中型水力發(fā)電廠電氣部分初步設計

1、中型水力發(fā)電廠電氣部分初步設計專業(yè)班級學生姓名指導教師課程設計任務書1目錄1.前言221.1.變電站設計原則（21.2.對電氣主接線的基本要求）21.3.主接線的設計依據（31.4.設計題目31.5.設計內容32.課程設計的任務要求42.1.原始資料分析42.2.主接線方案的擬定52.3.廠用電的設計（）82.4.1.發(fā)電機的選擇及參數（）82.4.2.變壓器的選擇及參數（）92.4.3.廠用變的選擇及參數（）92.5.短路電流計算（）102.6.主要電氣設備的選擇（）112.7.配電裝置的選擇（）133.設計總結15參考文獻15附錄A（）16附錄B（）17附錄C（）2231.前言變電所是接受

2、電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經濟運行。電力系統(tǒng)中的這些互聯元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對電能進行生產（發(fā)電機），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線，配電網），消費（負荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如同步發(fā)電機的勵磁調節(jié)器，調速器以及繼電器等。電氣主接線是發(fā)電廠變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線的擬定直接關系著全廠（所）電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。1.1變電站設計原則1.必須嚴格遵守國家的法律、法規(guī)、標準和規(guī)范，執(zhí)行國家經濟建

3、設的方針、政策和基本建設程序，特別是應貫徹執(zhí)行提高綜合經濟效益和促進技術進步的方針。2.必須從全局出發(fā)，按照負荷的等級、用電容量、工程特點和地區(qū)供電規(guī)劃統(tǒng)籌規(guī)劃，合理確定整體設計方案。3.應做到供電可靠、保證人身和設備安全。要求供電電能質量合格、優(yōu)質、技術先進和經濟合理。設計應采用符合國家現行標準的效率高、能耗低、性能先進的設備。1.2.對電氣主接線的基本要求變電站的電氣主接線應滿足供電可靠、調度靈活、運行，檢修方便且具有經濟性和擴建的可能性等基本要求。1.供電可靠性：如何保證可靠地（不斷地）向用戶供給符合質量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務，盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。防止系統(tǒng)因

4、為某設備出現故障而導致系統(tǒng)解裂，這是第一個基本要求。2.靈活性：其含義是電氣主接線能適應各種運行方式（包括正常、事故和檢修運行方式）并能方便地通過操作實現運行方式的變換而且在基本一回路檢修時，不影響其他回路繼續(xù)運行，靈活性還應包括將來擴建的可能性。43.經濟性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個基本要求的前提下，應力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運行維護費用低、電器數量少、選用輕型電器是節(jié)約投資的重要措施。1.3.主接線的設計依據1.負荷大小的重要性2.系統(tǒng)備用容量大?。?）運行備用容量不宜少于8-10%，以適應負荷突變，機組檢修和事故停運等情況的調頻需要。（2）裝有兩臺及以上的

5、變壓器的變電所，當其中一臺事故斷開時，其余主變壓器的容量應保證該變電所60%70%的全部負荷，在計及過負荷能力后的允許時間內，應保證負荷的一、二級負荷供電。1.5.設計內容1.建設規(guī)模水力發(fā)電廠，發(fā)電廠一次設計并建成，計劃安裝235+415MW的水力發(fā)電機組，利用小時數4000小時/年。2.系統(tǒng)連接情況（1）待設計發(fā)電廠接入系統(tǒng)電壓等級為110kV，發(fā)電廠距110kV系統(tǒng)母線45km；出線回路數為4回；（2）電力系統(tǒng)的總裝機容量為2500MVA、歸算后的電抗標幺值為0.3，基準容量Sj=100MVA；（3）發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中所處的地理位置、供電范圍示意圖如下所示。53.負荷情況（1）低壓負荷：

6、廠用負荷（廠用電率）1.1%；（2）高壓負荷：110kV電壓級，出線4回，為I級負荷，最大輸送容量250MW，cos?=0.8；4.環(huán)境條件海拔1000m；本地區(qū)污穢等級2級；地震裂度7級；最高氣溫36，最低溫度?2.1C；年平均溫度18C；最熱月平均地下溫度20C；年平均雷電日T=56日/年；其他條件不限。2.課程設計的任務要求2.1.原始資料分析本設計水電站為中小型水力發(fā)電廠，其容量為2*35+4*15MW，最大單機容量為35MW，最小單機容量為15MW，年利用小時數為Tmax=4000小時，從水電廠接入系統(tǒng)中容量來看，當電廠建成投產后，其裝機容量占系統(tǒng)總容量的（2*35+4*15）/0.

7、8/（2500+（2*35+4*15）/0.8）=6.11%Ieichimax所選FA1（LW6-110）型六氟化硫斷路器完全滿足在110KV母線上短路條件下的開端容量、動穩(wěn)定的要求，斷路器操作機構選用液壓和氣動裝置。2.10.5KV斷路器的選擇（1）F1F3發(fā)電機出口側斷路器選擇：d2點短路參數：S?=500MVAI?=26.56KAIch=64.87KA根據校驗條件和斷路器參數校驗：t2t。It斷路I型真空gmaxIeS?SeichimaxI2tdz=It2t所選ZN5-10/1250斷路器完全滿足在10KV母線上短路條件下的開斷容量、動熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機構選用電磁或彈簧操作機構。

8、（2）廠用變10KV側斷路器選擇：Igmax110A所選ZN5-10/630型真空斷路器完全滿足在0.4KV母線上短路條件下的開斷容量、動熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機構選用電磁或彈簧操作機構。二、隔離開關的選擇1.選擇與校驗（1）110KV隔離開關選擇按d1點短路條件試選：GW4-110（GW4-110D用于110KV出線側。IItII2根據校驗條件和斷路器參數校驗：gmaxedzt2t所選GW4-11025型戶外隔離開關完全符合設計要求。（2）10.5KV隔離開關選擇根據校驗條件和斷路器參數校驗：IgmaxIeI2tdzItt，所選GN2-10型戶內隔離開關完全符合設計要求。另外，發(fā)電機F5F

9、6隔離開關也可選用GN2-10型。三電壓電流互感器選擇：在12#主變低壓側還應各裝設一組（三只單相，三繞組）電壓互感器，接成Y/Y/形，供發(fā)電機F1F4并列和測量儀表用，在廠用電高壓側也應個裝設一組（三只單相，三繞組）電壓互感器，接成Y/Y/形供測量儀表用，其中1#廠用變側可與1#主變低壓側電壓互感器合用。電壓電流互感器配置：2110KV母線，在110KV兩段母線上各裝設一組（三只單相，三繞組）Y/Y/接線電壓互感器，用于測量和保護用。26對于發(fā)電機F5F6裝設電流互感器與上述相似。主變高壓側：配置2組電流互感器，按三相配置，每組為雙繞組，分別用于測量、電流保護和主變差動保護。如圖：主變高壓側

10、電流互感器配置圖主變中性點：設一只電流互感器，用作變壓器中性點零序電流保護。110KV出線側配置2組電流互感器（三相雙繞組）分別用于測量、計量電流保護或距離保護。如圖：27110KV出線側電流互感器配置圖母線聯絡：配置1組電流互感器，按三相配置，每組為雙繞組，分別用于測量和電流保護。2.電壓互感器的選擇（1）110KV母線電壓互感器選擇（2）10.5KV發(fā)電機出口電壓互感器選擇28（3）12#主變低壓側電壓互感器的選擇3.電流互感器選擇（1）110KV出線側電流互感器：最大負荷電流（按送出發(fā)電廠總出力的1/3計算）Imax=1.05(1635003)1,73-110選擇互感器型號LCWD-110300/5A（2）110KV主變側電流互感器：其中12#主變側最大負荷電流Imax=1.05*375001.73*110=207A選擇互感器型號為：LCWD-110300/5A其中34#主變側最大負荷電流Imax=1.05*473001.73*110選擇互感器型號為：LCWD-110300/5A（3）10KV側電流互感器：Imax=1.05*187501.73*110=1083A選擇互感器型號為：LMCD-102000/5A12#主變低壓側最大負荷電流Imax=1.05*43750/1.73*10.52165A選擇互感器型號為：LA-1015