某水电站电气主接线设计

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：

a.变压器分列运行；

b.在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器；

c.采用低压侧为分裂绕组的变压器。

d.出线上装设电抗器。

2.主变压器选择

a.主变压器台数：为保证供电可靠性，变电站一般装设两台主变压器。当只有个电源或变电站可由低压侧电网取得备用电源给重要负荷供电时，可装设一台。对于大型枢纽变电站，根据工程具体情况，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。

b.主变压器容量：主变压器容量应根据5-10 年的发展规划进行选择，并应考虑变压器正常运行和事故时的过负荷能力。对装设两台变压器的变电站，每台

变压器额定容量一般按下式选择

Pm为变电站最大负荷。这样，当一台变压器停用时，可保证对60%负荷的供电，考虑变压器的事故过负荷能力40%，则可保证对84%负荷的供电。由于一般电网变电站大约有25%的非重要负荷，因此，采用 nMS=0.6P，对变电站保证重要负荷来说多数是可行的。对于一、二级负荷比重大的变电站，应能在一台停用时，仍能保证对一、二级负荷的供电。

d.主变压器的型式：一般情况下采用三相式变压器。具有三种电压的变电站，如通过主变压器各侧绕组的功率均达到15%Sn 以上时，可采用三绕组变压器。其中，当主网电压为110-220KV，而中压网络为35KV 时，由于中性点具有不同的接地形式，应采用普通的三绕组变压器；当主网电压为220KV及以上，中压为110KV 及以上时，多采用自耦变压器，以得到较大的经济效益。

e.断路器的设置

根据电气接线方式，每回线路均应设有相应数量的断路器，用以完成切、合电路任务。

f.为正确选择接线和设备，必须进行逐年各级电压最大最小有功和无功电力负荷的平衡。当缺乏足够的资料时，可采用下列数据：

①最小负荷为最大负荷的60%-70%，如主要是农业负荷时则宜取20%-30%；

②负荷同时率取0.85-0.9，当馈线在三回以下且其中有特大负荷时，可取

0.95～1；

③功率因数一般取0.8；

④线损平均取5%。

Ⅱ. 设计主接线的基本要求

在设计电气主接线时，应使其满足供电可靠，运行灵活和经济等项基本要求。

1.可靠性：供电可靠是电力生产和分配的首要要求，电气主接线也必须满足这个要求。在研究主接线时，应全面地看待以下几个问题：

a.可靠性的客观衡量标准是运行实践，估价一个主接线的可靠性时，应充分考虑长期积累的运行经验。我国现行设计技术规程中的各项规定，就是对运行实践经验的总结。设计时应予遵循。

b.主接线的可靠性，是由其各组成元件（包括一次设备和二次设备）的可靠性的综合。因此主接线设计，要同时考虑一次设备和二次设备的故障率及其对供电的影响。

c.可靠性并不是绝对的，同样的主接线对某所是可靠的，而对另一些所则可能还不够可靠。因此，评价可靠性时，不能脱离变电站在系统中的地位和作用。

2.通常定性分析和衡量主接线可靠性时，均从以下几方面考虑：

a.断路器检修时，能否不影响供电。

b.线路、断路器或母线故障时，以及母线检修时，停运出线回路数的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。

3.变电站全部停运的可能性。

a.灵活性：主接线的灵活性要求有以下几方面。

①调度灵活，操作简便：应能灵活的投入（或切除）某些变压器或线路，调

配电源和负荷，能满足系统在事故、检修及特殊运行方式下的调度要求。

②检修安全：应能方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不影响电力网的正常运行及对用户的供电。

③扩建方便：应能容易的从初期过渡到最终接线，使在扩建过渡时，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，且一次和二次设备等所需的改造最少。

b.经济性：在满足技术要求的前提下，做到经济合理。

①投资省：主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关等一次设备投资；要使控制、保护方式不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和电缆投资；要适当限制短路电流，以选择价格合理的电器设备；在终端或分支变电站中，应推广采用直降式（110/6-10KV）变压器，以质量可靠的简易电器代替高压断路器。

②占地面积小：电气主接线设计要为配电装置的布置创造条件，以便节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。在运输条件许可的地方，都应采用三相变压器。

③电能损耗少：在变电站中，正常运行时，电能损耗主要来自变压器。应经济合理的选择主变压器的型式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。

二、主接线的设计步骤

Ⅰ.电气主接线的具体设计步骤如下：

1.分析原始资料

a.本工程情况变电站类型，设计规划容量（近期，远景），主变台数及容量等。

b.电力系统情况电力系统近期及远景发展规划（5-10年），变电站在电力系统中的位置和作用，本期工程和远景与电力系统连接方式以及各级电压中性点接地方式等。

c.负荷情况负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回路数及输送容量等。

d.环境条件当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、地质、海拔高度等因素，对主接线中电器的选择和配电装置的实施均有影响。

e.设备制造情况为使所设计的主接线具有可行性，必须对各主要电器的性能、制造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较，保证设计的先进性、经济性和可行性。

2.拟定主接线方案

根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，可拟定出若干个主接线方案。因为对出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等考虑不同，会出现多种接线方案。应依据对主接线的基本要求，结合最新技术，确定最优的技术合理、经济可行的主接线方案。

3.短路电流计算

对拟定的主接线，为了选择合理的电器，需进行短路电流计算。

4.主要电器选择

包括高压断路器、隔离开关、母线等电器的选择。

5.绘制电气主接线图

将最终确定的主接线，按工程要求，绘制工程图。

三、基本接线型式

Ⅰ.单母线接线

a.优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。

b.缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段。但当一段母线故障时，全部回

路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后，方能恢复非故障段的供电。

c.适用范围：6-10KV 配电装置出线回路数不超过5 回；35-63KV 配电装置出线回路数不超过3 回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。

Ⅱ.单母线分段接线

a.优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一段母线发生故障，分段短路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不使重要用户停电。

b.缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需两个方向均衡扩建。

c.适用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6 回及以上时；35-63KV配电装置出线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。

Ⅲ.双母线接线：双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并联运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。由于母线继电保护的要求一般某一回路固定与某一组母线连接，以固定的方式运行。

a.优点：

①供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电，检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。

②调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。

③扩建方便。向左右任何一个方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。

④便于试验。当个别回路需要单独进行实验时，可将该回路分开，单独接至一组母线上。

b.缺点：

①增加一组母线和使每回路就需要增加一组母线隔离开关。

②当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了避免隔离开关误操作，须在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。

③适用范围。当出线回路数或母线上电源较多，输送和穿越功率较大，母线故障后要求迅速恢复供电，母线和母线设备检修时不允许影响对用户的供电，系统运行调度对接线的灵活性有一定要求时采用。6-10kv 配电装置，当短路电流较大，出线需要带电带电抗器时；35-63KV 配电装置，当出线回路数超过8 回

时，或连接的电源较多，负荷较大时；110-220KV 配电装置，出线

回路数为5 回及级以上时。

Ⅳ.双母线分段接线：

当220KV 进出线回路数甚多时，双母线需要分段。

a.分段原则：

①当进出线回路数为10-14 回时，在一组母线上用断路器分

段；

②当进出线回路数为15 回及以上时，两组母线均用断路器分

段；

③在双母线分段接线中，均装设两台母联兼旁路断路器；

④为了限制220KV 母线短路电流或系统解裂运行的要求，可根

据需要将母线分段；变压器-线路单元接线：

b.优点：接线最简单，设备最少，不需要高压配电装置。

c.缺点：线路故障或检修时，变压器停运；变压器故障或检修时线路停运 3 适用范围：只有一台变压器和一回线路时；当发电厂内不设高压配电装置，直接将电能输送至枢纽变电所时。

四、主接线初步设计方案

综上所述，下面有两个技术合理的方案供比较选择：

主接线方案比较一览表,

单母线分段接线双母线接线

1.可靠性：一段母线发生故障，自动装置可以保证正常母线不间断供电。重要用户可以从不同分段上引接。出线回路数较多，断路器故障或检修较多，母联断路器长期被占用，对变电站不利。

2.灵活性：母线由分段断路器进行分段。当一段母线发生故障时，由自动装置将分段断路器跳开，不会发生误操作。

a.各个电源和各个回路负荷可以任意分配到某一组母线上，

b.能灵活的适应系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要。

c. 当母线故障或检修时，

d. 隔离开关作为倒换操作电器，

e.容易误操作。

3.经济性：当进出线回路数相同的情况下，单母线分段接线所用的断路器和隔离开关少于双母线接线。

总结：对比两种接线方式，从可靠性、灵活性、经济性以及可扩建性等几方面考虑，我认为单母线分段接线方式较适合本设计要求，故高、中、低压三侧均采用单母线分段接线方式。

五、厂用电，生活区用电接线方案

厂用电接线的一般要求：

1）厂用电接线应尽量简单、清晰。

2）保证重要负荷供电可靠，供电的间断时间不超过允许值。

3）保证厂用电设备各级保护动作的选择性。

4）在厂用分段母线上，一般应使负荷均匀分布在两段母线上。

5）应尽量对负荷的供电线路最短，以节省电缆，减少损耗，便于运行管理，操作维护方便，经济上合理。

考虑以上几点，选择厂用电接线为单母分段接线，每段分别使用一台厂用变压器，并且将厂用电母线与生活区用电母线相连，作为生活区用电的备用电源，以减少投资。

最终确定的厂用电主接线方案如图所示。

六、短路电流计算

1、短路电流的计算

取基准容量为：S

B =100MVA，基准电压为U

B

=U

av

又依公式：

I B=S B/U B；X B=U B2/S B，计算出基准值如下表所示：

（S B=100MVA）U B（KV）115 37 10.5

I B（KA）0.552 1.716 6.048

X B（Ω）120.23 12.45 1.00

2、计算变压器电抗

U K1 %=1/2[U K(1-2)%+U K(3-1)%-U K(2-3)%]

=1/2[17+10.5-6.5]=10.5

U K2%=1/2[U K(1-2)%+ U K(2-3)%- U K(3-1)%]

=1/2[17+6.5-10.5]=6.5

U K3%=1/2[U K(3-1)% +U K(2-3)%- U K(1-2)%]

=1/2[10.5+6.5-17]=0

X T1*= (U K1%/100)×(S B/S N)= (10.5/100) ×(110/63)=0.183

X T2*= (U K2%/100)×(S B/S N)= (6.5/100) ×(110/63)=0.113

X T3*= (U K3%/100)×(S B/S N)= 0

3、系统电抗

远期：X max1

10*

=0.0765；X max110*=0.162；

4、系统等值网络图如下图

5、短路计算点的选择

选择如图2-2中的d1、d2、d3、d

4、d

5

、d

6

各点。

6、短路电流计算

⑴d1点短路时：Up=115KV

次暂态短路电流标么值的计算：

I”*=I*∝=1/X1*=1.0/0.0765=13.07

次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：

I”=I”*S B/ (U av)=13.07 ×110/(×115)=7.22KA

两相短路电流为：0.866×7.22=6.25 KA

冲击电流为：i

s h

=2.55 I”=2.55×7.22=18.41（KA）

短路容量为：S=U

B

I” =1.732×115×7.22=1438.1（MVA）

I s h=1.51× I”=1.51×7022=10.90（KA）

⑵d2点短路时Up=37KV

次暂态短路电流标么值的计算：

I”*=I*∝=1/X2*=1.0/(0.0765+0.0915+0.0565)=4.45

次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：I”=I”*×S B/ (U av)= 4.45 ×110/(×37)=7.64KA

两相短路电流分别为：0.866 ×7.64=6.62KA

=2.55 ×I”=2.55×7.64=19.48（KA）

冲击电流为：i

s h

I” =1.732×37×7.64=489.6（MVA）

短路容量为：S=U

B

I s h=1.51 ×I”=1.51×7.64=11.54（KA）

⑶d3点短路时Up=10.5KV

次暂态短路电流标么值的计算：

I”*=I*∝=1/X3*=1.0/(0.0765+0.0915)=5.95

次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：I”=I”*×S B/ (U av)= 5.95 ×110/(×10.5)=35.99KA

两相短路电流分别为：0.866 ×35.99=31.17 KA

=2.55 ×I”=2.55×35.99=91.77（KA）

冲击电流为：i

s h

短路容量为：S=U

I” =1.732×10.5×35.99=654.5（MVA）

B

I s h=1.51 ×I”=1.51×35.99=54.34（KA）

⑷d4点短路时Up=110KV,与d1短路时的情况相同。

⑸d5点短路时Up=35KV

次暂态短路电流标么值的计算：

I”*=I*∝=1/X5*=1.0/(0.0765+0.0915+0.113)=3.56

次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：I”=I”*×S B/ (U av)= 3.56 ×110/(×35)=6.12KA

两相短路电流分别为：0.866 ×6.12=5.3 KA

=2.55 ×I”=2.55×6.12=15.61（KA）

冲击电流为：i

s h

短路容量为：S=U

I” =1.732×10.5×6.12=392.2（MVA）

B

I s h=1.51 ×I”=1.51×6.12=9.24（KA）

⑹d6点短路时Up=10.5KV

次暂态短路电流标么值的计算：

X

6*

=0.0765+0.183//(0.183+0.113+0.113)+0=0.0765+0.183//0.409=0.203 I”*=I*∝=1/X6*=1.0/0.203=4.93

次暂态（0s）和4s时的短路电流相等，三相短路电流有名值为：

I”=I”*×S B/ (U av)= 3.56 ×110/(×10.5)=29.82KA

两相短路电流分别为：0.866 ×29.82=25.82 KA

冲击电流为：i

s h

=2.55 ×I”=2.55×29.82=76.04（KA）

短路容量为：S=U

B

I” =1.732×10.5×29.82=542.3（MVA）

I s h=1.51 ×I”=1.51×29.82=45.03（KA）

7、将所计算最大方式下短路电流值列成下

名称短路点基准电压

（KV）

I”（KA）

三相

I”（KA）

两相

i

s h

（KA）

I s h

（KA）

S

（MVA

）

d1115 7.22 6.25 18.41 10.90 1438.1 d237 7.64 6.62 19.48 11.54 498.6 d310.5 35.99 31.17 91.77 54.34 654.5 d4115 7.22 6.25 18.41 10.90 1438.1 d537 6.12 5.3 15.61 9.24 392.2 d610.5 29.82 25.82 76.04 45.03 542.3

七、变压器的选择

1、主变压器台数的选择

考虑到，1台主变压器可靠性较低，一旦发生故障或检修退出运行，则整个电厂将不能向外送电；选择3台主变，接线复杂，投资较大；故选择2台主变压器，互为暗备用可靠性高，接线较简明，投资较为经济。

2、主变压器容量的选择

考虑原则：

1）当发电机电压母线上负荷最小时，能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。

2）当发电机电压母线上最大一台发电机组停运时，能由系统供给给发电机电压的最大负荷。在电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况

下，通过变压器向系统取得电能时，可考虑变压器的允许过负荷和限制非重要负

荷。

3）根据系统经济运行的要求（如充分利用丰水季节的水能），而限制本厂输出功率时，能供给给发电机电压的最大负荷。

4）按上述条件计算时，应考虑负荷曲线的变化和逐年负荷的发展。特别应注意发电厂初期运行，当发电机电压母线负荷不大时，能将发电机电压母线上的

剩余容量送入系统。

5）发电机电压母线与系统连接的变压器一般为两台。对主要向发电机电压供电的地方电厂，而系统电源仅作为备用，则允许只装设一台主变压器作为发电厂与系统的联络。若发电机电压母线上接有2台及以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故推出运行时，其他主变压器在允许过负荷10％范围内，应能输送母线剩余功率的70％以上。

所选主变压器型号为：SSF10-75000/220 25000KVA 242±2×2.5% /10.5KV

3、其他设备（断路器、隔离开关、互感器、母线、熔断器、避雷器）的数据如图纸材料表所示。

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：

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.?

《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

水电站电气主接线可靠性计算

水电站电气主接线可靠性计算 崔巍，卫志农，周丽华 河海大学电气工程学院，南京 (210098) E-mail ：cw053060@https://www.wendangku.net/doc/db4120870.html, 摘 要：对水电站电气主接线进行可靠性计算，能为水电站的电气主接线选择提供依据。本文考虑继电保护及自动装置对可靠性的影响，对断路器模型进行修正。此外，还分析了水能在水电站电气主接线可靠性计算中的影响。最后，通过算例验证了该模型的有效性。 关键词：可靠性计算；电气主接线；断路器；水能 中图分类号：TM 732 1．引言 可靠性计算，对提高电站在电力系统运行的安全性、减少停电损失及充分发挥电站的效益都有十分重要的理论意义和现实意义。水电站电气主接线可靠性计算是指对电气主接线的供电连续性、充裕性和安全性进行评估。水电站由于其增减负荷速度快的运行特点和在整个系统中的调峰、调频作用，对系统的经济运行有重要影响，因此其主接线可靠性计算具有重要的意义。 对电气主接线的研究，首先是研究元件的模型。1971年Endrenyi 等提出了断路器的三状态模型[1]，即正常状态、事故发生但尚未切除状态以及事故切除后修复状态。随后，有学者提出元件的四状态模型，即在三状态模型的基础上增加了计划检修状态。1997年，在分析传统三状态模型的缺陷后[2]，Billinton 提出了一种广义n+2状态系统的马尔可夫模型[3]。 本文首先给出一系列可靠性指标和计算公式，接下来给出用最小割集方法计算主接线可靠性的流程图，然后分析考虑继电保护及自动装置影响的断路器故障模型，最后分析水能对水电站主接线可靠性计算的影响。 2. 可靠性指标和计算公式 评价发电机组、出线运行可靠性的指标[4]有：故障率λ，期望年停运时间U ，平均故障持续时间D 。 ∑∈=L i i λλ （1） ∑∈?=L i i i r U λ （2） λU D = （3） 式中，L 为导致发电机组、出线停运的事件集合，i λ为故障率，i r 为由i λ引起的导致 发电机组、出线停运的时间。对于i λ和i r ，分以下几种情况进行计算。 一重故障：i λ即为单个元件强迫停运的故障率，i r 为单个元件强迫停运的故障恢复时间。如果存在备用设备，停运时间就是备用设备投运的操作时间。 二重故障：应考虑强迫停运与计划检修停运重叠的情况。假设两个元件强迫停运的故

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

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)

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：

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：

电气主接线设计

摘要 电气主接线(main electrical connection scheme)按牵引变电所和铁路变、配电所（或发电所）接受（输送）电能和分溜配电能的要求，表征其主要电气设备相互之间连接关系的总电路。通常以单线图表示。电气主接线中表示的主要电气设备有电力变压器、发电机、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及p带旁路母线接线、桥型接线和双T接线（或T 形）分支接线等。电气主接线包括从电源进线侧到各级负荷电压侧的全部一次接线，有时还包括各类变、配电所（或发电所）的自用电部分、后者常称作自用电接线。电气主接线反应了牵引变电所和铁路变、配电所（发电所）的基本结构和功能。 关键词：电气主接线；方式；原则；展望与未来

第一部分，电气主接线 电气主接线是变电站电气部分的主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的配置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。因此，正确处理好各方面的关系，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术，合理确定主接线方案是十分重要的。本论文研究的电气主接线，主要针对高压配电网中110kv变电站高压电气主接线的设计。随着城市电网和农村电网的三年改造结束，目前220kv及以上电压级的骨干网架已基本形成，110kv变电站的地位大多数已变成了中间变电站和终端变电站，直接与用户相关联，是实现电能传递的关键环节，首先从探讨变电站电气主接线方式的分析原则入手，对常用110kv 中间变电站主接线方式进行分析：单母接线方式、内桥加跨条接线方式以及四角形接线方式。并且进行综合比较、评价，最后讨论了110kv变电站电气主接线方式的现状与展望。 一、研究的意义 电气主接线是变电站电气部分主体，是电力系统中电能传递通道的重要组成部分之一；其连接方式的确定对电力系统整体以及变电站本身的供电可靠性、运行灵活性、检修方便与否和经济合理性起着决定性的作用，同时也对变电站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和控制方式的拟定有着很大的影响。因此，正确处理好各方面的关系，全面分析相关影响因素，综合评价各项技术，合理确定主接线方案是十分必要的。 本论文研究的电气主接线，主要针对高压配电网中110kv变电站高压电气主接线的设计。随着城市电网和农村电网的三年改造结束，目前220kv及以上电压级的骨干网架已基本形成，110kv变电站的地位大多数已变成了中间变电站和终端变电站，直接与用户关联，是实现电能传递的关键环节。其中，中间变电站规模基本统一为110kv两路进线或四路进线、主变压器建设两台或三台、 110kv/35kv/10kv三级电压或110kv/110kv两级电压的变电站；终端变电站规模大多为110kv两路进线、主变压器建设两台或三台、110kv/35kv/10kv三级电压或110kv/10kv两级电压的变电站。

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

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

电气主接线设计原则和设计程序

电气主接线设计原则和设计程序 4.5．1电气主接线的设计原则 电气主接线的设计是发电厂或变电站电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电站的具体情况,全面分析有关影响因素,正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较,合理地选择主接线方案。 电气主接线设计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。 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务书或委托书是必不可少的。它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划，给出所设计电厂(变电站)的容量、机组台数、电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系统参数和对电厂(变电站)的具体要求,以及设计的内容和范围。这些原始资料是设计的依据,必须进行详细的分析和研究,从而可以初步拟定一些主接线方案。国家方针政策、技术规范和标准是根据国家实际状况，结合电力工业的技术特点而制定的准则，设计时必须严格遵循。设计的主接线应满足供电可靠、灵活、经济、留有扩建和发展的余地。设计时,在进行论证分析阶段，更应合理地统一供电可靠性与经济性的关系,以便于使设计的主接线具有先进性和可行性。 4.5.2 电气主接线的设计程序 电气主接线的设计伴随着发电厂或变电站的整体设计进行，即按照工程基本建设程序,历经可行性研究阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段等四个阶段。在各阶段中随要求、任务的不同，其深度、广度也有所差异，但总的设计思路、方法和步骤基本相同。 电气主接线的设计步骤和内容如下： １.对原始资料分析 (１）工程情况,包括发电厂类型(凝汽式火电厂，热电厂，或者堤坝式、引

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)

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：