110kv水电站电气部分设计.docx

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1、摘要：水电站的电气部件的设计是电网中的重要组成部分，其是否正确，将会对水电站的 整体操作的灵活性、可靠性产生很大的影响。电气部件的设计还与配电设备的布局、继电 保护、电气的选用、控制以及自动设备的仿真制定等方面起着至关重要的作用。文中对电 力系统主要连接线路的选取、导线及用具的选取、避雷器及发电机的中点接地等进行了详 细的分析。如果能够将上述问题处理得妥当，那么水电站将能够在相对安全、相对稳定的 条件下持续运转。在中国乃至某些发展中国家，水电已是我国最重要的电力来源，它所产生的电力远高 于其它类型的电力，因此，对水电的安全性进行研究是我们必然要进行的一项工作，并且 要做好这个工作。同时，我们也

2、要做好水电站的雷击防护工作，我们不但要在水电站内埋 下一些避雷针，同时也要在水电站内设置防雷网。关键词：水电站电气主接线设计短路电流设备防雷设计Abstract: The design of electrical components of hydropower station is an important part of the power grid, whether it is correct or not will have a great impact on the flexibility and reliability of the overall operation of hyd

3、ropower station. The design of electrical components also plays a n important role in the layout of distribution equipment, relay protection, electrical selection, co ntrol and simulation of automatic equipment. In this paper, the selection of main connecting line s, the selection of conductors and

4、appliances, the grounding of arresters and generators are analy zed in detail. If the above problems can be dealt with properly, the hydropower station will be a ble to continue to operate under relatively safe and stable conditions.In China and even some developing countries, hydropower has been th

5、e most important source of electricity in China, and the electricity produced by hydropower is far higher than other types of electricity. Research on the safety of hydropower is a work that we must carry on and do wel 1. At the same time, we should also do a good job of the hydropower station light

6、ning protection work, we not only have to bury some lightning rods in the hydropower station, but also set light ning protection network in the hydropower station.Key words: main electrical wiring design of hydropower StationLightning Protection Design of Short Circuit Current Equipment.目录1绪论11.1 选题

7、的意义，目的11.2 国内外研究现状12电气主接线设计22.1 对水电厂原始资料分析22.2 电气主接线设计依据32.3 电气主接线设计的一般步骤32.4 技术经济比较33短路电流计算63.1 短路电流计算的目的63.2 短路电流计算的一般规定63.3 短路计算的基本假定63.4 短路电流计算的方法74发电厂配电装置布置114.1 配电装置的设计原则114.2 对配电装置的要求114.3 配电装置设计135防雷保护与接地155.1 防雷保护155.2 接地装置176继电保护与自动装置设计186.1 继电保护设计186.2 自动装置设计197结论20参考文献21致谢错误!未定义书签。1绪论11选

8、题的意义，目的随着社会的发展，我国的产业也进入了一个新的时期，我们的生活离不开用电， 人民群众对电网的稳定，供电的连续性和可靠性的要求也越来越高。在我国的多种能源 形式中，水力发电是最重要的一种。利用水力发电系统，将水中的引力势能转换成电能， 然后由水力发电系统输出电能。我选择了水电站电气部分的设计，是因为在电力系统的 网络中，发水电站电气接线是一个非常关键的环节，它对运行的可靠性、灵活性有很大 的影响，而且对电气的选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的制定都 有很大的帮助。从当前的电力能源结构来看，我国以火电占主导地位。然而，因为在使用时存在 着严重的环境污染问题，在当今的煤炭价

9、格居高不下的情况下，它的运营费用也比较高, 而且还受到了锅炉以及其它火电站用电设备的制约，它的资源利用率很低，总体来说， 它的热效率仅在30%50%之间。相对来说，水力发电具有许多显著的优点。所以，本文 对水电工程中有关水电工程的设计问题进行了探讨。1.2国内外研究现状如何有效地利用网水电，使水库在防洪、发电、通航、供水等方面起到最大的作用， 是我国水利水电开发的重要内容。为了达到以上目的，许多国内外的专家、学者进行了 大量、深入的研究，无论是在理论方法的创新还是在实际的应用中，都获得了一系列有 重大影响的创新性科技成果，并造成了广泛的社会影响。在这一部分中，本文重点介绍 了国内外在水电开发中

10、的研究进展，包括水电开发中的最优调度、水电开发中的调峰调 度等。2电气主接线设计2.1 对水电厂原始资料分析2.1.1 原始资料(1)所述水力发电厂的大小和特性：本电厂在近端无I、Ik Hl型负载，属于次要电厂，拟配12座变电站。电压水 平是一个可选择的发电机电压和UOKV水平。与外部世界的联系有以下几种：经由50 KM的联络线路(线路类型可选择)连接至经由2X50MVA变压器升压至 4X20MW HO Kv的发电站。经由30 KM的连接线路(可选择的线路类型)连接至无穷大的系统。正如在图 2-1中所示:3OKMIlOKVz,d=O.214*2OMWUK- 10.5%2* SOMVA5OKM图

11、2-1原始连接图(2)负荷：IIokV端：夏天：负载比率100%负载天数：185天，冬天：负载比率40%负载天 数：180天发电端：工厂用电量为0 2%(3)附加信息该地区的海拔为420公尺,一年中的气温最大值为32摄氏度,最大值为28摄氏度， 最大值为32摄氏度。未提供其它数据，如地形，地震等，则视作不限。2.1.2原始资料分析根据设计中的信息，本水电站属于典型的小型水电，不承担重要负载的供电，对设 备的可靠性、安全性、灵活性等没有特别苛刻的要求，拟采用1-2台变压器。对其地势 不作严格的要求，但出于节约土地的目的，尽量做到布局紧凑，方便操作和管理。此外， 周边的环境与天气对器材的选用也没有

12、很大的限制。总结来说，在进行方案的时候，要 对提供的数据进行全面的分析，并与具体的条件相联系，使方案具有可靠性、安全性和 经济性。2. 2电气主接线设计依据在水电厂的电力系统中，电力系统的主要线路设计是其主要内容。它与电力系统、 枢纽条件、电站动能参数、电站运行的可靠性、经济性等有着密切的联系，并且对电气 布置、设备选择、继电保护和控制模式等都会产生很大的影响。因此，一定要与当地的 电力系统和电站的实际条件密切联系起来，对其进行综合的分析，并对其进行适当的调 整，并进行技术经济对比，最终选择出合适的接线方案。电力总线路的基本要求是：（1）可靠度：可靠度的度量，通常是以主线路类型和主装置运行的可

13、能性为基础， 以某种法则为基础，通过“不允许”事故发生的法则、停电的预期时长等，来选择若干种 线路类型。（2）灵活性：开关发电机，变压器，线路断路器应具有可靠和方便的运行方式和 灵活的调度方式。（3）经济方面：在经过优选比较后，该项目的设计应该尽量使投资省，占地少， 电力损耗小。2. 3电气主接线设计的一般步骤（1）全面地分析了工程中的设计依据及基本数据。（2）计算出主变压器的容量及变压器的数量，并对其可应用的主要线路型式进行 初步设计。（3）对短路电流进行控制的必要性进行分析，提出相应的控制对策。（4）对所选择的主要连接方式，从技术、经济上进行全面对比，选择最优的主要 连接方式。1.1.1

14、4技术经济比较1.1.2 变压器接线方案在满足可靠性、灵活性和经济性要求的条件下，结合当前的技术标准和已经取得的 成功的运营经验，可以采用如下几种方法：（1）（如图2-2所示）单母线接线优势：设备较少、线路清楚、经济效益好、操作简便、不容易发生错误、易于使 用整组的配电装置、以及母线易于向两端延长、易于扩展等。不利之处：母线或母线的断路器因维修或失效而必须全部断开，即将导致整个工 厂的长时间断电。但这也给他们带来了很大的不便，因为他们的电源必须是并行的，而 不是分开的，而且当他们出现故障时，会产生很大的短路电流。通用用途：通常仅用于具有较小环路和无大负载的电站。x图2-2单母线接线示意图(2)

15、单元接线(图23)图23单元接线示意图优点：母变和母变的等效的功率、最简洁、最清楚的线路连接方式、最少的故障 波及的区域以及运行的可靠性和灵活性等特点；采用了最少的电源装置，最简便的配置 方式，最少的维修工作，最容易的继电保护。不足之处：主变和开关数目较多，安装场地和装置投入较大；在电力系统中，由 于主变的高压侧回路较多，使得主变的高压侧回路较多，使得主变的高压侧回路较多， 从而影响了主变的高压线的简单性；当主变发生故障时，对单元的供电产生影响。通用应用：通常情况下，IOO MW或更高功率，6个或更少的单位；当机组的功率 为45-80兆瓦时，经过经济性对比，不适合使用其他线路。图2-4扩大单元接线示意图（3）具有以下特点：线路布置简洁，便于操作和维修；与单机配网相比，可降低 主变和对应的高压装置数量，减小安装面积，节约资金；与各单位的线路相对比，任何 一单位的停电，都不会对工厂的电力造成任何影响，该单位的两个单位停电，仍然可以 有一个系统的主变的持续运行；通过降低主变的电压输出，使主变的结构简单，并使主 变的电压端连接更加简单。（4）不足之处：当主变发生故障或进行大修时，两个单元的功率不能同时输送； 由于在低电压端增设了两个开关，同时加大了发电机的电压端的短路能力，所以在大变 的低压端可以采用分割绕组来