【正文】 接線，經(jīng) 3 號(hào)變壓器升至 10kV 向近區(qū)供電，廠用變壓器分別接于 母線和 35kV 母線上 [1]。 結(jié)合原始資料，根據(jù)其要求初步擬定以下三種方案。 應(yīng)力求接線簡單、運(yùn)行靈活和操作簡便。 本課題的來源 實(shí)際水電站電氣部分的設(shè)計(jì) 論文設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是 對水電站主接線方案的設(shè)計(jì)及論證，主要設(shè)備的選擇， 短路電流計(jì)算 ，一次設(shè)備的選擇計(jì)算。廠網(wǎng)分發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 4 開，競價(jià)上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，西電東送，南北互送，走向聯(lián)合電系統(tǒng)，是電力工業(yè)的發(fā)展方向。 短路電流計(jì)算的意義 導(dǎo)體通過短路電流產(chǎn)生 的熱量，全部用于使溫度升高。是發(fā)電廠電氣部分投資大小的決定性因素。同時(shí)也是運(yùn) 行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，了解電路中各種電氣設(shè)備的用途，性能及維護(hù)，檢查項(xiàng)目和運(yùn)行操作的步驟等 都離不開對電氣主接線的掌握 。總之 ， 電力網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性和多樣性決定了我們不能教條地選擇 電站的電氣主接線 、一次設(shè)備、二次設(shè)備等等， 要具體問題具體分析 ， 選擇具有自己特色的電氣主接線 和設(shè)備 。 Ⅰ區(qū)： 1500KW，距電站 20km； Ⅱ區(qū)： 1200KW，距電站 10km； Ⅲ區(qū)： 600KW，距電站 25km； Ⅳ區(qū)： 400KW，距 電站 8km。 關(guān)鍵詞 電氣主接線；短路電流；電氣一次設(shè)備。 I 鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué) 院 學(xué)生畢業(yè)論文 論文題目： 中小型水電站電氣部分初步設(shè)計(jì) 院 系 ： 電力工程系 年 級： 2021 級 專 業(yè)： 發(fā)電廠及電力設(shè)備 摘 要 II 本篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是 對某水電站電氣部分的設(shè)計(jì)，包括主接線方案的設(shè)計(jì)，主要設(shè)備選擇，短路電流計(jì)算，電氣一次設(shè)備的選擇計(jì)算。 III 目錄 摘 要 ......................................................... I Abstract ...................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 功率因數(shù)： ?? 氣象及地質(zhì)條件： 最高氣溫： C040 最低氣溫： C02 年平均氣溫： C025 最大風(fēng)速： sm20 年雷暴日： 年天30 地震烈度： VII 級 海拔高度： 350 米 根據(jù)以上資料，設(shè)計(jì)出了一方面能使重要用戶的供電可靠性得到保證，另一方面可以把多余的電能輸入 電網(wǎng)，使其能夠得到系統(tǒng)負(fù)荷的充分合理利用，從而充分利用水資源的電站。 發(fā)電廠 電氣主接線 的論證， 電氣 一次 設(shè)備 及二次設(shè)備的 選擇，廠房、配電裝置布置，自動(dòng)裝置選擇和控制方式 對電廠設(shè)計(jì)的安全性及經(jīng)濟(jì)性 起著重要 作用。 ，變壓器，斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 3 量，規(guī)格，連接方式及可能的運(yùn)行方式。 ：發(fā)電，變電，輸電和用電是在同一時(shí)刻完成的，所以 主接線的好壞，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全，穩(wěn)定，靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也直接影響到生產(chǎn)和生活。導(dǎo)體發(fā)熱對電氣設(shè)備的影響很大，會(huì)導(dǎo)致絕緣材料的絕緣性能降低，使金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，使導(dǎo)體接觸部分的接觸電阻增加，因此 短路電流計(jì)算 的意義很大。這是一項(xiàng)全局性的龐大系統(tǒng) 工程。 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 主接線方案確定 發(fā)電廠的主接線是由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、電纜等電 氣設(shè)備按設(shè)計(jì)要求連接起來，表示生產(chǎn)匯集和分配電能的電路，電氣主接線中的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示的電路圖稱為電氣主接線圖。 保證運(yùn)行、維護(hù)和檢修的安全和方便。 方案 一 見圖 21， 方案說明：該水電站有兩個(gè)升高電壓等級，分別為 35KV和 10KV，故可考慮用兩臺(tái)三繞組變壓器，發(fā)電機(jī)出口端采用單母線接線，35KV 側(cè)線路用單母線連接； 10KV 側(cè)線路采用旁路斷路器兼作分段斷路器的接線形式，廠用變可以考慮兩臺(tái)，分別接于 母線和 35KV 母線上[1]。 圖 21 方案一 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 7 圖 22 方案二 圖 23 方案三 方案比較說明 方案一：采用兩臺(tái)三繞組變壓器， 16 臺(tái)斷路器，此方案的供電可靠發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 8 性較高，但變壓器中壓側(cè)長期處于輕載狀態(tài)，損耗較大，因而經(jīng)濟(jì)性較差[1]。 通過比較，得出設(shè)計(jì)的方案三較為合理。 連接近區(qū)負(fù)荷導(dǎo)線的選擇（按電壓損耗選擇） 1． Ⅰ區(qū)： kwP 15001 ? ， 取 kmX ?? , kml 201 ? 21111111112221211112 5 6 2 5 6 4 3 %10%107 4 3 10v a 5 0 7 6 4 7 6 41 5 0 0c o smmUUlPSKVUUUKVUXlQUKPSQK V APSrNxerNx???????????????????????????????? 根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》 P412和《電力線路技術(shù)手冊》 P647查得，取標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線 LGJ300（ r= /km， x= /km） [4] [5]。 導(dǎo)線的確定 通過以上的 校驗(yàn)和計(jì)算，在滿足供電要求的前提下，最終確定各段導(dǎo)線的型號(hào)，具體情況如下： 見表 31 表 31 各段導(dǎo)線的選取型號(hào) 名稱 導(dǎo)線型號(hào) 連接系統(tǒng) Ⅰ區(qū) Ⅱ區(qū) Ⅲ區(qū) Ⅳ區(qū) LGJ300 LGJ300 LGJ50 LGJ95 LGJ25 1T 變壓器高壓側(cè)為 ,低壓側(cè)為 根據(jù)《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》 P106，接于發(fā)電機(jī)匯流主母線上的主變，其輸送容量應(yīng)為該母線上發(fā)電機(jī)的總?cè)萘靠鄢釉谠撃妇€上的近區(qū)負(fù)荷的最小值，原則選擇變壓器，由于油浸式變壓器有 30%的過載能力。 3T 變壓器 的選擇 向近區(qū)負(fù)荷供電，其高壓側(cè)為 ， 低壓側(cè)為 。 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 15 根據(jù)《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》 P121，“中小型水電站的自用電一般只占總?cè)萘康?%3%， 原則選定。 主要技術(shù)參數(shù)如表 34 所示。 其主要技術(shù)參數(shù)如表 53 所示。 表 37 發(fā)電機(jī)參數(shù)表 [11] 型式 水輪機(jī)型號(hào) 適應(yīng)水頭范圍 適應(yīng)流量范圍 混流式 HL90LJ110 ～ ～ 功率 KW 轉(zhuǎn)速 r/min 水輪發(fā)電機(jī)型號(hào) 額定出力 9000KW 4236～ 6621 750 SF4000～ 63008 4000～ 6300 通過查詢書籍以及網(wǎng)上資料來搜集關(guān)于發(fā)電機(jī)的一些相關(guān)資料，在滿足題目要求的情況下選擇發(fā)電機(jī)。 ，研究限制短路電流的措施 。 3． 短路種類 一般按三相短路計(jì)算 。 圖 41 等值網(wǎng)絡(luò)的繪制和短路點(diǎn)選擇 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算 短路電流的計(jì)算采用標(biāo)幺值進(jìn)行近似計(jì)算，取統(tǒng)一基準(zhǔn)容 量SB=100MVA，將各級電壓的平均額定電壓取為基準(zhǔn)電壓，即 UB=UV。 系統(tǒng)側(cè) ： KAIIKAIKIKidchdimmimch)3(1)3(111?????????? 發(fā)電機(jī)側(cè) ： KAIIKAIKIKiFchFimmimch )3(02)3(02??????????? d1點(diǎn)短路時(shí) ： KAIII KAiii chchch chchch 21 ????? ????? 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 22 2. d2點(diǎn)短路 .其等值電路圖，見圖 43。 系統(tǒng)側(cè) ： 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 26 KAIIKAIKIKidchdimmimch )3(1)3(311 ?????????? 發(fā)電機(jī)側(cè) ： KAIIKAIKIKiFchFimmimch )3(02)3(02?????????? d3點(diǎn) ： KAIII KAiii chchch chchch 21 ????? ????? 4. d4點(diǎn)短路，其等值電路圖，見圖 45。 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 29 第 5 章 電氣一次設(shè)備的選擇計(jì)算 選型 ： 考慮到水電站一般處于較偏僻的地方 ， 電站廠房位于河流邊 ，且空間較狹窄 。 當(dāng)周圍環(huán)境溫度為 37℃時(shí) ， 溫度修正系數(shù) ???? Kee 。 雙槽形導(dǎo)體間作用力： )( 1)(2101)(2 272372 mNhif shx ?????????? ?? 查《發(fā)電廠電氣部分》 P344附表 2 得， mW Y ??? 。 矩形母線 2100mmS ?發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 31 其集膚效應(yīng)系數(shù) ?fK ， AIy 29230 ? 周圍環(huán)境溫度為 37℃時(shí) ， 溫度修正系數(shù) K=。 ： 已知 KAich ? 查《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》 P136表 71得 a= P194得 l=。 當(dāng)周圍環(huán)境溫度為 37℃時(shí) ， 溫度修正系數(shù) K=。 ( y? 導(dǎo)體相間允許應(yīng)力， 查《發(fā)電廠電氣部分》 P202可得 ) 最終確定 母線 選擇結(jié)果見表 51 表 51 母線的選擇 母線 型號(hào) 母線 10kV 母線 35kV 母線 LMY200901014 LMY25 4 LMY753546 選型：由于發(fā)電機(jī)位于水輪機(jī)上面，周圍環(huán)境較潮濕，空氣濕度大，不利于裸導(dǎo)體的絕緣。 2. 按長期發(fā)熱允許電流校驗(yàn) 當(dāng)實(shí)際溫度為 20℃，額定環(huán)境溫度為 40℃，正常發(fā)熱允許最高溫度為 70℃時(shí) 0???? Kee 當(dāng)兩根電纜間距為 200mm,并列敷設(shè)時(shí) ， 查《電力電纜施工手冊》附錄表 C14 得修正系數(shù) K=。 mmJIS gJ ??? 根據(jù)《發(fā)電廠電氣部分》 P59表 ，選用 2 根 YJV226/3 630[5]，AIe 1250? 。 主變高壓側(cè)電纜 1. 長期流過的負(fù)荷電流為 AUSI g ???? 查《發(fā)電廠及變電站電氣設(shè)備》 P192，表 96，鋼芯電纜 50003000m ax ??T ， mmAJ ? 。 電纜最終確定 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，我們 可以確定發(fā)電機(jī)機(jī)端引出線電纜、主變低壓側(cè)電纜、和主變高壓側(cè)電纜的型號(hào)，查詢工具手冊最終確定以上電纜型號(hào)。 1 號(hào) ,2 號(hào) ,3號(hào) ,4號(hào)斷路器 的選擇 流過斷路器的持續(xù)工作電流： AU CO SPI g ??????? ? 通過斷路器的短路電流為 ： AId == 短 路時(shí)電流最大沖擊值 ： Aich ? 短路 4s 內(nèi)產(chǎn)生的熱量 ： SKAtIQ dt 222 7 4 ???? 選擇 ZN10/125040 戶內(nèi)手車式高壓真空斷路器 ， 設(shè)備部分參數(shù)如下表 ： 表 53 斷路器參數(shù) Ue Ie Iekd Iegh 發(fā)電廠電氣部分 常規(guī)設(shè)計(jì) 39 10KV 1250KA 40KA 100KA 校驗(yàn) (1) 斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足 ： IekdId 40KA (2) 斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流的最大沖擊值 ：IegIch 100KA (3) 熱穩(wěn)定： kdkdtkdkddttIQSKAtISKAtIQ2222222/6400440???????? 滿足熱穩(wěn)定要求 。 5 號(hào) ,6 號(hào)斷路器 的選擇 在斷路器的選擇過程中為避免大量的重復(fù)性計(jì)算 ， 以下所選斷路器的數(shù)據(jù)直接列于 下表中。 7 號(hào)斷路器 的選擇 采用 1 號(hào)斷路器的計(jì)算方法和選擇方法 ， 同理計(jì)算 7 號(hào)斷路器的各種電力參數(shù) ， 來選擇斷路器 。 校驗(yàn)見表 56 表 56 斷路器計(jì)算與技術(shù)數(shù)據(jù) 計(jì)算數(shù)據(jù) 技術(shù)數(shù)據(jù) Ux 35KV Ue Ig Ie 1250A Id Iekd 20KA chi Iegh 40KA Qt SKA kdkdtI2 SKA21600 選用 ZN— 35/125020 滿足要求 。 相應(yīng)的配套隔離開關(guān)型號(hào)為GN1910/630。 校驗(yàn)見表 58， 59 所示。 斷路器參數(shù)表 通過以上的計(jì)算和校驗(yàn)，最終確定主接線各處的斷路器型號(hào)和各項(xiàng)電力參數(shù)，為斷路器的安裝提供依據(jù)?？梢愿鶕?jù)需要來選擇所要用到的斷路器型號(hào)及參數(shù)。 2)熱穩(wěn)定校驗(yàn) SKAtKI re *202545)( 2221 ?? ( 1eI =, t=1s) SKAtI dzd * 222 ??