電站畢業(yè)設(shè)計(jì)電氣一次部分

1、x x x x 電 站設(shè)計(jì)報(bào)告（電氣一次部分）班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：二零一一年二月 目 錄1. 工程簡(jiǎn)介- 1 -1.1電站基本資料- 1 -1.2廠區(qū)綜合環(huán)境- 1 -2.電氣設(shè)計(jì)- 2 -2.1接入電力系統(tǒng)方式- 2 -2.2電氣主接線方案比較- 3 -2.3廠用電- 4 -2.4主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)- 4 -2.5主要電氣設(shè)備布置- 13 -3防雷接地- 13 -3.1直擊雷過(guò)電壓防護(hù)- 13 -3.2侵入波過(guò)電壓保護(hù)- 13 -3.3感應(yīng)雷過(guò)電壓保護(hù)- 15 -1. 工程簡(jiǎn)介1.1電站基本資料該設(shè)計(jì)電站，海拔800米，為低海拔，低水頭，大流量電站，裝機(jī)為28000kw，接線方式為單母線不

2、分段接線，以一回110kv，23.5km的線路出線并網(wǎng)，并網(wǎng)點(diǎn)為依烏電站。年利用小時(shí)5000小時(shí)，該電站由取水口，引水明渠，廠區(qū)及尾水渠四部分組成。通過(guò)水機(jī)設(shè)計(jì)人員的技術(shù)論證，確定該電站采用2臺(tái)發(fā)電機(jī)組，一臺(tái)主變的單母線接線方案，只發(fā)不供。經(jīng)一回24.5km，110kv出線送至依烏電站。該電站廠用電分別取自10.5kv母線和外接10kv電源。全廠采用常規(guī)繼電保護(hù)，開(kāi)關(guān)室配置手車開(kāi)關(guān)柜，為保證各系統(tǒng)可靠工作，全站配置220v直流操作電源系統(tǒng)，直流操作電源系統(tǒng)配電池容量為200ah。1.2廠區(qū)綜合環(huán)境山江地區(qū)氣候溫和，雨量豐沛，霜雪期短，濕度大，陽(yáng)光充足，冬季干燥溫和，夏秋炎熱多雨，四季分明，屬大

3、陸性季風(fēng)氣候。多年平均水面蒸發(fā)量1183.9mm，相對(duì)濕度75.8%，絕對(duì)濕度15.5mb，多年平均日照1438.7h。多年平均風(fēng)速1.2m/s，最大風(fēng)速15.5m/s，瞬時(shí)最大風(fēng)速20m/s（風(fēng)向nnw）。多年平均氣溫16.2，極端最低氣溫-6.2，極端最高溫度40.4。冬季為8085天，多霧；夏季為120140天。多年平均降水量約1200mm。地區(qū)地震峰值加速度為0.05g，對(duì)應(yīng)地震基本烈度度，地處國(guó)道213旁，交通便利。2.電氣設(shè)計(jì)2.1接入電力系統(tǒng)方式1機(jī)端電壓選擇：機(jī)端電壓可選為6.3kv和10.5kv，該電站裝機(jī)容量較大，6.3kv的機(jī)端電壓其母線電流大，電纜截面選型較大，投資大。

4、而6.3kv的發(fā)電機(jī)及其開(kāi)關(guān)設(shè)備單價(jià)與10.5kv的發(fā)電機(jī)及其開(kāi)關(guān)設(shè)備的單價(jià)相差不大，綜合考慮該站選用10.5kv機(jī)端電壓的發(fā)電機(jī)。2上網(wǎng)電壓選擇：本站附近可選擇35kv線路和110kv線路可作為上網(wǎng)電壓。又由于該站裝機(jī)較大，在山江地區(qū)電網(wǎng)中占較高的比重，對(duì)供電可靠性要求高，以高電壓等級(jí)作上網(wǎng)電壓能發(fā)揮其大電站的作用，故確定該站選用110kv電壓等級(jí)上網(wǎng)。3上網(wǎng)點(diǎn)選擇：由接入系統(tǒng)單線圖和該工程的地理位置可知，該站附近有1個(gè)110kv城關(guān)變電站和1個(gè)35kv跌水電站及1個(gè)110kv依烏電站。由于確定上網(wǎng)電壓為110kv，故從城關(guān)變電站和依烏電站中取舍。若選用110kv城關(guān)變電站作上網(wǎng)點(diǎn)，上網(wǎng)線長(zhǎng)

5、39km，投資大。若選用依烏電站的20000kva的三繞組變壓器作上網(wǎng)點(diǎn)，上網(wǎng)線長(zhǎng)24.5km，投資小，且該站變壓器可靠性高。故選擇依烏電站的20000kva的三繞組變壓器作為本站上網(wǎng)點(diǎn)。綜上：該工程采用2臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)16000kw，機(jī)端電壓10.5kv。根據(jù)接入單線圖，選取110kv依烏電站作為本站并網(wǎng)點(diǎn)，一回出線，長(zhǎng)度24.5km，導(dǎo)線型號(hào)lgj-185，輸送容量16000kw。2.2電氣主接線方案比較根據(jù)本站水頭及流量可確定該站采用2臺(tái)機(jī)組，其型號(hào)為sfw8000-10/2600，pn=8000kw，un=10.5kv，cos=0.8，i=550a的水輪發(fā)電機(jī)。根據(jù)以上依據(jù)，在滿足供電

6、可靠、運(yùn)行靈活的前提下，初步擬定電氣主接線方案兩個(gè)，以此進(jìn)行技術(shù)性及經(jīng)濟(jì)性比較。1技術(shù)比較：方案：本方案為兩機(jī)一變的單母線接線，廠變分別取自10.5kv母線和外接10kv電源，以一回110kv出線并網(wǎng)。主要優(yōu)點(diǎn)：主變少，占地少，投資小，能滿足運(yùn)行方式變化的要求。主要缺點(diǎn)：可靠性低，靈活性差，變壓器體積大、重量大，損耗大，若變壓器出現(xiàn)故障，全廠電能不能送出。方案：本方案采用兩個(gè)發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，廠變?nèi)∽詸C(jī)端和外接10kv電源。以一回110kv出線并網(wǎng)。主要優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行靈活性，可靠性高，保護(hù)配置容易實(shí)現(xiàn)。主要缺點(diǎn)：由于采用兩臺(tái)主變以及110kv配電設(shè)備增多，保護(hù)復(fù)雜，升壓站占地面積大，投資增加。

7、2經(jīng)濟(jì)比較：對(duì)上述兩個(gè)方案的主要設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)下表：電氣主接線方案經(jīng)濟(jì)比較表項(xiàng)目方案電力變壓器110kv開(kāi)關(guān)10.5kv柜總金額萬(wàn)元變比容量kva數(shù)量臺(tái)單價(jià)萬(wàn)元金額萬(wàn)元數(shù)量臺(tái)單價(jià)萬(wàn)元金額萬(wàn)元數(shù)量臺(tái)單價(jià)萬(wàn)元金額萬(wàn)元一121/10.5250001180180118186530228二121/10.52100002130260318543515329注：本經(jīng)濟(jì)比較表僅對(duì)各方案中不同部分進(jìn)行比較，計(jì)算中亦只列入了各方案主要電氣設(shè)備數(shù)量和價(jià)格。3推薦方案：綜上所述，方案i經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)優(yōu)異，可靠性符合設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行靈活性好，故推薦采用方案i接線作為該電站的電氣主接線。2.3廠用電1廠用電電源

8、為保證廠用電源的可靠性，本站考慮分別從10.5kv母線和10kv外接電源引取廠用電，經(jīng)過(guò)廠用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，確定兩臺(tái)廠變型號(hào)為s9-200/10。由于有外接電源，為減小運(yùn)行費(fèi)用，采用單母線分段接線，互為明備用，平時(shí)41b運(yùn)行，在41b與42b間設(shè)閉鎖措施和備自投裝置。2廠用電接線廠用電母線采用單母線分段接線，廠用電系統(tǒng)采用三相四線制，動(dòng)力、照明合并使用，為保證供電可靠性，取水口配備50kw柴油發(fā)電機(jī)一臺(tái)。2.4主要電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)電站主要電氣設(shè)備選擇原則：在滿足正常運(yùn)行、短路和過(guò)電壓等各種要求的前提下，選擇有成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行維護(hù)方便和經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備。1.短路電流計(jì)算：10.5kv母線上

9、為d1點(diǎn)，變壓器高壓側(cè)上為d2點(diǎn)，系統(tǒng)出線側(cè)為d3點(diǎn)。采用個(gè)別變換法，取基準(zhǔn)容量為100mva，采用平均額定電壓。短路電流計(jì)算網(wǎng)絡(luò)圖：短路點(diǎn)平均電壓 up電源計(jì)算數(shù)據(jù)最大運(yùn)行方式：短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)電源名稱額定容量se直連電抗x計(jì)算電抗 xjs （查表）電源額定電流iet=0st=0.1st=0.2st=2st=4s沖擊短路電流 ich短路全電流最大有效值 ich標(biāo)幺值i*(查表)有名值i短路容量s標(biāo)幺值i*0.1有名值 i0.1標(biāo)幺值i*0.2有名值 i0.2標(biāo)幺值i*2有名值 i2標(biāo)幺值i*4有名值 i4短路容量s4kvmvakakamvakakakakamvakaka12345678910

10、1112131415161718192021d110.5系統(tǒng)1000.4945.49911.131202.43411.13111.13111.13111.131202.43428.33516.919本站20120.2001.1005.5266.077110.5204.0454.4483.8564.2413.3783.7153.2343.55664.67116.3299.8456.59917.208312.95415.57915.37214.84614.687267.10544.66426.764d2115系統(tǒng)1000.0740.5026.7841351.2776.7846.7846.7846.

11、7841351.27717.74910.583本站201.420.2840.1003.9930.40179.8743.200.3213.0960.3113.0490.3063.0430.30660.9511.0490.6260.6027.1851431.1517.1057.0957.0907.0921412.22818.79811.209短路計(jì)算成果表短路點(diǎn)平均電壓 up電源計(jì)算數(shù)據(jù)最小運(yùn)行方式：短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)電源名稱額定容量se直連電抗x計(jì)算電抗 xjs （查表）電源額定電流iet=0st=0.1st=0.2st=2st=4s沖擊短路電流 ich短路全電流最大有效值 ich標(biāo)幺值i*(查表

12、)有名值i短路容量s標(biāo)幺值i*0.1有名值 i0.1標(biāo)幺值i*0.2有名值 i0.2標(biāo)幺值i*2有名值 i2標(biāo)幺值i*4有名值 i4短路容量s4kvmvakakamvakakakakamvakaka123456789101112131415161718192021d110.5系統(tǒng)12.250.6742.28441.5381.8911.861.9361.96535.7375.8143.472本站1020.2000.5505.5263.03955.2694.0452.2243.8562.1203.3781.8573.2341.77832.3368.1664.923d2115系統(tǒng)12.250.062

13、0.24849.3980.1970.1920.1890.18737.2480.6490.387本站102.420.2420.0504.610.23146.0123.590.1803.450.1733.220.1623.160.15937.6710.6040.360d3115系統(tǒng)12.250.0620.25543.8640.2030.1960.1910.18937.6460.6850.413本站102.4940.2490.0504.480.22544.8173.50.1763.380.1703.170.1593.120.15731.2720.5730.3422.主要設(shè)備選擇（1）水輪發(fā)電機(jī)選擇：

14、由電站流量、水頭確定水輪機(jī)布置方式及臺(tái)數(shù)，確定發(fā)電機(jī)組采用2臺(tái)臥式機(jī)組，其型號(hào)均為sfw8000-10/2600，額定參數(shù)分別為pn=8000kw，un=10.5kv，cos=0.8，in=550a。（2）電力變壓器選擇：初步擬定可選方案有兩個(gè)：干式變壓器和油浸式變壓器。干式變壓器特點(diǎn)：其優(yōu)點(diǎn)是變壓器無(wú)油化無(wú)污染，無(wú)燃燒爆炸危險(xiǎn)，損耗小，效率高。其缺點(diǎn)是散熱差，過(guò)載能力差，需室內(nèi)安放，價(jià)格相對(duì)較高。油浸式變壓器特點(diǎn)：過(guò)載能力強(qiáng)，散熱好，造價(jià)低。其缺點(diǎn)是有燃燒爆炸危險(xiǎn)，空載損失大，能耗高等。根據(jù)本站特點(diǎn)，考慮擴(kuò)建可能性，變壓器容量定為25000kva和電壓等級(jí)達(dá)110kv，若是使用干式變壓器，則

15、其體積很大，而且需要修建單獨(dú)房間放置變壓器，投資增加，綜合考慮，使用油浸式變壓器為宜。其型號(hào)為的變壓器。（3）開(kāi)關(guān)柜選擇：初步擬定可選方案有兩個(gè)：固定式和手車式。手車式：手車式開(kāi)關(guān)柜具有可靠性高，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，檢修維護(hù)時(shí)手車可拉出柜外，檢修安全方便。固定式：固定式柜體檢修時(shí)人不可進(jìn)入，檢修相對(duì)不太方便。綜合考慮選安全性相對(duì)較高檢修方便的手車式開(kāi)關(guān)柜。查閱相關(guān)資料，確定10.5kv開(kāi)關(guān)柜選擇kyn8-10-型的開(kāi)關(guān)柜，其柜體尺寸為：84023001500。（4）斷路器選擇：初步擬定可選方案兩個(gè)：真空斷路器和少油式斷路器。真空斷路器特點(diǎn)壽命長(zhǎng)，無(wú)油化，防火防爆，體積小重量輕，檢修間隔時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)

16、方便。但其價(jià)格較昂貴。少油式斷路器特點(diǎn)：檢修周期短，成本較低。但其滅弧能力差，有燃燒爆炸危險(xiǎn)。綜合考慮后，選用真空斷路器，考慮到同柜體間斷路器的可互換性，故10.5kv開(kāi)關(guān)柜使用zn28-10/630的斷路器，并配cd10的電磁操作機(jī)構(gòu)。戶外配置考慮高電壓等級(jí)，選用六氟化硫斷路器，型號(hào)為lw6-110/3150。（5）電流互感器選擇：按電壓等級(jí)、工作條件選擇，10.5kv開(kāi)關(guān)柜選用lzzbj10-10 型電流互感器，戶外選用lqz-35-型電流互感器，其變比和準(zhǔn)確度按各回路電流選配。（6）高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇：按電壓等級(jí)和用途，查相關(guān)資料，機(jī)端初選gn30-10/400，出線電壓互感器初選gw4-

17、110/630，出線側(cè)初選帶接地刀閘的gw4-110d/630的隔離開(kāi)關(guān)滿足使用要求。（7）高壓熔斷器選擇：根據(jù)機(jī)端電壓大小和保護(hù)對(duì)象是電壓互感器，初選rn2-10/0.5的熔斷器作保護(hù)使用。（8）避雷器選擇： 根據(jù)工作條件選擇電站用復(fù)合外套無(wú)間隙氧化鋅避雷器hy5wz系列。經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算，初選hy5wz-12.7/45的避雷器。（9）電壓互感器選擇：根據(jù)用途及安裝布置方式，查相關(guān)資料，10.5kv側(cè)選用jdzj-10和jdz-10的電壓互感器。110kv側(cè)選用jcc1-110的電壓互感器，其變比由其所在電壓等級(jí)選配。（10）電力電纜選擇：根據(jù)工作電壓、載流能力、發(fā)熱條件、電壓降不大于10%的要

18、求和敷設(shè)環(huán)境選擇電力電纜。2臺(tái)機(jī)端擬選用yjv22-10-3400型，變壓器的低壓側(cè)選用yjv22-10-1800型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝帶護(hù)套電力電纜，電纜敷設(shè)時(shí)應(yīng)注意避開(kāi)水管，煤氣，通信電纜管道。（11）主母線選擇： 根據(jù)計(jì)算校驗(yàn)，確定10.5kv采用lmy-8010的硬鋁排。（12）配電變壓器選擇：為提高廠用電可靠性，本站采用兩臺(tái)廠變，引至10.5kv母線和10kv外接電源線。根據(jù)廠用負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，查相關(guān)手冊(cè)，確定兩臺(tái)廠變型號(hào)、參數(shù)分別為s9-200/10，y/yn0，10.55%/0.4kv，ud%=4.0。由于本站取水口采用10kv供電經(jīng)降壓變降壓使用，由于取水口僅有泄洪閘、進(jìn)水閘與照明

19、的負(fù)荷，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，初選使用s9-100/10，y/yn0，10.55%/0.4kv，ud%=4.0的廠變。3主要電氣設(shè)備動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)：1g、2g出口斷路器校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)（保證值）計(jì)算參數(shù)計(jì)算值額定參數(shù)zn28-10/630i”(ka)14.170ikn(ka)20iim(ka)36.5idn(ka)50qk(ka2s)684.857irntrn(ka2s)2000結(jié)論：合格變壓器低壓側(cè)斷路器校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)（保證值）計(jì)算參數(shù)計(jì)算值額定參數(shù)zn28-10/1250i”(ka)11.131ikn(ka)25iim(ka)28.335idn(ka)63qk(ka2s)495.597irn

20、trn(ka2s)3125結(jié)論：合格變壓器高壓側(cè)斷路器校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)（保證值）計(jì)算參數(shù)計(jì)算值額定參數(shù)lw6-110/3150i”(ka)6.784ikn(ka)31.5iim(ka)17.749idn(ka)100qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)4961.25結(jié)論：合格出線電壓互感器側(cè)隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)（保證值）計(jì)算參數(shù)計(jì)算值額定參數(shù)gw4-110/630i”(ka)6.784ikn(ka)20iim(ka)17.749idn(ka)50qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)12500結(jié)論：合格出線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)（保證值）計(jì)

21、算參數(shù)計(jì)算值額定參數(shù)gw4-110d/630i”(ka)6.784ikn(ka)20iim(ka)17.749idn(ka)50qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)12500結(jié)論：合格機(jī)旁隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)（保證值）計(jì)算參數(shù)計(jì)算值額定參數(shù)gn30-10/400i”(ka)6.784ikn(ka)12.5iim(ka)17.749idn(ka)31.5qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)781結(jié)論：合格4主要電氣一次設(shè)備統(tǒng)計(jì)：主要電氣一次設(shè)備統(tǒng)計(jì)表序號(hào)名 稱型 號(hào) 及 規(guī) 格單位數(shù)量備注1水輪發(fā)電機(jī)sfw8000-10/2600,pn=8000kw,

22、un=10.5kv,cosj=0.8,i=550a臺(tái)22電力變壓器sf10-25000/110,12125%/10.5kv,yn/d11, uk%=10.5臺(tái)13配電變壓器s9-200/10,10.55%/0.4kv,y/yn0臺(tái)24配電變壓器s9-100/10,10.55%/0.4kv,y/yn0臺(tái)1供取水口用5隔離變壓器s9-100/10,115%/10.5kv,y/d11臺(tái)16勵(lì)磁變壓器臺(tái)2廠家提供7柴油發(fā)電機(jī)組50kw臺(tái)1取水口應(yīng)急8高壓開(kāi)關(guān)柜kyn8-10-5面39高壓開(kāi)關(guān)柜kyn8-10-49面210高壓開(kāi)關(guān)柜kyn8-10-38面111高壓斷路器lw6-110/3150臺(tái)112電流互感器lqz35，2100/5,0.5/d只513電流互感器lzzbj10-10,600/5只1014電壓互感器jdzj-10,10/3