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，我们也要做好水电站的

2、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:Thedesignofelectricalcomponentsofhydropowerstationisanimportantpartofthepowergrid,whetheritiscorrectornotwillhaveagreatimpactontheflexibilityandreliabilityoftheoveralloperationofhydropowerstation.Thedesignofelectricalcomponents

3、alsoplaysanimportantroleinthelayoutofdistributionequipment,relayprotection,electricalselection,controlandsimulationofautomaticequipment.Inthispaper,theselectionofmainconnectinglines,theselectionofconductorsandappliances,thegroundingofarrestersandgeneratorsareanalyzedindetail.Iftheaboveproblemscanbed

4、ealtwithproperly,thehydropowerstationwillbeabletocontinuetooperateunderrelativelysafeandstableconditions.InChinaandevensomedevelopingcountries,hydropowerhasbeenthemostimportantsourceofelectricityinChina,andtheelectricityproducedbyhydropowerisfarhigherthanothertypesofelectricity.Researchonthesafetyof

5、hydropowerisaworkthatwemustcarryonanddowel1.Atthesametime,weshouldalsodoagoodjobofthehydropowerstationlightningprotectionwork,wenotonlyhavetoburysomelightningrodsinthehydropowerstation,butalsosetlightningprotectionnetworkinthehydropowerstation.Keywords:mainelectricalwiringdesignofhydropowerStationLi

6、ghtningProtectionDesignofShortCircuitCurrentEquipment.目录1绪论11.1 选题的意义，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17

7、6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

8、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

9、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、IkHl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50KM的联络线路(线路类型可选择)连接至经由2X50MVA变压器升压至4X20MWHOKv的发电站。经由30KM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:3O

10、KMIlOKVz,d=O.214*2OMWUK-10.5%2*SOMVA5OKM图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02%(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

11、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）

12、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

13、对比，选择最优的主要连接方式。1.1.1 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

14、。x图2-2单母线接线示意图(2)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，100MW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

15、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控制其短路能力。（5）通用应用：具有很大的通用性，能够很好地符合水电工程的布局特征，在电网正常运转及水库调控能力许可的情况下，通常都可以采用；如果水电站仅有一个扩展单元，除了要符合系统的容许条件之外，还要注意避免在主变压器回路出现故障或进行维修时，会导致大量弃水、电能损失以及对下游的用水产生不利的影响，此外，还应该考虑到有一个可靠的外部厂用电源。（6）有关装置线路上安装一台开关的问题装置线路上，如有以下任何一种条件，则可认为安装一台电源线路上的一台开关：具有高峰负载的水力发电厂，往往会出现全机组停电现象，而机组启动，排水，照明都需要用到变压器，这时，可以在与变压器相连的