2×25MW水电站电气部分设计
2×25MW水电站电气部分设计
前言
电能是如今工厂生产的重要能量。电力可简单从不同形态的能源转换得到，且方便转变成不同形态的能源;电能是简单和经济的，并且很容易控制，调节和测量，并有利于自动化的生产过程。因此，电能被广泛应用于现代工业生产和整个国家的经济生活。
我国拥有丰富的能源储备。这所有现实条件使中国重要工业的建设带来了优质的现实资源。然而，我国前期的发电产业不发达，没能高效运用这些资源。不过，经历了文化改革，电力工业快速发展为共和国人民经济发展做出了卓越贡献。但是，随着近年来我国从工业，国民经济等方面的崛起，我国电力工业发展已无法满足整个国家的发展需求，另外，由于我国人口问题，在人均用电方面，至今不仅仍远落后于许多发达国家，即便在发展中国家里，也只处于中等水平。因此，要实现全国全面小康的建设要求，我国必须大力发展电力工程。
水电厂，它的原理是利用水的动能和位能转化为电力能源，其初级运行方式：将高位面水力引入，通过压力或水的动能推动水轮机，通过工作单元将其化为机械能，随后水轮机联代发电机，最终实现电能转换。
该论文主题为水电厂电气部分设计。此电厂的总工作单元机容为2×25=50MW。高压端是110kV，一回出路和系统联接，一回出路和工作单位100MW的电站相连，它的最大输出功率是50MW，此厂的工作电率为0.2%。经过审查处事信息确定三种电气主接线方法，接着将所有方法通过可靠性、经济性与灵活性筛选后，预存两个具有可行性的方法，后期将定量的技术经济筛选作为实行的电气主接线方法的确定依据。
1 原始资料分析
1.1 方案资料
1. 该水电站的规模及性质
该水电站没有I 、II 和站近侧III 负载，为一般水电站，假设1～2台变压器。它的电压等级是发电机电压(未定)与110kV 阶级。 与外界连接方式如下：-
(1) 通过50km 的联络线(导线型号待选)与通过2×50MV A 、
%10.5%k U =的变压器升压到110kV 的4×20MW 、'
0.21d X =的电厂相联连。
(2) 通过30km 联络线(导线型号待选)与S =∞系统相连。如图1.1所示。
图1.1 原始连接图
2. 负荷
(1) 110kV 侧：
夏季：负荷率100%，负荷天数185天。 冬季：负荷率40%，负荷天数180天。 (2) 发电机侧：
厂用电率为0.2%。
3. 其他资料
该区域海拔四百二十米，最高温度三十二℃，最低温度负二℃，温度最高时段最高温度二十八℃。地形、地震等级等其他资料没有给出，视为不受限制。
1.2 资料分析
根据设计任务书提供的信息：该水电站为小型水电站，不给特殊负载给予电力，所以方案的可靠性，安全性与灵活性不需按高规格执行，所以拟定一到二台变压器。其地形条件限制不严格，但从节省用地考虑，尽可能使其布置紧凑，便于运行管理。另外，周围的环境和气候对设备的选择的制约也不大。综上，在设计中要充分分析所给的原始资料，同时结合实际的情况，做到设计的方案具有可靠性、安全性、经济性等。
2 电气主接线设计
在发电厂和变电站中，按照一定的要求和序列连接电路，主设备被称为电气主配线。它收集来自各个电源发送的能源并将其分配给每个用户。它表明各个主要设备的数量和作用，其连接方式，以及如何与电力系统相连接。因此，电气主配线是电源系统配线结构的一个重要组成部分。
2.1 对电气主接线的基本要求
1. 可靠性
测量可靠性的标准，是基于主布线类型和主设备的可能操作方式，通过相关要求筛选“禁止”事件的要求，停运连续时间的期望值等信息，对几种配线方式的选取。
2. 灵活性
切换发电机，变压器和断路器的操作应该是可靠，方便，灵活的
3. 经济性
通过优化比选，工程设计应尽量节省投资，占地面积小和低能耗。
2.2 主接线设计的一般步骤
1. 对设计依据和基础资料进行综合分析。
2. 确定容量和主变压器的数目，并制定可用主布线形式。
3. 证实是否有必要限制短路电流，并采取合理的措施。
4. 通过全面的经济方面角度对备选案本进行比选，最终选定最为适合的备选案本。
2.3 电路主配线方案的确定
2.3.1 发电机主接线方案
根据我国现行的规范和成熟的运行经验，结合本小型水电站的工程情况，满足运行可靠，灵活，经济下，工作单元电压布线可选取的布置案本以下三种：
1. 单母线布线
图2.1 单母线布线示意图
(1) 优点：较少设备，布线清楚，良好经济性，操作简便，误操作率低，易于使用完整配电装置，并且母线易于向两端发展，扩展容易。
(2) 缺点：稳定性低，如果母线或母线隔离开关非正常工作或查修时，全厂停运，造成长期停电。人员配置困难，电源连接方式单一，无法分头工作，而且线路侧发生短路时，有较大短路的电流。
(3) 一般可行范围：一般在支路少量的情况使用，并且非承担重负载电厂选取。
2. 单元接线
图2.2 单元接线示意图
(1) 优点：发电机和主变压器具有相同容量，布线最简明，非正常工作下事故范围小，运行可靠、灵活；工作单元组电压装置少，安装放置容易，检修容易；继电保护投资少。
(2) 缺点：重要变压器与高压断路器需安装许多，使得装置和占地方面投资上升；主变压器高电压侧回路多，布线复杂，不利于高压侧布线；当主变压器出现故障，它会影响设备的电力传输。
(3) 一般工作范围：单机组机容是100MW或之上，同时六台也可能少于六台；单机容为45MW到80MW之中，按照经济比较采用不同布线方法不切实际。
3. 扩大单元接线
(1) 优点：布线简明，方便操作维修；与单元布线相比，减少主变压器数量和它们相应的高电压设备，减少场地布置，节省投资；和单元布线相比，任何单元组停机，不影响工厂电源，该单元两台个体停机，依然可以有系统主变压器反送；减少主变压器高电压侧出线，能够简化布局和高电压侧布线。
(2) 缺点：当主变压器有故障或检修，两个单元容量不能发送
出；加置两个低电压侧断路器，同时增加发电机电压短路允许范围，同时大型变压器的低压端使用分裂圈来实现降低短路容量的目的。
(3) 通常工作范围：拥有很强的泛用性，且可满足该站安置情况，如果满足电力系统工作与水库自配能力的要求，一般即可；如果站内扩大单元唯一，在完成系统要求之余，需尽量在主变压器电路事故或查修时浪费水资源、耗费电力与造成供水不畅，与此同时计划可靠的外部电源供给。
图2.4 扩大单元接线示意图
4. 关于单元接线中装设断路器问题
单元接线的发电机电压回路中，具备下列情况之一者，可考虑装设断路器：
(1) 担任尖峰负荷的水电站，经常有可能全厂停机，而机组启动、排水、照明等需通过变压器向厂用变倒送电，此时，可在接有厂用变压器的单元中装设断路器。
(2) 在单元回路分支线上接有近区负荷者。
(3) 当单元之间要求设置联络母线时，应考虑加装发电机电压断路器。
2.3.2 主接线方案拟定
由于该电站是110千伏侧小水电，不会担任主要负荷，考虑到可
靠性，经济性和布线的灵活性，我国成熟的电气经验通常运用单母线布线方式。因此，110kV侧运用单母线布线。
1. 根据上述三种主布线方式与电站的实际设计相结合，现确定以下三个电路主布线案本。
(1) 案本一：单母线接线
它布置线的案本示意图如图2.5。
图2.5 案本（1）电路主配置线图
(2) 案本（2）：单元布线
它的布置线的图如图2.6。
(3) 案本（3）：增加单元布置线
它的布置线的图如图2.7。
图2.6 案本（2）电路主布置线图
2. 主布置线案本第一步对较
经过长期认真分析考虑研究对可靠性，灵活性和经济性，与所述动力设备的实际综合分析原理的缺点，可以得出结论：与扩展单元布线相比，单母线拥有差不多的可靠性与灵活性，站内工作电力全从发电机10.5kV端收取，然而此站为特殊的两发电机布局，导致单母线与扩大单元布线并无太大区别。从接线图中可以清楚地看到单母线布线低压侧多出三个(三相)断路器和三个(三相)隔离开关，所以一次投资更大因此可以放弃单母线布线方案，保留扩大单元布线(方案1)和单元配置线案本(案本二)。
图2.7 案本（3）电路主布置线图
3. 主布置线案本的选定
(1)运用专业知识与手段进行对较
案本的非普遍性专业考虑，通常将下述论点方面为主进行专业性考虑：
①输送电能的运行容错率；
②工作中的装置稳定性与面对不同情况的应对性；
③布置线与继电安全的合理删减；
④考虑检修部门的工作简易程度等。
需要说明的是：在比较接线方案是，应估计到接线中发电机、变压器、线路、母线等的继电保护能否实现及其复杂程度。然而经验表明，对任何接线方案都能实现可靠的继电保护，由于一次设备投资远远大于二次设备的投资，所以即使某个别元件保护复杂化，也不做考
虑。
在电源的工作稳定方面进行考虑：对于案本（2），所用能源来自两台同时工作的工作单元，如果发生特殊情况也不易造成停运。与案本（1）进行对较，一旦进行检查修缮装置将会导致停工，否则就要使用备用电源，因此投资就会增加。这样，方案二的可靠性相对高些。
从运行安全和灵活性看：方案2的变压器的短路容量比方案1小，对变压器和发电机的绝缘水平要求相对较低，安全性相对较高，其灵活性也比较好。
从接线和继电保护看：方案1的接线和继电保护都相对方案2较复杂。
从维护与检修看：方案1的维护相比方案2较复杂，方案1的检修相比方案2较方便。
(2) 经济比较
从经济角度考虑，一次投资与年运行费用是权重很高的考虑方面。在计算中，一般只有每个方案的一次性投资和每年的运营费计算。
①一次性投资
一次性投资包括主变压器和配电单元的综合性投资。电气设备的综合投资是电气设备的出厂价和运输投资，也被称为电气设备的基建投资费用安装费用的总和。
一次性综合投资：
0(1)()
100
d
O O
=+元(2-1)
式中：
O—主体设备基价，主要包括主变压器、开关设备；
d—设用于运输基础加工，土石方附加费的比例系数，通常对110kV取值90，35kV取值100。
根据工程实际，均选用SF6断路器。所有均采用一相主接线系统参与比较。
方案1：变压器SFP7-63000/110一台，每台600万；110kV侧断路器一个，每台28万元；隔离开关1个，每台3.14万元；十千伏侧断路器一台，每台3.782万元；隔离开关1个，每个0.267万元。
方案2：变压器SF7-31500/110一台，每台300万；一百一十千伏侧断路器2台，每个30.012万元，隔离开关二台，每个3.286万元；
十千伏侧断路器二台，每个3.897万元，隔离开关四台，每个0.397万元。
工厂的电压等级是110kV ，投资额外费用比系数为d =90，则一次全概括成本是：
案本一：
11090
(1)(60040.428 2.8)1+)1206.88()100100
d O O =+=++++?=(万元
案本二：
22090(1)(2902420.44282 2.82)+)1001001273.76()
d O O =+
=?+?+?+?+??=(1万元
② 一年工作耗费投资
12U d A U U =?++ (2-2)
式中：1U —低成本耗费，通常是(0.022～0.042)O ；
2U —翻新投资，一般为(0.005～0.058)O ；
d —电能电价，目前全国各地区均价为0.25～0.3元/kW.h ；
A ?—电能损失，主要指变压器的能量损耗(kW.h)；根据不同型式的变压器而变化，所以两绕组的变压工作单元：
2001=[()()()]k k N
S
A n P K Q P K Q t n S ??+?+?+?∑ (2-3)
式中：n —一样的变压工作单位数量；
N S —一个变压单位的定额机容(kV A)； S —n 个变压工作单位承载的总负载(kV A)；
t —相映射负载工作的时间；
0P ?、0Q ?—变压工作单位没有负载时间有功消耗(kW)与无功损耗(kvar)；
k P ?、k Q ?—当变压器非正常工作发生短路故障时有功损耗(kW)与无功损耗(kvar)；
K —不做工时经济当量，为发电机供1kvar 无功的功率，使得有功损耗(kW)升高的重要因素值。发电厂取0.02。
3. 成本对较方式
在N 个布置线案本中，O 和U 同为优质案本。
基本前提是设备、人工等经济价值固定，认定经济的价值和时间推移无关，选择补消年限方式。
如果案本一的全概括成本高，但是一年工作时间内所耗费用低；案本二的全概括成本低，但是一年工作时间内所耗费用高，需要通过运用补消年限法来进一步筛选：
12
21
()Q Q T U U -=
-年 (2-4)
T 在5～10年之间，应视工程性质，资金财务平衡选定。 4. 两个方案计算比较
方案1：121(0.0420.058)0.11206.88120.7()U U O +=+=?≈万元 方案2：122(0.0420.058)0.11273.76127.4()U U O +=+=?≈万元 夏天时此电站负荷率100%，负载天数185天，冬天负载率40%，负载天数是180天。夏季两个方案的变压器均同时运行，满足经济运行要求，而冬季负荷率只有40%，所以方案1只有一台变压器，不满足经济运行条件，方案2可停运一组单元，这样负荷率为80%，满足经济运行要求。
相关变压器的技术参数如下：
案本一：变压工作单元SFP7—63000/110 (1) 无负相连消耗0=52(kW)P ?
(2) 无负不做功消耗0063000
=(%)=0.6=378(kvar)100100
N S Q I ???
(3) 有负做功消耗=254(kW)k P ?
(4) 有负不做功消耗63000
=(%)=10.5=6615(kvar)100100
N k d S Q U ???
(5) 当处于天气高温时间段时，它的消耗是(无功经济当量取K =0.02)
1212()0.31952501.5520088.31207000U d A A U U =??+?++=?++（） =1952501.5(kW.h)
(6) 冬季时，其损耗为(无功经济当量取K =0.02) 1212()0.31952501.5520088.31207000U d A A U U =??+?++=?++（） =520088.3(kW.h)
(7) 年运行费用(取电价为d =0.3元/kW.h) 1212()0.31952501.5520088.31207000U d A A U U =??+?++=?++（） =1940776.94元≈194.1(万元)
案本二：变压工作单元SF7—31500/110 (1) 无负做功消耗0=31(kW)P ?
(2) 无负不做功消耗0031500
(%)0.8252(kvar)100100
N S Q I ?=?=?=
(3) 有负做功消耗=147(kW)k P ?
(4) 有负不做功消耗
31500
(%)10.53307.5(kvar)100100
N k d S Q U ?=?=?=
(5) 当处于天气高温时间段时，它的消耗是(不做功经济当量取K =0.02)
1212()0.3785747383885.61274000U d A A U U =??+?++=?++（） =785747(kW.h)
(6) 冬季时，其损耗为(无功经济当量取K =0.02) 1212()0.3785747383885.61274000U d A A U U =??+?++=?++（）
=383885.6(kW.h)
(7) 年运行费用(取电价为d=0.3元/kW.h) 1212()0.3785747383885.61274000U d A A U U =??+?++=?++（） =1624889.78元≈162.5(万元)
方案一综合投资小，而年运行费用大，然而方案二的综合投资大，每年的运营成本小，因此需用补偿年限方法进一步比较：
2112-1274000-1207000
0.215-1941000-1625000
Q Q T U U =
==<<（年）（年）
经过计算比较结果，选定方案2(单元接线)为主接线方案。
2.4 水轮发电机的选择
我国，电站机容20到80MV A 的发电机正常工作电压采用10.5kV ，机容是20到170MV A 的电机功率因数采用0.8～0.85。综上所述采用机型号为SF25-16/410，该机参数如表2.1所示。
2.5 主变的选择
此电站远离负载中心，该水电站耗电很少(0.2%)，而且没有地区负载，综上所述，主变压器的容量应被选择为大致等于连接到它的发电机容量。水力发电厂大多承担高峰负荷，对于操作的方便性，它们的主要变压器经常不从电网切断，因此变压器的空载损失需要是尽可能地小。
2.5.1 相数的选择
主要变压器选取三相或者单相。依据相关资料所示，如果不考虑发送方式时，且该站是330kV 或低于的选择三相变压器。此种预案比单相变压器方案开支更少，占地少，运营损耗低的优点，经筛选选取三相变压器。
2.5.2 绕组数量和连接方式的选择
1. 电圈的绕组数采用：依据专业资料的硬性要求：“全工作单位功总和是125MW 或低于的电厂，如果包含两种增压向客户输送电力或与系统直连时，适合三绕组变压器。根据该厂情况，双绕组变压器为最优方案。
2. 绕组切合方式预选： 110kV 或高于的电压，变压器绕组切合预案选取0Y 连接，35kV 以下，变压器绕组选取0Y /?连接。与实际情况结合，决定主变压器布线方式运用0Y /?连接。
2.5.3 普通型与自耦型选择
依据专业资料的硬性要求：“如果是220kV 或高于的电压阶级
中，自耦变压器是最优方案。自耦变压器一般用作接触变压器，并连接两个直接接地系统。从经济角度考虑，结合电厂的实际情况，使用普通型变压器。
因此这三个预选方案中，都需安置不同机容的变压器：62.5MV A(1台)与31.25MV A(2台)。结合该站实际状况，以更加经济的方向去考虑，即选取：双绕组的无励磁变压器。经过审阅资料进行筛选后决定选取：SFP7-63000/110与SF7-31500/110型号。他的各类参数如2.2所示。
2.6 各级电压中性点运行方式选择
运行经验表明，能否用正确的方式运行中性点关系到电压等级、绝缘水平、通信干扰、接地保护模式、运行可靠性、系统布线等许多方面。目前，我国电能系统通常中性点的工作原理为中性点无间隔接地，中性点不与地相连，中性点使用消弧线圈后灭弧在与地相连。
电能系统电压阶级升高，为绝缘所投入的金额会变多，目的是降低装置成本，所以采用中性点无间隔连地系统。我国110kV或高于的电能系统一般选取中性点无间隔连地系统，其好处：单相与地相连时，位于中性点的点位不变化，正常运行相对地电压相近相电压(存在些许误差)，因而减少绝缘成本。3～10kV电力网中，小于30A的单相触地电流，运用中性点不接地方式。发电机中性点运用非直接接地方法，该设计方案运用单元接线。
通过长时间的运算审核和案本对较后，110千伏侧将以中性点无间隔与地相连接案本，10.5kV侧选择不接地方案，发电机中性点选取经消弧线圈接地方案。
3 短路计算
学习电源系统的短路并计算各种条件下的短路电流，将会为供电系统的模拟、运行方式的选取、电气设备的采用及继电保护确定产生重要影响。
3.1 短路电流计算的目的
发生短路将产生严重后果，所以必须通过计算设计选择合适的案本来应对短路带来的各种影响。
1. 选择购置工作单位时，必须进行在承受短路电流时单位的热稳定性，机械强度。
2. 购买和调整中继保护装置，以便它可以正确地除去短路故障。
3. 选取正确限流方法，当短路电流太大导致设备选取困难或成本过高时，可选取限制短路电流的方法。
4. 根据以上步骤考虑拟定合理的配线方案和正式工作时的运行案本。
3.2 得出短路电流的一般方式
计算步骤如下：
1. 选择切入的短路点；
2. 汇等值网络图；
(1) 确定衡量机容100MVA B S =和衡量电压B av U U =。
(2) 第一步去掉所有负载支路。线电容、每个部件的电阻，使用次暂态电抗d X 。
(3) 将所有单元的电抗转化为统一衡量条件的标么值电抗。 (4) 画相同值网络图，然后编号每一个单位的电抗。
(5) 以等效的方式将相同值网络简化便于分析：需求简化等效网络到居中于短路点的径向形等效网络，并发现每个电流和短路点之间的关系。换言为转移电抗X sf 与做功无穷电源使短路点的转移电抗X sf 。
(6) 求电抗计算，(1,2,3.....)Ni
jsi if
B
S X X i g S ==；式中Ni S 为第i 台等值发电机的额定机容。
(7)能量源在发生短路故障时其电流周期分值可通过运算曲线得到(运算曲线绘制X js =3.5)。
(8) 得出无限功率的能量源的短路电流周期分值。 (9) 得出短路电流周期分值的有名值和短路机容。
(10) 得出冲击电流。
(11) 画短路电流计算结果单元表。
3.3 短路电流得出的步骤 3.3.1 阻电抗单位标么值计算
110kV
图3.1 计算网络图
1. 将所有参数拟化至一百一十千伏端，将平均电压设置成b U =115kV ，B S =100MV A 。得出标么值如下：
A 水电站：
发电机：11100
0.210.21420/0.8X =??=
变压器：21100
0.1050.105250
X =??=
线路：32
100
500.40.151115
X =??=(联络线选LGJQ —400)
图3.2 计算阻抗图
无穷大系统侧： 线路：42
100
300.40.091115X =??=(联络线选LGJQ —400) 本水电站侧：
变压器：56100
0.1050.16763X X ==?
= 发电机：78100
0.260.83225/0.8
X X ==?=
3. 根据计算结果，对本网络各阻抗编号，得出图3.2所示的计算阻抗图。对于本网络，短路计算点只需选出f 1、f 2两点。
对图3.2进行化简后得图3.3。
其中：91230.466X X X X =++=；10680.999X X X =+=
图3.2 计算阻抗图
3.3.2 三相短路电流计算
f 1点短路时，计算转移阻抗及计算阻抗：
90.446A Z X ==；1560.999G Z X X =+=；2100.999G Z X ==； 40.091S Z X ==
1000.4660.446100
A jsA A
B S Z Z S =?
=?= 11125/0.8
0.9990.312100
G jsG G B
S Z Z S =?
=?
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试论中小型水电站的电气二次设计
试论中小型水电站的电气二次设计 发表时间：2019-04-03T11:13:36.270Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：杨海东 [导读] 而中小型水电站中的电气二次设计对于整个水电站的运行的安全与稳定发挥着极为重要的作用。本文主要就中小型水电站的电气二次设计进行探讨。 摘要：随着社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提高以及企业规模的不断扩大，人们在生产经营以及日常生活中的用电量逐渐增大。随着用电需求的不断扩大，就使得各种发电系统得到了较为快速的发展。在近些年间，水电站以其可再生、清洁无污染、运行成本低等诸多优点成为发电行业的新宠。而随着经济的发展以及能源的日益紧张，中小型水电站在近些年得到了广泛的重视和应用，而中小型水电站中的电气二次设计对于整个水电站的运行的安全与稳定发挥着极为重要的作用。本文主要就中小型水电站的电气二次设计进行探讨。 关键词：中小型水电站电气二次设计探讨? 中小型水电站是将流动的水能转化为电能的大型工程，它的主要运行原理是通过水库将从高处泄落的水引入水电站的引水系统中，用水的落差形成重力作用，从而形成动力，推动水电站系统中的机组正常运行，将水能转化为电能，并将电能输送至发电厂，为居民日常生活和企业生产经营提供电力资源使用。在水电站的电气设备中一般包括电气一次设备与电气二次设备，常见的电气二次设备主要包括计算机监控系统设备、机组继电保护系统设备、机组励磁系统设备、机组状态监测系统设备、高压系统保护及自动装置所组成的设备等等。电气二次设备在水电站的电气设计中作用极大，是保障水电站正常运行的基础，也是水电站电气设计中必不可少的重要组成部分[1]。? 1 计算机监控系统设计? 中小型水电站电气二次设备中的计算机监控系统主要是对其它运行的设备进行监控，并对监控结果作出相应的调节，能够有效维护设备的正常运行。一般中小型水电站中的计算机监控系统均采用符合国际开放系统标准的分层分布结构，采用计算机监控系统的主要目的就是为了减少工作人员的工作量，尽可能地减少值班人员。计算机监控系统分为电站终端控制级与现场控制级两层，采用100Mb/s光纤通过太网进行连接。电站终端控制级主要负责对其它运行设备进行终端监控，实时反馈信息，并对监控结果进行相应调节；现场控制机则负责对水轮发电机组、电气一次设备以及公用设备等进行现场实时监控和调节，当电站终端控制级出现故障时，现场控制级可以不受其影响，单独运行和调节。电气二次设备中对计算机监控系统的要求为，必须实行与调度、水情测试状况、泄洪闸门控制等系统的实时联系与通讯[2]。? 2 机组继电保护系统设计? 电气二次设备中的机组继电保护系统设备的功能主要是为了给水电站运行过程中一些其它的重要设备提供继电保护。受机组继电保护系统保护的设备主要有水轮发电机组、变压器、110kV线路、厂用变保护等设备，电气二次设计中的保护装置内部含有自检功能，能够有效检查出水电站运行过程中一些重要的设施设备是否受到了电磁的影响，并对受到电磁影响的设施设备进行相应地保护和调节。另外，在电气二次设计中在机组继电保护系统中设计了一个与计算机监控系统相连接的接口，可以实现机组继电保护系统与计算机监控系统的实时通讯。? 3 机组励磁系统设计? 在中小型水电站电气二次设计中，应该为每台发电机、每台主变压器、110 kV线路以及厂用变保护设备等配备一块交流采样电量综合测试仪，检测每个设备中的所有的电气量，从而确定是否应该为发电机的励磁电压、励磁电流等配备电量变送器。而每台发电机的有功功率、无功功率、单相定子电压、单相主变低压侧6.3kV母线电压、0.4kV厂用电母线电压、220V直流母线电压、UPS电源交流电压以及频率等是否需要分别配置电量变送器，是由发电机的实际需要来决定的。除此之外，为了给宏观监控提供方面以及为计算机监控系统准备备用设备，在中央控制系统中还应该配备少量的常规电测电子仪表，可以采用数字式仪表或者指针式的仪表，但为了更为精准地进行检测，数字电子仪表更为合适[3]。? 4 直流电源设计? 在中小型水电站电气二次设计中直流电源系统一般设计为220V的直流电源，对水电站中全部设备的电气保护、控制、操作、自动装置、事故照明等提供直流电源。为了加强水电站系统设备的防爆功能，在进行直流电源设计时，应同时设计出一组104只铅酸蓄电池的电池组，容量为200AH，电池组需要具备阀控、免维护、防爆等功能，还要设计一套充电装置。直流母线上为单母线，母线上挂一组铅酸蓄电池与一套充电装置，并配备微机绝缘检测装置以及蓄电池巡察装置。充电装置中一般采用微机控制高频开关整流模块，采用N+1冗余模式。? 5 交流电源设计? 中小型水电站中一般采用独立的一组10kVA的UPS交流电源装置，在此交流电源装置中不需要配备蓄电池。在水电站正常运行时，由交流220V的厂用电进行供电，在装置中要配置无触点旁路开关[4]。在UPS中某单元发生故障时，开关可以自动切换交流电源，而当交流电源中断时，可以无障碍地切换至直流电源，这样就能保证交流输出的不间断，从而保障水电站运行的安全与稳定。? 6 结语? 综上所述，中小型水电站中的电气二次设备对于整个水电站的安全、平稳运行发挥着极为重要的作用。在电气二次设计中的接线设计通常是对一次系统进行实时地检测、控制和保护，同时也对一次系统中的一次设备进行监测和保护，以保证一次设备的正常平稳运行。因此，在中小型水电站中应该加强对电气二次设计的重视程度，同时注重设计的科学性与合理性，提升电气二次设计水平，使其能够充分发挥保证水电站正常运行的作用，进一步提升水电站运行效益。? 参考文献：? [1] 王成明，邓鹏，朱冠廷.缅甸道耶坎水电站电气二次设计[J].人民长江，2013（S2）：71-73+113.? [2] 朱冠廷，黄天东，陈吉祥，邹来勇.湖北三里坪水电站电气二次设计[J].人民长江，2013（20）：68-71.? [3] 周业荣，严映峰，宋柯，刘立春，王蓓蓓.瀑布沟水电站电气二次系统总体设计介绍[J].水电站机电技术，2014（06）：28-32+35.?
小型水电站设计2×15MW的水力发电机组
; 小型水电站设计2×15MW的水力发电机组
目录 一选题背景 (3) 原始资料 (3) 设计任务 (3) 二电气主接线设计 (3) 对原始资料的分析计算 (3) 电气主接线设计依据 (4) 主接线设计的一般步骤 (4) 技术经济比较 (4) 发电机电侧电压（主）接线方案 (4) 主接线方案拟定 (4) 三变压器的选择 (7) 3. 1主变压器的选择 (7) 相数的选择 (7) 绕组数量和连接方式的选择 (7) 厂用变压器的选择 (8) 四．短路电流的计算 (9) 电路简化图8： (9) 计算各元件的标么值 (10) 短路电流计算 (11) d1点短路电流计算 (11) d2点短路 (13) 五电气设备选择及校验 (15) 电气设备选择的一般规定 (15) 按正常工作条件选择 (15) 按短路条件校验 (16) 导体、电缆的选择和校验 (16) 断路器和隔离开关的选择和校验 (17) 限流电抗器的选择和校验 (17)
电流、电压互感器的选择和校验 (18) 避雷器的选择和校验 (18) 避雷器的选择 (18) 本水电站接地网的布置 (19) 六.设计体会 (19) 附录 (20) 参考文献 (22)
一选题背景 原始资料 （1）、待设计发电厂为水力发电厂；发电厂一次设计并建成，计划安装2×15MW的水力发电机组，利用小时数4000小时／年； （2）、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回； （3）、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为，基准容量Sj＝100MVA; （4）、低压负荷：厂用负荷（厂用电率）%； （5）、高压负荷：110kV电压级，出线4回, Ⅲ级负荷，最大输送容量60MW，cosφ＝； （6）、环境条件：海拔＜1000m；本地区污秽等级2级；地震裂度＜7级；最高气温36℃；最低温度－℃；年平均温度18℃；最热月平均地下温度20℃；年平均雷电日T＝56日／年；其他条件不限。 设计任务 （1）、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。 （2）、选择变压器台数、容量及型式。 （3）、进行短路电流计算。 （4）、导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器（如有必要则选）、避雷器）的选择和校验。 （5）、厂用电接线设计。 （6）、绘制电气主接线图。 二电气主接线设计 对原始资料的分析计算 为使发电厂的变压器主接线的选择准确，我们原始资料对分析计算如下； 根据原始资料中的最大有功及功率因数，算出最大无功，可得出以下数据
某水电站电气主接线设计毕业设计(论文)word格式
前言 电力系统是由发电厂、变电站、线路和用户组成。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。为满足生产需要，变电站中安装有各种电气设备，并依照相应的技术要求连接起来。把变压器、断路器等按预期生产流程连成的电路，称为电气主接线。电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。 一、主接线的设计原则和要求 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。由于电能生产的特点是发电、变电、输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 Ⅰ. 电气主接线的设计原则 电气主接线的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运行、维护方便，尽可能地节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。 1.接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路—变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在110-220KV 配电装置中，当出线为2 回时，一般采用桥形接线；当出线不超过4 回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当110-220KV 出线在4 回及以上时，一般采用双母接线。在大容量变电站中，为了限制6-10KV 出线上的短路电流，一般可采用下列措施：
2×25MW水电站电气部分设计
2×25MW水电站电气部分设计 前言 电能是如今工厂生产的重要能量。电力可简单从不同形态的能源转换得到，且方便转变成不同形态的能源;电能是简单和经济的，并且很容易控制，调节和测量，并有利于自动化的生产过程。因此，电能被广泛应用于现代工业生产和整个国家的经济生活。 我国拥有丰富的能源储备。这所有现实条件使中国重要工业的建设带来了优质的现实资源。然而，我国前期的发电产业不发达，没能高效运用这些资源。不过，经历了文化改革，电力工业快速发展为共和国人民经济发展做出了卓越贡献。但是，随着近年来我国从工业，国民经济等方面的崛起，我国电力工业发展已无法满足整个国家的发展需求，另外，由于我国人口问题，在人均用电方面，至今不仅仍远落后于许多发达国家，即便在发展中国家里，也只处于中等水平。因此，要实现全国全面小康的建设要求，我国必须大力发展电力工程。 水电厂，它的原理是利用水的动能和位能转化为电力能源，其初级运行方式：将高位面水力引入，通过压力或水的动能推动水轮机，通过工作单元将其化为机械能，随后水轮机联代发电机，最终实现电能转换。 该论文主题为水电厂电气部分设计。此电厂的总工作单元机容为2×25=50MW。高压端是110kV，一回出路和系统联接，一回出路和工作单位100MW的电站相连，它的最大输出功率是50MW，此厂的工作电率为0.2%。经过审查处事信息确定三种电气主接线方法，接着将所有方法通过可靠性、经济性与灵活性筛选后，预存两个具有可行性的方法，后期将定量的技术经济筛选作为实行的电气主接线方法的确定依据。
1 原始资料分析 1.1 方案资料 1. 该水电站的规模及性质 该水电站没有I 、II 和站近侧III 负载，为一般水电站，假设1～2台变压器。它的电压等级是发电机电压(未定)与110kV 阶级。 与外界连接方式如下：- (1) 通过50km 的联络线(导线型号待选)与通过2×50MV A 、 %10.5%k U =的变压器升压到110kV 的4×20MW 、' 0.21d X =的电厂相联连。 (2) 通过30km 联络线(导线型号待选)与S =∞系统相连。如图1.1所示。 图1.1 原始连接图 2. 负荷 (1) 110kV 侧： 夏季：负荷率100%，负荷天数185天。 冬季：负荷率40%，负荷天数180天。 (2) 发电机侧：
《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告
电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告
《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告 一、课题的目的和意义 随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。 本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。 二、文献综述 1 变电站的概述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1] 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠
小型水电站电气设计
毕业设计 Graduation practice achievement 设计项目名称小型水电站电气设计
目录 设计计算书 第一章电气一次部分设计 1、电气主接线方案比较 (1) 2、主变压器容量选择 (3) 3、电气一次短路电流计算 (4) 4、高压电气设备的选择和校验 (13) 第二章厂用电系统设计 1、厂用变压器选择 (29) 2、厂用主要电气设备选择 (29) 第三章继电保护设计 1、继电保护方案 (32) 2、电气二次短路电流计算 (33) 3、继电保护整定计算 (37)
第一章电气一次部分设计 1、电气主接线方案比较 方案一：3台发电机共用一根母线，采用单母线接线不分段； 设置一台变压器，其容量为12000KVA； 方案二：1、2号发电机采用单母线接线；3号发电机-变压器单元接线； 设置了2台变压器，其容量分别为8000KVA、4000KVA; 35KV线路采用单母线接线不分段。
电气主接线方案比较： （1）供电可靠性 方案一供电可靠性较差； 方案二供电可靠性较好。 （2）运行上的安全和灵活性 方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差； 方案二单母线接线与发电机-变压器单元接线相配合，使供电可靠性大大提高，提高了运行的灵活性。 （3）接线简单、维护和检修方便 很显然方案一最简单、维护和检修方便。 （4）经济方面的比较 方案一最经济。 各种方案选用设备元件数量及供电性能列表：
综合比较：选方案二最合适。 经过综合比较上述方案，本阶段选用方案二作为推荐方案，接线见“电气主接线图”。 2、 变压器容量及型号的确定： 1、1T S =θCOS P ∑=KVA 80008 .032002=? 经查表选择SF7-8000/35型号，其主要技术参数如下： 2、KVA COS P S T 40008 .032002===∑θ 经查表选择SL7-4000/35型号, 其主要技术参数如下：
水电站电气部分设计说明
题目：水电站电气部分设计
容摘要 电力的发展对一个国家的发展至关重要，现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用，为了顺应其发展，也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求，本设计采用了目前我国应用最广泛的发电机—变压器组单元接线，主接线型式为双母线接线，在我国已具有较多的运行经验。设备的选择更多地考虑了新型设备的选择，让新技术更好的服务于我国的电力企业。并采用适宜的设备配置及可靠的保护配置，具有较好的实用性，能满足供电可靠性的要求。 关键词：电气主接线；水电站；短路电流；
目录 容摘要 .............................................................. I 1 绪论 . (1) 1.1 水电站的发展现状与趋势 (1) 1.2 水电站的研究背景 (1) 1.3 本次论文的主要工作 (2) 2 电气设计的主要容 (3) 2.1 变电所的总体分析及主变选择 (3) 2.2 电气主接线的选择 (4) 2.3 短路电流计算 (4) 2.4 电气设备选择 (10) 2.5 高压配电装置的设计 (19) 3 变电所的总体分析及主变选择 (21) 3.1 变电所的总体情况分析 (21) 3.2 主变压器容量的选择 (21) 3.3 主变压器台数的选择 (21) 3.4 发电机—变压器组保护配置 (22) 4 电气主接线设计 (24) 4.1 引言 (24) 4.2 电气主接线设计的原则和基本要求 (24) 4.3 电气主接线设计说明 (25) 5 短路电流计算 (27) 5.1 短路计算的目的 (27) 5.2 变电所短路短路电流计算 (27) 6 结论 (30) 参考文献 (31)
小型水电站取水坝设计分析
小型水电站取水坝设计分析 【摘要】从我国小型水电站的建设情况就可以知道，山区性河流是小型水电站建设的地方。通常情况下，电站开发需要采用引水式水电站。在实际应用中，渠道取水坝采用堤坝取水的方式，取水坝的形状主要采用溢流坝，在汛期结束后有可能导致较为严重的泥沙淤积，使得冲砂闸门开启使用非常困难，随后就会有大量的泥沙冲进水渠。为改善这种状况就需要将溢流坝改为闸坝，这样就能保证水坝的安全运行，降低水渠沙含量。本文就小型水电站取水坝设计进行分析。 【关键词】小型水电站；取水坝；设计 引言 在经济快速发展的过程中，小型水电站的发展速度越来越快，与此同时要求越来越高。当前，小型水电站由于受到建设位置的影响，泥沙含量较高。为降低小型水电站的泥沙含量，通常都会在设计的进行排污改造。针对此种状况，进行坝后式水电站，如图1所示。但是从实际中了解到，即使小型水电站设置了排污栅，但是在取水的时候，同样会遇到多泥沙的现象。针对此种情形，在小型水电站设计的过程中，应当针对取水坝应用的实际情况展开分析，避免取水坝受到多种因素的影响。 图1 坝后式水电站布置图 1 小型水电站建设状况 相对而言，我国水资源较为丰富，除大江、大河之外，小型水电站建设居多。通常情况下，小型水电站建在主干流一级、二级之流上进行开发，而水电站所处的位置多为山区性河流，流域面积相对较小，河流不够长，河道比降较大，洪水过程呈现出徒涨徒落单峰型、汇流历时较短。河流流域的森林覆盖面积相对较小，汛期河道水流的泥沙含量相对较大，在遇到强暴雨的时候还会产生泥石流地质性灾害。现如今，小型水电站的开发普遍采用引水式电站，但是水电站的引水量相对较小，渠道取水坝通常选用无调节式的低坝取水，该种取水坝主要由进水闸、冲砂闸与溢流坝组成，在坝型选择方面采用重力式砌石坝或者是混凝土坝，冲砂闸采用单孔冲砂，采用这种冲砂闸门能够保证进水闸闸前“门前清”的运行方式。 2 小型水电站取水坝设计分析 2.1 当前水电站运行状况 引水式水电站渠首采用的是低坝取水，溢流坝的高度基本保持在3-8m的范围，另外由于河床比较陡，使得形成水库库容量较小，无任何储蓄能力，在汛期一次泥沙就可以将水库淤平，将坝前河床抬高，产生一条深槽形，使得河流主道流向改道。已经被淤平的水电站主要有橄榄河一级水电站、三江口水电站、独龙
毕业设计-小型水电站电气部分设计
毕业设计成果 Graduation practice achievement 设计项目名称110KV变电站初步设计
序 毕业设计是我们完成大学学习的最后一次总结与学习的机会，是对我们所学各门功课的综合运用与提高。通过这次毕业设计，巩固与加深了我们所学的理论专业知识，锻炼了我们分析与解决实际工程问题的能力培养和提高了我们综合实用技术规范，技术资料和进行有关计算，设计和绘图，编写技术文件的初步技能，为今后的工作和学习打下坚实的基础。 这次的毕业设计是由仇新艳老师带领的，在设计期间老师和我们共同讨论，一起学习，对我的启发良多。对此我很感谢仇老师的耐心指导，尤其是仇老师碰到问题时那积极解决问题的态度很值得我学习。 最后我还要感谢我们这组同学，在设计期间，大部分都是经过我们的仔细讨论我才解决了我的一些疑惑。通过短路电流的计算，教会了我对于高压电气的具体选型及校验方法；对于在设计过电压防护中我学会了如何来确定避雷针的高度；对于厂用变压器的选择，我也有了很深刻的认识。以上种种问题的解决，才使我的毕业设计最后能按时的完成，对此我很感谢。 这期间我查阅了大量的资料，极大的锻炼了我搜集资料和分析资料的能力，为我以后的就业提供了很大的帮助。最后我很感谢学院的领导和老师们对我这三年的教育和关怀。
目录 序 第一章原始资料 (4) 1.1水能资料 (4) 1.2 电力系统资料 (4) 第二章电气主接线设计 (6) 2.1 电气主接线设计概述 (6) 2.2 主接线方案的选择 (7) 第三章短路电流计算 (9) 3.1 短路电流计算的目的 (9) 3.2 短路电流计算的一般规定 (9) 3.3 短路电流计算的内容 (9) 3.4 短路电流计算方法 (10) 3.5 短路电流的计算 (10) 第四章厂用电的设计 (23) 4.1 厂用电设计的基本要求 (23) 4.2 水电站厂用电的特点 (23) 4.3 统计原则及计算分析过程 (23) 4.4 厂用电气的选择 (26) 4.5校验 (27) 第五章电气设备的选择及校验 (28) 5.1 35KV断路器选择与校验 (28) 5.2 35KV隔离开关选择与校验 (29) 5.3 35KV电流互感器选择与校验 (30) 5.4 35KV电压互感器选择与校验 (31) 5.5 熔断器的选择与校验 (32) 5.6 避雷器的选择 (33) 5.7 母线的选择 (33) 5.8 6.3KV开关柜及电气设备的选择 (34) 第六章过电压保护 (37) 6.1 造成水电站事故的原因 (37) 6.2 感应雷和雷电侵入波的防护 (37) 6.3 直击雷的防护 (37) 参考文献 (39) 附图
110KV变电站电气部分设计
110KV变电站电气部分设计 二〇〇九年八月 目录 设计任务书 (4) 第一部分主要设计技术原则 (5) 第一章主变容量、形式及台数的选择 (6) 第一节主变压器台数的选择 (6) 第二节主变压器容量的选择 (7) 第三节主变压器形式的选择 (8) 第二章电气主接线形式的选择 (10) 第一节主接线方式选择 (12) 第三章短路电流计算 (13) 第一节短路电流计算的目的和条件 (14) 第四章电气设备的选择 (15) 第一节导体和电气设备选择的一般条件 (15) 第二节断路器的选择 (18) 第三节隔离开关的选择 (19) 第四节高压熔断器的选择 (20) 第五节互感器的选择 (20) 第六节母线的选择 (24) 第七节限流电抗器的选择 (24) 第八节站用变压器的台数及容量的选择 (25) 第九节 10kV无功补偿的选择 (26) 第五章 10kV高压开关柜的选择 (26) 第二部分计算说明书 附录一主变压器容量的选择 (27) 附录二短路电流计算 (28) 附录三断路器的选择计算 (30) 附录四隔离开关选择计算 (32) 附录五电流互感器的选择 (34) 附录六电压互感器的选择 (35) 附录七母线的选择计算 (36) 附录八 10kV高压开关柜的选择 (37) （含10kV电气设备的选择） 第三部分相关图纸 一、变电站一次主结线图 (42) 二、10kV高压开关柜配置图 (43) 三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44) 四、110kV接入系统路径比较图 (45) 第四部分 一、参考文献 (46)
二、心得体会 (47) 设计任务书 一、设计任务： ***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为24.5兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦;一、二、三、四期工程总负荷为75.5兆瓦,实际用电负荷 34.66兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。 第一部分主要设计技术原则 本次110kV变电站的设计，经过三年的专业课程学习，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。 将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。 设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。 第一章主变容量、形式及台数的选择 主变压器是变电站（所）中的主要电气设备之一，它的主要作用是变换电压以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高了经济效益，达到远距离送电的目的。而降压变压器则将高电压降低为用户所需要的各级使用电压，以满足用户的需要。主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。因此，主变的选择除依据基础资料外，还取决于输送功率的大小，与系统的紧密程度，同时兼顾负荷性质等方面，综合分析，合理选择。 第一节主变压器台数的选择 由原始资料可知，我们本次设计的江西洪都钢厂厂用电变电站，主要是接受由220kV双港变110kV的功率和220KV盘龙山变供110kV的功率，通过主变向10kV线路输送。由于厂区主要为I类负荷，停电会对生产造成重大的影响。因此选择主变台数时，要确保供电的可靠性。 为了提高供电的可靠性，防止因一台主变故障或检修时影响整个变电站的供电，变电站中一般装设两台主变压器。互为备用，可以避免因主变故障或检修而造成对用户的停电，若变电站装设三台主变，虽然供电可靠性有所提高，但是投资较大，接线网络较复杂，增大了占地面积和配电设备及继电保护的复杂性，并带来维护和倒闸操作的许多复杂化，并且会造成短路容量过大。考虑到两台主变同时发生故障的几率较小，适合负荷的增长和扩建的需要，而当一台主变压器故障或检修时由另一台主变压器可带动全部负荷的70%，能保证正常供电，故可选择两台主变压器。 第二节主变压器容量的选择 主变压器容量一般按变电站建成后5--10年规划负荷选择，并适当考虑到远期10--20年的负荷发展，对于城郊变电站主变压器容量应与城市规划相结合，该变电站近期和远期负荷都已给定，所以，应接近期和远期总负荷来选择主变容量。根据变电站所带负荷的性质和电网的结构来确定主变压器的容量，对于有重要负荷的变电站应考虑当一台主变压器停用时，其余变压器容量在计及过负荷能力的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站当一台主变压器停用时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70--80%。该变电站的主变压器是按全部负荷的70%来选择，因此装设两
中小型水电站电气部分初步设计毕业设计论文
郑州电力职业技术学院 学生毕业论文 论文题目：中小型水电站电气部分初步设计 院系：电力工程系 年级： 2011级 专业：发电厂及电力设备 摘要 本篇毕业设计主要是对某水电站电气部分的设计，包括主接线方案的设计，主要设备选择，短路电流计算，电气一次设备的选择计算。通过对
水电站的主接线设计，主接线方案论证，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，较为细致地完成电力系统中水电站设计。 限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制，本毕业设计主要完成了对水电站电气主接线设计及论证，短路电流计算，电气一次设备的选择计算，电气设备动、热稳定校验、电气设备型号及参数的确定做了较为详细的理论设计，而对其他方面分析较少，这有待于在今后的学习和工作中继续进行研究。 关键词 电气主接线；短路电流；电气一次设备。
目录 摘要 ..........................................................I Abstract ...................................... 错误！未定义书签。 第1章前言 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2水电站电气部分研究的背景 (2) 1.3本课题的研究意义 (2) 1.3.1 电站电气主接线的论证意义 (2) 1.3.2 电气一次设备和二次设备选择及计算的意义 (3) 1.3.3 短路电流计算的意义 (3) 1.3.4 本课题研究的现实意义 (3) 1.4本课题的来源 (4) 1.5论文设计的主要内容 (4) 第2章主接线方案确定 (5) 2.1电气主接线释名 (5) 2.2主接线方案的拟定 (5) 2.2.1 方案一 (5) 2.2.2 方案二 (6) 2.2.3 方案三 (6) 2.2.4 方案比较说明 (7)
某小型水电站工程施工设计方案
目录 9.1 施工条件...................................................................................... 9-1 9.1.1地理位置及对外交通.................................................................... 9-1 9.1.2水文气象条件............................................................................. 9-1 9.1.3工程规模 ................................................................................... 9-2 9.1.4施工布置条件............................................................................. 9-5 9.1.5外来物资供应、水、电和施工通讯条件........................................... 9-5 9.1.6天然建筑材料............................................................................. 9-5 9.2 施工导流...................................................................................... 9-7 9.2.1中梁一级电站施工导流................................................................. 9-7 9.2.2中梁二级电站施工导流............................................................... 9-19 9.3主体工程施工.............................................................................. 9-22 9.3.1中梁一级电站主体工程施工 ........................................................ 9-22 9.3.2中梁二级电站主体工程施工 ........................................................ 9-27 9.3.3中梁三级电站主体工程施工 ........................................................ 9-28 9.4料场选择与开采........................................................................... 9-31 9.4.1土、石料需求总量..................................................................... 9-31 9.4.2开挖料利用规划........................................................................ 9-31 9.4.3料场选择及料源总体规划 ........................................................... 9-33 9.4.4料场开采 ................................................................................. 9-38 9.5 施工工厂设施 ............................................................................. 9-40 9.5.1砂石加工系统........................................................................... 9-40 9.5.2混凝土拌和系统........................................................................ 9-43 9.5.3其它施工工厂........................................................................... 9-44 9.5.4风、水、电及施工通讯............................................................... 9-46 9.6 施工交通运输 ............................................................................. 9-49 9.6.1对外交通 ................................................................................. 9-50
超大型水电站电气主接线设计
超大型水电站电气主接线设计 陈树文 （水利部水利水电规划设计总院，北京100011） 摘要：在总结分析我国超大型水电站电气主接线设计选择的基础上，对我国超大型水电站电气主接线设计选择发展趋势进行了展望，并提出新的设计理 念。 关键词：超大型水电站；电气主接线；可靠性；灵活性；经济技术指标 1 前言 电气主接线设计是超大型水电站电气设计的核心。在超大型水电站装机规模、台数，电站接入系统电压、出线回路数、距离和位置确定的条件下，主接线设计对主变压器、断路器等主要电气设备的容量、台数、型式的选择与布置，对电站主要机电设备的继电保护、监控系统的设计，对厂房布置、枢纽布置以及机电设备和土建投资，环境保护和水土保持等都密切相关，有着较大的影响。而且，电气主接线设计对电站本身和电力系统的安全、可靠、经济运行也起着十分重要的作用。因此，电气主接线设计不仅是技术含量高、涉及范围广的一项错综复杂的系统工程，又是衡量设计水平的一个重要标志。 我国超大型水电站建设起步较晚，大多数始建于20世纪80年代，至今已建成或即将建成的超大型水电站主要有白山、万家寨、小浪底、丹江口、葛洲坝、刘家峡、龙羊峡、二滩、岩滩等18座。这18座超大型水电站的电气主接线设计，主要有如下几种方式：双母线接线、一倍半接线、角形接线、单母线接线和变压器—线路组接线（详见表1）。由表1可知，按电压等级统计，其220kV电压采用双母线接线（包括双母线带旁路、分段接线，以下相同）的有7座电站，占58％；采用变压器—线路组接线的有2座电站，占17％；采用单母线、角形和1倍半接线的各1座电站，各占8％。330kV电压采用双母线接线的有2座电站，占50％；采用角形和一倍半接线的各1座电站，各占25％。500kV电压采用双母线接线的有2座电站，占22％；采用一倍半接线的有6座电站，占67％；采用角形接线的有1座电站，占11％。而按电站数量统计，在18座超大型水电站的电气主接线设计中，采用双母线接线的数量最多，为13座电站，占48％；其次为采用一倍半接线，有8座电站，占30％；采用角形接线的有3座电站，占10％；而采用变压器—线路组接线的有2座电站，占7％；单母线接线的有1座电站，占4％。由此可知，无论是按电压等 级统计，还是按电站数量统计，采用双母线接线的占多数，超过50％；其次为采用一倍半接线，接近30％。在220kV电压采用双母线接线的占多数，500kV 电压采用一倍半接线的占多数。这就是我国超大型水电站电气主接线设计的基本 状况和发展水平。 双母线接线和一倍半接线何以成为我国超大型水电站电气主接线设计的主
小型水电站初步设计报告编制规程
小型水电站初步设计报告编制规程 【标准号】：SL/T 179-96 【代替标准】： 【颁布部门】：中华人民共和国水利部批准 【发布日期】：1996-09-10发布 【实施日期】：1997-01-01实施 【批准文号】：水科技[1996]420号 【批准文件】：中华人民共和国水利部关于批准发布《小型水电站初步设计报告编制规程》SL/T 179-96的通知水科技[1996]420号 根据部1993年水利水电技术标准编制、修订计划，由水电及农村电气化司主持，福建省水利水电勘测设计研究院主编制订的《小型水电站初步设计报告编制规程》，经审查批准为水利行业标准，并予以发布。标准的名称和编号为：《小型水电站初步设计报告编制规程》SL/T 179-96 本标准自1997年1月1日起施行。在实行过程中各单位应注意总结经验，如有问题 请函告水电及农村电气化司，并由其负责解释。标准文本由中国水利水电出版社发行。 一九九六年九月十日
【全文】：1总则 1.0.1为了统一小型水电站初步设计报告的编制标准，提高编制质量，特制定本规程。 1.0.2本规程适用于装机容量50～10MW，出线电压不超过110KV的新建小（1）型水电站。装机容量10MW以下的小（2）型水电站可参照本规程作适当简化。 改建、扩建、加固工程可参照本规程有关章节。大中型综合利用工程所属的小型水电站部分可参照本规程，其余部分应遵照有关规定。 1.0.3实施本规程应遵循下述基本要求： （1）遵照国家有关政策法令，符合有关国家标准及行业标准的规定。 （2）进行必要的调查、勘察、试验、研究，取得可靠的基本资料。 （3）设计应充分体现小型水电站的特点，因地制宜，安全可靠，节约投资，注重经济和社会总体效益。 （4）采用科技新成果，力求技术先进。 （5）内容完整，有必要的方案比较、分析论证及明确的结论。 1.0.4本规程所规定的初步设计报告是在河流规划的基础上编制的，其主要内容和深度应符合下列要求： （1）论证工程建设的必要性，确定任务、工程规模、等级。 （2）确定水文参数，提出分析计算成果。 （3）调查区域地质，查明库区及主要建筑物的工程地质条件，提出相应的评价和结论。
水电厂电气部分设计
摘要 本次设计是水电厂电气部分设计,根据原始材料该水电站的总装机容量为3×34=102 MW。低压侧10kV高压侧为220Kv，一回出线与系统相连，水电厂的厂用电率一般为%。根据所给出的原始资料该电厂不为大型电厂，主要承担基荷和调度使用。拟定三种电气主接线方案，然后对这三种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留两种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。 目录
附录...................................................................................................................................... .29 第一部分 设计说明书 原始资料6 3×34MW 水利水力发电厂电气初设计 水电厂装机容量3×34MW ，机组=max T 4500小时。，当地年平均最高气温30℃，海拔600m ， 地震烈度6级。土壤电阻率400Ω·m ，无其他特殊环境条件。 （1）主变压器采用SFPL 7-40000型，采用Y 0 /△-11接线方式，低压侧电压，高压侧242±2×%。 （2）发电机额定电压，8.0cos =?5，次暂态电抗18.0" =d x （标么值）。 （3）继电保护：主保护动作时间，后备保护动作时间3s ，断路器采用SW 6－220型，动作时间，固有分闸时间。 （4）厂用电：无高压厂用电气设备。
（5）接入系统：一回220kV,14km架空线路接入枢纽变电所，系统容量按无限大考虑，地区变电所母线最大短路电流27KA（周期分量，并计入十年发展），线路阻抗Ω/km。 第一章对原始资料的分析 根据原始资料，本电厂是中小型发电厂，基本不承担负荷。主要与220KV系统相连，由资料我们可知，10kV侧可以直接承担厂用供电，还可以供附近工厂用电。这里有两电压等级，分别是10kV， 220kV，由10kV升高为220kV通过一回架空线与220kV系统相连。 1主接线设计的基本要求 主接线设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。根据《电力工程电气设计手册(电气一次部分）》中有关规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。并综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求”。主接线设计的基本要求如下： 1可靠性 所谓可靠性是指主接线能可靠的运行工作，以保证对用户不间断供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践，经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，优先采用。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次设备部分在运行中可靠性的综合。同时，可靠性不是绝对的而是相对的。可能一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能就不是可靠的。评价主接线方式可靠的标志是： （1）线路、母线（包括母线侧隔离刀闸）等故障或检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保证对一类、二类负荷的供电。 （2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。 （3）变电所全部停电的可能性。 （4）大型机组突然停电，对电力系统稳定运行的影响与后果。 2灵活性 电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换，灵活性主要包括以下几个方面：