2×25mw水電站電氣部分課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目 2×25MW水電站電氣部分設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) 年級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2×25MW水電站電氣部分設(shè)計(jì)</p>

3、<p>　　學(xué)生： 指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是水電廠電氣部分設(shè)計(jì)。該水電站的總裝機(jī)容量為2×25=50 MW。高壓側(cè)為110Kv，一回出線與系統(tǒng)相連，一回出線與裝機(jī)100MW的電站相連，其最大輸送功率為50MW，

4、該電廠的廠用電率為0.2%。根據(jù)所給出的原始資料擬定三種電氣主接線方案，然后對(duì)這三種方案進(jìn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性比較后，保留兩種較合理的方案，最后通過定量的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定最終的電氣主接線方案。在對(duì)系統(tǒng)各種可能發(fā)生的短路故障分析計(jì)算的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了電氣設(shè)備和導(dǎo)體的選擇校驗(yàn)設(shè)計(jì)。在對(duì)發(fā)電廠一次系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)電廠的配電裝置布置、防雷保護(hù)、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、同期系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)均做了初步簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程是一次將理論與實(shí)際相

5、結(jié)合的初步過程，起到學(xué)以致用，鞏固和加深對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的理解，樹立工程設(shè)計(jì)的觀念，提高了電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力的作用。</p><p>　　關(guān)鍵字：電氣主接線，短路電流計(jì)算，設(shè)備選型，配電裝置布置，防雷保護(hù)，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置，同期系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1&

6、lt;/b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書8</p><p><b>　　第一章 概述8</b></p><p>　　1.1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求8</p><p>　　1.2 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容8</p>&l

7、t;p>　　1.2.1 本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容8</p><p>　　1.2.2 本次設(shè)計(jì)最終的設(shè)計(jì)成品9</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)引用的規(guī)程和規(guī)范9</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.1 對(duì)水電廠原始資料分析10</p><p>　　2.1.1 原始資

8、料10</p><p>　　2.1.2 原始資料分析11</p><p>　　2.2 電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù)11</p><p>　　2.3 主接線設(shè)計(jì)的一般步驟11</p><p>　　2.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較12</p><p>　　2.4.1 發(fā)電機(jī)電壓（主）接線方案12</p><p

9、>　　2.4.2 主接線方案擬定14</p><p>　　2.5 水輪發(fā)電機(jī)的選擇18</p><p>　　2.6 主變的選擇18</p><p>　　2.6.1相數(shù)的選擇18</p><p>　　2.6.2繞組數(shù)量和連接方式的選擇18</p><p>　　2.6.3普通型與自偶型選擇18</

10、p><p>　　2.7 各級(jí)電壓中性點(diǎn)運(yùn)行方式選擇19</p><p>　　第三章 短路電流計(jì)算20</p><p>　　3.1 短路電流計(jì)算的基本假設(shè)20</p><p>　　3.2 電路元件的參數(shù)計(jì)算20</p><p>　　3.3 網(wǎng)絡(luò)變換與簡(jiǎn)化方法20</p><p>　　

11、3.4 短路電流實(shí)用計(jì)算方法20</p><p>　　第四章 廠用電設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及廠用變壓器的選擇22</p><p>　　4.1.1 一般水電站的主要廠用負(fù)荷有以下兩大類22</p><p>　　4.1.2 該水電站的主要廠用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)22</p><p>　

12、　4.2 廠用變壓器選擇26</p><p>　　4.3 廠用電電壓等級(jí)26</p><p>　　4.4 廠用電源及其引接26</p><p>　　4.4.1 工作電源26</p><p>　　4.4.2 備用電源和啟動(dòng)電源26</p><p>　　4.4.3 事故保安電源27</p>

13、<p>　　4.5 廠用電接線方式27</p><p>　　4.6 油水氣系統(tǒng)28</p><p>　　4.6.1 油系統(tǒng)28</p><p>　　4.6.2 水系統(tǒng)28</p><p>　　4.6.3 氣系統(tǒng)29</p><p>　　第五章 電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)32</p>&

14、lt;p>　　5.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定32</p><p>　　5.1.1 按正常工作條件選擇32</p><p>　　5.1.2 按短路條件校驗(yàn)33</p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)34</p><p>　　5.3 限流電抗器的選擇和校驗(yàn)35</p><p>　

15、　5.4 導(dǎo)體、電纜的選擇和校驗(yàn)36</p><p>　　5.5 絕緣子、穿墻套管的選擇和校驗(yàn)36</p><p>　　5.6 電流、電壓互感器的選擇和校驗(yàn)37</p><p>　　5.7 避雷器的選擇和校驗(yàn)37</p><p>　　5.7.1 避雷器的設(shè)置37</p><p>　　5.7.2 避

16、雷器的選擇38</p><p>　　第六章 發(fā)電廠配電裝置布置39</p><p>　　6.1 設(shè)計(jì)原則與要求39</p><p>　　6.1.1 設(shè)計(jì)原則39</p><p>　　6.1.2 設(shè)計(jì)的具體要求39</p><p>　　6.1.3檢修要求41</p><p>　　

17、6.2 屋外配電裝置設(shè)計(jì)42</p><p>　　6.2.1 10Kv配電裝置42</p><p>　　6.2.2 110Kv配電裝置42</p><p>　　第七章 防雷保護(hù)與接地45</p><p>　　7.1 防雷保護(hù)45</p><p>　　7.1.1 直擊過電壓45</p>

18、<p>　　7.1.2 入侵雷電波保護(hù)46</p><p>　　7.2 接地裝置46</p><p>　　7.2.1 一般規(guī)定46</p><p>　　7.2.2 降低土壤電阻率的措施47</p><p>　　7.2.3 本水電站接地網(wǎng)的布置47</p><p>　　第八章 繼電保護(hù)、

19、自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)48</p><p>　　8.1 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)48</p><p>　　8.1.1 發(fā)電機(jī)保護(hù)48</p><p>　　8.1.2 主變壓器保護(hù)48</p><p>　　8.1.3 110Kv線路保護(hù)49</p><p>　　8.1.4 110Kv母線保護(hù)49</p>&l

20、t;p>　　8.1.5 廠用變保護(hù)49</p><p>　　8.1.6 電容器保護(hù)49</p><p>　　8.1.7 接地保護(hù)49</p><p>　　8.2 自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)49</p><p>　　第九章 同期系統(tǒng)設(shè)計(jì)50</p><p>　　9.1 同期方式和同期點(diǎn)選擇50</p&

21、gt;<p>　　9.1.1 同期方式選擇50</p><p>　　9.1.2 同期點(diǎn)選擇50</p><p>　　9.2 同期儀表與同期閉鎖設(shè)計(jì)51</p><p>　　9.3 分散與集中并列51</p><p>　　9.4 同期電壓和同期接線53</p><p>　　第十章 發(fā)電

22、廠監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)54</p><p>　　10.1 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則54</p><p>　　10.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功能54</p><p>　　第十一章 主要電氣設(shè)備匯總57</p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)計(jì)算書59</p><p>　　第一章 電氣主接線設(shè)計(jì)計(jì)算59</p><

23、;p>　　1.1 一次投資計(jì)算59</p><p>　　1.1.1 主變壓器的選擇59</p><p>　　1.1.2 斷路器、隔離開關(guān)的選擇59</p><p>　　1.1.3 一次性綜合投資59</p><p>　　1.2 年運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算60</p><p>　　1.2.1 檢修費(fèi)與折舊

24、費(fèi)60</p><p>　　1.2.2 變壓器的電能損耗60</p><p>　　1.3 靜態(tài)比較法61</p><p>　　第二章 短路電流計(jì)算過程62</p><p>　　2.1 阻抗元件標(biāo)么值計(jì)算62</p><p>　　2.2 點(diǎn)三相短路電流計(jì)算64</p><p>

25、;　　2.2.1 計(jì)算轉(zhuǎn)移阻抗及計(jì)算阻抗64</p><p>　　2.2.2查水輪機(jī)計(jì)算曲線并用線性插值法求出各時(shí)刻電流標(biāo)么值64</p><p>　　2.2.3 計(jì)算短路電流有名值64</p><p>　　2.2.4 各時(shí)刻短路點(diǎn)處三相短路電流計(jì)算如下65</p><p>　　2.3 點(diǎn)三相短路電流計(jì)算65</p&

26、gt;<p>　　2.3.1 計(jì)算轉(zhuǎn)移阻抗及計(jì)算阻抗65</p><p>　　2.3.2 查水輪機(jī)計(jì)算曲線并用線性插值法求出各時(shí)刻電流標(biāo)么值66</p><p>　　2.3.3 計(jì)算短路電流有名值66</p><p>　　2.3.4 各時(shí)刻短路點(diǎn)處三相短路電流計(jì)算如下66</p><p>　　第三章 電氣設(shè)備選

27、擇及校驗(yàn)部分計(jì)算68</p><p>　　3.1 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)68</p><p>　　3.1.1 機(jī)端斷路器和隔離開關(guān)（10.5KV）的選擇和校驗(yàn)68</p><p>　　3.1.2 主變壓器出口斷路器和隔離開關(guān)（110KV）的選擇和校驗(yàn)69</p><p>　　3.1.3 110kV母線出線斷路器和隔離開關(guān)

28、的選擇和校驗(yàn)70</p><p>　　3.1.4 廠用變壓器（10kV）的斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)73</p><p>　　3.2 限流電抗器的選擇和校驗(yàn)74</p><p>　　3.2.1 初選型號(hào)74</p><p>　　3.2.2 選擇電抗值74</p><p>　　3.2.3 電壓損

29、失和殘壓校驗(yàn)75</p><p>　　3.2.4 動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)75</p><p>　　3.3 導(dǎo)體、電纜的選擇和校驗(yàn)75</p><p>　　3.3.1 110kv母線的選擇校驗(yàn)75</p><p>　　3.3.2 與A電站相連的出線導(dǎo)線（110kv）的選擇校驗(yàn)76</p><p>　　3.3.3

30、 與無窮大系統(tǒng)相連的出線導(dǎo)線（110kv）的選擇校驗(yàn)77</p><p>　　3.3.4 發(fā)電機(jī)、變壓器連接導(dǎo)體（10kv）的選擇校驗(yàn)78</p><p>　　3.4 絕緣子、穿墻套管的選擇和校驗(yàn)80</p><p>　　3.4.1 絕緣子的選擇與校驗(yàn)80</p><p>　　3.4.2 穿墻套管的選擇與校驗(yàn)81</

31、p><p>　　3.5 電流、電壓互感器的選擇和校驗(yàn)81</p><p>　　3.5.1 10kV機(jī)端電流互感器的選擇與校驗(yàn)81</p><p>　　3.5.2 110kV母線及進(jìn)出線電流互感器的選擇與校驗(yàn)82</p><p>　　3.5.3 廠用變壓器進(jìn)線電流互感器的選擇與校驗(yàn)83</p><p>　　3

32、.5.4 10kV機(jī)端電壓互感器的選擇與校驗(yàn)84</p><p>　　3.5.5 110kV母線及進(jìn)出線電壓互感器的選擇與校驗(yàn)85</p><p>　　3.5.6 廠用變壓器進(jìn)線電壓互感器的選擇與校驗(yàn)87</p><p><b>　　附錄89</b></p><p><b>　　致謝90<

33、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)91</b></p><p>　　第一部分 設(shè)計(jì)說明書</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們進(jìn)行了所有相關(guān)的專業(yè)課程

34、理論學(xué)習(xí)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)參觀學(xué)習(xí)之后進(jìn)行的。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們理論聯(lián)系實(shí)際，系統(tǒng)、全面地掌握所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)我們分析問題、工程計(jì)算和獨(dú)立工作的能力，讓我們樹立工程觀點(diǎn)、社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，初步掌握發(fā)電廠電氣部分的設(shè)計(jì)方法，并在計(jì)算、分析和解決工程實(shí)際問題等方面得到訓(xùn)練，為今后從事電力系統(tǒng)及發(fā)電廠有關(guān)設(shè)計(jì)、運(yùn)行、科研等方面的工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p>&

35、lt;p>　　1.2.1 本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容</p><p>　　（1）、電廠分析及發(fā)電機(jī)、主變選擇。</p><p>　?。?）、各級(jí)電壓中性點(diǎn)運(yùn)行方式選擇。</p><p>　?。?）、電氣主接線設(shè)計(jì)。</p><p>　　（4）、廠用電設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）、短路電流計(jì)算。</p>

36、<p>　?。?）、電氣設(shè)備選擇、校驗(yàn)。</p><p>　　（7）、發(fā)電廠配電裝置布置及防雷保護(hù)。</p><p>　?。?）、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）、同期系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　（10）、發(fā)電廠監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?1）、主要電氣設(shè)備材料匯總。&l

37、t;/p><p>　　1.2.2 本次設(shè)計(jì)最終的設(shè)計(jì)成品</p><p>　?。?）、設(shè)計(jì)說明書一份。</p><p>　?。?）、電氣主接線圖一張。</p><p>　?。?）、高壓配電裝置平面圖和斷面圖各一張。</p><p>　?。?）、繼電保護(hù)、測(cè)量?jī)x表、自動(dòng)裝置配置圖一張。</p><p&g

38、t;　?。?）、變壓器繼電保護(hù)展開圖一張。</p><p>　?。?）、同期接線圖一張。</p><p>　?。?）、監(jiān)控系統(tǒng)配置圖一張。</p><p>　　1.3 本設(shè)計(jì)引用的規(guī)程和規(guī)范</p><p>　　設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書及國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)政策和各專業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范而進(jìn)行。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)必須遵守的規(guī)程和規(guī)范主要有：</p>

39、<p>　　GB/T4064—1993 《電氣設(shè)備安全設(shè)計(jì)導(dǎo)則》</p><p>　　SDJ161—1985 《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》</p><p>　　GB50217—1999 《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》</p><p>　　SDJ5—1855 《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》</p><p&

40、gt;　　GB14285—1993 《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 對(duì)水電廠原始資料分析</p><p>　　2.1.1 原始資料</p><p>　　1、該水電站的規(guī)模、及性質(zhì)：</p><p>　　該水電站近端沒有Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類

41、負(fù)荷，為不重要水電站，擬定1～2臺(tái)變壓器。電壓等級(jí)為發(fā)電機(jī)電壓（待選）和110KV等級(jí)。</p><p>　　與外界連接方式如下：-</p><p>　?。?）通過50kM的聯(lián)絡(luò)線（導(dǎo)線型號(hào)待選）與通過2×50MVA、的變壓器升壓到110kV的4×20MW、的電廠相聯(lián)連。</p><p>　?。?）通過30KM聯(lián)絡(luò)線（導(dǎo)線型號(hào)待選）與∞系統(tǒng)相連。

42、如圖2.1：</p><p>　　圖2.1 原始連接圖</p><p><b>　　2、負(fù)荷：</b></p><p>　?。?）110KV側(cè)：</p><p>　　夏季：負(fù)荷率： 100% 負(fù)荷天數(shù)：185天</p><p>　　冬季：負(fù)荷率： 40% 負(fù)荷天數(shù)：180天<

43、/p><p><b>　?。?）發(fā)電機(jī)側(cè)：</b></p><p>　　廠用電率為 0.2%</p><p><b>　　3、其他資料</b></p><p>　　當(dāng)?shù)睾０胃叨?20米，當(dāng)?shù)啬曜罡邷囟?2℃，年最低溫度-2℃，最熱月平均最高溫度28℃。地形、地震等級(jí)等其他資料沒有給出，視為不受限制。

44、</p><p>　　2.1.2 原始資料分析</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書所提供的資料可知：該水電站為典型的小水電，不擔(dān)任重要負(fù)荷的供電，對(duì)設(shè)計(jì)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(tái)變壓器。其地形條件限制不嚴(yán)格，但從節(jié)省用地考慮，盡可能使其布置緊湊，便于運(yùn)行管理。另外，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(jì)中要充分分析所給的原始資料，同時(shí)結(jié)合實(shí)際

45、的情況，做到設(shè)計(jì)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(jì)依據(jù)</p><p>　　電氣主接線設(shè)計(jì)是水電站電氣設(shè)計(jì)的主體。它與電力系統(tǒng)、樞紐條件、電站動(dòng)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(duì)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

46、術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選定接線方案。</p><p>　　電氣主接線的主要要求為:</p><p>　　1、可靠性：衡量可靠性的指標(biāo)，一般是根據(jù)主接線型式及主要設(shè)備操作的可能方式，按一定的規(guī)律計(jì)算出“不允許”事件的規(guī)律，停運(yùn)的持續(xù)時(shí)間期望值等指標(biāo)，對(duì)幾種接線形式的擇優(yōu)。</p><p>　　2、靈活性：投切發(fā)電機(jī)、變壓器、線路斷路器的操作要可靠方便、調(diào)度靈活。</

47、p><p>　　3、經(jīng)濟(jì)性：通過優(yōu)化比選，工程設(shè)計(jì)應(yīng)盡力做到投資省、占地面積小、電能損耗小。</p><p>　　2.3 主接線設(shè)計(jì)的一般步驟</p><p>　　1、對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料進(jìn)行綜合分析。</p><p>　　2、確定主變的容量和臺(tái)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

48、流，并采取合理的措施。</p><p>　　4、對(duì)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 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　2.4.1 發(fā)電機(jī)電壓（主）接線方案</p><p>　　根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的規(guī)范和成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，聯(lián)系本小水電站的工程實(shí)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

49、采納的接線方式有以下三種：</p><p>　?。ㄒ唬﹩文妇€接線（圖2.2）</p><p>　　圖2.2 單母線接線示意圖</p><p>　?。?）優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備少，接線清晰，經(jīng)濟(jì)性好，操作簡(jiǎn)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><p>　?。?）缺點(diǎn)：可靠性偏差，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障

50、時(shí)，所有回路都要停止工作，也就是要造成全廠長(zhǎng)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(shí)，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2.3）</p><p>　　圖2.3 單元接線示意圖</p><p>　

51、?。?）優(yōu)點(diǎn)：發(fā)電機(jī)與主變壓器容量相同，接線最簡(jiǎn)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(jiǎn)單方便，維護(hù)工作量也最??；繼電保護(hù)簡(jiǎn)單。</p><p>　?。?）缺點(diǎn)：主變壓器與高壓斷路器數(shù)量多，增加布置場(chǎng)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(duì)簡(jiǎn)化高壓側(cè)接線不利；主變壓器故障時(shí)影響機(jī)組送電。</p><p>　?。?）一般適用范圍：?jiǎn)螜C(jī)容量一般在10

52、0MW及以上機(jī)組，且臺(tái)數(shù)在6臺(tái)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(shí)。</p><p>　?。ㄈU(kuò)大單元接線（圖2.4）</p><p>　　圖2.4 擴(kuò)大單元接線示意圖</p><p>　?。?）優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行維護(hù)方便；與單元接線比較，減少主變壓器臺(tái)數(shù)及其相應(yīng)的高壓設(shè)備，縮小布置場(chǎng)地，節(jié)省投資；與單元接線比較

53、，任一機(jī)組停機(jī)，不影響廠用電源供電，本單元兩臺(tái)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(jiǎn)化布置和高壓側(cè)接線。</p><p>　?。?）缺點(diǎn)：主變壓器故障或檢修時(shí)，兩臺(tái)機(jī)組容量不能送出；增加兩臺(tái)低壓側(cè)斷路器，且增大發(fā)電機(jī)電壓短路容量，對(duì)大型變壓器低壓側(cè)可用分裂線圈以限制短路容量。</p><p>　?。?）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(diǎn)，只

54、要電力系統(tǒng)運(yùn)行和水庫(kù)調(diào)節(jié)性能允許，一般都可使用；當(dāng)水電站只有一個(gè)擴(kuò)大單元時(shí)，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(shí)造成大量棄水、損失電能和影響下游供水，同時(shí)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，具備下列情況之一者，可考慮裝設(shè)斷路器：</p><p>

55、;　?。?）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(dòng)、排水、照明等需通過變壓器向廠用變倒送電，此時(shí)，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(shí)，應(yīng)考慮加裝發(fā)電機(jī)電壓斷路器。</p><p>　　2.4.2 主接線方案擬定</p>

56、<p>　　110Kv側(cè)由于本電站是小水電，不承擔(dān)主要負(fù)荷，沒有重要機(jī)端負(fù)荷，從接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性考慮，在我國(guó)運(yùn)行的成熟經(jīng)驗(yàn)一般采用單母線接線方式。所以本電站，110Kv側(cè)采用單母線接線。</p><p>　?。ㄒ唬└鶕?jù)以上三種主接線方式，并結(jié)合本設(shè)計(jì)水電站的實(shí)際，現(xiàn)擬定以下三種電氣主接線方案(單相示意圖)：</p><p>　　(1)單母線接線 其

57、接線示意圖如圖2.5：</p><p>　　圖2.5 單母線接線方案</p><p>　?。?）單元接線 其接線示意圖如圖2.6：</p><p>　　圖2.6 單元接線方案</p><p>　?。?）擴(kuò)大單元接線 其接線示意圖如圖2.7：</p><p>　　圖2.7 擴(kuò)

58、大單元接線</p><p>　　（二）主接線方案初步比較：</p><p>　　由以上三種接線方案的優(yōu)缺點(diǎn)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(shí)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(tái)發(fā)電機(jī)，比較特殊，所以單母線和擴(kuò)大單元接線形式

59、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(gè)（三相）斷路器和三個(gè)（三相）隔離開關(guān)，增加了一次投資，同時(shí)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>　?。ㄈ┲鹘泳€方案的確定</p><p><b>　?。?）技術(shù)比較</b></p><p>　

60、　方案的技術(shù)特性分析，一般從以下幾個(gè)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(jiǎn)化；</p><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

61、是，應(yīng)估計(jì)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(shí)現(xiàn)及其復(fù)雜程度。然而經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)任何接線方案都能實(shí)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(gè)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(duì)于方案2，廠用電從兩臺(tái)發(fā)電機(jī)上取得，即使檢修其中一臺(tái)變壓器和兩機(jī)組停機(jī)電廠也不會(huì)停電，然而兩臺(tái)變壓器同時(shí)故障的可能性非常小。相比方案1，

62、若檢修變壓器電廠就會(huì)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(duì)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(duì)變壓器和發(fā)電機(jī)的絕緣水平要求相對(duì)較低，安全性相對(duì)較高，其靈活性也比較好。</p><p>　　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(duì)方案2較復(fù)雜。</p><p>　　從維護(hù)與

63、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><b>　?。?）經(jīng)濟(jì)比較</b></p><p>　　經(jīng)濟(jì)比較中，一般有一次投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。計(jì)算中，一般只計(jì)算各方案不同的一次性投資及年運(yùn)行費(fèi)。</p><p><b>　　1、一次性投資</b></p><

64、p>　　一次性投資包括主變壓器、配電裝置的綜合投資。電氣設(shè)備的綜合投資是電氣設(shè)備出廠價(jià)格、運(yùn)輸機(jī)安裝費(fèi)用的總和，又稱電氣設(shè)備的基建投資費(fèi)。</p><p><b>　　一次性綜合投資</b></p><p>　　式中：—主體設(shè)備基價(jià)，主要包括主變壓器、開關(guān)設(shè)備；</p><p>　　d—設(shè)用于運(yùn)輸基礎(chǔ)加工，土石方附加費(fèi)的比例系數(shù)，通常對(duì)1

65、10KV取值90，35KV取值100。</p><p><b>　　2、年運(yùn)行費(fèi)用</b></p><p>　　式中： —小修維護(hù)費(fèi)，一般為（0.022～0.042）O；</p><p>　　—折舊費(fèi)，一般為（0.005～0.058）O；</p><p>　　—電能損失，主要指變壓器的能量損耗（KW.h）</p&

66、gt;<p>　　d—電能電價(jià)，目前全國(guó)各地區(qū)均價(jià)為0.25～0.3元/KW.h。</p><p>　　—隨變壓器型式不同而異，對(duì)雙繞組變壓器有</p><p>　　式中 n—相同變壓器的臺(tái)數(shù)； </p><p>　　—每臺(tái)變壓器的額定容量（KV.A）；</p><p>　　S—n臺(tái)變壓器擔(dān)負(fù)的總負(fù)荷（KV.A）；</

67、p><p>　　t—對(duì)應(yīng)負(fù)荷使用的小時(shí)數(shù)；</p><p>　　、—每臺(tái)變壓器的空載有功損耗（KW）、無功損耗（Kvar）；</p><p>　　、—每臺(tái)變壓器的短路有功損耗（KW）、無功損耗（Kvar）； </p><p>　　K—無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量，即每多發(fā)或多供1kvar無功功率，在電力系統(tǒng)中所引起的有功損耗（KW）增加的值。發(fā)電廠取0.02。&

68、lt;/p><p><b>　　3、經(jīng)濟(jì)比較方法</b></p><p>　　在n個(gè)接線方案中，O和U均為最小的方案，顯然為最佳方案，若方案的O大而U小，或反之，則應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，一般采用動(dòng)態(tài)比較法和靜態(tài)比較法。這里采用靜態(tài)比較法：</p><p>　　基于設(shè)備、人工等經(jīng)濟(jì)價(jià)值固定不變味前提，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)價(jià)值與時(shí)間無關(guān)，采用抵償年限法。</

69、p><p>　　假若方案1的綜合投資大，而年運(yùn)行費(fèi)用??；方案2的綜合投資小，而年運(yùn)行費(fèi)用大，則計(jì)算抵償年限：</p><p>　　我國(guó)當(dāng)前規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)抵償年限T為5～10年，一般T小于5年選用投資大的方案，T大于10年選用投資小的方案，T在5～10年之間，應(yīng)視工程性質(zhì)，資金財(cái)務(wù)平衡選定。</p><p>　　經(jīng)過計(jì)算比較結(jié)果，選定方案2（單元接線）為主接線方案。接線圖見附錄

70、---附1。</p><p>　　具體的計(jì)算比較過程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。</p><p>　　2.5 水輪發(fā)電機(jī)的選擇</p><p>　　在我國(guó)，水電站容量為20～80MVA的發(fā)電機(jī)額定電壓取10.5kV，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(hào)SF25-16/410，其參數(shù)如下表：</p><p>　　

71、表2.1 .發(fā)電機(jī)SF25-16/410參數(shù)表</p><p><b>　　2.6 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>&l

72、t;p>　　2.6.1相數(shù)的選擇</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(jì)手冊(cè)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)運(yùn)輸條件不受限制時(shí)，在330KV及以下的電廠及變電所均選用三相變壓器。因?yàn)槿嘧儔浩鞅认嗤萘康膯蜗嘧儔浩骶哂泄?jié)省投資，占地面積小，運(yùn)行過程損耗小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)本電廠的運(yùn)輸?shù)乩項(xiàng)l件不受限制，因而選用三相變壓器。</p><p>　　2.6.2繞組

73、數(shù)量和連接方式的選擇</p><p>　?。?）繞組數(shù)量選擇：根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》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)相連接時(shí)，宜采用三繞組變壓器。結(jié)合本電廠實(shí)際，因而采用雙繞組變壓器。</p><p>　?。?）繞組連接方式選擇：我國(guó)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(shí)際

74、，因而主變壓器接線方式采用連接。</p><p>　　2.6.3普通型與自偶型選擇</p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定：“在220KV及以上的電壓等級(jí)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(gè)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(shí)際，選用普通型變壓器。</p><p>　　綜上所述，在比較的三個(gè)方案中，需要兩種容量的

75、變壓器：62.5MVA（一臺(tái)）和31.25MVA（兩臺(tái)）。結(jié)合本電廠實(shí)際，從經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，選擇型式為：雙繞組的無勵(lì)磁調(diào)壓電力變壓器。查相關(guān)的手冊(cè)符合條件并通過比較有為：SFP7—63000/110和SF7—31500/110型。其技術(shù)參數(shù)見表2。</p><p>　　表2.2 電力變壓器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.7 各級(jí)電壓中性點(diǎn)運(yùn)行方式選擇</p><p

76、>　　運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，中性點(diǎn)運(yùn)行方式的正確與否關(guān)系到電壓等級(jí)、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(guó)電力系統(tǒng)中普遍采用的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)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(jí)的升高，對(duì)絕緣的投資大大增加，為了降低設(shè)備造價(jià)，可以采用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。目前，我國(guó)對(duì)110kV及以上電力系統(tǒng)一般都采用中性點(diǎn)直接接

77、地系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)，其中性點(diǎn)電位不變，非故障相對(duì)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(shí)，采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)均采用非直接接地方式，本設(shè)計(jì)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，110kV側(cè)采用中性點(diǎn)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(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地

78、方案。</p><p>　　第三章 短路電流計(jì)算</p><p>　　3.1 短路電流計(jì)算的基本假設(shè)</p><p>　　（1）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(shì)都相同電位。</p><p>　?。?）負(fù)荷只作近似估計(jì)，或當(dāng)作恒定電抗，或當(dāng)作某種臨時(shí)附加電源，視具體情況而定。</p><p>

79、　　（3）不計(jì)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(duì)稱三相系統(tǒng)。出不對(duì)稱短路故障處不對(duì)稱之外，實(shí)際系統(tǒng)都是對(duì)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(lì)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。</p><p>　?。?）金屬性短路，即不計(jì)過度電阻的影響，認(rèn)為過渡電

80、阻為零的短路情況。</p><p>　　3.2 電路元件的參數(shù)計(jì)算</p><p>　　選取基準(zhǔn)容量為100MVA，歸算到110KV側(cè)進(jìn)行標(biāo)么值計(jì)算。</p><p>　　具體的計(jì)算過程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。</p><p>　　3.3 網(wǎng)絡(luò)變換與簡(jiǎn)化方法</p><p>　　綜合運(yùn)用Y—變換，網(wǎng)絡(luò)中間點(diǎn)消去法，對(duì)該電廠

81、的接線與外界接線進(jìn)行變換和簡(jiǎn)化。</p><p>　　具體的計(jì)算過程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。</p><p>　　3.4 短路電流實(shí)用計(jì)算方法</p><p>　　在工程計(jì)算中短路電流的計(jì)算常采用實(shí)用曲線法，其計(jì)算步驟如下：</p><p>　?。?）選擇計(jì)算短路點(diǎn)；</p><p>　?。?）畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；</p&g

82、t;<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，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。</p><p>　　E、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同

83、短路點(diǎn)的短路電流值，需要將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡(jiǎn)為短路點(diǎn)為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電流與短路點(diǎn)之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗以及無限大電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗。</p><p>　　（3）求出計(jì)算電抗，</p><p>　　式中為第i臺(tái)等值發(fā)電機(jī)的額定容量。</p><p>　?。?）由運(yùn)算曲線查出個(gè)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>

84、<p>　?。?）計(jì)算無限大功率的電源供給的短路電流周期分量。</p><p>　　（6）計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。</p><p>　?。?）計(jì)算沖擊電流。</p><p>　?。?）繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表（表13.1）。</p><p>　　具體的計(jì)算過程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。</p><p>　　

85、第四章 廠用電設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及廠用變壓器的選擇</p><p>　　4.1.1 一般水電站的主要廠用負(fù)荷有以下兩大類</p><p><b>　?。?）機(jī)組自用電</b></p><p>　　主要包括有：壓油裝置油泵、機(jī)組軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)用泵、水內(nèi)冷水系統(tǒng)用泵、水輪機(jī)蓋頂排水泵、漏油泵

86、、主變壓器冷卻器、機(jī)組技術(shù)供水泵、蝶閥壓油裝置油泵和勵(lì)磁系統(tǒng)可控硅冷卻風(fēng)扇等。</p><p><b>　?。?）全廠公用電</b></p><p>　　主要包括有：充電裝置、變電站用電、水泵裝置、壓氣系統(tǒng)、油系統(tǒng)、起重機(jī)和閘門啟閉設(shè)備、電熱和照明、機(jī)械修配廠、壩區(qū)及引水建筑物以及其它負(fù)荷（乘人電梯、載物電梯通信電源等）。</p><p>　　

87、4.1.2 該水電站的主要廠用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)</p><p>　　根據(jù)查閱相關(guān)資料，2×25MW水電站的常見負(fù)荷及其容量見表4.1。</p><p>　　表4.1 廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（機(jī)組自用電及廠用電）</p><p>　　4.2 廠用變壓器選擇</p><p>　　全廠廠用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表4.1。參加最大負(fù)荷運(yùn)行的容量出現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)組檢

88、修、其它機(jī)組運(yùn)行時(shí)。同時(shí)率、負(fù)荷率及網(wǎng)損率取值如下：</p><p>　　自用電負(fù)荷同時(shí)率：；負(fù)荷率：；</p><p>　　共用電負(fù)荷同時(shí)率：；網(wǎng)損率：。</p><p>　　則廠用電計(jì)算負(fù)荷： </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=172kvA<

89、;/b></p><p>　　選擇兩臺(tái)容量為200KVA左右的變壓器即可滿足。查相關(guān)廠用變手冊(cè)選擇型號(hào)：S7—200/10，滿足要求。</p><p>　　4.3 廠用電電壓等級(jí)</p><p>　　本電站是小型水電站，沒有重型的電氣設(shè)備。在我國(guó)，一般的小水電站的廠用電電壓等級(jí)為380/220V三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。</p><p

90、>　　4.4 廠用電源及其引接</p><p>　　發(fā)電廠的廠用電源必須供電可靠，且能滿足各種工作狀態(tài)的要求，除應(yīng)具有正常的工作電源外，還應(yīng)設(shè)置備用電源、啟動(dòng)電源和事故保安電源。</p><p>　　4.4.1 工作電源</p><p>　　通常，發(fā)電廠的工作電源應(yīng)該至少兩個(gè)。本電站主接線設(shè)計(jì)的是單元接線，廠用電接線位置已在主接線示意圖中標(biāo)出，從兩臺(tái)發(fā)電機(jī)機(jī)

91、端取得，有兩個(gè)工作電源，若是兩臺(tái)機(jī)組停機(jī)任可以從系統(tǒng)倒送電回電廠。這種引接方式，供電可靠、操作簡(jiǎn)單、調(diào)度方便、投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較省，常被廣泛采用。</p><p>　　4.4.2 備用電源和啟動(dòng)電源</p><p>　　廠用備用電源用于工作電源因事故或檢修而失電時(shí)代替工作電源，起后備作用。本電站設(shè)計(jì)采用的備用方式是暗備用，即若兩臺(tái)機(jī)組停機(jī)任可以通過主變壓器從系統(tǒng)倒送電回電廠。本電站的備

92、用電源兼作啟動(dòng)電源，無需再設(shè)置。我國(guó)目前對(duì)200MW以上的大型發(fā)電機(jī)組，為了確保機(jī)組安全和廠用電的可靠才設(shè)置廠用啟動(dòng)電源，且以啟動(dòng)電源兼作事故備用電源。</p><p>　　4.4.3 事故保安電源</p><p>　　在一般的水電站中，不設(shè)置事故保安電源，只有在一些特別重要的大型水電站，300MW及以上的大容量機(jī)組，當(dāng)廠用工作電源和備用電源都消失時(shí)，為確保在嚴(yán)重事故狀態(tài)下能安全停機(jī)，事

93、故消除后能及時(shí)恢復(fù)供電，應(yīng)設(shè)置事故保安電源，以確保事故保安負(fù)荷，如潤(rùn)滑油泵、密封油泵熱工儀表及自動(dòng)裝置、盤車裝置、頂軸油泵、事故照明負(fù)荷和計(jì)算機(jī)等設(shè)施的連續(xù)供電。</p><p>　　4.5 廠用電接線方式</p><p>　　發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)接線通常都采用單母線分段接線方式，并多以成套配電裝置接受和分配電能。根據(jù)國(guó)內(nèi)成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，本電站接線方式確定為：按機(jī)組分為兩段。其接線方式示意圖如

94、圖4.1為：</p><p>　　圖4.1 廠用電接線示意圖</p><p><b>　　4.6 油水氣系統(tǒng)</b></p><p><b>　　4.6.1 油系統(tǒng)</b></p><p>　　油系統(tǒng)是用管網(wǎng)將用油設(shè)備與貯油設(shè)備、油處理設(shè)備連接成一個(gè)油務(wù)系統(tǒng)。其組成包括：</p>

95、<p>　　（1）油庫(kù)：放置各種油槽及油池。</p><p>　　（2）油處理室：設(shè)有凈油及輸送設(shè)備。如油泵、壓濾機(jī)、烘箱、真空濾油機(jī)等。</p><p>　?。?）油化驗(yàn)室：設(shè)有化驗(yàn)儀器、設(shè)備、藥物等。</p><p>　?。?）油再生設(shè)備：水電站通常只設(shè)置吸附器。</p><p>　?。?）管網(wǎng)：將用油設(shè)備與油處理室等各部分連接

96、起來組成油務(wù)系統(tǒng)。</p><p>　　（6）測(cè)量及控制元件：用以監(jiān)視和控制用油設(shè)備的運(yùn)行情況。如溫度信號(hào)器、油位信號(hào)器、油水混合信號(hào)器等。</p><p><b>　　4.6.2 水系統(tǒng)</b></p><p>　　水電站的水系統(tǒng)主要分為：技術(shù)供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和水內(nèi)冷機(jī)組水處理系統(tǒng)三大系統(tǒng)。</p><p>　　水電

97、站的技術(shù)供水系統(tǒng)是指供給水輪發(fā)電機(jī)組冷卻、潤(rùn)滑、密封、消防及水冷變壓器等的用水系統(tǒng)。通常有單元供水和集中供水兩種方式。單元供水系統(tǒng)是每臺(tái)機(jī)組有一臺(tái)或幾臺(tái)專用工作水泵供水，另設(shè)單機(jī)或公用的備用水泵。圖4.2為每臺(tái)機(jī)組設(shè)一臺(tái)工作水泵的單元供水系統(tǒng)示意圖。單元供水方式也可以每臺(tái)機(jī)組裝兩臺(tái)水泵，兩臺(tái)水泵互為備用。</p><p>　　圖4.2 單元供水系統(tǒng)示意圖</p><p>　　集中供水系統(tǒng)

98、是指幾臺(tái)機(jī)組公用一臺(tái)會(huì)幾臺(tái)工作水泵及備用水泵。圖4.3是三臺(tái)水泵集中供給四臺(tái)機(jī)組技術(shù)用水的集中供水系統(tǒng)示意圖，其中兩臺(tái)為工作水泵，一臺(tái)備用水泵。</p><p>　　圖4.3 集中供水系統(tǒng)示意圖</p><p>　　水電站的排水系統(tǒng)分為機(jī)組檢修排水和廠房及水輪機(jī)頂蓋滲漏排水兩種。機(jī)組檢修排水一般采用手動(dòng)控制。滲漏排水關(guān)系到電站的安全，故應(yīng)自動(dòng)操作。一般都設(shè)有工作排水泵和備用排水泵。<

99、;/p><p>　　水電站水內(nèi)冷機(jī)組水處理系統(tǒng)其循環(huán)水分為兩路，一路經(jīng)線棒內(nèi)部，稱為一次冷卻水；一路經(jīng)熱交換器帶走一次冷卻水的熱量，稱為二次冷卻水。一次水的水質(zhì)對(duì)發(fā)電機(jī)的影響主要反映在三個(gè)方面:①泄漏電流：水的電導(dǎo)率增大，泄漏電流也相應(yīng)增加，降低發(fā)電機(jī)的絕緣，使線棒被擊穿的可能性增大；②電腐性：水的電導(dǎo)率越高，對(duì)線棒的腐蝕性越強(qiáng)；③結(jié)垢：水的硬度越大，結(jié)垢愈嚴(yán)重，容易造成線棒局部堵塞。</p><

100、p><b>　　4.6.3 氣系統(tǒng)</b></p><p>　　水電站的氣系統(tǒng)分為低壓壓縮空氣系統(tǒng)和高壓壓縮空氣系統(tǒng)。低壓壓縮空氣系統(tǒng)主要用于機(jī)組制動(dòng)、調(diào)壓水及密封圍帶充氣等，其系統(tǒng)示意圖見圖4.4</p><p>　　圖4.4 低壓壓縮空氣示意圖</p><p>　　高壓壓縮空氣系統(tǒng)主要用于機(jī)組調(diào)速器、蝴蝶閥壓油裝置的供氣及高壓配電的

101、氣動(dòng)操作用氣等。機(jī)組的高壓壓縮空氣系統(tǒng)與低壓壓縮空氣系統(tǒng)的控制接線基本相同。目前機(jī)組用高壓空氣壓縮機(jī)容量較小，大多采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，且無自動(dòng)排污及空載啟動(dòng)的要求，其系統(tǒng)示意圖見圖4.5。</p><p>　　圖4.5 高壓壓縮空氣示意圖</p><p>　　第五章 電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)</p><p>　　5.1 電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定</p><

102、;p>　　選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，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(shí)考慮海拔、濕熱帶、污穢地區(qū)等特殊環(huán)境條件。本設(shè)計(jì)主要考慮溫度和海拔兩個(gè)環(huán)境因素。</p><p>　　5.1.1 按正常工作條件選擇</p><p>　　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(zhǎng)期允許電流不得小于該回路的最大

103、持續(xù)工作電流，即。</p><p>　　在計(jì)算發(fā)電機(jī)變壓器回路最大持續(xù)工作電流時(shí)，應(yīng)按額定電流增加5%。這是考慮到在電壓降低5%時(shí)，為確保功率輸出額定，則電流允許超5%。</p><p>　　在選擇導(dǎo)體、電器時(shí)，應(yīng)注意環(huán)境條件：</p><p>　　1、選擇導(dǎo)體、電器的環(huán)境溫度一般采用表5.1所列的數(shù)值。</p><p>　　表5.1 選擇導(dǎo)

104、線、電器時(shí)使用的環(huán)境溫度</p><p>　　按《交流高電壓電器在長(zhǎng)期工作時(shí)的發(fā)熱規(guī)程》規(guī)定：電器使用在環(huán)境溫度高于+40（但不高于60）時(shí)，環(huán)境溫度沒增加1，建議較少額定電流1.8%；當(dāng)環(huán)境溫度低于+40，每低1,建議增加額定電流0.5%，但最大過負(fù)荷不得超過額定電流的20%。</p><p>　　2、110KV及以下電器，用于海拔不超過2000米時(shí)，可選用一般產(chǎn)品。</p>

105、<p>　　5.1.2 按短路條件校驗(yàn)</p><p>　　包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。</p><p><b>　　1、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　式中：—電器設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流及相應(yīng)時(shí)間</p><p>　　—短路電流產(chǎn)生的熱脈沖</p>

106、<p><b>　　計(jì)算用下式：</b></p><p>　　式中：、、—分別為短路發(fā)生瞬間、短路切除時(shí)間、短路切除時(shí)間的短路電流周期性分量（KA）</p><p>　　—短路切除（持續(xù)）時(shí)間，為繼電保護(hù)時(shí)間與斷路器的全開斷時(shí)間之和（S）</p><p>　　T—短路電流非周期分量等效時(shí)間，對(duì)于發(fā)電機(jī)出口可取0.15～0.2S，發(fā)

107、電廠升壓母線取0.08～0.1S，一般變電所取0.05S。若切除時(shí)間大于1S,只需考慮周期分量。</p><p><b>　　2、短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)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(shí)，需要校驗(yàn)短路全電流有效值。</p><p><b&g

108、t;　　校驗(yàn)條件：</b></p><p><b>　　或</b></p><p>　　式中：—短路沖擊電流峰值（KA）；</p><p>　　—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（K

109、A）。</p><p>　　3、電器的開斷電流校驗(yàn)時(shí)，電器的開斷計(jì)算時(shí)間取主保護(hù)時(shí)間及斷路器固有分閘時(shí)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(shí)間2S，其余的取4S。</p><p>　　4、《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》</p><p>　　“用熔斷保護(hù)的導(dǎo)體和電器可不驗(yàn)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(dòng)穩(wěn)定仍應(yīng)驗(yàn)

110、算?！?lt;/p><p>　　5.2 斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　斷路器可按下表進(jìn)行選擇和校驗(yàn)</p><p><b>　　選擇結(jié)果如下：</b></p><p>　　1、機(jī)端斷路器選擇SN10—10Ⅲ/2000型少油斷路器。</p><p>　　2、主變出口斷路器選擇SW4

111、—110/1000型斷路器。</p><p>　　3、與A電站相連的出線斷路器隔離開關(guān)選擇SW4—110/1000型斷路器。</p><p>　　4、與無窮大系統(tǒng)相連的出線斷路器選擇SW4—110/1000型斷路器。</p><p>　　5、廠用變進(jìn)線選擇斷路器SN10—10Ⅰ/630型斷路器。</p><p>　　動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)均滿足，只有廠

112、用變進(jìn)線斷路器加限流電抗器后才滿足。</p><p>　　具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　隔離開關(guān)可按下表進(jìn)行選擇和校驗(yàn)</p><p><b>　　選擇結(jié)果如下： </b></p><p>　　1、機(jī)端隔離開關(guān)選擇GN2—10/2000—85型隔離開關(guān)。</p><p>

113、　　2、主變出口隔離開關(guān)選擇GW4—110D/1000—80型隔離開關(guān)。</p><p>　　3、與A電站相連的出線隔離開關(guān)選擇GW4—110D/1000—80型隔離開關(guān)。</p><p>　　4、與無窮大系統(tǒng)相連的出線隔離開關(guān)選擇GW4—110D/1000—80型隔離開關(guān)。</p><p>　　5、廠用變進(jìn)線隔離開關(guān)選擇GN6—10/600—52型隔離開關(guān)。<

114、;/p><p>　　動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)均滿足，只有廠用變進(jìn)線隔離開關(guān)加限流電抗器后才滿足。</p><p>　　具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　5.3 限流電抗器的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　本電廠只在廠用變進(jìn)線處需加限流電抗器限流，此處只需要普通的電抗器即可滿足要求。</p><p>　　一、額定

115、電壓和電流的選擇條件為：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　二、按將短路電流限制到一定數(shù)值的要求來選擇。設(shè)要求將電抗器后的短路電流限制到，則電源至電抗后的短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)么值（為基準(zhǔn)電流、基準(zhǔn)電壓）。設(shè)電源至電抗器前的系統(tǒng)電抗標(biāo)么值是，則所需電抗器的電抗標(biāo)么值。以額定參數(shù)下的百分電抗表示，則應(yīng)選擇電抗器的百分電抗為：</p>

116、<p>　　三、正常運(yùn)行時(shí)電壓損耗按下式校驗(yàn)。</p><p>　　四、母線殘壓按下式校驗(yàn)。</p><p>　　選擇結(jié)果：NKSL—10—200—4型電抗器，滿足限流條件和動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件。</p><p>　　具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見計(jì)算說明書。</p><p>　　5.4 導(dǎo)體、電纜的選擇和校驗(yàn)</p><

117、p>　　導(dǎo)體截面可按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，傳輸容量大，長(zhǎng)度在20m以上的導(dǎo)體如發(fā)電機(jī)、變壓器的連接導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。在本水電站具體的情況下，10kv機(jī)端母線及導(dǎo)體按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，而110kv母線及導(dǎo)體按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇。</p><p><b>　　選擇結(jié)果：</b></p><p>　　1、110Kv

118、母線選擇LGJ—800/55型鋼芯鋁絞線。</p><p>　　2、與A電站相連的出線導(dǎo)線選擇LGJQ—240鋼芯鋁絞線。</p><p>　　3、與無窮大系統(tǒng)相連的出線導(dǎo)線選擇LGJ—800/55型鋼芯鋁絞線。</p><p>　　4、發(fā)電機(jī)、變壓器連接導(dǎo)體（10kv）的選擇3條100mm×10mm豎放矩形鋁導(dǎo)體。</p><p>

119、;　　動(dòng)熱穩(wěn)定均滿足校驗(yàn)條件。</p><p>　　具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見計(jì)算說明書。</p><p>　　5.5 絕緣子、穿墻套管的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　無論支柱絕緣子還是穿墻套管均要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，按下式進(jìn)行：</p><p>　　式中：—絕緣子破壞負(fù)荷（牛）</p><p>　　—短路時(shí)，作用于絕緣子

120、（或穿墻套管）的力（牛）。</p><p>　　具有導(dǎo)體的套管才進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</p><p>　　式中：—套管熱穩(wěn)定性。</p><p><b>　　選擇結(jié)果如下：</b></p><p>　　1、10Kv電壓等級(jí)絕緣子選擇：屋內(nèi)部分選用ZLD—10型支持絕緣子；屋外部分選用ZPD—10型支持絕緣子。</p&g

121、t;<p>　　2、110Kv電壓等級(jí)絕緣子選擇ZS—110型支持絕緣子。</p><p>　　3、穿墻套管的選擇CMF—20母線型套管。</p><p>　　動(dòng)熱穩(wěn)定均滿足校驗(yàn)要求。</p><p>　　具體計(jì)算過程及結(jié)果詳見計(jì)算說明書。</p><p>　　5.6 電流、電壓互感器的選擇和校驗(yàn)</p><