【正文】 目 錄前 言 錯誤!未定義書簽。第一章 電氣主接線設(shè)計 錯誤!未定義書簽。 設(shè)計原則 錯誤!未定義書簽。 各方案比較 錯誤!未定義書簽。第二章 廠用電設(shè)計 錯誤!未定義書簽。 廠用電設(shè)計原則 錯誤!未定義書簽。第三章 短路電流計算 錯誤!未定義書簽。 對稱短路電流計算 錯誤!未定義書簽。 非對稱短路電流計算 錯誤!未定義書簽。第四章 電器主設(shè)備選擇 錯誤!未定義書簽。 錯誤!未定義書簽。 對方案Ⅱ的各主設(shè)備選擇 錯誤!未定義書簽。第五章 發(fā)電機繼電保護原理設(shè)計及保護原理 錯誤!未定義書簽。 初步分析 錯誤!未定義書簽。 對F1 的保護整定計算 錯誤!未定義書簽。 對F5的保護整定計算： 錯誤!未定義書簽。第六章 計算機監(jiān)控系統(tǒng)方案論證選擇 錯誤!未定義書簽。 系統(tǒng)功能 錯誤!未定義書簽。 監(jiān)控對象 錯誤!未定義書簽。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 錯誤!未定義書簽。小 結(jié) 錯誤!未定義書簽。致 謝 錯誤!未定義書簽。參考文獻 錯誤!未定義書簽。附 錄Ⅰ 錯誤!未定義書簽。附 錄Ⅱ 錯誤!未定義書簽。前 言隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對能源的需求量也越來越大，然而能源的不足與需求之間的矛盾在近幾年不斷惡化，國家急需電力事業(yè)的發(fā)展，為我國經(jīng)濟的發(fā)展提供保障。就我國目前的電力能源結(jié)構(gòu)來看，我國主要是以火電為主，但是火電由于運行過程中污染大，在煤炭價格高漲的今天，火電的運行成本也較高，受鍋爐和其他火電廠用電設(shè)備的影響，其資源利用率較低，一般熱效率只有30%50%左右。與之相比水電就有很多明顯的優(yōu)勢。因此，關(guān)于電力系統(tǒng)水電站設(shè)計方面的論文研究就顯得格外重要。本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源于青海省直崗拉卡水電站。主要針對直崗拉卡水電站在電力系統(tǒng)的地位，擬定本電廠的電氣主接線方案，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定推薦方案，對其進行短路電流的計算，對電廠所用設(shè)備進行選擇，然后對各級電壓配電裝置及總體布置設(shè)計。并且對其發(fā)電機繼電保護進行設(shè)計。在這些設(shè)計過程中需要用到各種電力工程設(shè)計手冊，并且借用AutoCAD輔助工具畫出其電氣主接線圖、室外配電裝置圖、發(fā)電機保護的原理接線圖、展開圖、保護屏的布置及端子排接線圖。故本論文屬于典型的針對某工程進行最優(yōu)設(shè)計的工程設(shè)計類論文。通過本論文的研究，可以使直崗拉卡水電站安全可靠的在系統(tǒng)中運行，保證其持續(xù)可靠的供電。也能提高自己使用AutoCAD,word等軟件的能力，培養(yǎng)出自己工程設(shè)計的觀念，是對大學四年所學理論知識與實踐的融合。第一章 電氣主接線設(shè)計 設(shè)計原則電氣主接線是水電站由高壓電氣設(shè)備通過連線組成的接收和分配電能的電路。電氣主接線根據(jù)水電站在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應滿足運行可靠、簡單靈活、操作方便、易于維護檢修、利于遠方監(jiān)控和節(jié)約投資等要求。在電氣主接線設(shè)計時，綜合考慮以下方面：① 保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本的要求。在設(shè)計時，除對主接線形式予以定性評價外，對于比較重要的水電站需要進行定量分析和計算。直崗拉卡水電站雖然是一個中小型水電站，但是由于擔負了許多工業(yè)企業(yè)，及農(nóng)業(yè)抗旱排澇等供電任務，因而必須滿足必要的供電可靠性。② 具有經(jīng)濟性在主接線設(shè)計時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。欲使主接線可靠、靈活，將導致投資增加。所以必須把技術(shù)與經(jīng)濟兩者綜合考慮，在滿足供電可靠、運行靈活方便的基礎(chǔ)上，盡量使設(shè)備投資費用和運行費用為最少。③ 具有一定的靈活性和方便性，并能適應遠方監(jiān)控的要求。主接線應能適應各種運行狀態(tài)，并能靈活地進行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運行時能安全可靠地供電，而且無論在系統(tǒng)正常運行還是故障或設(shè)備檢修時都能適應遠方監(jiān)控的要求，并能靈活、簡單、迅速地倒換運行方式，使停電時間最短，影響范圍最小。顯然，復雜地接線不會保證操作方便，反而使誤操作機率增加。但是過于簡單的接線，則不一定能滿足運行方式的要求，給運行造成不便，甚至增加不必要的停電次數(shù)和停電時間。④ 具有發(fā)展和擴建的可能性隨著經(jīng)濟的發(fā)展，已投產(chǎn)的水電站可能需要擴大機組容量，從主變壓器的容量、數(shù)量到饋電線路數(shù)均有擴建的可能，有的甚至需要升壓，所以在設(shè)計主接線時應留有發(fā)展余地，不僅要考慮最終接線的實現(xiàn)，同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工的方便。根據(jù)以上幾點，對直崗拉卡水電站的主接線擬定以下幾種方案。 各方案比較方案Ⅰ本方案采用了兩個擴大單元接線和一個單元接線，110kv側(cè)采用了雙母接線。雙母接線的供電可靠性較高，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷，檢修任一組母線上的隔離開關(guān)也不需要中斷供電，且調(diào)度靈活，各個電源和各回路負荷可以任意分配到一組母線上，能靈活適應電力系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。擴建性也非常號，可以向母線左右方向任意擴建，且施工過程也不會停電，只是雙母接線多了一臺旁路斷路器，投資有所增加。圖11 電氣主接線方案Ⅰ方案Ⅱ本方案采用了兩個擴大單元接線和一個單元接線與110kv側(cè)直接相連。110kv側(cè)為單母分段帶專用旁路斷路器的旁路母線接線方式。其特點是：擴大單元接線接線方式簡單清晰，運行維護方便，且減少了主變壓器高壓側(cè)出現(xiàn)，簡化了高壓側(cè)接線和布置，使整個電氣接線設(shè)備較省。單元接線的接線簡單、清晰、運行靈活、維護工作量少且繼電保護簡單，但由于主變壓器與高壓電氣設(shè)備增多，高壓設(shè)備布置場地增加，整個電氣接線投資也增大。其110kv側(cè)的單母分段帶專用旁路斷路器的母線接線方式中,由于增加了分段其全廠停電的可能性為0，且任一臺斷路器檢修時都不會引起停電，其供電可靠性較高圖12 電氣主接線方案Ⅱ方案Ⅲ本方案采用了兩個擴大單元接線，一個單元接線，110kv側(cè)采用了雙母帶旁母的接線方式。此種接線方式大大提高了供電的可靠性，但是由于有了專用的旁路母線，多裝了價高的斷路器和隔離開關(guān)，大大增加了投資，此種接線方式對于供電可靠性有特殊需要的場合是十分必要的，但是對于供電可靠性要求不是很高的中小型水電站來說不是很適用。圖13 電氣主接線方案Ⅲ方案Ⅳ本方案采用了兩個擴大單元接線和一個單元接線，110kv側(cè)采用了單母接線的方式，此種接線雖然接線方式簡單，投資很少，但是其供電可靠性大大降低，其母線一旦出現(xiàn)故障就會造成全廠停電，嚴重影響了持續(xù)供電。圖14 電氣主接線方案Ⅳ方案Ⅴ本方案采用了一個發(fā)電機單母接線和兩個單元接線，1110kv側(cè)采用雙母接線的方式。發(fā)電機單母接線使主變壓器數(shù)量減少，投資節(jié)省，接線簡單明了，運行方便，但是發(fā)電機電壓配殿裝置元件多，增加檢修工作量，母線或與母線所相連的隔離開關(guān)故障或檢修時，三臺發(fā)電機都要停電，可靠性及靈活性較差。圖15 電氣主接線方案Ⅴ綜合分析上述五種方案，再結(jié)合該水電站為中小型水電站的實際情況，擬定的主接線應以經(jīng)濟性為主，但其可靠性也需要考慮，方案一和方案二最能滿足這兩項要求，故最終選定方案一和方案二為最終比較方案。方案Ⅰ的可靠性比方案一高，如果在投資相差不多的情況小應該首選方案Ⅰ，如果在方案Ⅱ比方案Ⅰ投資低較多則從經(jīng)濟性的角度出發(fā)應選擇方案Ⅱ。第二章 廠用電設(shè)計 廠用電設(shè)計原則廠用電接線的設(shè)計應按照運行、檢修和施工的要求，考慮全廠發(fā)展規(guī)劃，積極慎重地采用成熟地新技術(shù)和新設(shè)備，使設(shè)計達到經(jīng)濟合理，技術(shù)先進，保證機組安全經(jīng)濟地運行。其具體有如下一些要求：① 接線方式和電源容量，應充分考慮廠用設(shè)備在正常、事故、檢修、啟動、停運等方式下地供電要求，并盡可能地使切換操作簡便，使啟動（備用）電源能迅速投入。② 盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，避免引起全廠停電故障。各臺機組的廠用電系統(tǒng)應獨立，以保證在一臺機組故障停運或其輔助機發(fā)生電氣故障時，不影響其他機組的正常運行。③ 充分考慮電廠分期建設(shè)和連續(xù)施工過程中廠用電系統(tǒng)的運行方式，特別主要對公用廠用負荷的影響。要方便過渡，盡少改變接線和更換設(shè)備。根據(jù)上述要求，結(jié)合本水電站為中小型水電站，以及廠用電分為6kV和380kV兩個電壓等級的實際情況，其廠用電設(shè)計祥見附錄Ⅰ：第三章 短路電流計算 對稱短路電流計算發(fā)電機，變壓器及系統(tǒng)的主要參數(shù)如下：發(fā)電機參數(shù)：45MW，cos，變壓器參數(shù)：3臺，1T:50MVA, 2T: , 100MV系統(tǒng)參數(shù)：110kV出線四回，正序阻抗（標么值）：，零序阻抗（標么值），三相短路容量：2543MVA，單相短路容量：。對方案Ⅰ的系統(tǒng)正序阻抗網(wǎng)絡(luò)等值圖為[1]：圖31 正序阻抗網(wǎng)絡(luò)等值圖取基準值：，時，, ，＝＝,。 發(fā)電機:======變壓器:== 系統(tǒng)阻抗：對點進行短路計算[2]：網(wǎng)絡(luò)簡化如下：圖32 網(wǎng)絡(luò)簡化圖 繼續(xù)簡化上圖：圖33 網(wǎng)絡(luò)簡化圖再化簡得：圖34 網(wǎng)絡(luò)簡化圖三相短路電流周期分量計算：系統(tǒng)A側(cè)：B側(cè)（）的計算電抗為由計算電抗查水輪機短路電流運算曲線得： ：因此： C側(cè)（）的計算電抗為： 由計算電抗查短路電流運算曲線得： ：因此： 所以，點的三相短路電流為： 點三相短路沖擊電流及全電流最大有效值計算:(1).系統(tǒng)A側(cè)和三電源B側(cè)的值采用遠離發(fā)電機地點發(fā)生短路時的數(shù)值，則＝，＝＝=(+)= ＝(