水電廠電氣部分設(shè)計(jì)

1、摘要本次設(shè)計(jì)是水電廠電氣部分設(shè)計(jì)，根據(jù)原始材料該水電站的總裝機(jī)容量為3x34=102MW。低壓側(cè)10kV高壓側(cè)為220Kv,一回出線與系統(tǒng)相連，水電廠的廠用電率一般為。根據(jù)所給出的原始資料該電廠不為大型電廠，主要承擔(dān)基荷和調(diào)度使用。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(guò)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)。目錄摘要錯(cuò)誤樂(lè)定義書簽。第一部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書4第一章對(duì)原始資料的分析4.主接線設(shè)計(jì)的基本要求6.第二章電氣主接線設(shè)計(jì)6.原始資料的分析6.

2、電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù)6.主接線設(shè)計(jì)的一般步驟6.發(fā)電機(jī)電壓（主）接線方案10KV側(cè).6.主接線方案的擬定9.水輪發(fā)電機(jī)的選擇1.2變壓器的容量1.3主變的選擇14相數(shù)的選擇1.4繞組的數(shù)量和鏈接方式的選擇1.4普通型與自耦型的選擇14各級(jí)電壓中性點(diǎn)運(yùn)行方式選擇1.5第三章短路電流計(jì)算15短路電流計(jì)算的基本假設(shè)15電路元件的參數(shù)計(jì)算16網(wǎng)絡(luò)變換與簡(jiǎn)化方法16短路電流實(shí)用計(jì)算方法16第四章電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)1.7電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定17按正常工作條件選擇17按短路條件校驗(yàn)17斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)1.8第二部分設(shè)計(jì)計(jì)算書18第五章短路電流計(jì)算過(guò)程19阻抗元件標(biāo)么值計(jì)算19第六章電氣設(shè)備選擇及

3、校驗(yàn)部分計(jì)算21斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)21機(jī)端斷路器和隔離開關(guān)()的選擇和校驗(yàn)21主變壓器出口斷路器和隔離開關(guān)(220KV)的選擇和校驗(yàn)22220kV出線斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)23導(dǎo)體、電纜的選擇和校驗(yàn)23220kv母線的選擇校驗(yàn)23個(gè)人總結(jié)24參考文獻(xiàn)24附錄29第一部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書原始資料63X34MW水利水力發(fā)電廠電氣初設(shè)計(jì)水電廠裝機(jī)容量3X34MW機(jī)組Tmax4500小時(shí)。，當(dāng)?shù)啬昶骄罡邭鉁?0C,海拔600日地震烈度6級(jí)。土壤電阻率400Q旦無(wú)其他特殊環(huán)境條件。(1)主變壓器采用SFPL-40000型，采用Yq/A-11接線方式，低壓側(cè)電壓，高壓側(cè)242±2X%

4、(2)發(fā)電機(jī)額定電壓，cos0.85,次暫態(tài)電抗xd0.18(標(biāo)么值)o(3)繼電保護(hù)：主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間3s,斷路器采用SW-220型,動(dòng)作時(shí)間，固有分閘時(shí)間。(4)廠用電：無(wú)高壓廠用電氣設(shè)備。(5)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(wú)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(jì)入十年發(fā)展)，線路阻抗Q/km。第一章對(duì)原始資料的分析根據(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(jí)，分別是10kV,220kV,由10

5、kV升高為220kV通過(guò)一回架空線與220kV系統(tǒng)相連。1主接線設(shè)計(jì)的基本要求主接線設(shè)計(jì)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(duì)電器的選擇、配電裝置、繼電保護(hù)、自動(dòng)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(jì)手冊(cè)(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(diǎn)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(guò)渡或擴(kuò)建等要求主接線設(shè)計(jì)的基本要求如下：1可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的運(yùn)行工作，以保證對(duì)用戶不間斷供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)

6、期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)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(shí)，可靠性不是絕對(duì)的而是相對(duì)的?？赡芤环N主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能就不是可靠的。評(píng)價(jià)主接線方式可靠的標(biāo)志是：(1)線路、母線(包括母線側(cè)隔離刀閘)等故障或檢修時(shí)，停電范圍的大小和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì)一類、二類負(fù)荷的供電。(2)線路、斷路器、母線故障和檢修時(shí)，停運(yùn)線路的回?cái)?shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。(3)變電所全部停電的可能性。(4)大型機(jī)組突然停電，對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與后果。2靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，

7、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(gè)方面：(1)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(jiǎn)單，操作方便,盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過(guò)程中出差錯(cuò)。(2)調(diào)度的方便性：電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，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(shí)，要能盡快地切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。(3)擴(kuò)建的方便性：對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠，具接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠，在設(shè)計(jì)主接線時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮最終接線的實(shí)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

8、行方案，使其盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時(shí)間最短的情況下，將來(lái)能順利完成過(guò)渡方案的實(shí)施，使改造工作量最少。3經(jīng)濟(jì)性主接線的經(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。經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾個(gè)方面考慮：(1)節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)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(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。(2)占地面積少。主接線設(shè)計(jì)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(shí)應(yīng)注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)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(jì)，分期投資、投建，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。(3)電能損耗

9、少。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗主要來(lái)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(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。第二章電氣主接線設(shè)計(jì)原始資料分析根據(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(méi)有很嚴(yán)格的要求，擬定12臺(tái)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(jì)中要充分分析所給的原始資料，同時(shí)結(jié)合實(shí)際的情況，做到設(shè)計(jì)的方案具有可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性等。電氣主接線設(shè)計(jì)依據(jù)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

10、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(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選定接線方案。主接線設(shè)計(jì)的一般步驟1、對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)和基礎(chǔ)資料進(jìn)行綜合分析。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。3、論證是否需要限制短路電流，并采取合理的措施。4、對(duì)選出來(lái)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。發(fā)電機(jī)電壓（主）接線方案10KV側(cè)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)電壓接線可采納的接線方式有以下三種：（一）單母線接線（圖）圖(1)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)

11、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。(2)缺點(diǎn)：可靠性偏差，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(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。(3)一般適用范圍：一般只用在出現(xiàn)回路少，并且沒(méi)有重要負(fù)荷的發(fā)電廠。(二)單元接線(圖)圖單元接線示意圖(1)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。(2)缺點(diǎn)：主變壓器與高壓斷路器數(shù)量多，

12、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。(3)一般適用范圍：?jiǎn)螜C(jī)容量一般在100MW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45MW80MW之間，經(jīng)經(jīng)濟(jì)比較采用其它接線方式不合適時(shí)。圖擴(kuò)大單元接線示意圖(1)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，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。(2)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

13、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(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(diǎn)，只要電力系統(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(lái)廠用電源。(四)關(guān)于單元接線中裝設(shè)斷路器問(wèn)題單元接線的發(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：(1)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(guò)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

14、路器。(2)在單元回路分支線上接有近區(qū)負(fù)荷者。(3)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。綜合考慮該單元接線不需要裝設(shè)斷路器主接線方案擬定220Kv側(cè)由于本電站是小水電，不承擔(dān)主要負(fù)荷，沒(méi)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，220Kv側(cè)采用單母線接線。(一)根據(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)：(1)單母線接線其接線示意圖如圖：圖單母線接線方案(2)單元接線其接線示意圖如圖：圖單元接線方案(3)擴(kuò)大單元接線其接線示意圖如圖：圖擴(kuò)大單元接線(二)主接

15、線方案初步比較：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：?jiǎn)文妇€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)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）。（三）主接線方案的確定技術(shù)比較：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：1、供電的可靠性；2

16、、運(yùn)行上的安全和靈活性；3、接線和繼電保護(hù)的簡(jiǎn)化；4、維護(hù)與檢修的方便等。需要說(shuō)明的是：在比較接線方案是，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。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,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。從運(yùn)行

17、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。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。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10kV接線方式單母線單元接線擴(kuò)大單元接線斷路器數(shù)846隔離升關(guān)數(shù)1186水輪發(fā)電機(jī)的選擇在我國(guó)，水電站容量為2080MVA的發(fā)電機(jī)額定電壓取，容量為20170MVA的發(fā)電機(jī)功率因數(shù)取。因此可以選發(fā)電機(jī)型號(hào)SF25-16/410,其參數(shù)如下表：表.發(fā)電機(jī)SF25-16/410參數(shù)表型號(hào)額定容量因功率數(shù)額定電壓(V)額定電流(A)次暫態(tài)電抗

18、(MVA)(MW)SF25-162510500172/4100(1)主變壓器采用SFPL-40000型，采用Yo/A-11接線方式，低壓側(cè)電壓，高壓側(cè)242±2X%(2)發(fā)電機(jī)額定電壓，cos0.85,次暫態(tài)電抗xd0.18(標(biāo)么值變壓器容量1、主變?nèi)萘康拇_定廠用電變壓器容量的選擇和校驗(yàn)應(yīng)符合下列原則a)滿足在各種運(yùn)行方式下，可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷。b）一臺(tái)廠用電變壓器計(jì)劃?rùn)z修或故障時(shí)，其余廠用電變壓器應(yīng)能擔(dān)負(fù)I、R類廠用電負(fù)荷或短時(shí)擔(dān)負(fù)廠用電最大負(fù)荷。但可不考慮一臺(tái)廠用電變壓器計(jì)劃?rùn)z修時(shí)另一臺(tái)廠用電變壓器故障或兩臺(tái)廠用電變壓器同時(shí)故障的情況。c）保證需要自啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在故障消除后電動(dòng)機(jī)

19、啟動(dòng)時(shí)所連接的廠用電母線電壓不低于額定電壓的60%-65%。d）裝設(shè)兩臺(tái)互為備用的廠用電電源變壓器時(shí)，每臺(tái)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(shí)滿足廠用電最大負(fù)荷的需要。e）裝設(shè)三臺(tái)廠用電電源變壓器互為備用或其中一臺(tái)為明備用時(shí)，計(jì)及負(fù)荷分配不均勻等情況，每臺(tái)的額定容量宜為廠用電最大負(fù)荷的50%-60%0f）裝設(shè)3臺(tái)以上廠用電電源變壓器時(shí)，應(yīng)按其接線的運(yùn)行方式及所連接的負(fù)荷分析確定。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。h）廠用電變壓器不宜采用強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)持續(xù)輸出容量作為額定容量選擇的依據(jù)，但對(duì)不經(jīng)常運(yùn)行或經(jīng)常短時(shí)運(yùn)行的廠用電配電變壓器應(yīng)充分利用其過(guò)負(fù)荷能力。2、廠用

20、電變壓器的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)材料，我們可以確定廠用電負(fù)荷S'n所以，我們分別從10KVI母線和10KVR段母線取電共3組，其中10KV廠用。變型號(hào)選定：SJL16300/10額定容量：6300（KVA）額定電壓：10i5%;低壓一（KV）連接組標(biāo)號(hào)：Y/411損耗：空載一總損耗一阻抗電壓（%）:空載電流（）：參考價(jià)格：萬(wàn)元主變的選擇該水電站遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，水電站的廠用電很少(),且沒(méi)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。相數(shù)的選擇主變采用三相或單相，主要考慮變壓器的可靠性要

21、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(guò)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。繞組數(shù)量和連接方式的選擇(1)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。(2)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

22、，因而主變壓器接線方式采用連接，根據(jù)題目要求的普通型與自偶型選擇根據(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。根據(jù)題目給定變壓器型號(hào)SFPL7-40000采用Y0/-11接線方式,低壓側(cè)電壓，高壓側(cè)242±2X%查變壓器常用技術(shù)數(shù)據(jù)與故障監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)新技術(shù)實(shí)用手冊(cè)主要技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：40000/40000(KVA)額定電壓：高壓一242+2>%;低壓一（KV）連接組標(biāo)號(hào)：Ynd11空載損耗：51（KW）短路損耗：1214（KW

23、）空載電流（）:所以一次性選擇兩臺(tái)SFPL-40000型變壓器為主變。表電力變壓器技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定容量（KVA額定電壓（KM空載電流（的空載損耗KW負(fù)載損耗KW高壓低壓SFP7一4000040000220(242)±2X%52254SF7一3150031500220(242)±2X%43180各級(jí)電壓中性點(diǎn)運(yùn)行方式選擇運(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。隨著電力網(wǎng)電壓等級(jí)的升高，對(duì)絕

24、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)直接接地系統(tǒng)，具優(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。310kV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。綜上所述，2200kV側(cè)采用中性點(diǎn)直接接地方案，側(cè)采用不接地方案，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地方案。第三章短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的基本假設(shè)(1)短路過(guò)程中各發(fā)電機(jī)之間不發(fā)生搖擺，并認(rèn)為所有

25、發(fā)電機(jī)的電勢(shì)都相同電位(2)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。(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。(4)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。(5)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(shuō)，發(fā)電機(jī)、輸電、變電和用電的元件均勻純電抗表示。(6)金屬性短路，即不計(jì)過(guò)度電阻的影響，認(rèn)為過(guò)渡電阻為零的短路情況。電路元件的參數(shù)計(jì)算選取基準(zhǔn)容量為100MVA,歸算到220KV側(cè)進(jìn)行標(biāo)么值計(jì)算。具體的計(jì)算過(guò)程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。網(wǎng)絡(luò)變換與簡(jiǎn)化方法綜合運(yùn)用Y變換，網(wǎng)絡(luò)中間點(diǎn)消去法,對(duì)該電廠的接線與外界

26、接線進(jìn)行變換和簡(jiǎn)化。具體的計(jì)算過(guò)程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。短路電流實(shí)用計(jì)算方法在工程計(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:(1)選擇計(jì)算短路點(diǎn)；和基準(zhǔn)電壓(2)畫等值網(wǎng)絡(luò)圖；A、選取基準(zhǔn)容量R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。G將各元件電抗換算為同一基準(zhǔn)的標(biāo)么值電抗。D匯出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號(hào)。E、化簡(jiǎn)等值網(wǎng)絡(luò)：為計(jì)算不同短路點(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(wú)限大電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗(3)求出計(jì)算電抗,式中為第i臺(tái)等值發(fā)電機(jī)的額定容量。(4)由

27、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)。(5)計(jì)算無(wú)限大功率的電源供給的短路電流周期分量(6)計(jì)算短路電流周期分量有名值和短路容量。(7)計(jì)算沖擊電流。(8)繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表(表)。具體的計(jì)算過(guò)程詳見設(shè)計(jì)計(jì)算書。第四章電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇的一般規(guī)定選擇與校驗(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。4.1.1 按正常工作條件選擇于該回路的最高運(yùn)行電壓即不得低1、電器、電纜允許最高工作電壓;電器、導(dǎo)體長(zhǎng)期允許電

28、流不得小于該回路的最大持續(xù)工作電流在計(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%。在選擇導(dǎo)體、電器時(shí)，應(yīng)注意環(huán)境條件：2、110KV及以下電器，用于海拔不超過(guò)2000米時(shí)，可選用一般產(chǎn)品。4.1.2 按短路條件校驗(yàn)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。1、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)式中:一電器設(shè)備允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流及相短路電流產(chǎn)生的熱脈沖計(jì)算用下式: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）一短路切除（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）T短路電流非周

29、期分量等效時(shí)間，對(duì)于發(fā)電機(jī)出口可取，發(fā)電廠升壓母線取,一般變電所取。若切除時(shí)間大于1S,只需考慮周期分量。2、短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)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(guò)電流峰值時(shí)，需要校驗(yàn)短路全電流有效值。校驗(yàn)條件:式中：一短路沖擊電流峰值（KA）;短路全電流有效值（KA）；一電器允許極限通過(guò)電流峰值(KA);一電器允許的極限通過(guò)電流有效值(KA)。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。4、導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定“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)算斷路器和隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)條件斷路器可按下表進(jìn)行選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓額定電流開斷電流短路關(guān)合電流熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定斷路器應(yīng)滿足要求應(yīng)滿足要求隔離