2×15MW水电站电气部分课程设计

水电站电气一次部分课程设计系 别 电气工程系 专 业 小型水电站及电力网 学 号 0912150116 姓 名 盛海龙 指导教师 徐 健 设计时间 2011 年 2 月 25 日 215MW 水电站电气设计1215MW水电站电气部分设计摘要本次设计是水电厂电气部分设计。该水电站的总装机容量为215=30MW。高压侧为 110Kv，一回出 线与系统相连，一回出线与装机 100MW 的电站相 连，其最大输送功率为 50MW，该电厂的厂用电率为 0.2%。根据所给 出的原始资料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。在对发电厂一次系统分析的基础上，对发电厂的配电装置布置、防雷保护、继电保护和自动装置、同期系统、监控系统均做了初步简单的设计。毕业设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，巩固和加深对电气工程及其自动化专业的理解，树立工程设计的观念，提高了电力系统设计的能力的作用。关键字：电气主接线，短路电流计算，设备选型，配电装置布置，防雷保护， 继电保护和自动装置，同期系统，监控系统。215MW 水电站电气设计2215MW 水电站电气设计3目录前言第一部 分 设计说明书 .1第一章 绪论 .11.1 本课程设计的目的和要求.11.2 本课程设计的内容.11.2.1 本次设计主要内容 .11.2.2 本次设计最终的设计成品 .11.3 本设计引用的规程和规范.2第二章 电气主接线设计 .32.1 对水里发电厂原始资料分析.32.2 电气主接线设计依据.42.3 主接线设计的一般步骤.42.4 技术经济比较.52.4.1 发电机电压（主）接线方案 .52.4.2 主接线方案拟定 .92.5 水轮发电机的选择.152.6 主变的选择.162.6.1 相数的选择 .162.6.2 绕组数量和连接方式的选择 .162.6.3 普通型与自偶型选择 .162.7 各级电压中性点运行方式选择.17215MW 水电站电气设计4第三章 短路电流计算 .193.1 短路电流计算的基本假设.193.2 电路元件的参数计算.193.3 网络变换与简化方法.203.4 短路电流实用计算方法.20第四章 电气设备选择 .224.1 断路器和隔离开关的选择.224.2 导体、电缆的选择 .234.3 电流、电压互感器的选择 .244.4 避雷器的选择.254.4.1 避雷器的设置 .254.4.2 避雷器的选择 .26第五章 防雷保护与接地 .275.1 防雷保护.275.1.1 直击过电压 .275.1.2 入侵雷电波保护 .285.2 接地装置.295.2.1 一般规定 .295.2.2 降低土壤电阻率的措施 .305.2.3 本水电站接地网的布置 .30第六章 主要电气设备汇总 .31第二部分 设计计算书 .34215MW 水电站电气设计5第一章 电气主接线设计计算 .341.1 一次投资计算.341.1.1 主变压器的选择 .341.1.2 断路器、隔离开关的选择 .341.1.3 一次性综合投资 .351.2 年运行费用计算.351.2.1 检修费与折旧费 .351.2.2 变压器的电能损耗 .35A1.3 静态比较法.37第二章 短路电流计算过程 .382.1 阻抗元件标么值计算.382.2 点三相短路电流计算 .401f2.2.1 计算转移阻抗及计算阻抗 .402.2.2 查水轮机计算曲线并求出各时刻电流标么值 .402.2.3 计算短路电流有名值 .402.2.4 各时刻短路点 处三相短路电流计算如下 .411f2.3 点三相短路电流计算 .412f2.3.1 计算转移阻抗及计算阻抗 .412.3.2 用线性插值法求出各时刻电流标么值 .422.3.3 计算短路电流有名值 .422.3.4 各时刻短路点 处三相短路电流计算如下 .422f第三章 电气设备选择及校验部分计算 .45215MW 水电站电气设计63.1 断路器和隔离开关的选择和校验.453.1.1 机端断路器和隔离开关（10.5KV ）的 选择 .453.1.2 主变压器出口断路器和隔离开关（110KV）的选择 .463.1.3 110kV 母线出线 断路器和隔离开关的选择 .483.1.4 厂用变压器（10kV ）的断路器和隔离开关的选择 .513.2 电流、电压互感器的选择 .523.2.1 10kV 机端电流互感器的 选择 .523.2.2 110kV 母线及 进出线电流互感器的选择 .543.2.3 厂用变压器进线电流互感器的选择 .553.2.4 10kV 机端电压 互感器的选择 .563.2.5 110kV 母线及 进出线电压互感器的选择 .573.2.6 厂用变压器进线电压互感器的选择 .59附录 .61参考文献 .62215MW 水电站电气设计1第一部分 设计说明书第一章 概述1.1 本课程设计的目的和要求本设计、运行、科研等方面的工作奠定坚实的理论基础。课程设计是在我们进行了水电站电气设备专业课程理论学习和电厂认识实习之后进行的。通过课程设计，让我们理论联系实际，系统、全面地掌握所学知识，培养我们分析问题、工程计算和独立工作的能力，让我们树立工程观点、社会主义市场经济观点，初步掌握水电站电气部分的设计方法，并在计算、分析和解决工程实际问题等方面得到训练，为今后从事电力系统及发电厂有关。1.2 本课程设计的内容1.2.1 课程设计主要内容：（1）发电厂主接线的设计。（2）短路电流计算。（3）电气设备的选择（母线 电缆 断路器 隔离开关 互感器 避雷针）。（4）防雷保护和接地装置设计。1.2.2 课程设计成果：215MW 水电站电气设计2（1）课程设计正文，包括说明书（扼要阐明设计思路和各设计内容的最终成果，并附必要的图表）和计算书（方案技术经济比较，短路电流的计算，电气设备的选取的计算及成果），合订在一起。（2）附图 A3（主接线图 ）1.3 本设计引用的规程和规范设计中，应根据设计任务书及国家现行的有关政策和各专业设计技术规范而进行。国内设计必须遵守的规程和规范主要有：GB/T40641993 电气设备安全设计导则SDJ1611985 电力系统设计技术规程GB502171999 电力工程电缆设计规范SDJ51855 高压配电装置设计技术规程GB142851993 继电保护和安全自动装置技术规程215MW 水电站电气设计3第二章 电气主接线设计2.1 对水力发电厂原始资料分析1、待设计发电厂类型：水力发电厂；2、发电厂一次设计并建成，计划安装 215MW 的水力发电机组，利用小时数 4000 小时年。3、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；4、电力系统的总装机容量为 600MVA、归算后的电抗标幺值为 0.3，基准容量 Sj 100MVA;5、发电厂在电力系统中所处的地理位置、供电范围示意图如下所示。10kV系 统 变 电 站待 设 计发 电