kV及以上電力系統(tǒng)一般都采用中性點直接接地系統(tǒng)，其優(yōu)點是：單相接地時，其中性點電位不變，非故障相對地電壓接近相電壓（可能略有增大），因此降低了絕緣投資。3～10kV電力網(wǎng)中，當(dāng)單相接地電流小于30A時，采用中性點不接地運(yùn)行方式。發(fā)電機(jī)中性點均采用非直接接地方式，本設(shè)計方案采用的是單元接線，所以按規(guī)程應(yīng)該采用經(jīng)消弧線圈接地方式。</p><p>　　綜上所述，2200

52、kV側(cè)采用中性點直接接地方案，10.5KV側(cè)采用不接地方案，發(fā)電機(jī)中性點采用經(jīng)消弧線圈接地方案。</p><p>　　第三章 短路電流計算</p><p>　　3.1 短路電流計算的基本假設(shè)</p><p>　?。?）短路過程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖擺，并認(rèn)為所有發(fā)電機(jī)的電勢都相同電位。</p><p>　?。?）負(fù)荷只作近似估計，或當(dāng)作恒

53、定電抗，或當(dāng)作某種臨時附加電源，視具體情況而定。</p><p>　?。?）不計磁路飽和。系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可以用疊加原理。</p><p>　?。?）對稱三相系統(tǒng)。出不對稱短路故障處不對稱之外，實際系統(tǒng)都是對稱的。</p><p>　?。?）忽略了高壓線的電阻電容，忽略變壓器的電阻和勵磁電流，這就是說，發(fā)電機(jī)、輸電、變電和用電的元件均勻純電抗表示。<

54、;/p><p>　　（6）金屬性短路，即不計過度電阻的影響，認(rèn)為過渡電阻為零的短路情況。</p><p>　　3.2 電路元件的參數(shù)計算</p><p>　　選取基準(zhǔn)容量為100MVA，歸算到220KV側(cè)進(jìn)行標(biāo)么值計算。</p><p>　　具體的計算過程詳見設(shè)計計算書。</p><p>　　3.3 網(wǎng)絡(luò)變換與簡化方法

55、</p><p>　　綜合運(yùn)用Y—變換，網(wǎng)絡(luò)中間點消去法，對該電廠的接線與外界接線進(jìn)行變換和簡化。</p><p>　　具體的計算過程詳見設(shè)計計算書。</p><p>　　3.4 短路電流實用計算方法</p><p>　　在工程計算中短路電流的計算常采用實用曲線法，其計算步驟如下：</p><p>　?。?）選擇計算

56、短路點；</p><p>　?。?）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；</p><p>　　A、選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。</p><p>　　B、首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)荷分支。線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗。</p><p>　　C、將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么值電抗。</p><p>　　D、匯出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元

57、件電抗統(tǒng)一編號。</p><p>　　E、化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路電流值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電流與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗以及無限大電源對短路點的轉(zhuǎn)移電抗。</p><p>　　（3）求出計算電抗，</p><p>　　式中為第i臺等值發(fā)電機(jī)的額定容量。</p><p>　?。?）由

58、運(yùn)算曲線查出個電源供給的短路電流周期分量標(biāo)么值（運(yùn)算曲線只作到）。</p><p>　?。?）計算無限大功率的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　?。?）計算短路電流周期分量有名值和短路容量。</p><p>　　（7）計算沖擊電流。</p><p>　?。?）繪制短路電流計算結(jié)果表（表13.1）。</p><

59、p>　　具體的計算過程詳見設(shè)計計算書。</p><p>　　第四章 電氣設(shè)備選擇及校驗</p><p>　　4.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定</p><p>　　選擇與校驗電氣設(shè)備時，一般應(yīng)滿足正常工作條件及承受短路電流的能力，并注意因地制宜，力求經(jīng)濟(jì)，同類設(shè)備盡量減少品種，同時考慮海拔、濕熱帶、污穢地區(qū)等特殊環(huán)境條件。本設(shè)計主要考慮溫度和海拔兩個環(huán)境因素。

60、</p><p>　　4.1.1 按正常工作條件選擇</p><p>　　1、電器、電纜允許最高工作電壓不得低于該回路的最高運(yùn)行電壓，即；電器、導(dǎo)體長期允許電流不得小于該回路的最大持續(xù)工作電流，即。</p><p>　　在計算發(fā)電機(jī)變壓器回路最大持續(xù)工作電流時，應(yīng)按額定電流增加5%。這是考慮到在電壓降低5%時，為確保功率輸出額定，則電流允許超5%。</p&g

61、t;<p>　　在選擇導(dǎo)體、電器時，應(yīng)注意環(huán)境條件：</p><p>　　2、110KV及以下電器，用于海拔不超過2000米時，可選用一般產(chǎn)品。</p><p>　　4.1.2 按短路條件校驗</p><p>　　包括動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。</p><p><b>　　1、短路熱穩(wěn)定校

62、驗</b></p><p>　　式中：—電器設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流及相</p><p>　　—短路電流產(chǎn)生的熱脈沖</p><p><b>　　計算用下式：</b></p><p>　　式中：、、—分別為短路發(fā)生瞬間、短路切除時間、短路切除時間的短路電流周期性分量（KA）</p><p&

63、gt;　　—短路切除（持續(xù)）時間，為繼電保護(hù)時間與斷路器的全開斷時間之和（S）</p><p>　　T—短路電流非周期分量等效時間，對于發(fā)電機(jī)出口可取0.15～0.2S，發(fā)電廠升壓母線取0.08～0.1S，一般變電所取0.05S。若切除時間大于1S,只需考慮周期分量。</p><p><b>　　2、短路動穩(wěn)定校驗</b></p><p>　　

64、動穩(wěn)定校驗一般采用短路沖擊電流峰值，當(dāng)回路的沖擊系數(shù)與設(shè)備規(guī)定值不同，而且沖擊電流值接近于設(shè)備極限通過電流峰值時，需要校驗短路全電流有效值。</p><p><b>　　校驗條件：</b></p><p><b>　　或</b></p><p>　　式中：—短路沖擊電流峰值（KA）；</p><p>

65、;　　—短路全電流有效值（KA）；</p><p>　　—電器允許極限通過電流峰值（KA）；</p><p>　　—電器允許的極限通過電流有效值（KA）。</p><p>　　3、電器的開斷電流校驗時，電器的開斷計算時間取主保護(hù)時間及斷路器固有分閘時間之和。這里，我們按最壞的情況考慮，主保護(hù)失靈，機(jī)端斷路器取后備保護(hù)時間2S，其余的取4S。</p>&

66、lt;p>　　4、《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》</p><p>　　“用熔斷保護(hù)的導(dǎo)體和電器可不驗算熱穩(wěn)定，除用有限流作用的熔斷器保護(hù)者外，導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定仍應(yīng)驗算?！?lt;/p><p>　　4.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗條件</p><p>　　斷路器可按下表進(jìn)行選擇和校驗</p><p>　　隔離開關(guān)可按下表進(jìn)行選擇和校驗

67、</p><p>　　第二部分 設(shè)計計算書</p><p>　　第五章 短路電流計算過程</p><p>　　1.阻抗元件標(biāo)么值計算</p><p><b>　　一、計算網(wǎng)絡(luò)圖</b></p><p>　　二、把個參數(shù)歸算到220KV側(cè)，取平均電壓，。計算標(biāo)么值如下：</p>

68、<p><b>　　發(fā)電機(jī)： </b></p><p><b>　　變壓器： </b></p><p>　　第六章 電氣設(shè)備選擇及校驗部分計算</p><p>　　6.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗</p><p>　　6.1.1 機(jī)端斷路器和隔離開關(guān)（10.5KV）的選擇和校驗&

69、lt;/p><p>　　發(fā)電機(jī)最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　短路切除時間為，，故應(yīng)不計非周期分量。</p><p>　　表中列出斷路器、隔離開關(guān)的有關(guān)參數(shù)，并與計算數(shù)據(jù)比較。</p><p>　　斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果表</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)對比均滿足校驗條件，因此機(jī)端斷路器可選ZN12-10型斷路

70、器型斷路器、機(jī)端隔離開關(guān)可選GN2—10型隔離開關(guān)。</p><p>　　6.1.2 主變壓器出口斷路器和隔離開關(guān)（220KV）的選擇和校驗</p><p>　　主變壓器出口最大持續(xù)工作電流為：</p><p>　　據(jù)題目要求，選用SW6-220型斷路器，隔離開關(guān)選用GW4-220型變壓器出口短路時，則流過變壓器出口斷路器的短路電流為：</p>&l

71、t;p>　　斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果表</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)對比均滿足校驗條件，因此主變壓器出口斷路器可選LW6-220型斷路器、主變壓器出口隔離開關(guān)可選GW7—220D型隔離開關(guān)。</p><p>　　6.1.3. 220KV 出線短路器和隔離開關(guān)</p><p>　　此處發(fā)生短路和變壓器220KV側(cè)一樣故型號選擇一樣，斷路器、隔離開關(guān)選擇結(jié)果表

72、</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)對比均滿足校驗條件，因此主變壓器出口斷路器可選LW6-220型斷路器、主變壓器出口隔離開關(guān)可選GW7—220D型隔離開關(guān)。</p><p>　　6.2 導(dǎo)體、電纜的選擇和校驗</p><p>　　6.2.1 220kv母線的選擇校驗</p><p>　　1、按持續(xù)工作電流選擇流過母線的最大長期工作電流選擇母線

73、截面。</p><p>　　最大工作電流為： </p><p>　　選用50x5的鋁線，平放時=637A，周圍環(huán)境為30時（按當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟龋?，則溫度修正系數(shù)為：</p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　2、熱穩(wěn)定校驗</b></p><p&

74、gt;　　母線保護(hù)時間3s斷路器全斷開時間0.06s短路持續(xù)時間3.06s</p><p><b>　　周期分量的熱效應(yīng)：</b></p><p><b>　　[(kA).S]</b></p><p>　　正常運(yùn)行時導(dǎo)體溫度：</p><p>　　由，查表得C=99，則滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體的截面

75、為</p><p><b>　　故滿足熱穩(wěn)定要求。</b></p><p><b>　　個人總結(jié)</b></p><p>　　在對發(fā)電廠一次系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，對發(fā)電廠的配電裝置布置、防雷保護(hù)、繼電保護(hù)和自動裝置、同期系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)均做了初步簡單的設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的過程是一次將理論與實際相結(jié)合的初步過程，起到學(xué)以致用，鞏固和加

76、深對電氣工程及其自動化專業(yè)的理解，樹立工程設(shè)計的觀念，提高了電力系統(tǒng)設(shè)計的能力的作用。</p><p><b>　　。</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 水電站機(jī)電設(shè)計手冊編寫組.水電站機(jī)電設(shè)計手冊.電氣二次.北京.水利電力出版社，1989.8</p><

77、p>　　[2] 水電站機(jī)電設(shè)計手冊編寫組.水電站機(jī)電設(shè)計手冊.電氣二次.北京.水利電力出版 社，1989.8 </p><p>　　[3] 水利電力部西部電力設(shè)計院編.電力工程電氣設(shè)計手冊.電氣一次部分.水利電力出版社，1989.12</p><p>　　[4] 水利電力部西部電力設(shè)計院編.電力工程電氣設(shè)計手冊.電氣二次部分.水利電力出版社，1989.12</p&g

78、t;<p>　　[5] 許建安主編.中小型水電站設(shè)計手冊.北京:水利水電出版社，2002</p><p>　　[6] 劉天琪，邱曉燕編著.電力系統(tǒng)分析理論.北京：科學(xué)出版社，2005</p><p>　　[7] 熊信銀主編，朱永利副主編.發(fā)電廠電氣部分.第三版.北京：中國電力出版社，2004.9</p><p>　　[8] 賀家珍，宋從矩合編.電力系統(tǒng)

79、繼電保護(hù)原理.第三版.北京：中國電力出版社，1994.10</p><p>　　[9] 應(yīng)敏華，程乃蕾主編，常美生編寫.供用電工程.北京：中國電力出版社，2006.9</p><p>　　[10] 卓樂友編著.電力工程電氣設(shè)計200例.北京：中國電力出版社，2004</p><p>　　[11] 水力水電電氣信息網(wǎng)組織編寫.水電站電氣主接線圖冊.北京：中國水力水電出

80、版社，2004.3</p><p>　　[12] 賀永華主編.發(fā)電廠及變電站的二次回路.北京：中國電力出版社，2007</p><p>　　發(fā)電機(jī)SF25-16/410參數(shù)表</p><p>　　主變壓器采用SFPL7-40000型，采用Y0 /△-11接線方式，低壓側(cè)電壓10.5KV，高壓側(cè)242±2×2.5%。</p><