《某水电厂电气主接线设计fajv.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某水电厂电气主接线设计fajv.docx（23页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、发电厂厂电气主主系统课课程设计计某水电厂厂电气主主接线设设计班级、学学号:(姓名)指导教师师:姚明明仁三峡大学学科技学院院20099年7月5日三峡大学学课程设计计任务书书20009 年年春春季 学期期学院：科科技学院院课程名称称某水电厂厂电气主主接线设设计指导老师师姚明仁系 别专 业学生姓名名班 级2006640993/994学 号课题概述述：设计一座座小型水水电厂的的电气主主接线。主主要完成成电气主主接线方方案的确确定，短短路电流流计算和和主要电电器设备备选择与与校验。原始资料料及主要要参数：1 发发电厂规规模1.1 安装装立式水水轮发电电机2台台，单机机容量55MV.AA。年利利用小时时数
2、35500小时时。1.2 水轮轮发电机机型号参参数型号：TTS2660/552-110，SSN=5MVV.A，UN=6.3kVV，COSSN=0.8。三三相；550Hzz；xd%=19.65；x2%=112.449；xx0%=77.722；励磁磁方式为为可控硅硅自并励励；2电力系系统与本本厂连接接情况该水电厂厂以355kV输电线线路一回回输送至至17kkm处的的城关变变电站。城城关变电电站主变变一台，型型号：SSFS77-2000000/1110；容容量：2200000kV.A；额定定电压（kV）：11022.5%/35/11；短路电压：U高-中%=17.5；U高-低%=10.5；U中-低%=
3、6.5。城关变电电站1110kVV侧短路路阻抗为为0.005，111kVV侧无电电源。3电力负负荷水平平3.1 发电电机电压压负荷坝区最大大为3550kWW，COSS=00.866，Tmaxx=23000h，二级负负荷，馈电回回路数为为2回。生活区最最大负荷荷为2550kWW，COSS=00.855，Tmaxx=25500hh，三级负负荷。3.2 厂用用电率按按装机容容量的44%计算。3.3高高压负荷荷35kVV电压级级1回，为二级级负荷。最大输输送容量量为3.2MVV.A，COSS=00.9，Tmaxx=35000h。4 环环境条件件（略，可可按昆明明市的环环境条件件考虑）。目 录录某水电厂
4、厂电气主主接线设设计学 生：指导教师师：姚明明仁（三峡大大学 科科技学院院）摘 要要：关键词：水电厂厂；电气气主接线线；短路路计算；设备选选择前言1 主接接线方案案的设计计主接线应应满足可可靠性、灵灵活性和和经济性性三项基基本要求求。（一）可可靠性供电可靠靠性是电电能生产产和分配配的首要要要求，主主接线首首先应该该满足这这个要求求，其具具体要求求如下：（1）断断路器检检修时，不不宜影响响对系统统的供电电。（2）断断路器或或母线故故障以及及母线检检修时，尽尽量减少少停运的的回路数数和停运运时间，并并么保证证对一级级负荷及及全部或或大部分分二级负负荷的供供电。（3）尽尽量避免免发电厂厂、变电电所全
5、部部停运的的可能性性。（4）大大机组超超高压电电气主接接线应满满足可靠靠性的特特殊要求求。（二）灵灵活性主接线应应满足在在调度、检检修及扩扩建的灵灵活性。（1）调调度时，应应可以灵灵活地投投入和切切除发电电机、变变压器和和线路，调调配电源源和负荷荷，满足足系统在在事故运运行方式式、检修修运行方方式以及及特殊运运行方式式下的系系统调度度要求。（2）检检修时，可可以方便便地停运运断路器器、母线线及其继继电保护护设备，进进行安全全检修而而不致影影响电力力网的运运行和对对用户的的供电。（3）扩扩建时，可可以容易易地从初初期接线线过渡到到最终接接线。在在不影响响连续供供电或停停电时间间最短的的情况下下，
6、投入入新装机机组、变变压器或或线路而而不互相相干扰，并并且对一一次和二二次部分分的改建建工作量量最少。（三）经经济性主接线在在满足可可靠性、灵灵活性要要求的前前提下做做到经济济合理。1.投资资省（1）主主接线应应力求简简单，以以节省断断路器、隔隔离开关关、电流流和电压压互感器器、避雷雷器等一一次设备备。（2）要要能使继继电保护护和二次次回路不不过于复复杂，以以节省二二次设备备和控制制电缆。（3）要要能限制制短路电电流，以以便于选选择价廉廉的电气气设备或或轻型电电器。（4）如如能满足足系统安安全运行行及继电电保护要要求，1110kkV及以以下终端端或分支支变电站站可采用用简易电电器。2.占地地面
7、积小小主接线设设计要为为配电装装置布置置创造条条件，尽尽量使占占地面积积减少。3.电能能损失少少经济合理理地选择择主变压压器的种种类（双双绕组、三三绕组或或自耦变变压器）、容容量、数数量，要要避免因因两次变变压而增增大电能能损失。此外，在在系统规规划设计计中，要要避免建建立复杂杂的操作作枢纽，为为简化主主接线，发发电厂、变变电所接接入系统统的电压压等级一一般不超超过两种种。1.1 方案比较较可靠性方案：方案：1.2 方案比较较1.3 1.4 厂用电电，生活活区用电电接线方方案厂用电接接线的一一般要求求：1）厂用用电接线线应尽量量简单、清清晰。2）保证证重要负负荷供电电可靠，供供电的间间断时间间
8、不超过过允许值值。3）保证证厂用电电设备各各级保护护动作的的选择性性。4）在厂厂用分段段母线上上，一般般应使负负荷均匀匀分布在在两段母母线上。5）应尽尽量使得得对负荷荷的供电电线路最最短，以以节省电电缆，减减少损耗耗，便于于运行管管理。6）操作作维护方方便，经经济上合合理。考虑以上上几点，选选择厂用用电接线线为单母母分段接接线，每每段分别别使用一一台厂用用变压器器，并且且将厂用用电母线线与生活活区用电电母线相相连，作作为生活活区用电电的备用用电源，以以减少投投资。最终确定定的主接接线方案案如图所所示。2 变压压器的选选择2.1 主变压压器的选选择2.1.1 主主变压器器台数的的选择考虑到，11
9、台主变变压器可可靠性较较低，一一旦发生生故障或或检修退退出运行行，则整整个电厂厂将不能能向外送送电；选选择3台台主变，接接线复杂杂，投资资较大；故选择择2台主主变压器器，互为为暗备用用可靠性性高，接接线较简简明，投投资较为为经济。2.1.2 主主变压器器容量的的选择考虑原则则：1）当发发电机电电压母线线上负荷荷最小时时，能将将发电机机电压母母线上的的剩余有有功和无无功容量量送入系系统。2）当发发电机电电压母线线上最大大一台发发电机组组停运时时，能由由系统供供给给发发电机电电压的最最大负荷荷。在电电厂分期期建设过过程中，在在事故断断开最大大一台发发电机组组的情况况下，通通过变压压器向系系统取得得
10、电能时时，可考考虑变压压器的允允许过负负荷和限限制非重重要负荷荷。3）根据据系统经经济运行行的要求求（如充充分利用用丰水季季节的水水能），而而限制本本厂输出出功率时时，能供供给给发发电机电电压的最最大负荷荷。4）按上上述条件件计算时时，应考考虑负荷荷曲线的的变化和和逐年负负荷的发发展。特特别应注注意发电电厂初期期运行，当当发电机机电压母母线负荷荷不大时时，能将将发电机机电压母母线上的的剩余容容量送入入系统。5）发电电机电压压母线与与系统连连接的变变压器一一般为两两台。对对主要向向发电机机电压供供电的地地方电厂厂，而系系统电源源仅作为为备用，则则允许只只装设一一台主变变压器作作为发电电厂与系系统
11、的联联络。若若发电机机电压母母线上接接有2台台及以上上的主变变压器时时，当其其中容量量最大的的一台因因故推出出运行时时，其他他主变压压器在允允许过负负荷100范围围内，应应能输送送母线剩剩余功率率的700以上上。坝区由任务书书的原始始资料及及主要参参数知： 由原始资资料及计计算公式式得：生活区由任务书书的原始始资料及及主要参参数知： 由原始资资料及计计算公式式得：厂用电由任务书书的原始始资料及及主要参参数知：厂用电率率按装机机容量的的2计计算，则则按上述之之考虑原原则有：考虑到主主变压器器在能允允许过负负荷100,且且故障并并不是经经常发生生，故选选择主变变额定容容量为。2.1.3 主主变压器
12、器相数的的选择2.1.4 主主变压器器绕组数数量和连连接方式式的选择择表1 变压器器参数表表型号额定容量量（kVVA）额定电压压（kVV）空载电流流（）空载损耗耗（kWW）阻抗电压压（）高压中压低压高-中高-低中-低注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分2.2 坝区用用变压器器的选择择2.2.1 坝坝区用变变压器台台数的选选择2.2.2 坝坝区用变变压器容容量的选选择2.2.3 坝坝区用变变压器绕绕组数量量的选择择坝区用变变压器采采用双绕绕组变压压器。综合以上上3点，查查电力力工程电电气设计计手册 电气气一次部部分，选选择型变变压器作作为本水水电厂的的坝区用用变压器器。具
13、体体参数见见下表。表 型变变压器参参数表型号额定容量量（kVVA）额定电压压（kVV）阻抗电压压（）连接组标标号损耗（WW）空载电流流（）高低空载短路注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分2.3 生活区区用变压压器的选选择2.3.1 生生活区用用变压器器台数的的选择选择1台台生活区区用变压压器。2.3.2 生生活区用用变压器器容量的的选择2.3.3 生生活区用用变压器器绕组数数量的选选择综合以上上3点，查查电力力工程电电气设计计手册 电气气一次部部分，选选择 型型变压器器作为本本水电厂厂生活区区用变压压器。具具体参数数见表。表 型型变压器器参数表表型号额定容量量（kVVA
14、）额定电压压（kVV）阻抗电压压（）连接组标标号损耗（WW）空载电流流（）高低空载短路注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分2.4 厂用变变压的选选择2.4.1 厂厂用变压压器台数数的选择择选择2台台厂用变变压器，二二者互为为备用。2.4.2 厂厂用变压压器容量量的选择择2.4.3 厂厂用变压压器绕组组数量的的选择综合以上上3点，查查电力力工程电电气设计计手册 电气气一次部部分，选选择 型变变压器作作为本水水电厂厂厂用变压压器。具具体参数数见表。表 型变变压器参参数表型号额定容量量（kVVA）额定电压压（kVV）阻抗电压压（）连接组标标号损耗（WW）空载电流流（）高低空载
15、短路注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分3 短路路电流计计算3.1 基本假假定在本设计计短路电电流计算算中，采采用以下下假设条条件和原原则：1）正常常工作时时，三相相系统对对称运行行。2）所有有电源的的电动势势相位角角相同。3）系统统中的同同步和异异步电机机均为理理想电机机，不考考虑电机机磁饱和和、磁滞滞、涡流流及导体体集肤效效应等影影响；转转子结构构完全对对称；定定子三相相绕组空空间位置置相差电电气角度度。4）电力力系统中中各元件件的磁路路不饱和和，即带带铁芯的的电气设设备电抗抗值不随随电流大大小发生生变化。5）电力力系统中中所有电电源都在在额定负负荷下运运行，其其中
16、500负荷荷接在高高压母线线上，550负负荷接在在系统侧侧。6）同步步电机都都具有自自动调整整励磁装装置（包包括强行行励磁）。7）短路路发生在在短路电电流为最最大值的的瞬间。8）不考考虑短路路点的电电弧阻抗抗和变压压器的励励磁电流流。9）除计计算短路路电流的的衰减时时间常数数和低压压网络的的短路电电流外，元元件的电电阻都略略去不计计。10）元元件的计计算参数数均取其其额定值值，不考考虑参数数的误差差和调整整范围。11）输输电线路路的电容容略去不不计。12）用用概率统统计法制制定短路路电流运运算曲线线。3.2 原始数数据的确确定该水电厂厂 其其它原始始数据参参考任务务书。主要参照照小型型水电站站
17、 电电气一次次回路部部分下下册和电电力工程程电气设设计手册册上的的方法和和公式进进行计算算。采用标么么制进行行计算，基基准容量量取，基基准电压压取用各各级的平平均电压压，即 表 短短路计算算基准值值额定电压压基准电压压基准电流流基准电抗抗6.36.68.7550.433535371.56613.771101150.5002132注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分3.3 计算各各元件的的电抗标标么值并并绘制等等值电抗抗图3.3.1 水水轮发电电机的电电抗标么么值由小型型水电站站 电电气一次次回路部部分下下册 P522 查得得公式（33-1） （33-1） 式中 发电机机
18、得额定定容量（）发电电机纵轴轴次暂态态电抗发电电机纵轴轴次暂态态电抗标标么值由公式（33-1）及及任务书书所给的的原始参参数可计计算出22台发电电机得电电抗标么么值：3.3.2 主主变压器器的电抗抗标么值值由2.11和表11可知，型型号 型型变压器器的阻抗抗电压分分为：则 由小型型水电站站 电电气一次次回路部部分下下册查得得公式（33-2） （3-2） 式中 变压器器电抗标标么值变压压器额定定容量（）由公式（33-2）得得 3.3.3 架架空线路路的电抗抗标么值值查水电电站机电电设计手手册 电气二二次 P5118 表表7-117所列列平均值值选取，然然后用每每条线路路的长度度诚意每每公里的的标
19、么值值即得该该线路得得电抗标标么值。计算得架架空线路路得正序序电抗标标么值如如表 所所示。表 线路路电抗标标么值电压等级级（kVV）线路长度度（kmm）每公里电电抗电抗编号号电抗值注：数据据来源水水电站机机电设计计手册 电气气一次3.3.4 变变电站主主变的电电抗标么么值3.4 按短路路点进行行网络变变换3.4.1 按按点短路路化简计计算由小型型水电站站 电电气一次次回路部部分 P700 查得得公式（33-5）、（33-6）由小型型水电站站 电电气一次次回路部部分 P655 查得得公式（33-7）、（33-8） （3-5） （3-6） （33-7） （33-8）式中 发电机机的计算算电抗次暂暂
20、态短路路电流短路路冲击电电流值最大大短路全全电流最最大有效效值冲击击系数,取1.8 由公式式（3-5）、（33-6）、（33-7）、（33-8）得得t=0ss 时 t=0.2s 时 t=1ss 时 额定电电流 短路电流流 冲击电流流 最大短路路全电流流最大有有效值短路容量量3.4.2 按按点短路路化简计计算发电机侧侧计算电电抗 查电力力工程电电气设计计手册 电气气一次部部分 P1137 水轮发发电机运运算曲线线数字表表得 t=0ss 时 t=0.2s 时 t=1ss 时 额定电流流 短路电流流 冲击电电流 短路容量量 3.4.3 按按点短路路化简4 电气气设备的的选择和和校验高压电气气设备选选
21、择的一一般原则则：1）应满满足正常常运行、检检修、短短路和过过电压情情况下的的要求，并并考虑远远景发展展。2）应按按当地环环境条件件校核。3）应力力求技术术先进和和经济合合理。4）与整整个工程程的建设设标准应应协调一一致。5）同类类设备应应尽量减减少品种种。6）选用用的新产产品均应应具有可可靠的试试验数据据，并经经正是鉴鉴定合格格。在特特殊情况况下，选选用未经经正式鉴鉴定的新新产品时时，应经经上级批批准。4.1 高压断断路器、隔隔离开关关的选择择和校验验4.1.1 发发电机出出口处表8 发电机机出口处处断路器器、隔离离开关选选择结果果表计算数据据? 型断路路器? 型隔离离开关?kV？kV?kV
22、? AA？A?A?kA？kA? kkA？kA? ？? kA 166kA 800kA注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分和和4.11.1中中计算结结果4.1.2 主主变压器器 低压侧侧表9 主变压压器低压压侧断路路器、隔隔离开关关选择结结果表计算数据据SN5-20GG/50000型型断路器器GN100-100T/550000型隔离离开关? kVV? kVV？ kVV? kAA? kAA ？ kkA? kAA? kAA? kAA? kAA? ? ？ kAA？ kAA？ kAA注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分和和4.11.1中中计算结结果4.1.3
23、主变变压器 高高压侧表10 主变变压器高高压侧断断路器、隔隔离开关关选择结结果表计算数据据？型断路路器？型隔离离开关？kV？kV？kV？A？A？A？kA？kA？kA？kA？ ？ ？kA？kA？kA注：数据据来源电电力工程程电气设设计手册册 电电气一次次部分和和4.11.1中中计算结结果4.2 电流互互感器的的选择和和校验4.2.1 4.2.2 变变压器低低压侧电电流互感感器的选选择4.2.2 变变压器高高压侧电电流互感感器的选选择。4.2.3 变变压器中中压侧电电流互感感器的选选择4.3 电压互互感器的的选择和和校验4.3.1 发发电机出出口处及及母线上上电压互互感器的的选择和和校验4.3.2 335kVV出线上上电压互互感器的的选择和和校验4.4 母线的的选择和和校验4.5 导线的的选择和和校验4.5.1 主主变压器器低压侧侧导线的的选择与与校验4.5.2 主主变压器器高压侧导导线的选选择与校校验4.6 避雷器器的选择择和校验验4.7 绝缘子子的选择择和校验验5 总结结致 谢谢参考文献献