中型水力發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)

1、中型水力發(fā)電廠電氣部分初步設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1目錄1.前言221.1.變電站設(shè)計(jì)原則（21.2.對(duì)電氣主接線的基本要求）21.3.主接線的設(shè)計(jì)依據(jù)（31.4.設(shè)計(jì)題目31.5.設(shè)計(jì)內(nèi)容32.課程設(shè)計(jì)的任務(wù)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(shè)計(jì)（）82.4.1.發(fā)電機(jī)的選擇及參數(shù)（）82.4.2.變壓器的選擇及參數(shù)（）92.4.3.廠用變的選擇及參數(shù)（）92.5.短路電流計(jì)算（）102.6.主要電氣設(shè)備的選擇（）112.7.配電裝置的選擇（）133.設(shè)計(jì)總結(jié)15參考文獻(xiàn)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(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類，一類是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)），變換（變壓器，整流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線，配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)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(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)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(shè)計(jì)原則1.必須嚴(yán)格遵守國家的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì)建

3、設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序，特別是應(yīng)貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的方針。2.必須從全局出發(fā)，按照負(fù)荷的等級(jí)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電規(guī)劃統(tǒng)籌規(guī)劃，合理確定整體設(shè)計(jì)方案。3.應(yīng)做到供電可靠、保證人身和設(shè)備安全。要求供電電能質(zhì)量合格、優(yōu)質(zhì)、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。設(shè)計(jì)應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的設(shè)備。1.2.對(duì)電氣主接線的基本要求變電站的電氣主接線應(yīng)滿足供電可靠、調(diào)度靈活、運(yùn)行，檢修方便且具有經(jīng)濟(jì)性和擴(kuò)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(zhì)量的電能是發(fā)電廠和變電站的首要任務(wù)，盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。防止系統(tǒng)因

4、為某設(shè)備出現(xiàn)故障而導(dǎo)致系統(tǒng)解裂，這是第一個(gè)基本要求。2.靈活性：其含義是電氣主接線能適應(yīng)各種運(yùn)行方式（包括正常、事故和檢修運(yùn)行方式）并能方便地通過操作實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的變換而且在基本一回路檢修時(shí)，不影響其他回路繼續(xù)運(yùn)行，靈活性還應(yīng)包括將來擴(kuò)建的可能性。43.經(jīng)濟(jì)性：即在滿足可靠性、靈活性、操作方便安全這三個(gè)基本要求的前提下，應(yīng)力求投資節(jié)省、占地面積小、電能損失少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、電器數(shù)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(shè)計(jì)依據(jù)1.負(fù)荷大小的重要性2.系統(tǒng)備用容量大?。?）運(yùn)行備用容量不宜少于8-10%，以適應(yīng)負(fù)荷突變，機(jī)組檢修和事故停運(yùn)等情況的調(diào)頻需要。（2）裝有兩臺(tái)及以上的

5、變壓器的變電所，當(dāng)其中一臺(tái)事故斷開時(shí)，其余主變壓器的容量應(yīng)保證該變電所60%70%的全部負(fù)荷，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證負(fù)荷的一、二級(jí)負(fù)荷供電。1.5.設(shè)計(jì)內(nèi)容1.建設(shè)規(guī)模水力發(fā)電廠，發(fā)電廠一次設(shè)計(jì)并建成，計(jì)劃安裝235+415MW的水力發(fā)電機(jī)組，利用小時(shí)數(shù)4000小時(shí)/年。2.系統(tǒng)連接情況（1）待設(shè)計(jì)發(fā)電廠接入系統(tǒng)電壓等級(jí)為110kV，發(fā)電廠距110kV系統(tǒng)母線45km；出線回路數(shù)為4回；（2）電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量為2500MVA、歸算后的電抗標(biāo)幺值為0.3，基準(zhǔn)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(fù)荷情況（1）低壓負(fù)荷：

6、廠用負(fù)荷（廠用電率）1.1%；（2）高壓負(fù)荷：110kV電壓級(jí)，出線4回，為I級(jí)負(fù)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(jí)2級(jí)；地震裂度7級(jí)；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(shè)計(jì)的任務(wù)要求2.1.原始資料分析本設(shè)計(jì)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(jī)容量為35MW，最小單機(jī)容量為15MW，年利用小時(shí)數(shù)為Tmax=4000小時(shí)，從水電廠接入系統(tǒng)中容量來看，當(dāng)電廠建成投產(chǎn)后，其裝機(jī)容量占系統(tǒng)總?cè)萘康模?*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(dòng)穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用液壓和氣動(dòng)裝置。2.10.5KV斷路器的選擇（1）F1F3發(fā)電機(jī)出口側(cè)斷路器選擇：d2點(diǎn)短路參數(shù)：S?=500MVAI?=26.56KAIch=64.87KA根據(jù)校驗(yàn)條件和斷路器參數(shù)校驗(yàn)：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(dòng)熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用電磁或彈簧操作機(jī)構(gòu)。

8、（2）廠用變10KV側(cè)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(dòng)熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用電磁或彈簧操作機(jī)構(gòu)。二、隔離開關(guān)的選擇1.選擇與校驗(yàn)（1）110KV隔離開關(guān)選擇按d1點(diǎn)短路條件試選：GW4-110（GW4-110D用于110KV出線側(cè)。IItII2根據(jù)校驗(yàn)條件和斷路器參數(shù)校驗(yàn)：gmaxedzt2t所選GW4-11025型戶外隔離開關(guān)完全符合設(shè)計(jì)要求。（2）10.5KV隔離開關(guān)選擇根據(jù)校驗(yàn)條件和斷路器參數(shù)校驗(yàn)：IgmaxIeI2tdzItt，所選GN2-10型戶內(nèi)隔離開關(guān)完全符合設(shè)計(jì)要求。另外，發(fā)電機(jī)F5F

9、6隔離開關(guān)也可選用GN2-10型。三電壓電流互感器選擇：在12#主變低壓側(cè)還應(yīng)各裝設(shè)一組（三只單相，三繞組）電壓互感器，接成Y/Y/形，供發(fā)電機(jī)F1F4并列和測(cè)量儀表用，在廠用電高壓側(cè)也應(yīng)個(gè)裝設(shè)一組（三只單相，三繞組）電壓互感器，接成Y/Y/形供測(cè)量儀表用，其中1#廠用變側(cè)可與1#主變低壓側(cè)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(shè)一組（三只單相，三繞組）Y/Y/接線電壓互感器，用于測(cè)量和保護(hù)用。26對(duì)于發(fā)電機(jī)F5F6裝設(shè)電流互感器與上述相似。主變高壓側(cè)：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(cè)量、電流保護(hù)和主變差動(dòng)保護(hù)。如圖：主變高壓側(cè)

10、電流互感器配置圖主變中性點(diǎn)：設(shè)一只電流互感器，用作變壓器中性點(diǎn)零序電流保護(hù)。110KV出線側(cè)配置2組電流互感器（三相雙繞組）分別用于測(cè)量、計(jì)量電流保護(hù)或距離保護(hù)。如圖：27110KV出線側(cè)電流互感器配置圖母線聯(lián)絡(luò)：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(cè)量和電流保護(hù)。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(jī)出口電壓互感器選擇28（3）12#主變低壓側(cè)電壓互感器的選擇3.電流互感器選擇（1）110KV出線側(cè)電流互感器：最大負(fù)荷電流（按送出發(fā)電廠總出力的1/3計(jì)算）Imax=1.05(1635003)1,73-110選擇互感器型號(hào)LCWD-110300/5A（2）110KV主變側(cè)電流互感器：其中12#主變側(cè)最大負(fù)荷電流Imax=1.05*375001.73*110=207A選擇互感器型號(hào)為：LCWD-110300/5A其中34#主變側(cè)最大負(fù)荷電流Imax=1.05*473001.73*110選擇互感器型號(hào)為：LCWD-110300/5A（3）10KV側(cè)電流互感器：Imax=1.05*187501.73*110=1083A選擇互感器型號(hào)為：LMCD-102000/5A12#主變低壓側(cè)最大負(fù)荷電流Imax=1.05*43750/1.73*10.52165A選擇互感器型號(hào)為：LA-1015