发电厂及电力系统毕业设计

1、毕业设计开题报告课题名称： 银河电站电气部分设计系别水利电力交通工程系专业发电厂及电力系统班级电力200702班姓名孙光琴学号200708011205指导教师张建文时 间2009年6月17日水利电力、交通工程系毕业设计开题报告拟设计题目银河电站电气部分设计综述（本课题研究的意 义、研究的现状及 已有成果）研究意义:1、水力发电是可再生、无污染的生产过程，其运行 费用低，便于进行电力调峰。2、随着国民经济的迅速发展，人们对电的需求增大， 人们对能源的利用越来越重视，经济环保的水资 源受到人们的青睐。如何利用好它，这就需要系 统设计供电方案，为施工提供合理依据，为预算、 维修提供依据保障，提咼供电

2、可靠性。已有成果：已安装一、二、三级。一级装机1250KW 3,二级装机 1250KW和3200KW各一台，三级 2 X 3200KV；研究内容（研究方向，研究 内容、系统功能）研究方向：梯级水电站电气主接线设计；研究内容：1主接线方案选择：按正常工作条件选择、按短路条件校验；2.高压电气设备选择及校验。实现方法及预期目 标（包括实施的初步 方案、重点、难点 及环境）实施方法：1到现场收集有关资料；2. 根据有关资料，提出电气主接线方案；3. 根据主接线方案，作短路电流计算；4. 根据短路电路计算，选择电气设备； 重难点：1.电气主接线；2. 短路电流计算；3. 电气设备选择与校验；环境：四级

3、建立中心变电站，将银河各级电站在此并网，由中心变电所分配到县城和系统。对进度的具体安排2009 年 6 月 4 日-20092009 年 6 月 10 日-2009年6月10日年6月20日2009年 6 月 23 日-20092009年11月5日2009年11月12日年10月28日（选 题）开题报告）毕业设计制作）初稿上交）论文答辩）1房俊龙、黄丽华等编写电力系统分析北京：中国水利水电出版社，20072陈立新、吴志宏主编电力系统分析一一北京：高等教育出版社，2006.7参考文献学出版社，2005.13黄益华主编发电厂 变电站电气设备重庆：重庆大4刘介才编工厂供电一一北京：机械工业出版社，200

4、4.5 5水利工程电气设计手册水利电力部西北电力设计 6电力工程电气设计手册指导教师意见（签署意见并签字）签字:系审查意见审查人签字：年月日摘要此次设计的题目是“银河四级电站电气部分设计”。主要任务是根据所设计电站在 系统中所处的地位，所供负荷性质，地理位置以及电站本身的台数和容量，拟定几个可 能方案进行一般的技术经济比较，通过论证确定一个合理的主接线方案。然后根据选定 的主接线，进行短路电流计算。最后按电气设备选择，选2-4个主要的设备进行选择校验。关键词：电气主接线的选择；短路电流计算；设备校验。AbstractThe design is entitled "Galaxy 4 p

5、ower plant electrical part of the design." The main task is to desig n power pla nt accord ing topositi on in the system, theload for the nature, location,and power station itself, the number and capacityof Taiwa n to develop several possible opti ons for the gen eral tech ni cal and econo mic

6、comparis ons, by a reas on able argume nt to determ ine the main wiri ng program. The n accord ing to the selected mai n wiri ng to carry out short-circuit银河四级电站电气部分设计curre nt calculati on. And press the electrical equipme nt select ion, select 2-4 major calibrati on of equipme nt to choose.Key word

7、s: electrical main wiring of choice; short-circuit current calculatio n; equipme nt calibrati on.第1章原始资料1.1 简 述银河四级电站位于XX县，属于银河梯形开发的第四级电站，银河水系规划九级电 站，现已安装一、二、三级，一级装机 1250KW*3二级装机1250K州口 3200KW各一台, 三级2*3200KW为了达到梯级电站各站运行合理安排，水能充分的利用；电能集中控制， 电力统一调配的目的。在四级建立中心变电站，将银河各级电站在此并网，中心变电站 分配到县城和系统。其系统图见图（1）。根据

8、水能计算，银河四级电站拟定装机容量2*4000KW水能发电机组。选型设计数据如下：水轮机水头：设计水头：34m最小水头：16m最大水头：41m水轮机主要参数：型号：HL240-LJ-140直 径：1.4m额定转速：300rpm/mi n额定功率：3333KW额定流量：12.6m/s飞逸转速：640rpm发电机的主要参数：型号：GS325-36/20额定容量：4000KW功率因素：COS&=0.8频率：50HZ电压：6.3KV转速：300rpm水磁 机：型号:TY18-2/9-6容量:600KW电压：额定三相电压：220V额定单相电压:110V1.2 银河梯级水电站联络示意图3 x 12

9、50kw 1250kw8200kw2x3200kw4000kw 4000kw一级二级三级LGJ70LGJ70LGJ703 km县城LGJ703 km四z1；级” d 中心变电所LGJ7080km注：-3 5 k v 线路-110 kv线路©发电站变电所图(1)河）系统第2章 确定电站主变压器本电站为小型电站，两台发电机的额定容量都为4000KVA且发电机的端电压为6.3KVA在6-10KV之间,四级电站与系统有直接联系.当两台发电机同时正常运行时,其 输出功率的70%为4480KVA考虑到变压器的容量越大投资越大，且顾及到电站的未来发 展和扩建,故选择容量在8000KVA的变压器两台

10、.本电站是将发电机发出的电升压至 35KV 110KV与 一级、二级、三级、县城变电站 联络故选用高压侧为35KV 110KV的三相三绕组变压器.我国35KV 110KV采用星型连接其中性点多通过消弧线圈接地,四级35KV 110KV 已采用了接地，遵循两台主变接地原则以及满足在水电站两台发电机组同步并列运行的 影响,综合考虑,主变的接线组别为Y0/Yq/ -12-11。因有载调压变压器结构较复杂价格比较昂贵，处于经济性考虑所以不选用有载调压 变压器两台主变的容量均为在8000KVA以上属于大容量变压器，所以选用冷却方式为油浸 风冷却.综合考虑选用SFSL1-1OOOO/12接线组别Yq/Yq

11、/ -12-11, 空载损耗17.72KW,负载损耗93.5KW 99.7KW 78.1KW,空载电流0.55 %的变压器。水电站主变压器型号参数名称型号额定容量额定电压阻抗电压台数三绕组变压器FSL1-1OOOO/12110000咼压110KV中压35KV低压6.3KV17.5%、10.5%、6.5%2第3章确定电站的电器主接线3.1电气主接线的概述发电厂和变电站的电气主接线图由各种电气元件和发电机、变压器、断路器、隔离 开关、互感器、母线、电缆、线路等按照一定要求和顺序连接起来，并用国家统一规格 图形和文字符号表示的，发、变、供电的电路图。1、其重要性如下：（1）电气主接线图是电气运行人员

12、进行各种操作和事故处理的重要依据。（2）电气主接线图是表明了发电机、变压器、断路器和线路等电气设备的数量规 格，连接方式及运行方式。（3）主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，也直 接影响到工农业生产和人民生活。2、对电气主接线的基本要求如下：（1）根据系统和用户的要求，保证必要的供电可靠性和电能质量。（2）具有运行、维护的灵活性和方便性。（3）经济性。（4）电气主接线具有将来发展和扩建的可能性。3.2电气主接线的方案选择与比较由相关资料我们已知该电厂为水电厂。1、水电厂的主接线特点是：（1）水电厂大部分建设在水力资源丰富的江河上，一般距负荷中心较远，很少有 机端负荷，

13、发电机发出的电能绝大部分送入电力系统。（2）水电厂的主接线应力求简单以利于自动化和减少操作。（3）水电厂的装机台数和最终容量，是根据江河的水能利用的的条件一次确定（4）水电厂多建在地形狭窄的山区，升压变电站和其他配电装置的布置，当受到 地形的限制时，选择主接线应尽可能采用荷比接线的节省占地面积，减少土石方量。3.3简述本（四级）电站主接线图本站装机2台（P=2*4000KW,发电机电压等级6.3KV。6.3KV侧采用隔离开关分段的单线接法通过两台绕组变压器将电压分别升至35KV 110KV。35KV侧采用不分段单母线、单断路器的双母线出线四回。分别与一级、二级、三级、县城联络110K V侧采用

14、不分段单母线，出线一回与系统联络。确定三种接线方案，通过比较，择优选用:第一种方案：LJ优点：简单清晰，设备少，运行操作方便，且便于扩建缺点：6.3KV母线侧隔离开关出线故障，发电端断路器出现故障，机组都要停。第二种方案:优点：具有很高的可靠性、运行灵活性和多样性缺点：增加了母联断路器与隔离开关，加大了投资成本，经济性不好，不利于电站 的扩建第三种方案:优点：当6.3KV母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，非故障母线段可继续运 行，相对单母线接线，缩小了母线故障的影响范围。缺点：当一段6.3KV母线发生故障时，将使该母线段电源出线全部停电减小了系统 发电量。综合各种因素结合本站在电力系统中的

15、位置以及对本站的投资等实际情况选择第 三种接线方式为本站接线方式最合理，最科学，最经济的方式。第4章 说明书4.1 说明1、短路电流计算依据电力工程设计手册。2、短路电流计算采用运算曲线法的个别变化法。3、所有发电机均匀阻尼绕组并装有自幼励磁调节器。Xc=O,因此下列计算值比4、因为不知系统有关参数，故设系统为无限大功率电源 实际值偏大。5、取Sb=100MVA,V=VN计算各元件标么值。4.2 短路计算4.2.1绘制计算系统图（根据图（2）作图如下）| 35kv县城i HOkv系统3kri3km3>k1250KW L250KW3£0OKV 23200KWCO£=o.

16、g cos&r=o.e35km8OknQ 5訂F sF勺?4000KWcos=0,8图i ti4.2.2计算各元件电抗标么值并作等值电路图。1、各元件电抗标么值计算XG 1 = XG ”2 = XG -3Xd "|B=O.2SN1OO1.251OO O.8O.25= 12.8O.8XG.4=Xd.4"蛍=0型=020028=12.81.25Sn0.25_ v IIXG 6= Xd .6XG 7=Xd .7"_ vIIXG 8= Xd 8XG -9= Xd -9"Ud%X.1o =10 1000.8鱼=0.2100心 100 0.8 =53.23.

17、2Sn0.8S 曙=02 警=5Sn0.8鱼=0.2辱0.2心耳5Sn3.23.20.8邑=0.2 空=02 1=444Sn0.8鱼=0.2 型"2 =444Sn0.8Sn 100 暑 2.19 = X*T1X 11 = X*12 =11 12 100Ud%乞=型 型=3.25=X*t2=X*t3Sn1002X13 = X *14-X*15鱼=9.32100 =2.32 =X*t4 =X*T5 =X*T6100Sn1004*T4X*16200 (U IJ % U ”U n%)fN (10.5 6.5-17.5) 100 = 08200X*17二 X*2i20(0(U in % U 皿

18、 I % -U n%) Sbx 18二 X*20Sn200Sb 1Sn2001(17.5 10.5-6.5)U皿丄-U n%)(17.5 6.5-10.5) 100 = 0.848型=1.348X -22= X0LUSBr =0.4 6 100 =0.175b2372X2 X0L= 0.4 3=0.0880 UB2372X2 X0L-SBr =0.4 3 嘤=0.088U b2372X2 X0L-SB2 = 0.4 35 100 =1.0230 UB2372SB100x 26 = x0 L2 = 0.4 802 = 0.242U B1152、制作等值电路图10 1127T9 f?32512.8

19、3、网络化简X27X “28X 29X 30220.175亠230.0881213325、？273Z240.088二 X*1 / x*2 / x*3X*io / X* ii=X*4 / X*5= X*12/ X*1314 J15232 V2732®f67 5rF712.8312.82 32.19 3.252.19 3.2512.8 512.8 5= 4.27= 1.313.25 2.323.25 2.32= 1.36Fc170.84160Fc266厂181.34F821、084r 201.3419 PF9x 32x 33x 34x 35x 36=x*6 x*7x*14x*15= 2.

20、52.322.32 2= 1.16x*8 / X*9x*16x*18x*17=2x*x*/ x*192021=01.340.671.34 20.8420.84 20.42FcFC2223240.1750.088zxfT x.0.0881.023_350.67260.242360.421.31>1.361.1627 <29 _ 、314.273601 25"严 LDF123F45F67283032340K(3)332ICtF89x .37二x*27x*28二 4.271.31 二 5.58x 38二x*29x*30= 3.61.36 二 4.96x 39=x*31x*32=

21、 2.51.16= 3.66x.40=X36x*26= 0.2420.42 = 0.6620.175375.57F45X.41 =X*37X*22X*4i X*38X*42X*23230.088240.088<1.023393.66535067LK(3)331JT4.96F67F89= 5.58 0.175 = 5.755525士 =2.665.755 4.96= 2.66 0.088 =2.748X*43 X*39-2.748 3.665,1.572.748 3.665x*4x*24 =1.57 0.088 =1.658Fc251.023400.662Fl234567400.662k(

22、3)33Fc网络变换丫- X.46X* 45X* 35X*25X*45 x*35.658 °.67 1.658 0.67 =3.411.023X.471.658X*25 X*35 X*25 x*35 1023 067 1.023 0.67 =2.11x*45Fc472.11F1234 567X 48 = X* 47 X* 40463.41400.662Fc332F8921仆 °.662 052.11 0.662FcFl234567463.41480.5334、求计算电抗：Xjs1.2.3.4.567SpESj4 1.25 3 3.2100 0.8二 0.62Xjs8.9.-

23、X*33'-X*47Sj=22 4100 0.8= 0.21 js系统.1 1X480.51 js = 1 B 1 js3Ubjs系统2= 18.3293 6.3查运算曲线得:电源l"(t=0)I°.2(t=0.2)h(t=4)1严）1.721.62.2I (8、9 )5.63.853.2251系统18.32918.32918.329总和25.64923.77923.754K冲击电流ich (瞬时值):ich =2.55l；s =2.55 25.649 =65.4KAK冲击短路电流Ich (有效值)：Ich =1.51|J1.51 18.329 = 27.68KAS

24、p2 厂鶯3i0.2 Uc =昴23.7796.3= 259.47MVA短路电流计算结果:、短路电流短路点l"（KA）(KA)Ich(KA)ich(KA)S0.2 (MVA)k(3)25.64923.75427.6865.4259.47第5章电气设备的选择与校验5.1 6KV电压级隔离开关的选择与校验1、按回路工作电压及开关电流选择Ug =(11.1)Un =(11.15) 6KV =66.9KVg1.05 Sfn1.05 40003 6.3 0.8= 481.125A由此可选取GW4-10/600查其有关参数如下Ue =220KV6.9KVIe =1250A 481.125A故适合运用2、检验隔离开关的动热稳定ip =100KA远大于 ich =65.4KAIt =40KAt =3s= 5.32KA因此，能满足动稳定要求符合稳定性要求5.2 6 KV电压级断路器的选择：(1) 按工作电压、电流、断路器及短路容量选择Ug =(11.1)Un =(11.15) 6KV =66.9KV= 481.1251.05 Sfn = 1.05 4000.3U av 3 6.3 0.8故选取断路器，其技术