水电站电气部分设计.doc

大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 题 目： 水电站电气部分设计 II水电站电气部分设计内容摘要电力的发展对一个国家的发展至关重要，现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用，为了顺应其发展，也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求，本设计采用了目前我国应用最广泛的发电机—变压器组单元接线，主接线型式为双母线接线，在我国已具有较多的运行经验设备的选择更多地考虑了新型设备的选择，让新技术更好的服务于我国的电力企业并采用适宜的设备配置及可靠的保护配置，具有较好的实用性，能满足供电可靠性的要求关键词：电气主接线；水电站；短路电流；目 录内容摘要 I1 绪论 11.1 水电站的发展现状与趋势 11.2 水电站的研究背景 11.3 本次论文的主要工作 22 电气设计的主要内容 32.1 变电所的总体分析及主变选择 32.2 电气主接线的选择 42.3 短路电流计算 42.4 电气设备选择 102.5 高压配电装置的设计 193 变电所的总体分析及主变选择 213.1 变电所的总体情况分析 213.2 主变压器容量的选择 213.3 主变压器台数的选择 213.4 发电机—变压器组保护配置 224 电气主接线设计 244.1 引言 244.2 电气主接线设计的原则和基本要求 244.3 电气主接线设计说明 255 短路电流计算 275.1 短路计算的目的 275.2 变电所短路短路电流计算 276 结论 30参考文献 31 1 绪论 1.1 水电站的发展现状与趋势水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，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张的情况下，世界各国普遍优先开发水电大力利用水能资源中国不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，都居世界第一位截至2007年，中国水电总装机容量已达到1.45亿千瓦，水电能源开发利用率从改革开放前的不足10%提高到25%水电事业的快速发展为国民经济和社会发展作出了重要的贡献，同时还带动了中国电力装备制造业的繁荣三峡机组全部国产化，迈出了自主研发和创新的可喜一步小水电设计、施工、设备制造也已经达到国际领先水平，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2007年1-11月，中国水力发电行业累计实现工业总产值93,826,334千元，比上年同期增长了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，比上年同期增长了35.91%2008年1-8月，中国水力发电行业累计实现工业总产值77,284,104千元，比上年同期增长了25.14%；累计实现产品销售收入78,176,606千元，比上年同期增长了26.59%；累计实现利润总额18,007,801千元，比上年同期增长了14.03%。

中国经济已进入新的发展时期，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，能源供应出现紧张局面，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，对于解决国民经济发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发展，无疑具有非常重要的意义另外，大力发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，对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定，具有不可替代的作用水电开发通过投资拉动、税收增加和相关服务业的发展，将把地方资源优势转变为经济优势、产业优势，以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展1.2 水电站的研究背景1878年法国建成世界第一座水电站20世纪30年代后，水电站的数量和装机容量均有很大发展80年代末，世界上一些工业发达国家，如瑞士和法国的水能资源已几近全部开发20世纪世界装机容量最大的水电站是巴西和巴拉圭合建的伊泰普水电站，装机1260万千瓦世界第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站世界装机容量最大的抽水蓄能电站是1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。

世界第一座潮汐电站于1913年建于德国北海之滨最大的潮汐电站是法国建于圣玛珞湾的朗斯潮汐电站，装机24万千瓦日本在1978年建成的海明号波浪发电试验船则是世界上第一座大型波能发电站中国大陆最早建成的水电站是云南省昆明市郊的石龙坝水电站(1912) ，电站一厂于1910年7月开工，1912年4月发电，最初装机容量为480 kW中国1988年竣工的湖北葛洲坝水利枢纽，装机271.5万千瓦中国1986年在浙江省建成试验性的江厦潮汐电站，装机3200千瓦中国的广州抽水蓄能电站，一期工程装机120万千瓦，计划在90年代完工1994年已开工兴建的三峡水利枢纽建成后，装机容量为2250万千瓦（32台70万KW+10万KW地下电源电站），到目前为止已经成为世界上最大的水电站1.3 本次论文的主要工作本次水电站设计4台460MW的机组，500KV电压等级，通过三回线与系统相连对主接线的基本要求包括可靠性，灵活性及其经济性电气主接线设计是水电站电气设计的主体，它与电力系统，电站动能参数以及电站运行的可靠性，经济性等密切相关并对电气布置，设备选择，继电保护和控制方式等都有较大的影响因此主接线设计，必须结合电力系统和发电厂的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。

312 电气设计的主要内容1) 确定发电厂电气主接线的最佳方案；2) 确定发电厂厂用电接线的最佳方案；3) 计算短路电流；4) 电气设备的选择和校验；5) 高压配电装置的设计；6) 通过参阅《水电站机电设计手册》、《电力工程设计手册》、《电力工程设备手册》《电力工程概算手册》等专业资料，力求对方案的确定，设备的选择及配电装置的设计都有较为详尽的阐述和科学的理论依据，希望能提交一份令人满意的设计书 在国民经济飞速发展的今天，电力对于一个国家来说更为重要，以设计出技术先进、经济合理的方案为目的，力求设计内容具有实用性及先进性此次设计虽经严谨认真的设计过程，难免有疏漏和不足之处，望能提出良好的改进意见2.1 变电所的总体分析及主变选择主变压器的容量和台数的确定原则：所以选择发电机-变压器组单元接线的主变压器时，应遵循以下原则：变压器容量选择按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定发电机容量：460MW COS=0.9 =460/0.9=511.1MVA511.1（1-0.5%）=505.989MVA505.989（1+10%）=556.588MVA=556588KVA 556588/3=185529KVA选用无励磁调压变压器YN，d11 表2-1主变压器参数表表格用三线格型 号DFP-170000/550/空 载 电 流（%）0.8容 量170000KVA空 载 损 耗（KW）162电压高 压（KV）55022.5%负 载 损 耗（KW）600低 压（KV）20阻 抗 电 压（%）142.2 电气主接线的选择 对主接线设计的基本要求1) 满足用户或电力系统的供电可靠性和电能质量的要求；2) 接线简单、清晰、操作维护方便；3) 接线应具有一定的灵活性；4) 满足电站初期发电及最终规模的运行要求，还应考虑便于分期过渡；5) 技术先进，经济合理。

6) 水电站一般距负荷中心较远，在发电机电压侧很少接有大功率用户，而7) 较高电压送电，故主变压器容量多按机组容量确定8) 大型水电站都担负系统调峰，调频和事故备用，利用小时数一般较低，因此开停机比较频繁9) 水电站开机程序比较简单，机组起动迅速，并容易实现自动化2.3 短路电流计算电力系统的事故大部分是由短路引起的，发生短路时，电流可能达到正常运行电流的十几倍，这样大的电流所产生的热效应和力效应会使电气设备受到严重损坏，因此，在进行设计时，应采取措施尽快切除短路故障，以使载流部分保持热稳定和动稳定1）网络变换图2-1等值电路图2）求计算电抗基准功率 =1000MVA 基准电压=查表得主变：DFP-170000/550/-22.5%/20 % = 发动机：SF460-48/12300 厂变：SZ6-800/20 % = 7= =X=X== =X=== =X=X=① 当d1点短路时（母线短路） X=(0.824+0.411)/4=0.309② 当d2点短路时（发电机出口侧） X=（0.824+0.411）/3=0.412∑=③ 当d3点短路时（厂用低压侧） X=（0.824+0.411）/3=0.412利用分步系数法和星三角变换法： 计算电抗求值 f-1点 f-2点 f-3点 2.4 电气设备选择断路器的选择与校验高压断路器是发电厂和变电站电气主系统的重要开关电器，高压断路器的主要功能是：把设备或线路接入电网或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起着保护作用。

高压断路器是开关电器中最为完善的一种设备，其最大特点是能断开电器中负荷电流和短路电流用开关电器切除通有电流的线路时，只要电源电压大于10～20V,电流大于80～100mA，在开关电器的动静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧，而电弧能否熄灭，决定于电弧电流过零时，弧隙的介质强度恢复速度和系统恢复电压上升速度的竞争断路器不但要满足正常运行和短路开断性能要求，对不同接线方式、配置在不同位置的断路器，还应满足不同条件下的多种开断要求，如近区故障、发展性故障、并联开断、反相开断、且空载长线路或空载变压器，以及切合并联电抗器等，对调峰运行水电站，还应满足频繁操作的要求对超高压断路器还要能适应电力系统稳定和过电压对断路器的要求，如快速开断、同支性和限制内过电压措施等①　 现代高压开关电器中，灭弧方式有：②　 利用灭弧介质③　 采用特殊金属材料作灭弧触头④　 利用气体灭弧⑤　 采用多断口熄弧⑥　 提高断路器触头的分离速度⑦　 SF6断路器性能较优，不检修周期间隔期长，噪声低，运行稳定，安全可靠，寿命长，有利于简化接线500KV电压等级的断路器（8台）选择要求：断路器的额定关合电流，不应小于短路冲击电流值。