畢業(yè)論文-發(fā)電廠電氣部分常規(guī)設(shè)計

1、PAGE II*大學(xué)學(xué)生畢業(yè)論文論文題目： 發(fā)電廠電氣部分常規(guī)設(shè)計 學(xué) 院： 年 級： *級 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化專業(yè) 姓 名： * 學(xué) 號： * 指導(dǎo)教師： * 摘 要本篇畢業(yè)設(shè)計主要是對某水電站電氣部分的設(shè)計，包括主接線方案的設(shè)計，主要設(shè)備選擇，短路電流計算，電氣一次設(shè)備的選擇計算。通過對水電站的主接線設(shè)計，主接線方案論證，短路電流計算，電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗，主要電氣設(shè)備型號及參數(shù)的確定，較為細(xì)致地完成電力系統(tǒng)中水電站設(shè)計。限于畢業(yè)設(shè)計的具體要求和設(shè)計時間的限制，本畢業(yè)設(shè)計主要完成了對水電站電氣主接線設(shè)計及論證，短路電流計算，電氣一次設(shè)備的選擇計算，電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗、電氣設(shè)

2、備型號及參數(shù)的確定做了較為詳細(xì)的理論設(shè)計，而對其他方面分析較少，這有待于在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)進行研究。關(guān)鍵詞電氣主接線；短路電流；電氣一次設(shè)備。AbstractThis graduation project mainly is to some hydroelectric power station electricity part design, including host wiring plan design, main equipment choice, short-circuit current computation, an electrical equipment choice

3、 computation Through the adding water power plant main wiring design, the main wiring project concept demonstration, the short-circuit current computation, the electrical equipment moves, the heat-stable verification, the main electrical equipment model and the parameter determination, completes in

4、carefully the electrical power system the hydroelectric power station design.Is restricted in the graduation project the specific request and the design time limit, this graduation project has mainly completed the adding water power plant electricity host wiring design and the proof, the short-circu

5、it current computation, an electrical equipment choice computation, the electrical equipment moves, the heat-stable verification, the electrical equipment model and the parameter has indeed made to order the more detailed theoretical design, but analyzes few to other aspects, this will wait for in c

6、ontinues in the next study and the work to conduct the research.Key wordsElectrical main wiring; Short-circuit current; An electrical equipment.PAGE IV目錄 TOC o 1-3 h z HYPERLINK l _Toc230426954 摘 要 PAGEREF _Toc230426954 h I HYPERLINK l _Toc230426955 Abstract PAGEREF _Toc230426955 h II HYPERLINK l _T

7、oc230426956 第1章 前言 PAGEREF _Toc230426956 h 1 HYPERLINK l _Toc230426957 1.1設(shè)計題目 PAGEREF _Toc230426957 h 1 HYPERLINK l _Toc230426958 1.2水電站電氣部分研究的背景 PAGEREF _Toc230426958 h 1 HYPERLINK l _Toc230426959 1.3本課題的研究意義 PAGEREF _Toc230426959 h 2 HYPERLINK l _Toc230426960 1.3.1 電站電氣主接線的論證意義 PAGEREF _Toc230426

8、960 h 2 HYPERLINK l _Toc230426961 1.3.2 電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備選擇及計算的意義 PAGEREF _Toc230426961 h 2 HYPERLINK l _Toc230426962 1.3.3 短路電流計算的意義 PAGEREF _Toc230426962 h 2 HYPERLINK l _Toc230426963 1.3.4 本課題研究的現(xiàn)實意義 PAGEREF _Toc230426963 h 3 HYPERLINK l _Toc230426964 1.4本課題的來源 PAGEREF _Toc230426964 h 3 HYPERLINK l _To

9、c230426965 1.5論文設(shè)計的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc230426965 h 3 HYPERLINK l _Toc230426966 第2章 主接線方案確定 PAGEREF _Toc230426966 h 4 HYPERLINK l _Toc230426967 2.1電氣主接線釋名 PAGEREF _Toc230426967 h 4 HYPERLINK l _Toc230426968 2.2主接線方案的擬定 PAGEREF _Toc230426968 h 4 HYPERLINK l _Toc230426969 2.2.1 方案一 PAGEREF _Toc230426969 h

10、 4 HYPERLINK l _Toc230426970 2.2.2 方案二 PAGEREF _Toc230426970 h 4 HYPERLINK l _Toc230426971 2.2.3 方案三 PAGEREF _Toc230426971 h 5 HYPERLINK l _Toc230426972 2.2.4 方案比較說明 PAGEREF _Toc230426972 h 6 HYPERLINK l _Toc230426973 2.3方案確定 PAGEREF _Toc230426973 h 6 HYPERLINK l _Toc230426974 第3章 主要設(shè)備的選擇 PAGEREF _T

11、oc230426974 h 8 HYPERLINK l _Toc230426975 3.1導(dǎo)線的初步選擇 PAGEREF _Toc230426975 h 8 HYPERLINK l _Toc230426976 3.1.1 與系統(tǒng)相連導(dǎo)線的選擇 PAGEREF _Toc230426976 h 8 HYPERLINK l _Toc230426977 3.1.2 連接近區(qū)負(fù)荷導(dǎo)線的選擇（按電壓損耗選擇） PAGEREF _Toc230426977 h 8 HYPERLINK l _Toc230426978 3.1.3 導(dǎo)線的確定 PAGEREF _Toc230426978 h 9 HYPERLINK

12、 l _Toc230426979 3.2變壓器的選擇 PAGEREF _Toc230426979 h 10 HYPERLINK l _Toc230426980 3.2.1 1T變壓器高壓側(cè)為38.5KV,低壓側(cè)為6.3KV PAGEREF _Toc230426980 h 10 HYPERLINK l _Toc230426981 3.2.2 2T變壓器選擇 PAGEREF _Toc230426981 h 11 HYPERLINK l _Toc230426982 3.2.3 3T變壓器的選擇 PAGEREF _Toc230426982 h 11 HYPERLINK l _Toc230426983

13、3.2.4 4T為廠用變壓器 PAGEREF _Toc230426983 h 12 HYPERLINK l _Toc230426984 3.2.5 5T為廠用變壓器 PAGEREF _Toc230426984 h 12 HYPERLINK l _Toc230426985 3.2.6 最終選定變壓器 PAGEREF _Toc230426985 h 13 HYPERLINK l _Toc230426986 3.3發(fā)電機的選擇 PAGEREF _Toc230426986 h 13 HYPERLINK l _Toc230426987 第4章 短路電流計算 PAGEREF _Toc230426987 h

14、 15 HYPERLINK l _Toc230426988 4.1短路電流計算目的、規(guī)定和步驟 PAGEREF _Toc230426988 h 15 HYPERLINK l _Toc230426989 4.1.1 短路電流計算的主要目的 PAGEREF _Toc230426989 h 15 HYPERLINK l _Toc230426990 4.1.2 短路電流計算一般規(guī)定 PAGEREF _Toc230426990 h 15 HYPERLINK l _Toc230426991 4.1.3 計算步驟 PAGEREF _Toc230426991 h 15 HYPERLINK l _Toc2304

15、26992 4.2短路電流的計算 PAGEREF _Toc230426992 h 16 HYPERLINK l _Toc230426993 4.2.1 等值網(wǎng)絡(luò)的繪制和短路點選擇 PAGEREF _Toc230426993 h 16 HYPERLINK l _Toc230426994 4.2.2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算 PAGEREF _Toc230426994 h 16 HYPERLINK l _Toc230426995 4.2.3 短路電流的計算 PAGEREF _Toc230426995 h 16 HYPERLINK l _Toc230426996 4.3短路電流計算成果表 PAGEREF _T

16、oc230426996 h 24 HYPERLINK l _Toc230426997 第5章 電氣一次設(shè)備的選擇計算 PAGEREF _Toc230426997 h 25 HYPERLINK l _Toc230426998 5.1母線的選擇 PAGEREF _Toc230426998 h 25 HYPERLINK l _Toc230426999 5.1.1 6.3kV母線的選擇 PAGEREF _Toc230426999 h 25 HYPERLINK l _Toc230427000 5.1.2 10kV母線的選擇 PAGEREF _Toc230427000 h 26 HYPERLINK l _

17、Toc230427001 5.1.3 35kV母線的選擇 PAGEREF _Toc230427001 h 27 HYPERLINK l _Toc230427002 5.1.4 最終確定母線 PAGEREF _Toc230427002 h 28 HYPERLINK l _Toc230427003 5.2電纜的選擇 PAGEREF _Toc230427003 h 28 HYPERLINK l _Toc230427004 5.2.1 發(fā)電機機端引出線電纜 PAGEREF _Toc230427004 h 29 HYPERLINK l _Toc230427005 5.2.2 主變低壓側(cè)電纜 PAGERE

18、F _Toc230427005 h 30 HYPERLINK l _Toc230427006 5.2.3 主變高壓側(cè)電纜 PAGEREF _Toc230427006 h 31 HYPERLINK l _Toc230427007 5.2.4 電纜最終確定 PAGEREF _Toc230427007 h 32 HYPERLINK l _Toc230427008 5.3斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427008 h 32 HYPERLINK l _Toc230427009 5.3.1 斷路器選型 PAGEREF _Toc230427009 h 32 HYPERLINK l _Toc23

19、0427010 5.3.2 1號,2號,3號,4號斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427010 h 32 HYPERLINK l _Toc230427011 5.3.3 5號,6號斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427011 h 34 HYPERLINK l _Toc230427012 5.3.4 7號斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427012 h 34 HYPERLINK l _Toc230427013 5.3.5 8號,9號,11號斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427013 h 34 HYPERLINK l _Toc230427014 5

20、.3.6 10號,12號,13號,14號,15號斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427014 h 35 HYPERLINK l _Toc230427015 5.3.7 16號,17號斷路器的選擇 PAGEREF _Toc230427015 h 35 HYPERLINK l _Toc230427016 5.3.8 斷路器參數(shù)表 PAGEREF _Toc230427016 h 36 HYPERLINK l _Toc230427017 5.4互感器的選擇 PAGEREF _Toc230427017 h 37 HYPERLINK l _Toc230427018 5.4.1 主接線中互感器配

21、置 PAGEREF _Toc230427018 h 37 HYPERLINK l _Toc230427019 5.4.2 電流互感器的選擇 PAGEREF _Toc230427019 h 38 HYPERLINK l _Toc230427020 5.4.3 電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc230427020 h 44 HYPERLINK l _Toc230427021 第6章 結(jié)論 PAGEREF _Toc230427021 h 47 HYPERLINK l _Toc230427022 6.1水電站電氣部分設(shè)計結(jié)論 PAGEREF _Toc230427022 h 47 HYPERLI

22、NK l _Toc230427023 6.2設(shè)計要點知識總結(jié) PAGEREF _Toc230427023 h 47 HYPERLINK l _Toc230427024 6.3心得與收獲 PAGEREF _Toc230427024 h 47 HYPERLINK l _Toc230427025 參考文獻 PAGEREF _Toc230427025 h 48 HYPERLINK l _Toc230427026 附錄 PAGEREF _Toc230427026 h 49 HYPERLINK l _Toc230427027 致謝 PAGEREF _Toc230427027 h 50發(fā)電廠電氣部分常規(guī)設(shè)計

23、 PAGE 46第1章 前言1.1設(shè)計題目某小型水電站裝機容量為：49000KW，機端電壓為6.3KV，有兩個升高電壓等級35KV/10KV，其中35KV出線一回與電力系統(tǒng)相連（上網(wǎng)），距離為55Km。10KV出線四回，向近區(qū)負(fù)荷供電。區(qū)：1500KW，距電站20km；區(qū)：1200KW，距電站10km；區(qū)：600KW，距電站25km；區(qū)：400KW，距電站8km。功率因數(shù)：氣象及地質(zhì)條件：最高氣溫：最低氣溫：年平均氣溫：最大風(fēng)速：年雷暴日：地震烈度：VII級海拔高度：350米根據(jù)以上資料，設(shè)計出了一方面能使重要用戶的供電可靠性得到保證，另一方面可以把多余的電能輸入電網(wǎng)，使其能夠得到系統(tǒng)負(fù)荷的充

24、分合理利用，從而充分利用水資源的電站。1.2水電站電氣部分研究的背景地方中小型水電站的電氣主接線選擇，以及一次設(shè)備和二次設(shè)備的選擇等等， 應(yīng)本著具體問題具體分析的原則，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)、設(shè)備特點、周圍環(huán)境及變電站規(guī)劃容量等條件和具體情況，在滿足供電可靠性、功能性、具有一定靈活性、還擁有一定發(fā)展裕度的前提下，盡量選擇經(jīng)濟、簡便實用的電氣主接線以及一次設(shè)備和二次設(shè)備。如終端變電站，我們可根據(jù)其進線回路數(shù)較少的特點，選擇線路變壓器組接線，或者是橋型接線；中間變電站，我們可根據(jù)其交換系統(tǒng)功率和降壓分配功率的雙重功能的特點，選擇單母線接線、單母線分段、單母線帶旁路

25、接線等形式?？傊娏W(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和多樣性決定了我們不能教條地選擇電站的電氣主接線、一次設(shè)備、二次設(shè)備等等，要具體問題具體分析，選擇具有自己特色的電氣主接線和設(shè)備。發(fā)電廠電氣主接線的論證，電氣一次設(shè)備及二次設(shè)備的選擇，廠房、配電裝置布置，自動裝置選擇和控制方式對電廠設(shè)計的安全性及經(jīng)濟性起著重要作用。同時對電力系統(tǒng)運行的可靠性，靈活性和經(jīng)濟性起決定性作用。1.3本課題的研究意義1.3.1 電站電氣主接線的論證意義1.電氣主接線圖是電廠設(shè)計的重要部分。同時也是運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，了解電路中各種電氣設(shè)備的用途，性能及維護，檢查項目和運行操作的步驟等都離不開對電氣主接線的掌握。2

26、.電氣主接線表明了發(fā)電機，變壓器，斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量，規(guī)格，連接方式及可能的運行方式。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置。繼電保護和自動裝置的確定。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。3.由于電能生產(chǎn)的特點是：發(fā)電，變電，輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全，穩(wěn)定，靈活和經(jīng)濟運行，也直接影響到生產(chǎn)和生活。電氣主接線的擬訂是一個綜合性問題，必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，力求使其技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全可靠。1.3.2 電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備選擇及計算的意義為了滿足生產(chǎn)和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，發(fā)電廠和變電

27、站中安裝有各種電氣一次設(shè)備和二次設(shè)備，其主要任務(wù)是啟動機組、調(diào)試負(fù)荷、切換設(shè)備和線路、監(jiān)視主要設(shè)備的運行狀態(tài)、發(fā)生異常故障時及時處理等。1.3.3 短路電流計算的意義導(dǎo)體通過短路電流產(chǎn)生的熱量，全部用于使溫度升高。導(dǎo)體發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響很大，會導(dǎo)致絕緣材料的絕緣性能降低，使金屬材料的機械強度下降，使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加，因此短路電流計算的意義很大。1.3.4 本課題研究的現(xiàn)實意義21世紀(jì)初20年，是我國電力發(fā)展的關(guān)鍵時期，重點是在加強電廠建設(shè)，同時繼續(xù)加強電網(wǎng)建設(shè)，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整。為國民經(jīng)濟各部門和人民生活供給充足、可靠、優(yōu)質(zhì)、廉價的電能，是電力工業(yè)的基本任務(wù)。廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)，實現(xiàn)高

28、度自動化，西電東送，南北互送，走向聯(lián)合電系統(tǒng)，是電力工業(yè)的發(fā)展方向。這是一項全局性的龐大系統(tǒng)工程。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，還有很多事要做且依賴于以各方面相關(guān)技術(shù)的全面進步。1.做好電力規(guī)劃，加強電廠、電網(wǎng)建設(shè)；2.電力工業(yè)的現(xiàn)代化；3.聯(lián)合電力系統(tǒng)；4.潔凈煤發(fā)電技術(shù)；5.綠色能源的開發(fā)和利用。1.4本課題的來源實際水電站電氣部分的設(shè)計1.5論文設(shè)計的主要內(nèi)容這次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是對水電站主接線方案的設(shè)計及論證，主要設(shè)備的選擇，短路電流計算，一次設(shè)備的選擇計算。第2章 主接線方案確定2.1電氣主接線釋名發(fā)電廠的主接線是由發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、電纜等電氣設(shè)備按設(shè)計要求連接起來

29、，表示生產(chǎn)匯集和分配電能的電路，電氣主接線中的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號和文字符號表示的電路圖稱為電氣主接線圖。因此電氣主接線的設(shè)計必須根據(jù)電力系統(tǒng)，發(fā)電廠及變電站的具體情況，全面分析通過技術(shù)，經(jīng)濟的比較，合理地選擇主接線。電氣主接線須滿足以下要求：1、根據(jù)發(fā)電廠、變電站在電力系統(tǒng)中的地位、作用和用戶性質(zhì)，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量的要求。2、應(yīng)力求接線簡單、運行靈活和操作簡便。3、保證運行、維護和檢修的安全和方便。4、應(yīng)盡量降低投資，節(jié)省運行費用。5、滿足擴建的要求，實現(xiàn)分期過渡。2.2主接線方案的擬定結(jié)合原始資料，根據(jù)其要求初步擬定以下三種方案。2.2.1 方案一見圖2-1，方案說明：該水電

30、站有兩個升高電壓等級，分別為35KV和10KV，故可考慮用兩臺三繞組變壓器，發(fā)電機出口端采用單母線接線，35KV側(cè)線路用單母線連接；10KV側(cè)線路采用旁路斷路器兼作分段斷路器的接線形式，廠用變可以考慮兩臺，分別接于6.3KV母線和35KV母線上1。2.2.2 方案二見圖2-2，方案說明：該方案在發(fā)電機端接線采用雙母線分段接線形式，發(fā)電機發(fā)出的電一部分經(jīng)1號、2號變壓器升至35KV，35KV線路采用單母線接線。一部分經(jīng)3號變壓器，高壓側(cè)連接35KV母線，中壓側(cè)向10KV母線供電，廠用變壓器分別接于6.3KV母線和35KV母線上1。2.2.3 方案三見圖2-3，方案說明：該方案1號、2號、3號、4

31、號發(fā)電機出口端接成單母線接線方式，經(jīng)1號、2號變壓器升至35kV，35kV側(cè)線路采用單母線接線，經(jīng)3號變壓器升至10kV向近區(qū)供電，廠用變壓器分別接于6.3kV母線和35kV母線上1。圖2-1 方案一圖2-2 方案二圖2-3 方案三2.2.4 方案比較說明方案一：采用兩臺三繞組變壓器，16臺斷路器，此方案的供電可靠性較高，但變壓器中壓側(cè)長期處于輕載狀態(tài)，損耗較大，因而經(jīng)濟性較差1。方案二：接線中采用兩臺雙繞組變壓器和一臺三繞組變壓器，15臺斷路器，其經(jīng)濟性較差1。方案三：采用三臺雙繞組變壓器，15臺斷路器，此方案接線簡單、經(jīng)濟、保護配置也更為簡便1。2.3方案確定因為此水電站屬于小型電站，沒必

32、要運用復(fù)雜且昂貴的接線方案，在滿足供電可靠性和電能質(zhì)量的要求得前提下選擇接線簡單、運行靈活和操作簡便的主接線，同時應(yīng)盡量降低投資，節(jié)省運行費用，滿足擴建的要求，實現(xiàn)分期過渡。通過比較，得出設(shè)計的方案三較為合理。方案三的詳盡圖解如下(圖2-4)：更為詳盡的設(shè)備參數(shù)及型號見附圖1-01。圖2-4 方案三第3章 主要設(shè)備的選擇3.1導(dǎo)線的初步選擇3.1.1 與系統(tǒng)相連導(dǎo)線的選擇由公式得：根據(jù)額定載流量選擇導(dǎo)線：由電力工程電氣設(shè)計手冊P412查得，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線截面積LGJ-300的額定載流量Ie=735A698.6A。選取導(dǎo)線LGJ-300（r=0.11/km，x=0.399/km）2 3 10。3.1.

33、2 連接近區(qū)負(fù)荷導(dǎo)線的選擇（按電壓損耗選擇）1區(qū)：，取,根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊P412和電力線路技術(shù)手冊P647查得，取標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線LGJ-300（r=0.105/km，x=0.399/km）4 5。2區(qū)：，取，根據(jù)電力系統(tǒng)分冊P158查得相應(yīng)數(shù)據(jù)，我們可以取標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線LGJ-50（r=0.63/km，x=0.406/km）2 4。3.區(qū)：，取,根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊P411查得，我們可以取標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線LGJ-95（r=0.332/km，x=0.397/km）2。4.區(qū)：，取,根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊P411查得，我們可以取標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線LGJ-25（r=1.26/km，x=0.399/km）2。3.1.

34、3 導(dǎo)線的確定通過以上的校驗和計算，在滿足供電要求的前提下，最終確定各段導(dǎo)線的型號，具體情況如下：見表3-1表3-1 各段導(dǎo)線的選取型號名稱導(dǎo)線型號連接系統(tǒng)區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)LGJ-300LGJ-300LGJ-50LGJ-95LGJ-253.2變壓器的選擇3.2.1 1T變壓器高壓側(cè)為38.5KV,低壓側(cè)為6.3KV根據(jù)發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P106，接于發(fā)電機匯流主母線上的主變，其輸送容量應(yīng)為該母線上發(fā)電機的總?cè)萘靠鄢釉谠撃妇€上的近區(qū)負(fù)荷的最小值，原則選擇變壓器，由于油浸式變壓器有30%的過載能力。所以有以下計算：表3-2 1T變壓器主要技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)型號額定容量高壓側(cè)高壓分接范圍低壓側(cè)聯(lián)接組標(biāo)號

35、空載損耗負(fù)載損耗空載電流（%）短路阻抗（%）S9-3150031500KVA38.5KV22.5%6.3KVYNd1125000KW119000KW0.48.0上網(wǎng)查得：上海尼格自動化設(shè)備有限公司變壓器：S9-31500/38.5，其主要技術(shù)參數(shù)見3-2表。3.2.2 2T變壓器選擇與1T變壓器相同。3.2.3 3T變壓器的選擇向近區(qū)負(fù)荷供電，其高壓側(cè)為10.5KV，低壓側(cè)為6.3KV。根據(jù)發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P106，“主變?nèi)萘堪此妥畲蟮囊曉诠β蚀_定”，原則選定：上網(wǎng)查得：上海尼格自動化設(shè)備有限公司，變壓器SZ9-4000/10，（選取容量4000KVA變壓器的理由：實際的最大容量為40

36、00KVA，變壓器的容量為4000KVA，變壓器過載8.8%，對油浸式變壓器影響不大，假如選取大一個等級的變壓器S9-5000/10，而實際運行的最大容量為4353KVA，必會造成變壓器的長期輕載運行，增加損耗）。其主要技術(shù)參數(shù)見3-3表：表3-3 3T變壓器主要技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)型號高壓高壓分接范圍低壓聯(lián)接組標(biāo)號空載損耗負(fù)載損耗空載電流（%）短路阻抗（%）SZ9-400010.5KV32.5%6.3KVYd114800W30700W0.97.03.2.4 4T為廠用變壓器其高壓側(cè)為6.3KV，低壓側(cè)為0.4KV。根據(jù)發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P121，“中小型水電站的自用電一般只占總?cè)萘康?.5%

37、-3%，原則選定。表3-4 4T變壓器主要技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)型號高壓高壓分接范圍低壓聯(lián)接組標(biāo)號空載損耗負(fù)載損耗空載電流（%）短路阻抗（%）SZ9-8006.3KV42.5%0.4KVYyno1330W9350W.5 5T為廠用變壓器表3-5 5T變壓器主要技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)型號高壓高壓分接范圍低壓聯(lián)接組標(biāo)號空載損耗負(fù)載損耗空載電流（%）短路阻抗（%）S9-80038.5KV22.5%0.4KVYd111230W9900W1.056.5上網(wǎng)查得，上海尼格自動化設(shè)備有限公司變壓器：SZ9-800/6.3，變壓器過載5.9%，對油浸式變壓器影響不大。主要技術(shù)參數(shù)如表3-4所示。其高壓側(cè)為38.5KV，低

38、壓側(cè)為0.4KV。上網(wǎng)查得：上海尼格自動化設(shè)備有限公司變壓器：S9-800/38.5，變壓器過載8.8%，對油浸式變壓器影響不大。我們可以根據(jù)需要來選擇這個型號的變壓器，并且保證此型號的變壓器所有的參數(shù)都在線路使用范圍內(nèi)。其主要技術(shù)參數(shù)如表5-3所示。3.2.6 最終選定變壓器見表3-6所示。表3-6 變壓器的選擇6變壓器型號短路阻抗（%）1T、2T3T4T5TS9-31500/38.5SZ9-4000/10.5SZ9-800/6.3S9-800/38.58.07.0發(fā)電機的選擇根據(jù)題目提供的容量為P=9000KW機組，我們可以查電力系統(tǒng)P137表6-3得。根據(jù)需求來選擇發(fā)電機的型號和容量。表

39、3-7 發(fā)電機參數(shù)表11型式水輪機型號適應(yīng)水頭范圍適應(yīng)流量范圍混流式HL90-LJ-110161.6219.43.083.58功率 KW轉(zhuǎn)速r/min水輪發(fā)電機型號額定出力 9000KW42366621750SF40006300-840006300通過查詢書籍以及網(wǎng)上資料來搜集關(guān)于發(fā)電機的一些相關(guān)資料，在滿足題目要求的情況下選擇發(fā)電機。網(wǎng)上查得四川樂山亞聯(lián)機械有限公司生產(chǎn)的發(fā)電機及其相關(guān)數(shù)據(jù)有附和我們需求的發(fā)電機型號其具體情況如表3-7所示。第4章 短路電流計算4.1短路電流計算目的、規(guī)定和步驟4.1.1 短路電流計算的主要目的1.電氣主接線的比較與選擇。2.選擇斷路器匯流母線等電氣設(shè)備，并對

40、這些設(shè)備提出技術(shù)要求。3.為繼電器保護的設(shè)計以及調(diào)試提供依據(jù)。4.評價并確定網(wǎng)絡(luò)方案，研究限制短路電流的措施。5.分析計算送電線路對通訊設(shè)施的影響。4.1.2 短路電流計算一般規(guī)定1計算的基本情況1) 系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運行；2) 所有同步電機都自動調(diào)整勵磁裝置；3) 短路的所有電源電動勢相位相同。2接線方式計算短路電流所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線式。3短路種類一般按三相短路計算。4短路計算點選取母線為短路計算點。4.1.3 計算步驟1.選擇短路點；2.繪出等值網(wǎng)絡(luò)，并將各元件電抗統(tǒng)一編號；3.化簡等值網(wǎng)絡(luò)，求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗；4.計算電抗

41、Xjs；5.由運算曲線查出各電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值；6.計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值；7.計算短路電流周期分量有名值；8.計算短路電流的周期分量；9.繪制短路電流計算結(jié)果表。4.2短路電流的計算4.2.1 等值網(wǎng)絡(luò)的繪制和短路點選擇具體情況見圖4-1所示。圖4-1等值網(wǎng)絡(luò)的繪制和短路點選擇4.2.2 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算短路電流的計算采用標(biāo)幺值進行近似計算，取統(tǒng)一基準(zhǔn)容量SB=100MVA，將各級電壓的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓，即UB=UV。 短路電流的計算圖4-2 d1點短路等值電路圖1 d1點短路，其等值電路圖見圖4-2。系統(tǒng)側(cè)提供短路電流47：發(fā)電機側(cè)提供短路

42、電流6：當(dāng)時，查電力工程電氣設(shè)計手冊P132曲線表得各時刻電流標(biāo)幺值。 各時刻短路電流的有名值為6：d1點短路時，各時刻的短路電流6 8：根據(jù)電力系統(tǒng)P119表6-1，發(fā)電機機端Kim=1.90，對應(yīng)。系統(tǒng)側(cè)：發(fā)電機側(cè)：d1點短路時：2. d2點短路.其等值電路圖，見圖4-3。圖4-3 d2點短路等值電路圖系統(tǒng)側(cè)短路電流為4 7：發(fā)電機側(cè)短路電流為7：當(dāng)時，查電力工程電氣設(shè)計手冊P132 P132= 曲線表得各時刻電流標(biāo)幺值。 各時刻短路電流的有名值為4：d2點短路時，各時刻短路電流的有名值為7：根據(jù)電力系統(tǒng)P119表6-1，發(fā)電廠高壓側(cè)Kim=1.85，對應(yīng)系統(tǒng)側(cè)：發(fā)電機側(cè)：d2點：3. d

43、3點短路，其等值電路圖，見圖4-4。圖4-4 d3點短路等值電路圖系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流為4 7：發(fā)電機側(cè)提供的短路電流為4：當(dāng)時，查電力工程電氣設(shè)計手冊P134曲線表得各時刻電流標(biāo)幺值： 各時刻短路電流的有名值4：d3點短路時各時刻短路電流的有名值為7：根據(jù)電力系統(tǒng)P119表6-1得Kim=1.80，對應(yīng)。系統(tǒng)側(cè)：發(fā)電機側(cè)：d3點：4. d4點短路，其等值電路圖，見圖4-5。圖4-5 d4點短路等值電路圖系統(tǒng)側(cè)提供短路電流4 7：發(fā)電機側(cè)提供短路電流4：當(dāng)時，查電力工程電氣設(shè)計手冊P132曲線表得各時刻電流標(biāo)幺值。 各時刻短路電流的有名值為4：點短路時，各時刻的短路電流4 7：根據(jù)電力系統(tǒng)P1

44、19表6-1，發(fā)電機機端Kim=1.90，對應(yīng)。系統(tǒng)側(cè)：發(fā)電機側(cè)：點短路時：4.3短路電流計算成果表具體成果見附錄。第5章 電氣一次設(shè)備的選擇計算5.1母線的選擇選型：考慮到水電站一般處于較偏僻的地方，電站廠房位于河流邊，且空間較狹窄。為了節(jié)約空間，同時滿足機械強度的要求，站內(nèi)所有母線選鋁母線LMY。5.1.1 6.3kV母線的選擇1. 母線最大持續(xù)工作電流為：按經(jīng)濟電流密度選擇，查電力工程電氣設(shè)計手冊P336，由圖8-1查得，以上，。查發(fā)電廠電氣部分附表2，選用槽形鋁導(dǎo)體，截面尺寸為：，即LMY-200-90-10-14，槽形母線，其集膚效應(yīng)系數(shù)，。當(dāng)周圍環(huán)境溫度為37時，溫度修正系數(shù)。2.

45、 熱穩(wěn)定校驗正常時運行的最高溫度：查電氣工程電氣手冊P337，表8-9得C=95，滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。3. 動穩(wěn)定校驗已知沖擊電流的有效值。查發(fā)電廠電氣部分P344附表2得h=200mm；P203導(dǎo)體水平放置時選取的跨距一般不超過1.5-2m，取L=1.7m。雙槽形導(dǎo)體間作用力：查發(fā)電廠電氣部分P344附表2得，。則條間應(yīng)力為：滿足動穩(wěn)定要求。(導(dǎo)體相間允許應(yīng)力，其值查發(fā)電廠電氣部分P202可得)5.1.2 10kV母線的選擇1. 流過母線最大持續(xù)工作電流為：按經(jīng)濟電流密度選擇，查電力工程電氣設(shè)計手冊P336，由圖8-1查得，以上，。查發(fā)電廠電氣部分P343附表1，

46、選用LMY-254。矩形母線其集膚效應(yīng)系數(shù)，周圍環(huán)境溫度為37時，溫度修正系數(shù)K=0.91。2.熱穩(wěn)定校驗：正常運行時導(dǎo)體最高溫度：查發(fā)電廠電氣部分P202表6-9得C=99。滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。3.動穩(wěn)定校驗：已知查發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P136表7-1得a=400mm.查P194得l=1.7m。母線相間應(yīng)力為：母線的截面系數(shù)：滿足動穩(wěn)定要求。(導(dǎo)體相間允許應(yīng)力，其值查發(fā)電廠電氣部分P202可得)5.1.3 35kV母線的選擇1. 流過母線最大持續(xù)工作電流為：按經(jīng)濟電流密度選擇，電力工程電氣設(shè)計手冊P336，由圖8-1得， 以上，。查發(fā)電廠電氣部分附表2，選用槽形

47、鋁導(dǎo)體，截面尺寸為：，即LMY-75-35-4-6，槽形母線，其集膚效應(yīng)系數(shù)，。當(dāng)周圍環(huán)境溫度為37時，溫度修正系數(shù)K=0.91。2. 熱穩(wěn)定校驗：正常運行時導(dǎo)體最高溫度：查發(fā)電廠電氣部分P202表6-9得C=99，滿足短路時發(fā)熱的最小導(dǎo)體截面為：滿足熱穩(wěn)定要求。3. 動穩(wěn)定校驗：已知查發(fā)電廠電氣部分P344附表2得h=75mm；P203導(dǎo)體水平置放時選取的跨距一般不超過1.5-2m，取L=1.7m。雙槽形導(dǎo)體間作用力：查發(fā)電廠電氣部分P344附表2得，.則條間應(yīng)力為：滿足動穩(wěn)定要求。(導(dǎo)體相間允許應(yīng)力，查發(fā)電廠電氣部分P202可得)5.1.4 最終確定母線選擇結(jié)果見表5-1表5-1 母線的選

48、擇母線型號6.3kV母線10kV母線35kV母線LMY-200-90-10-14LMY-254LMY-75-35-4-65.2電纜的選擇選型：由于發(fā)電機位于水輪機上面，周圍環(huán)境較潮濕，空氣濕度大，不利于裸導(dǎo)體的絕緣。同時四臺機組出線，空間距離難以滿足，事業(yè)發(fā)電機機端選用電纜。為了節(jié)約廠房空間，主變高、低側(cè)也用電纜，電纜選用：YJV22（交聯(lián)聚乙烯鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜）置于電纜溝內(nèi)。5.2.1 發(fā)電機機端引出線電纜1. 長期流過的負(fù)荷電流為：查發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P192，表9-6，鋼芯電纜，根據(jù) 輸配電設(shè)備手冊P59表6.3-23，選用2根YJV22-6/32405，。2. 按長期發(fā)

49、熱允許電流校驗當(dāng)實際溫度為20，額定環(huán)境溫度為40，正常發(fā)熱允許最高溫度為70時當(dāng)兩根電纜間距為200mm,并列敷設(shè)時，查電力電纜施工手冊附錄表C-14得修正系數(shù)K=0.9。故兩根電纜允許載流量為：3. 熱穩(wěn)定校驗短路前電纜最高運行溫度：查發(fā)電廠電氣部分P182表6-9得C=169。熱穩(wěn)定所需要最小截面為：假設(shè)發(fā)電機到母線距離L=100m，則：故選擇2根YJV22-6/4240電纜滿足要求3。5.2.2 主變低壓側(cè)電纜1. 長期流過的負(fù)荷電流為：查發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P192，表9-6，銅心電纜，。根據(jù)發(fā)電廠電氣部分P59表6.3-23，選用2根YJV22-6/36305，。2. 按長期發(fā)熱

50、允許電流校驗當(dāng)實際溫度為20，額定環(huán)境溫度為40，正常發(fā)熱允許最高溫度為70時當(dāng)兩根電纜間距為200mm，并列敷設(shè)時，查電力電纜施工手冊附錄表C-14得修正系數(shù)K=0.9。故兩根電纜允許載流量為：3. 熱穩(wěn)定校驗短路前電纜最高運行溫度：查發(fā)電廠電氣部分P182表6-9得C=171。熱穩(wěn)定所需要最小截面為：假設(shè)母線到變壓器距離L=100m，則：故選擇2根YJV22-6/3630電纜滿足要求3 10。5.2.3 主變高壓側(cè)電纜1. 長期流過的負(fù)荷電流為查發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備P192，表9-6，鋼芯電纜，。根據(jù)輸配電設(shè)備手冊P62表6.3-27，選用YJV22-35/2403 9 。2. 按長期發(fā)

51、熱允許電流校驗當(dāng)實際溫度為20，額定環(huán)境溫度為40，正常發(fā)熱允許最高溫度為70時故電纜允許載流量為：3. 熱穩(wěn)定校驗短路前電纜最高運行溫度：查發(fā)電廠電氣部分P182表6-9得C=174。熱穩(wěn)定所需要最小截面為：假設(shè)母線到變壓器距離L=100m，則：故選用YJV22-35/240電纜滿足要求3 9 10。5.2.4 電纜最終確定根據(jù)以上計算結(jié)果，我們可以確定發(fā)電機機端引出線電纜、主變低壓側(cè)電纜、和主變高壓側(cè)電纜的型號，查詢工具手冊最終確定以上電纜型號。電纜選擇結(jié)果見表5-2表5-2 電纜的選擇3 9電纜型號發(fā)電機機端引出線電纜主變低壓側(cè)電纜主變高壓側(cè)電纜2（YJV22-6/3240）2（YJV2

52、2-6/3630）YJV22-35/2405.3斷路器的選擇5.3.1 斷路器選型根據(jù)斷路器的基本要求：1.工作可靠；2.具有足夠的開斷能力；3.動作快速；4.具有自動重合閘性能；5.結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟合理。根據(jù)短路器選擇的基本要求確定：610KV選用ZN-10/1250-3150-40戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器。35KV選用SN39-40.5戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器。5.3.2 1號,2號,3號,4號斷路器的選擇流過斷路器的持續(xù)工作電流：通過斷路器的短路電流為：短路時電流最大沖擊值：短路4s內(nèi)產(chǎn)生的熱量：選擇ZN-10/1250-40戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器，設(shè)備部分參數(shù)如下表：表5-3 斷路器參

53、數(shù)UeIeIekdIegh10KV1250KA40KA100KA校驗(1) 斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足：IekdId40KA26.22KA(2) 斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值：IegIch100KA80.16KA(3) 熱穩(wěn)定： 滿足熱穩(wěn)定要求。選擇結(jié)果見表5-4所示。表5-4 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux6.3KVUe10KVIg1018.88AIe1250AId26.22KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt選用ZN-10/1250-40滿足要求。相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN1-10/2000。5.3.3 5號,6號斷路器的選擇在斷路器的選

54、擇過程中為避免大量的重復(fù)性計算，以下所選斷路器的數(shù)據(jù)直接列于下表中。校驗見表5-5。表5-5 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux6.3KVUe10KVIg4075.53AIe5000AId29.85KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt選用ZN-10/5000-40滿足要求。相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN10-10T/5000。5.3.4 7號斷路器的選擇采用1號斷路器的計算方法和選擇方法，同理計算7號斷路器的各種電力參數(shù)，來選擇斷路器。校驗見表5-6表5-6 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux6.3KVUe10KVIg1018.88AIe1250AId29.85K

55、AIekd40KA80.16KAIegh100KAQt選用ZN-10/1250-40滿足要求。相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN19-10/1250。5.3.5 8號,9號,11號斷路器的選擇采用1號斷路器的計算方法和選擇方法，同理計算8號、9號、10號斷路器的各種電力參數(shù)，來選擇斷路器。校驗見表5-6表5-6 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux35KVUe40.5KVIg698.66AIe1250AId18.15KAIekd20KA35.23KAIegh40KAQt選用ZN35/1250-20滿足要求。相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN16-35G/1250。5.3.6 10號,12號,13號,1

56、4號,15號斷路器的選擇采用1號斷路器的計算方法和選擇方法，同理計算10號、12號、13號、14號、15號斷路器的各種電力參數(shù)，來選擇斷路器。校驗見表5-7表5-7 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux10KVUe10KVIg611.33AIe630AId2.86KAIekd20KA6.61KAIegh50KAQt選用ZN5-10/630-20滿足要求。相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN19-10/630。5.3.7 16號,17號斷路器的選擇通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)廠用低壓側(cè)用電負(fù)荷為3000KW，廠用高壓側(cè)用電負(fù)荷為30000KW。用上述選擇斷路器的方法來選擇斷路器。16號斷路器見表5-8，17號斷路

57、器見表5-9。校驗見表5-8，5-9所示。表5-8 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux6.3KVUe10KVIg323.45AIe600AId29.85KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt表5-9 斷路器計算與技術(shù)數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)Ux35KVUe40.5KVIg582.22AIe630AId18.15KAIekd20KA35.23KAIegh40KAQt16號斷路器選用ZN-10/600-8.7戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器，相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN1-10/600。17號斷路器選用ZN-35/630-8戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器，相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號為GN1-35

58、/600。斷路器具體標(biāo)號和型號見附圖1-01。5.3.8 斷路器參數(shù)表通過以上的計算和校驗，最終確定主接線各處的斷路器型號和各項電力參數(shù)，為斷路器的安裝提供依據(jù)。表5-8、5-9，列出兩種型號的斷路器的型號，即ZN-10C戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器和ZN-35戶內(nèi)手車式高壓真空短路器。其各項項目、單位、數(shù)據(jù)已經(jīng)列到表格中，以供選擇及參考。表5-8提供的是ZN-10C戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器的參數(shù)，表5-9提供的是ZN-35戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器的參數(shù)。可以根據(jù)需要來選擇所要用到的斷路器型號及參數(shù)。表5-8 ZN-10C戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器的參數(shù)表ZN-10C戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器項目單位

59、數(shù)據(jù)額定電壓KV10最高工作電壓KV11.5額定電流A630A1250A1250A4000A5000額定短路開斷電流KA20/31.5/40額定短路電流開斷次數(shù)次30額定短路關(guān)合電流KA40/50/80/100熱穩(wěn)定電流KA/S20/4 31.5/4 40/4合閘時間S0.15分閘時間S0.06額定電流開斷次數(shù)次1000機械壽命次10005.4互感器的選擇5.4.1 主接線中互感器配置詳情如圖5-1所示。各互感器的作用9：1TA、6TA用于差動保護；2TA用于后備過流；3TA、4T A用于勵磁；5TA用于測量；7TA、10TA用于差動保護；8TA用于后備過流；9TA用于測量；表5-9 ZN-3

60、5戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器的參數(shù)表ZN-35戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器項目單位數(shù)據(jù)額定電壓KV40.5額定電流A1250 1600額定頻率Hz50額定工頻耐受電壓KV95額定短路關(guān)合電流KA50 63額定短路開斷電流KA20 25額定短時耐受電流KA20 25額定峰值耐受電流KA50 63額定短路持續(xù)時間S4額定短路電流開斷次數(shù)次8機械壽命次1000合閘時間ms100分閘時間ms10011TA用于測量；12TA用于保護；13TA、16TA用于差動保護；14TA用于后備過流；15TA用于測量；17TA、19TA、21TA、23TA用于測量；18TA、20TA、22TA、24TA用于保護。5.4.2