220kV网络线路和发电厂电气设计毕业设计.doc

目 录0 前言 31 资料分析 31.1 原始资料 3 1.2 资料分析 52 电气主接线的设计 52.1 发电机和变压器接线选择 5 2.2 水轮发电机组选择 52.3 主变压器的选择 72.4 主变压器和发电机中心点接地方式 112.5 220kV出线方式的选择 122.6 PH2站厂用电接线的设计 152.7 厂用变压器选择 153 短路电流计算 163.1 计算短路电流的目的 163.2 实用短路电流计算假设 163.3 短路电流周期分量有效值的计算 173.4 网路等值电路及各等值参数计算 193.5 等值网络图 213.6 各短路点的短路计算 213.7 各短路点短路电流的时间周期分量表 324 电气设备选择 334.1 导线的选择 334.2 断路器的选择 38 4.3 隔离开关的选择 464.4 电流互感器的选择 534.5 电压互感器的选择 585 继电保护配置设计 605.1 发电机保护配置及其整定计算 605.2 变压器保护配置设计及其整定计算 755.3 线路保护配置及其整定计算 101220kV网络线路和发电厂电气设计XX XX XX XX XX 指导老师：XX（200X级电气工程及其自动化专业）摘 要：水力是无污染的可再生能源，用水力资源发电可以节约大量资源量有限的煤炭、石油等矿物燃料，而水力发电厂就是将水库中的水经泵压流进水力涡轮机，使涡轮机转动，涡轮机再带动发电机来发电。

本次设计主要是2×200MW和1×50MW的水力发电厂电气部分初步设计以及4条出线的网络线路设计，设计的重点在PH2站一次电气主接线方案的选定和一次电气设备的正确选择，发电机、变压器、线路导线的选择，相关短路电流的计算，系统继电保护的配置与整定等内容通过这次设计，将我们所学的知识应用于实际中去，巩固了我们对水电站电气设计相关的知识, 同时让我们发现自己对所学专业知识不足的地方，为以后的工作和学习提供有利帮助 关键词：发电站 电气主接线 电气设备 保护与自动装置The Design of the 220kv Electric network circuit and the Electric Elements of the Hydro-plantYang Xiao Xie Qiang Song Jun Liu Yong Cheng Shou-kun Instructor: Huang Min (2007 Electrical Engineering and Automation)Abstract: Hydraulic power is the pollution-free and renewable energy, It can save lots of limited fossil fuels, such as coal and oil, if we use hydraulic resources to generate electricity. And the hydro-plant flows the water in the reservoir by hydraulic turbines into the pump pressure, make the turbine rotate, and make the generator generate electricity. This design is mainly designing the 2 x 200MW and 1 x 50MW hydroelectric plant’s electric elements and four outgoing network lines. The focal point is the choice of the once main electrical wiring schemes and the once electric accessory，the choice of the transformers, alternators and network circuit, the related current calculation in the circumstance of short circuit,the configuration and the setting of the system protection and so on. By means of this design, We can apply the knowledge into practice, consolidate our knowledge about the design for hydro-plant. At the same time, let us find the inadequate professional knowledge what have learned, provide us help for the future work and learning.Key words: hydro-plant main electrical wiring electrical equipment electric accessory Protection and automatic device 0 前言当前中国经济发展的良好环境为水电建设提供了前所未有的有利条件，中国经济整体环境愈来愈好，政策环境和融资条件越来越宽松，这些都为水电建设提供了前所未有的有利条件。

丰富的水能资源和巨大的市场需求为水电建设长期发展奠定了坚实的基础，中国水电建设发展前景广阔水电开发的基本思路是：根据电力工业发展重点及布局，水电建设主要开发调节性能好、水能指标优越的大型水电站和因地制宜开发中小型水电站，重点水电站开发和流域梯级开发相结合重点开发黄河上游、长江中上游及其干支流、红水河、澜沧江中下游和乌江等流域积极推进国家“西电东送”战略，支持中西部地区和少数民族地区加快水电的发展在煤炭短缺、水能资源丰富的华中、福建、浙江、四川等地区，挑选一批调节性能好、电能质量高的中小河流，进行梯级连续开发在调峰能力弱、系统峰谷差大的电网，在加强电网调峰规划的基础上，选择优良的站址，适当建设抽水蓄能电站随着社会的飞速发展、进步，人们对电能的依赖程度也是越来越高它在工矿企业、交通运输、科学技术、国防建设和人民生活中都得到广泛的应用是我们现代生活之中必不可少的一种能源电能可由其他形式的能转换而来，也可简便的转换为其他形式的能源一个国家发电量的多少可以说直接影响到这个国家的国民生产总值在科技技术飞速发展的今天，各个领域都在进行着技术革命，但这些技术的革新都必须依赖于电力的发展，发电厂作为电力系统中一个重要的环节，在这些技术发展的过程中起到了非常重要的作用。

展望未来，世界水电发展将有如下趋势：积极开发水电，重视对现有工程的更新改造，从而提高效率，加深对水电环境影响评价的研究，对水电效率作出客观全面的评价，依靠科技进步推动水电建设1 资料分析 1.1 原始资料1.1.1.PH2站接入电力系统示意图图1 电力系统示意图系统：，S为无穷大系统，；S站:无穷大系统PH1站:装机4×50+3×200MW上220kV母线SB1站:降压为110kV,供160MWPH2站:装机2×200+50MW上220kV母线；其中50MW经三圈变上220kV；35kV 中间抽出厂用分支约为电极容量30%；35kV侧供20MWSB2站: 降压110kV: 供50MWSB3站: 降压110kV, 供150MW1.1.2.发电站类型确定有压引水式水电站，主要建筑有堤坝、有压隧洞、调压室、压力水管、厂房、尾水渠等1.1.3.发电机台数和容量2×200MW，UN=13.8kV，，，；1×50MW， UN=10.5kV，，，1.1.4.电力负荷（1）厂用电率：1% ；（2）发电机电压负荷：无；（3）升高电压母线上负荷：220kV电压级，，以4回供电线路将功率分别送入系统。

1.1.5.环境条件假设（1）地年最高温42℃，年最低温-4℃，年平均温度26℃；（2）当地海拔高度小于1000m；（3）待建电站PH2场地不受限制，室外，交通情况较好；（4）土壤电阻率1150Ωm1.2 资料分析根据假设的海拔、年气温、跟土壤电阻率等分析知道这个电站及系统大概位于中国西南部四川片区PH2站总装机容量为450MW，这个电站在我国属于中型电站升压到220kV和35kV分别送入周边变电站SB1、SB2、SB3、附近自用其主要电压等级分别为220kV在整个西南部四川电网之中都是比较普偏的四川电网电压等级以110kV、220kV、500kV 形成主网系统通过华中与华东联网，建立了“川电外送”通道按照供电区域，四川电网可划分为5个供电地区，即川西供电区、川南供电区、川东供电区、攀西供电区和川西北供电区我们在对这个电站的设计时应当全面地考虑问题，既要考虑到我们四川水源年均情况，也要考虑到四川电力负荷水平分配，还有业主实际的经济投资等等2 电气主接线的设计 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节主接线的确定与整个发电厂运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大影响。

因此，必须正确处理各方面的关系，其设计的原则是根据水电厂在电力系统中的地位、所在的地理位置、电压等级、跟其经济等具体情况确定2.1 水轮发电机组选择水轮发电机的结构型式主要取决于水轮机的型式和转速，同时要兼顾厂房布置的要求伞式水轮发电机适用条件为n<150转/分，悬式水轮发电机适用于n＞150转/分的情况，悬式水轮发电机的水轮机机坑及发电机定子直径较小，推力轴承支架布置在定子上部的上机架内，维修方便，运行稳定性好在选择水轮发电机结构型式时，一般可用下列条件作为造型判别：时，采用悬式；时，采用伞式；时，可采用全伞式式中——定子铁芯内径（m）；——定子铁芯长度（m）；n——额定转速（rpm）根据以上，结合所给机组容量等条件，PH2站选用三台立轴悬式水轮发电机分别为：SF200-12/5400两台和SF50-18/3600一台，主要参数如下表所示：（1）东方电机厂200MW水轮发电机组主要参数表1 200MW发电机组主要参数表型 号SF200-12/5400 额 定 容 量(MVA/MW)222.22/200 额 定 电 压(kV)13.8额 定 电 流(A)9297额 定 功 率 因 数0.9（滞后）额 定 频 率/Hz50相 数∕相3额定转速/r.min-1500（2）东方电机厂50MW水轮发电机组主要参数表2 50MW发电机组主要参数表型 号SF50-18/3600 额 定 容 量(MVA/MW)55.56/50 额 定 电 压(kV)10.5额 定 电 流(A)3235额 定 功 率 因 数0.85（滞后）额 定 频 率/Hz50相 数∕相。