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文檔簡介

1、x x x x 電 站設(shè)計報告(電氣一次部分)班級:姓名:學(xué)號:二零一一年二月 目 錄1. 工程簡介- 1 -1.1電站基本資料- 1 -1.2廠區(qū)綜合環(huán)境- 1 -2.電氣設(shè)計- 2 -2.1接入電力系統(tǒng)方式- 2 -2.2電氣主接線方案比較- 3 -2.3廠用電- 4 -2.4主要電氣設(shè)備選擇及校驗- 4 -2.5主要電氣設(shè)備布置- 13 -3防雷接地- 13 -3.1直擊雷過電壓防護(hù)- 13 -3.2侵入波過電壓保護(hù)- 13 -3.3感應(yīng)雷過電壓保護(hù)- 15 -1. 工程簡介1.1電站基本資料該設(shè)計電站,海拔800米,為低海拔,低水頭,大流量電站,裝機(jī)為28000kw,接線方式為單母線不

2、分段接線,以一回110kv,23.5km的線路出線并網(wǎng),并網(wǎng)點為依烏電站。年利用小時5000小時,該電站由取水口,引水明渠,廠區(qū)及尾水渠四部分組成。通過水機(jī)設(shè)計人員的技術(shù)論證,確定該電站采用2臺發(fā)電機(jī)組,一臺主變的單母線接線方案,只發(fā)不供。經(jīng)一回24.5km,110kv出線送至依烏電站。該電站廠用電分別取自10.5kv母線和外接10kv電源。全廠采用常規(guī)繼電保護(hù),開關(guān)室配置手車開關(guān)柜,為保證各系統(tǒng)可靠工作,全站配置220v直流操作電源系統(tǒng),直流操作電源系統(tǒng)配電池容量為200ah。1.2廠區(qū)綜合環(huán)境山江地區(qū)氣候溫和,雨量豐沛,霜雪期短,濕度大,陽光充足,冬季干燥溫和,夏秋炎熱多雨,四季分明,屬大

3、陸性季風(fēng)氣候。多年平均水面蒸發(fā)量1183.9mm,相對濕度75.8%,絕對濕度15.5mb,多年平均日照1438.7h。多年平均風(fēng)速1.2m/s,最大風(fēng)速15.5m/s,瞬時最大風(fēng)速20m/s(風(fēng)向nnw)。多年平均氣溫16.2,極端最低氣溫-6.2,極端最高溫度40.4。冬季為8085天,多霧;夏季為120140天。多年平均降水量約1200mm。地區(qū)地震峰值加速度為0.05g,對應(yīng)地震基本烈度度,地處國道213旁,交通便利。2.電氣設(shè)計2.1接入電力系統(tǒng)方式1機(jī)端電壓選擇:機(jī)端電壓可選為6.3kv和10.5kv,該電站裝機(jī)容量較大,6.3kv的機(jī)端電壓其母線電流大,電纜截面選型較大,投資大。

4、而6.3kv的發(fā)電機(jī)及其開關(guān)設(shè)備單價與10.5kv的發(fā)電機(jī)及其開關(guān)設(shè)備的單價相差不大,綜合考慮該站選用10.5kv機(jī)端電壓的發(fā)電機(jī)。2上網(wǎng)電壓選擇:本站附近可選擇35kv線路和110kv線路可作為上網(wǎng)電壓。又由于該站裝機(jī)較大,在山江地區(qū)電網(wǎng)中占較高的比重,對供電可靠性要求高,以高電壓等級作上網(wǎng)電壓能發(fā)揮其大電站的作用,故確定該站選用110kv電壓等級上網(wǎng)。3上網(wǎng)點選擇:由接入系統(tǒng)單線圖和該工程的地理位置可知,該站附近有1個110kv城關(guān)變電站和1個35kv跌水電站及1個110kv依烏電站。由于確定上網(wǎng)電壓為110kv,故從城關(guān)變電站和依烏電站中取舍。若選用110kv城關(guān)變電站作上網(wǎng)點,上網(wǎng)線長

5、39km,投資大。若選用依烏電站的20000kva的三繞組變壓器作上網(wǎng)點,上網(wǎng)線長24.5km,投資小,且該站變壓器可靠性高。故選擇依烏電站的20000kva的三繞組變壓器作為本站上網(wǎng)點。綜上:該工程采用2臺機(jī)組,總裝機(jī)16000kw,機(jī)端電壓10.5kv。根據(jù)接入單線圖,選取110kv依烏電站作為本站并網(wǎng)點,一回出線,長度24.5km,導(dǎo)線型號lgj-185,輸送容量16000kw。2.2電氣主接線方案比較根據(jù)本站水頭及流量可確定該站采用2臺機(jī)組,其型號為sfw8000-10/2600,pn=8000kw,un=10.5kv,cos=0.8,i=550a的水輪發(fā)電機(jī)。根據(jù)以上依據(jù),在滿足供電

6、可靠、運(yùn)行靈活的前提下,初步擬定電氣主接線方案兩個,以此進(jìn)行技術(shù)性及經(jīng)濟(jì)性比較。1技術(shù)比較:方案:本方案為兩機(jī)一變的單母線接線,廠變分別取自10.5kv母線和外接10kv電源,以一回110kv出線并網(wǎng)。主要優(yōu)點:主變少,占地少,投資小,能滿足運(yùn)行方式變化的要求。主要缺點:可靠性低,靈活性差,變壓器體積大、重量大,損耗大,若變壓器出現(xiàn)故障,全廠電能不能送出。方案:本方案采用兩個發(fā)電機(jī)變壓器單元接線,廠變?nèi)∽詸C(jī)端和外接10kv電源。以一回110kv出線并網(wǎng)。主要優(yōu)點:運(yùn)行靈活性,可靠性高,保護(hù)配置容易實現(xiàn)。主要缺點:由于采用兩臺主變以及110kv配電設(shè)備增多,保護(hù)復(fù)雜,升壓站占地面積大,投資增加。

7、2經(jīng)濟(jì)比較:對上述兩個方案的主要設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,經(jīng)濟(jì)比較見下表:電氣主接線方案經(jīng)濟(jì)比較表項目方案電力變壓器110kv開關(guān)10.5kv柜總金額萬元變比容量kva數(shù)量臺單價萬元金額萬元數(shù)量臺單價萬元金額萬元數(shù)量臺單價萬元金額萬元一121/10.5250001180180118186530228二121/10.52100002130260318543515329注:本經(jīng)濟(jì)比較表僅對各方案中不同部分進(jìn)行比較,計算中亦只列入了各方案主要電氣設(shè)備數(shù)量和價格。3推薦方案:綜上所述,方案i經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)優(yōu)異,可靠性符合設(shè)計要求,運(yùn)行靈活性好,故推薦采用方案i接線作為該電站的電氣主接線。2.3廠用電1廠用電電源

8、為保證廠用電源的可靠性,本站考慮分別從10.5kv母線和10kv外接電源引取廠用電,經(jīng)過廠用負(fù)荷統(tǒng)計,確定兩臺廠變型號為s9-200/10。由于有外接電源,為減小運(yùn)行費(fèi)用,采用單母線分段接線,互為明備用,平時41b運(yùn)行,在41b與42b間設(shè)閉鎖措施和備自投裝置。2廠用電接線廠用電母線采用單母線分段接線,廠用電系統(tǒng)采用三相四線制,動力、照明合并使用,為保證供電可靠性,取水口配備50kw柴油發(fā)電機(jī)一臺。2.4主要電氣設(shè)備選擇及校驗電站主要電氣設(shè)備選擇原則:在滿足正常運(yùn)行、短路和過電壓等各種要求的前提下,選擇有成熟運(yùn)行經(jīng)驗、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行維護(hù)方便和經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)備。1.短路電流計算:10.5kv母線上

9、為d1點,變壓器高壓側(cè)上為d2點,系統(tǒng)出線側(cè)為d3點。采用個別變換法,取基準(zhǔn)容量為100mva,采用平均額定電壓。短路電流計算網(wǎng)絡(luò)圖:短路點平均電壓 up電源計算數(shù)據(jù)最大運(yùn)行方式:短路電流計算數(shù)據(jù)電源名稱額定容量se直連電抗x計算電抗 xjs (查表)電源額定電流iet=0st=0.1st=0.2st=2st=4s沖擊短路電流 ich短路全電流最大有效值 ich標(biāo)幺值i*(查表)有名值i短路容量s標(biāo)幺值i*0.1有名值 i0.1標(biāo)幺值i*0.2有名值 i0.2標(biāo)幺值i*2有名值 i2標(biāo)幺值i*4有名值 i4短路容量s4kvmvakakamvakakakakamvakaka12345678910

10、1112131415161718192021d110.5系統(tǒng)1000.4945.49911.131202.43411.13111.13111.13111.131202.43428.33516.919本站20120.2001.1005.5266.077110.5204.0454.4483.8564.2413.3783.7153.2343.55664.67116.3299.8456.59917.208312.95415.57915.37214.84614.687267.10544.66426.764d2115系統(tǒng)1000.0740.5026.7841351.2776.7846.7846.7846.

11、7841351.27717.74910.583本站201.420.2840.1003.9930.40179.8743.200.3213.0960.3113.0490.3063.0430.30660.9511.0490.6260.6027.1851431.1517.1057.0957.0907.0921412.22818.79811.209短路計算成果表短路點平均電壓 up電源計算數(shù)據(jù)最小運(yùn)行方式:短路電流計算數(shù)據(jù)電源名稱額定容量se直連電抗x計算電抗 xjs (查表)電源額定電流iet=0st=0.1st=0.2st=2st=4s沖擊短路電流 ich短路全電流最大有效值 ich標(biāo)幺值i*(查表

12、)有名值i短路容量s標(biāo)幺值i*0.1有名值 i0.1標(biāo)幺值i*0.2有名值 i0.2標(biāo)幺值i*2有名值 i2標(biāo)幺值i*4有名值 i4短路容量s4kvmvakakamvakakakakamvakaka123456789101112131415161718192021d110.5系統(tǒng)12.250.6742.28441.5381.8911.861.9361.96535.7375.8143.472本站1020.2000.5505.5263.03955.2694.0452.2243.8562.1203.3781.8573.2341.77832.3368.1664.923d2115系統(tǒng)12.250.062

13、0.24849.3980.1970.1920.1890.18737.2480.6490.387本站102.420.2420.0504.610.23146.0123.590.1803.450.1733.220.1623.160.15937.6710.6040.360d3115系統(tǒng)12.250.0620.25543.8640.2030.1960.1910.18937.6460.6850.413本站102.4940.2490.0504.480.22544.8173.50.1763.380.1703.170.1593.120.15731.2720.5730.3422.主要設(shè)備選擇(1)水輪發(fā)電機(jī)選擇:

14、由電站流量、水頭確定水輪機(jī)布置方式及臺數(shù),確定發(fā)電機(jī)組采用2臺臥式機(jī)組,其型號均為sfw8000-10/2600,額定參數(shù)分別為pn=8000kw,un=10.5kv,cos=0.8,in=550a。(2)電力變壓器選擇:初步擬定可選方案有兩個:干式變壓器和油浸式變壓器。干式變壓器特點:其優(yōu)點是變壓器無油化無污染,無燃燒爆炸危險,損耗小,效率高。其缺點是散熱差,過載能力差,需室內(nèi)安放,價格相對較高。油浸式變壓器特點:過載能力強(qiáng),散熱好,造價低。其缺點是有燃燒爆炸危險,空載損失大,能耗高等。根據(jù)本站特點,考慮擴(kuò)建可能性,變壓器容量定為25000kva和電壓等級達(dá)110kv,若是使用干式變壓器,則

15、其體積很大,而且需要修建單獨房間放置變壓器,投資增加,綜合考慮,使用油浸式變壓器為宜。其型號為的變壓器。(3)開關(guān)柜選擇:初步擬定可選方案有兩個:固定式和手車式。手車式:手車式開關(guān)柜具有可靠性高,設(shè)備使用壽命長,檢修維護(hù)時手車可拉出柜外,檢修安全方便。固定式:固定式柜體檢修時人不可進(jìn)入,檢修相對不太方便。綜合考慮選安全性相對較高檢修方便的手車式開關(guān)柜。查閱相關(guān)資料,確定10.5kv開關(guān)柜選擇kyn8-10-型的開關(guān)柜,其柜體尺寸為:84023001500。(4)斷路器選擇:初步擬定可選方案兩個:真空斷路器和少油式斷路器。真空斷路器特點壽命長,無油化,防火防爆,體積小重量輕,檢修間隔時間長,維護(hù)

16、方便。但其價格較昂貴。少油式斷路器特點:檢修周期短,成本較低。但其滅弧能力差,有燃燒爆炸危險。綜合考慮后,選用真空斷路器,考慮到同柜體間斷路器的可互換性,故10.5kv開關(guān)柜使用zn28-10/630的斷路器,并配cd10的電磁操作機(jī)構(gòu)。戶外配置考慮高電壓等級,選用六氟化硫斷路器,型號為lw6-110/3150。(5)電流互感器選擇:按電壓等級、工作條件選擇,10.5kv開關(guān)柜選用lzzbj10-10 型電流互感器,戶外選用lqz-35-型電流互感器,其變比和準(zhǔn)確度按各回路電流選配。(6)高壓隔離開關(guān)選擇:按電壓等級和用途,查相關(guān)資料,機(jī)端初選gn30-10/400,出線電壓互感器初選gw4-

17、110/630,出線側(cè)初選帶接地刀閘的gw4-110d/630的隔離開關(guān)滿足使用要求。(7)高壓熔斷器選擇:根據(jù)機(jī)端電壓大小和保護(hù)對象是電壓互感器,初選rn2-10/0.5的熔斷器作保護(hù)使用。(8)避雷器選擇: 根據(jù)工作條件選擇電站用復(fù)合外套無間隙氧化鋅避雷器hy5wz系列。經(jīng)過相關(guān)計算,初選hy5wz-12.7/45的避雷器。(9)電壓互感器選擇:根據(jù)用途及安裝布置方式,查相關(guān)資料,10.5kv側(cè)選用jdzj-10和jdz-10的電壓互感器。110kv側(cè)選用jcc1-110的電壓互感器,其變比由其所在電壓等級選配。(10)電力電纜選擇:根據(jù)工作電壓、載流能力、發(fā)熱條件、電壓降不大于10%的要

18、求和敷設(shè)環(huán)境選擇電力電纜。2臺機(jī)端擬選用yjv22-10-3400型,變壓器的低壓側(cè)選用yjv22-10-1800型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝帶護(hù)套電力電纜,電纜敷設(shè)時應(yīng)注意避開水管,煤氣,通信電纜管道。(11)主母線選擇: 根據(jù)計算校驗,確定10.5kv采用lmy-8010的硬鋁排。(12)配電變壓器選擇:為提高廠用電可靠性,本站采用兩臺廠變,引至10.5kv母線和10kv外接電源線。根據(jù)廠用負(fù)荷統(tǒng)計,查相關(guān)手冊,確定兩臺廠變型號、參數(shù)分別為s9-200/10,y/yn0,10.55%/0.4kv,ud%=4.0。由于本站取水口采用10kv供電經(jīng)降壓變降壓使用,由于取水口僅有泄洪閘、進(jìn)水閘與照明

19、的負(fù)荷,經(jīng)過統(tǒng)計,初選使用s9-100/10,y/yn0,10.55%/0.4kv,ud%=4.0的廠變。3主要電氣設(shè)備動、熱穩(wěn)定校驗:1g、2g出口斷路器校驗計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(保證值)計算參數(shù)計算值額定參數(shù)zn28-10/630i”(ka)14.170ikn(ka)20iim(ka)36.5idn(ka)50qk(ka2s)684.857irntrn(ka2s)2000結(jié)論:合格變壓器低壓側(cè)斷路器校驗計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(保證值)計算參數(shù)計算值額定參數(shù)zn28-10/1250i”(ka)11.131ikn(ka)25iim(ka)28.335idn(ka)63qk(ka2s)495.597irn

20、trn(ka2s)3125結(jié)論:合格變壓器高壓側(cè)斷路器校驗計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(保證值)計算參數(shù)計算值額定參數(shù)lw6-110/3150i”(ka)6.784ikn(ka)31.5iim(ka)17.749idn(ka)100qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)4961.25結(jié)論:合格出線電壓互感器側(cè)隔離開關(guān)校驗計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(保證值)計算參數(shù)計算值額定參數(shù)gw4-110/630i”(ka)6.784ikn(ka)20iim(ka)17.749idn(ka)50qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)12500結(jié)論:合格出線側(cè)隔離開關(guān)校驗計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(保證值)計

21、算參數(shù)計算值額定參數(shù)gw4-110d/630i”(ka)6.784ikn(ka)20iim(ka)17.749idn(ka)50qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)12500結(jié)論:合格機(jī)旁隔離開關(guān)校驗計算數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)(保證值)計算參數(shù)計算值額定參數(shù)gn30-10/400i”(ka)6.784ikn(ka)12.5iim(ka)17.749idn(ka)31.5qk(ka2s)184.091irntrn(ka2s)781結(jié)論:合格4主要電氣一次設(shè)備統(tǒng)計:主要電氣一次設(shè)備統(tǒng)計表序號名 稱型 號 及 規(guī) 格單位數(shù)量備注1水輪發(fā)電機(jī)sfw8000-10/2600,pn=8000kw,

22、un=10.5kv,cosj=0.8,i=550a臺22電力變壓器sf10-25000/110,12125%/10.5kv,yn/d11, uk%=10.5臺13配電變壓器s9-200/10,10.55%/0.4kv,y/yn0臺24配電變壓器s9-100/10,10.55%/0.4kv,y/yn0臺1供取水口用5隔離變壓器s9-100/10,115%/10.5kv,y/d11臺16勵磁變壓器臺2廠家提供7柴油發(fā)電機(jī)組50kw臺1取水口應(yīng)急8高壓開關(guān)柜kyn8-10-5面39高壓開關(guān)柜kyn8-10-49面210高壓開關(guān)柜kyn8-10-38面111高壓斷路器lw6-110/3150臺112電流互感器lqz35,2100/5,0.5/d只513電流互感器lzzbj10-10,600/5只1014電壓互感器jdzj-10,10/3

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