晏家水电站电气一次课程设计方案说明书

安化晏家水电站电气一次局部课程设计说明书适用专业：发电厂及电力系统指导教师：名目第一章设计原始资料简况… (5>工程任务和规模… (7>机器及金属机构… (8>其次章变压器的选择主变压器的选择… (10>厂用变压器的选择… (11>第三章电气主接线设计电气主接线的简况… (14>电气主接线的方案拟定及比较… (14>主接线方案的拟定… (14>主接线方案的比较… (14>第四章短路电流计算短路电流计算的目的… (17>短路电流计算的内容… (17>短路电流计算的方法… (17>短路电流计算成果表… (18>第五章设备的选择、校验电气一次设备选择的一般条件… (19>电气一次设备的选择及成果… (21>前言水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进展电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧急的状况下，世界各国普遍优先开发水电大力利用水能资源。中国不管是水能资源隐蔽量，还是可能开发的水能资源，都居20231.751027%。水电事业的快速进展为国民经济和社会进展作出了重要的奉献，同时还带动了中国电力装备制造业的富强。三峡机组全部国产化，迈出了自主研发和创的可喜一步。小水电设计、施工、设备制造也已经到达国际领先水平，使中国成为小水电行业技术输出国之一。此外，中国水电产业各项经济指标增长较快。2023年1-1193,826,334年同期增长了20.88%；累计实现产品销售收入89,240,772千元，比上年同期增长了20.17%；累计实现利润总额24,689,815千元，35.91%。20231-11111,348,95023.50%；累计实现产品销售收入113,147,151千元，比上年同期增长了24.80%；累计实现利润总额26,863,763千元，比上年同期增长了9.75%。中国经济已进入的进展时期，在国民经济持续快速增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供给消灭紧急局面，生态环境压力持续增大。据此，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济进展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续进展，无疑具有格外重要的意义。另外，大力进展水电事业将有利于缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推动地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定，具有不行替代的作用。水电开发通过投资拉动、税收增加和相关效劳业的进展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业进展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面进展。本次设计从主接线、短路电流计算、主要电气设备选择等几方面对水电站电气设计进展了阐述，并绘制了电气主接线图<推举方案〕、电气主接线图<比较方案〕、升压站平面布置图、厂房电气设备布置6.3KV高压开关柜接线方案图、低压配电屏接线方案图、变电器主保护回路图和原理图、机组保护原理图等相关设计图纸。本文是在湖南水利水电学院水利建筑工程系何荣锋教授的细心指导下完成的。何荣锋教师治学严谨、学问广博、擅长捕获事物、的争论方向。在毕业设计期间何荣锋教师在设计的选题何设计思路上给了我很多的指导和帮助。何荣锋教师循循善诱的教案方法、热忱待人的处事方法、一丝不苟的治学态度、对学生严格要求的敬业精神给我留下了很深的印象。在此，我对恩师表达最崇高的敬意和最真诚的感谢！由于本人学问有限，设计中有很多错误和不妥之处，敬请各位教师批判指正。第一章设计原始资料简况渠江镇位于安化县西南部，柘溪水库库区上游西岸，为安化、化、溆浦三县交界之处，水路可经柘溪库区至安化县城及沿河各S225的晏家村，晏家村与溆浦县善溪乡相邻，该村距渠江镇镇政府驻地15km，距善溪乡政府驻地3km，现有人口1100人，人均收入不到1200晏家水电站位于资水一级支流渠江下游，距资水入河口15km，坝址以上把握集雨面积620km2，占渠江总流域面积的72.9%。该电站上游原规划开发水电站八座，总装机容量28120kW，依次为：①175～207m570km2，规划装8000kW；②207～232m330km23200kW；③232～285m315km2，6400kW；④285～325m为大兴水电站，把握集雨面积290km2，规划装机5000kW；⑤207～242m182km2，规划2023kW250～292m76km21260kW292～342m站，把握集雨面积68km2，规划装机1260kW；⑧岗东河支流342～390m60km21000kW。拟建晏家水电站位于梧桐水电站下游3km处，为径流式电站，2×1600kW，38.8m3/s。工程任务和规模晏家水电站位于资水一级支流渠江下游，坝址处在安化县渠江镇晏家村境内，且紧临溆浦县善溪乡，其库区及集雨区域大局部属溆浦县境内。该工程上游水位受梧桐水电站尾水把握，下游水位受柘溪水库的调整影响。据渠江流域的水电规划，梧桐水电站利用水头为175～207m高程；依据柘溪水库多年运行的状况，其常水位一般在160～165m。由上可知，从梧桐水电站至柘溪水库间有约10m水头的水资源可以开发利用。依据保证出力，从年发电量、年利用小时数、工程总投资和工程年运行费用等各项指标综合分析后，本阶段选择装机容量为3200kW。依据电站的流量水头特性，承受轴流式机组。综合考虑电站的21600kW180cm，额定转速300r/min，额定流量19.4m3/s，额定点效率90%。机器及金属机构<1〕水轮机主要参数型号：ZD680-LH-180 额定水头：10.0m额定出力：1778kW 额定流量：19.40m3/s额定工况点效率：90% 定转速：300r/min<2〕2个YWT-3000<3〕发电机主要参数型号SF1600-20/26001600kW26300V300r/min；0.8。<4〕变压器主变型号：S9-4000/35 台数：1台站用变型号：SC10-315/6.3 台数：1台本电站主要金属构造为电站流道进、出口工作闸门和检修闸门以及其启闭设备。闸门均承受钢闸门，共7扇；启闭设备均承受手电两用螺杆式15t、210t、215t。其次章变压器的选择主变压器的选择电力变压器是水电站关键的一次设备，其功能是将电能电压上升或降低，以利于电能的合理输送、安排和使用。制造条件、牢靠性要求和运输条件等因素。对330制造条件、牢靠性要求和运输条件等因素。对330及其以下晓以大电压系统中，当不受运输条件限制时，一般选用三相变压器，由于单相变压器相对而言投资大、占地多、运行损耗也较大，同时配电装置构造简洁，增加了修理工作量，因此本设计中主变压器承受三相电力变压器。电力变压器按电压调整方式分，可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。本设计中主变压器承受无励磁调压变压器。电力变压器按绕组导体材质分，有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器，由于铜绕组变压器损耗低，故本设计中主变压器选择铜绕组变压器。356.3KV电力变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变电器。双绕组变压器用于连接电力系统中的两个电压等级，356.3KV压等级，所以本设计中主变压器承受双绕组变压器。电力变压器按冷却方式分，可分为干式变压器和油浸式变压器。干式变压器依靠空气对流进展冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。油浸式变压器依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。近年来大型变压器都采用强迫油循环这种冷却方式，本设计中主变压器承受强迫油循环水冷式的电力变压器。空载损耗<KW>00表空载损耗<KW>00电压组合负空阻型号额定容量(KVA>高压高压分<KV 接范围〕 <%〕联结低压组(KV>别载损耗<KW载电流<%抗电压<%>〕〕S9-630/356307.81.0850.376.5S9-1000/35100012.1.501.06.5S9-125O/3512503514.1.800.96.5S9-1600±5Y,d10.517.2.130.86.51600/351105S9-2023/35202319.2.6000.756.5S9-2500/35250021.3.1000.756.5S9-3150/3531503538.524.3.8050.707S9-400O/3540004.6029.00.707S9-5000/3550005.5033.00.607S9-6300/3563006.6037.00.607.5S9-8000/3580008.5042.00.557.5S9-10000/3510000±2×2.510.511Ynd1110.048.30.557.5S9-12500/351250012.057.50.508.0S9-16000/351600014.670.00.508.0变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，106.4MW，所以主4000KVA。2.1，本设计选择S9-4000/35作为主变压器。厂用变压器的选择厂用变压器容量选择的根本要求和应考虑的因素厂用变压器原边额定电压必需与引线处电压全都；副边额定电压则与厂用电压相协作。厂用变压器可以选用双绕组变压器，但大型机组的厂用变压器多项选择择用低压绕组分裂变压器。厂用变压器的容量必需满足厂用机械正常运转和自起动的要求。厂用变压器的阻抗电压不能太小，否则短路电流大，厂用系统的高压断路器无法选用价格低廉的轻型断路器，阻抗电压也不能太大，否则无法满足电压波动和电动机自启动要求。电压组合型号(KVA>电压组合型号(KVA>高压(KV>低压(KV>空载负载联结组损耗损耗别<KW><W>空载电流<%〕阻抗电压<%〕SC10-30/6300.1800.7251.64SC10-50/6500.2500.9851.24SC10-80/6806±5%0.3551.1601.04SC10-100/61006.3±2×2.5%0.4D,yn11Y,yn110.3901.5000.84SC10-100.461.80125/6125000.84SC10-160/61600.5302.1000.84SC10-200/62000.6052.5000.840.740.740.740.740.640.66SC10-250/6SC10-250/6SC10-315/6SC10-400/6SC10-500/6SC10-630/6SC10-800/62503154005000.4Yd116308000.722.740 00.873.445 00.973.960 01.154.510 51.325.800 01.516.920 01、电动机负荷电动机的计算负荷PMC------电动机效率；------电动机功率因数。式中：PMN--电动机的额定容量，KW------电动机效率；------电动机功率因数。2.3序序设备型号功效参与计算负荷容量号名称数<KW率率全部运行一台机检修〕因台容量台容量数数数1供水泵J62-26200.988.499.52249.76132低压空压机JO73-3200.888.252.40126.206653压油装置油J71-22280.989.269.14134.75泵104顶盖排水泵J42-214.50.885.16.0216.02805浮充电机JO51-14.50.885.16.2316.234506蓄电池室通J41-6110.776.11.8111.81风机277主厂房通风JO23112.20.881.12.7512.75机-4458桥式吊车1600.788.188.2059照明20.180%16.1080%16.102总计253.9231.4765%266.6243.073计入最大负荷同213.3194.40.6～0.8432、厂用变确实定2.22.3SC10-315/6。第三章电气主接线设计电气主接线的简况电气一次主接线设计是泵站供用电网络的主体构造，是电气设计的根本任务。电气主结线设计应充分考虑系统安全、稳定、灵活、经济。对泵站具备防洪功能的特别性，必需保证供电系统可靠、机组运行灵敏。整体设计中，应满足规定的技术标准，结合泵站实际，进展综合比较优化，得到最正确结线方案。电气主接线的方案拟定及比较主接线方案的拟定<1〕依据原始资料确定初步拟定：

KV方案

台台

形式

式发电机变压器单元接线<2〕依据《其次章变压器的选择》选择以下型号的变压器方台型号 接线方式 参数案数方方空载损耗：4.60KW案1S9-4000/35Y,d11负载损耗：29.0KW一阻抗百分比:Ud=7%方空载损耗：2.60KW案2S9-2023/35Y,d11负载损耗：19.0KW二阻抗百分比：Ud=6.5%主接线方案的比较对一个水电站而言，电气主接线在电厂设计时就依据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的牢靠性、运行的灵敏性和便利性、经济性、进展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。它的接线方式能反映正常和事故状况下的供送电状况。依据原始资料和比较方案分析现列出两种主接线方案。35KV6.3KV一台主变~~~方案二：35KV~~~现对上述主接线方案进展比较：方方案发电机变压器单元接线工程1.牢靠性较高；身故障率少2.有两台主变压器工作，保证牢靠性2.6.3KV故障时，停电时间了在变压器检修或故障时，不较短致使该侧不停电，提高了牢靠性6.3KV6.3KV灵敏性灵敏性好杂经济性设备相对少，投资小设备相对多，投资较大通过对两种主接线牢靠性，灵敏性和经济性的综合考虑，辨证统一，现确定第一方案为设计最终方案。第四章短路电流计算短路电流计算的目的<1>电气主接线比选:短路电流计算可为不同方案进展技术经济比较，并为确定是否实行限制短路电流措施等供给依据。<2>选择导体和电器:如选择断路器、隔离开关、熔断器、互感器等。其中包括计算三相短路冲击电流、冲击电流有效值以校验电气设备动力稳定，计算三相短路电流稳态有效值用以校验电气设备及载流导体的热稳定性，计算三相短路容量以校验短路器的遮断力气等。<3>选择继电保护装置和整定计算在考虑正确、合理地装设保护装置，在校验保护装置灵敏度时，不仅要计算短路故障支路内的三相短路电流值，还需知道其他支路短路电流分布状况；不仅要算出最大运行方式下电路可能消灭的最大短路电流值，还应计算最小运行方式下可能消灭的最小短路电流值；不仅要计算三相短路电流而且也要计算两相短路电流或依据需要计算单相接地电流等。短路电流计算的内容1>短路点的选取：各级电压母线、电动机末端。2>短路时间确实定：依据电气设备选择，确定计算短路电流的时间。3>短路电流的计算：无穷大系统短路电流；有限大系统短路电流；各级电压中性点不接地系统的单相短路电流。计算的具体工程短路电流计算的方法供配电系统某处发生短路时，要算出短路电流必需首先计算出短路点到电源的回路总阻抗值。电路元件电气参数的计算有两种方法：标幺值法和知名值法。标幺制是一种相对单位制，标幺值是一个无单位的量，为任一参数对其基准值的比值。标幺值法，就是将电路元件各参数均用标幺值表示。由于电力系统有多个电压等级的网络组成，承受标幺值法，可以省去不同电压等级间电气参量的折算。在电压系统中宜承受标幺值法进展短路电流计算。知名值法就是以实际知名单位给出电路元件参数。这种方法通1KV短路点平均电压<KV〕短路点平均电压<KV〕6.3356.36.3计算电抗0.20.270.31310.25.54.153.590.05t=02.0161.5231.3181.37t=0.14.053.32.950.051.4861.2111.0831.37t=0.63.683.162.910.051.3511.161.0681.37t=13.553.12.920.051.3031.1411.0721.37t=23.573.082.960.051.3101.131.0861.37t=43.233.062.990.051.1851.1231.0971.37冲击电流16.57731.3487.9853.68<KA〕短路电流<KA〕5.2610.0562.4880.05第五章设备的选型、校验电气一次设备选择的一般条件电器选择是发电厂和变电站电气设计的主要内容之一。正确的选择电器是使电气主接线和配电装置到达安全、经济运行的重要条件。在进展电器选择时，应依据工程实际状况，在保证安全、牢靠的前提下，乐观而稳妥地承受技术，并留意节约投资，选择适宜的电器。尽管电力系统中各种电器的作用和工作条件并不一样，具体选择方法也不完全一样，但对它们的根本要求却是全都的。在进展设备选择时，必需执行国家的有关技术规定，依据工程实际状况，在保证安全、牢靠的前提下，做到技术先进、经济合理、运行便利等要求。电器要能符合上述要求，必需按正常工作条件进展选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定。(1>按正常工作条件选择电器①额定电压和最高工作电压设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择。即电气设备的额定电流是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。即电气设备的额定电流是在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该贿赂在各种合理运行方式下的