50MW水电站电气部分设计.doc

X50MW水电站电气部分设计（总76页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可--内页可以根据需求调整合适字体及大小-本科毕业设计（论文）4X50MW水电站电气部分设计XXX指导教师 XXXX 专业年 级 电气工程及其自动化学 号 XXXXX 二O—二年十二月中国昆明摘要本设计为4X50MW的水力发电厂的电气部分（发电机、变压器、电气一次主接线 及屋外升压站配电装置等）进行初步设计，初步设计内容包含屋外升压站所电气设 计，新建4x50MW的水电厂，分为三个电压等级以一回220KV电压等级的架空线路输 入系统，两回口 OKv电压等级的架空线路供地方用电，10KV系统为水电厂自用电 220KV采用单母线接线，llOKv侧采用单母线分段接线，安装两台SFPS7-120000 / 220三 绕组变压器通过对原始资料的详细分析，并结合设计任务书的要求，进行了电气主 接线方案的技术经济比较；地区负荷的设计计算；短路电流计算；主要导体和电器设 备的选择和校验；配电装置、防雷设计、继电保护规划设计，最后编制了设计说明并 绘制了主接线通过对此次设计的训练，进一步巩固加深了所学的专业基础知识和专 业技能，培养了使用规范化手册、规程等基本工作实践能力。

关键词:水电站 电气主接线 短路电流 设备选型 防需 继电保护1.1设计目的和意义一、毕业设计的目的和意义毕业设计是在完成全部专业课基础上进行的最后一个实现培养口标的一个重要教 学环节，是培养学生综合素质和工程实践能力的教育过程，对学生的思想品德、工作 态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响通过询期对专业课的学习以及实习 活动，使其对电能的生产、分配和输送过程有了全面的了解，但对电厂接入系统的方 式，短路电流的计算、电气设备以及载流导体的选择以及配置情况只停留在理论水 平通过毕业设计应达到以下要求：1＞所以通过毕业设讣的训练，进一步巩固和加深所学的理论知识、基本技能，使 之系统化和综合化2、 培养我们独立工作，独立思考并运用所学的知识解决实际丄程技术问题的能 力3、 结合设计课题培养我们独立获取新知识的能力，进一步掌握扩大所学专业知 识4、 通过毕业设讣的训练，使我们树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思 想和观点；树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与 他人合作的工作作风1.2原始资料及设计任务要求一、原始资料分析1、原始资料待设计发电厂装机容量为4x50MWz功率因素，厂用电率％, Tmax小时为4600。

机组台数：4台利用小时数：4600小时/年供电距离：120Kmo地区负荷的最大负 荷占电站装机的25%,地区负荷功率因素，地区负荷供电距离20Km° —、二类负荷 占总负荷的70%o1、 成果提交（1） 设计说明书及计算书1份（2） 电气主接线图1份（采用1号图纸手绘或者CAD图A3号图纸打印）二、 设计任务1、 电气主接线设计•，论证设计的主接线为最佳方案；2、 电厂发电机参数计•算及发电机选择；3、 主变压器参数计•算、比较、连接方式比较及主变压器选择；4、 发电厂地区负荷计算、连接方式优化设计；5、 发电厂厂用电接线设计，选择厂用变压器的台数及容量；6、 短路电流计算；7、 导体和电器设备选择；8、 高压配电装置设计；9、 发电厂继电保护及自动装置配置；10、 变电站防雷保护设计三、 初拟定设计内容1、 设计参数（1） I类负荷方案表1 I类负荷方案参数机组容厂用送电序类型量cos电率距离丁max号(MW(km小时(%)))系统220 kV或S (MVA)110kV01水电4x5012046000（2）地区负荷方案表2地区负荷方案参数序号类型cos送电距离（km）系统35kV或llOkVS(MVA)X072002、 电力系统与本厂连接情况（1） 发电厂在电力系统中的地位和作用：中小型（2） 发电厂在联入系统中的电压等级220RV及出线回路1回。

3） 发电厂地区负荷电压等级MOkV及出线回路2回4） 电力系统总装机容量200MW系统标幺电抗X*=0o3、 电力负荷水平（1） 厂用电率：%□高压负荷：22OkV电压级：1个；出线回路：1回，为I类负荷，最大输送功率： 150MW,中压负荷：llOkV电压级：1个；岀线回路：2回，为地区负荷，最大输送 功率：50MW , Tmax： 4600h4、 设计自然条件：海拔 1000m ,本地区污秽等级2级，地震裂度 5级，最 高气温32 C,最低气温-2 C,平均温度15 C,最大风速2m/s,其他条件不限5、 设计任务待设计水电站与系统连接分析；水电站电气主接线方案优化设计，绘制电气主接 线图；水电站地区负荷接线优化设计；站用电接线优化设计；短路电流计算；水电站 导体和电气设备选择设计；水电站高压配电装置设计，水电站过电压保护及防雷规划 设计，水电站仪表与继电保护配置规划设计，绘制保护配置图；编制设计说明书（含 计算书）5摘要前言设计目的和意义原始资料及设计任务要求第1章发电厂电气接线优化设计 错误!未定义书签1. 1电气主接线设计概述 错误!未定义书签1. 2电气主接线的初步方案选择设计 错误!未定义书签。

1. 3电气主接线方案经济选择技术比较 错误!未定义书签1. 4最优电气主接线方案确定 错误!未定义书签1. 5发电机和主变压器选择 错误!未定义书签1. 6厂用电设计 错误!未定义书签1. 7最优电气主接线绘制 错误!未定义书签第2章短路电流计算 错误!未定义书签2. 2短路电流计算概述 错误!未定义书签2. 2短路电流计算过程 错误!未定义书签2. 3短路电流计算成果 错误!未定义书签第3章导体和电器选择 错误!未定义书签3. 2导体和电器选择设计概述 错误!未定义书签3. 2导体的选择与校验 错误!未定义书签3. 3主要电器设备选择和校验 错误!未定义书签3. 4导体和电器选择成果表 错误!未定义书签第4章高压配电装置优化设计 错误!未定义书签4. ［高压配电装置概述 错误!未定义书签4. 2高压配电装置优化设计 错误!未定义书签4. 3高压配电装置总平面布置要求 错误!未定义书签第5章防雷保护和接地装置设计 错误!未定义书签5. 2发电厂过电压及防护分析 错误!未定义书签5. 2避雷器的规划与选择 错误!未定义书签5. 3避雷针规划设计及保护 错误!未定义书签第6章仪表与继电保护配置规划设计 错误!未定义书签。

6. 2仪表与继电保护配置规划 错误!未定义书签6. 2继电保护配置规划设计 错误!未定义书签结论 错误!未定义书签参考文献 错误!未定义书签附录 错误!未定义书签2第1章发电厂电气接线优化设计1. 1电气主接线设计概述发电厂电气一次接线是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响运行的可 靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定 都有决定性关系在设计时应同时考虑水电站主接线的可靠性，灵活性和经济性，制 定出最佳方案主接线的设计依据在选择电气主接线时，就以下列各点作为设汁依据；一、 发电厂在电力系统中的地位和作用1•电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类 型大型主力发电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入330〜500kV高压系统；地区电厂 靠近城镇，一般接入110〜220kV,也有接入330kV；企业自备厂则以对本企业供电供热 为主，并与地区110〜220kV系统相连中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电2. 发电厂电气主如此线电气主接线方案的选择，主要决定发电厂的类型、工作特 性、发电厂的容量、发电机和主变压器的台数和容量发电厂由于在电力系统中地位 和作用不同，其电气主接线的可靠性和经济性的要求也不同。

二、 发电厂的分期和最终建设规模1•发电厂的机组容量，就根据电力系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因 素进行选择，最大装机容量以占系统总容量的8〜10%为宜一个厂房内的机组，其台 数以不超过6台、容量等级以不超过两种为宜2. 发电厂建设规模应根据电力系统5〜10年发展规划进行设计为了保证对用户供 电的可靠性，在一期工程的设计中，发电厂的主变圧器不应少于两台三、 负荷大小和重要性1. 对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能够保证 对全部一级负荷不间断供电2. 对于二级负荷一般要有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去后，能保证 全部或大部分二级负荷的供电3. 对于三级负荷一般只需一个电源供电四、系统备用容量大小1. 系统中需要有一定的发电机装机备用容量运行备用容量不宜少于8〜10%,以 适应负荷突增、机组检修和故障停运三种情况2. 装机有两台（组）及以上主变压器的发电厂，当其中一台事故断开时，其余主 变圧器的容量应保证该发电厂的70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间 内，应保证用户的一、二级负荷供电系统备用容量的大小将会影响运行方式的变化例如：检修母线或断路器时，是 否允许线路、变压器和发电机停运：故障时允许切除的线路、变圧器各机组的数量 等。

设计主接线时，应充分考虑这个因素主接线设计和基本要求我国电气设计的技术规程规定：“主接线应根据发电厂电力系统中的地位、回路 数、设备特点及负荷性质等条件确定，并且应满足运行可靠、简单灵活、操作方便和 节省投资等要求"以下就可靠性、选择性、灵活性和经济性要求说明一、可鼎性供电可靠是电力生产和分配的首要要求电气主接线必须满足这个要求研究主接线可靠性应注意的问题1. 应重视国内外长期运行的实践经验及可靠性的定性分析主接线可靠性的衡量标 准是运行实践，至于可靠性的定量分析山于基础数据及计算方法尚不完善，计算结果 不够准确，因而LI前仅作为参考2. 主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合3. 主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气可以 简化接线4. 要考虑所设计发电厂在电力系统中的地位和作用二、 灵活性主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性1. 调度时，应可以领土后地投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负 荷，满足系统在事故运行方式下的系统调度要求2. 检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不 致影响电力网的运行和对用户的供电。

3. 扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线在不影响连续供电或停电时 间最短的情况下，投入新装机组、变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部 分的改建工作量最少三、 经济性主接线在满足可幕性、灵活性要求的前提下做到经济合理1. 投资省1） 主接线应力求简单，以节省断路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等 一次设备2） 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆3） 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器2. 占地面积小主接线设计要为配。