【正文】 電站電氣設(shè)計的首要部分。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。因此必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理確定主接線方案。（1）主接線設(shè)水電站一般距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，在發(fā)電機電壓側(cè)很少接有大功率的用戶，所以采用較高電壓送電，故主變壓器容量多按機組容量確定。（5）水電站廠用負(fù)荷較小，一般不從高壓側(cè)引接，備用廠用電源可引自地區(qū)配電網(wǎng)或保留施工變電所來解決。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先要滿足這個要求。（4）大機組超高壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。（3）檢修時，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)地運行和對用戶的供電（4）擴(kuò)建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線，并且盡可能地不影響連續(xù)供電或在停電時間最短的情況下，可順利完成過渡方案的實施主接線在滿足可靠性，靈活性要求的前提下要做到經(jīng)濟(jì)合理。③要能限制短路電流，以便于選擇廉價的電氣設(shè)備和輕型電器。（3）電能損失少。單母線可用隔離開關(guān)分段?！?（1）優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不使重要用戶停電。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。向左右任意方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。 當(dāng)220 kV 出線回路數(shù)甚多時，雙母線需要分段。由于周邊的用電負(fù)荷是25MW，而35kV電壓等級的線路輸送容量最大只有15MW，110kV電壓等級的線路輸送的容量在10—50MW，因此通過技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)性的比較，此次設(shè)計可采用110kV向國防廠和鄰近小鎮(zhèn)供電。并且采用旁路母線之后，在出線斷路器和隔離開關(guān)檢修的時候，對重要負(fù)荷的供電不會停，保證了供電的可靠性。用斷路器把母線分段后，對重要的用戶可以從不同的段引出兩條回路，有兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器會自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。雙母線接線形式正好克服了單母線分段接線形式的缺點，所以在大、中型發(fā)電廠中這種接線形式被廣泛應(yīng)用。 方案三 （1）220 kV電壓等級的方案選擇 接線方式與方案一相同，均采用的是雙母線接線，但電源的接入方式不盡相同。設(shè)計發(fā)電廠的電氣主接線時，首先應(yīng)按技術(shù)要求確定可能選用的方案。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中的要求，送入系統(tǒng)220 kV的線路與外界系統(tǒng)有三條出線，考慮到系統(tǒng)的可靠性，以及《中小型水電站電氣設(shè)計手冊》的要求，本次220 kV線路采用雙母線接線的方式。 通過對三種方案的比較，并且連同電氣主接線的設(shè)計原則即可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性以及水電站擴(kuò)建的可能性的綜合考慮，選擇出的最優(yōu)方案是方案三3主變壓器的選擇 在發(fā)電廠中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器；用于兩種電壓等級之間交換功率的變壓器，稱為聯(lián)絡(luò)變壓器；只供本廠用電的變壓器，稱為廠用變壓器或自用變壓器[4]。 主變壓器在電氣設(shè)備投資中所占比例較大，同時與之相適應(yīng)的配電裝置，特別是大容量、高電壓的配電裝置的投資也很大。臺數(shù)過多、容量過大將增加投資并使配電裝置復(fù)雜化。（2）當(dāng)接在發(fā)電機電壓母線上的最大一臺機組檢修或者因供熱機組熱負(fù)荷變動而需限制本廠出力時，其他主變壓器應(yīng)能從電力系統(tǒng)倒送功率，保證發(fā)電機電壓母線上最大負(fù)荷的需要。為確保對發(fā)電機電壓上的負(fù)荷供電可靠性，接于發(fā)電機電壓母線上的主變壓器不應(yīng)少于2臺，其總?cè)萘砍凉M足上述幾點要求外，還應(yīng)考慮到滿足不少于5年負(fù)荷的逐年發(fā)展。本發(fā)電廠應(yīng)選用三相變壓器。但三繞組變壓器的每個繞組的通過容量應(yīng)達(dá)到該變壓器額定容量的15%及以上，否則繞組未能充分利用發(fā)不如選用兩臺雙繞組變壓器在經(jīng)濟(jì)上更加合理。 因此，在本次設(shè)計中，發(fā)電機變壓器單元接線的三臺變壓器選擇雙繞組，有電壓母線的兩臺變壓器選擇三繞組。所以此次設(shè)計中的三繞組變壓器采用自耦型變壓器，發(fā)電機單元接線的采用普通型雙繞組變壓器。在發(fā)電廠和和變電站中，一般考慮系統(tǒng)或機組的同步并列要求以及限制三次諧波對電源的影響等因素，根據(jù)以上變壓器繞組連接方式的原則，主變壓器接線組別一般選用YNdd11常規(guī)接線。2%以內(nèi)，應(yīng)視具體工程情況決定。通常，發(fā)電廠主變壓器很少有采用有載調(diào)壓，因為可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁來實現(xiàn)調(diào)節(jié)電壓，因此本發(fā)電廠采用無激勵磁調(diào)壓。表31變壓器類型基本代號12345678結(jié)構(gòu)特點耦合相數(shù)圈外絕緣冷卻油循環(huán)繞組數(shù)調(diào)壓中性點普通自耦單相三相油空氣成型固體自冷風(fēng)冷水冷自然強導(dǎo)強迫雙三分裂無激磁有載普通全絕緣代表符合ODSGCFWDPSFZQ3．變壓器類型根據(jù)以上變壓器選擇原則，查《電力工程電氣設(shè)備手冊》，可選用的變壓器參數(shù)如下：雙繞組變壓器SSP375000/220 連接組別：YN，d11 其主要參數(shù)如下表所示型號額定容量kVA額定電壓kV阻抗電壓%空載電流%高低SSP375000/22075000220表32主變壓器參數(shù)表三繞組變壓器型號：SSPS7120000/220 接線組別：YN，d0，d11 阻抗電壓：U1—2=%，U1—3=%，U2—3=%。（4）水電站約有50~70%的廠用設(shè)備是不經(jīng)常運行的，只有少數(shù)設(shè)備經(jīng)常處于運行狀態(tài)，且其中大部分設(shè)備所需要負(fù)荷是間歇性的。（8）水電站建設(shè)周期較長，廠用電既能滿足電站連續(xù)施工或分期建設(shè)的要求，又便于過渡。(2)充分考慮機組啟動和停運過程中的供電要求，一般均應(yīng)配備可靠的啟動（備用）電源，在機組啟動、停運和事故時的切換操作要少，并能與工作電源短時并列。（2）接線應(yīng)能靈活地適應(yīng)正常，事故，檢修等各種運行方式地要求。對大容量水電廠，廠用母線則按機組臺數(shù)分段，每段由單獨廠用變壓器供電，并設(shè)置專用備用變壓器。低壓廠用電壓采用380/220V三相四線制系統(tǒng)，中性點直接接地。每個高壓廠用電源，最多連接兩個獨立母線段。根據(jù)本工程的特點，本廠采用發(fā)電機出口接高壓廠用變壓器的方案，廠用高壓為6 kV。②當(dāng)帶了某一廠用工作電源的負(fù)荷后，尚能滿足任一廠用工作電源事故投入時重要電動機自動啟動最低電壓的要求。，為便于過渡時。③廠內(nèi)無35kV母線而有110kV母線與廠外系統(tǒng)電源連接時，則高壓備用變壓器可由110kV母線上引接。(7)全廠設(shè)有兩個高壓或低壓廠用備用電源時，與各廠用母線連接的原則如下：①正常時，兩個備用電源應(yīng)為兩個獨立的備用系統(tǒng)，互不連接。廠用變壓器容量的選擇，應(yīng)當(dāng)保證在正常情況下，滿足全廠廠用負(fù)荷的供電，并且不會由于短路時過負(fù)荷而縮短使用期限。各種電氣設(shè)備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按照短路條件校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。盡管電力系統(tǒng)中各種電器的作用和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求確是一致的。(4)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。(7)應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。同時，所選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備應(yīng)按短路條件下進(jìn)行動、熱穩(wěn)定校驗。此外,當(dāng)臺風(fēng)來臨時, 被卷起的海水將形成海水雨滴并積蓄在電器絕緣體上, 從而造成瓷瓶閃絡(luò),這也是發(fā)生事故的原因之一。它需與斷路器配套使用。在檢修電氣設(shè)備時，用隔離開關(guān)將被檢修的設(shè)備與電源電壓隔離，以確保檢修的安全。因隔離開關(guān)具有一定的分、合小電感電流和電容電流的能力，故一般可用來進(jìn)行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過2A的空載變壓器；關(guān)合電容電流不超過5A的空載線路[8]。第四個字母:D—差動保護(hù)，B—過流保護(hù)，J—接地保護(hù)或加大容量，S—速飽和，G—改進(jìn)型，Q—加強型。二次級的數(shù)量決定于測量儀表、保護(hù)裝置和自動裝置的要求。（3）中性點非直接接地系統(tǒng)中的零序電流互感器，在發(fā)生單相接地故障時，通過零序電流較中心點直接接地系統(tǒng)小得多。其接線方式有二個單相電壓互感器接成VV形；三個單相電壓互感器接成星形—星形，高壓側(cè)中心點接地；一個三相三柱式電壓互感器；一個三相五柱式電壓互感器；三個單相三線圈電壓互感器 額定電壓的選擇由于超高壓線路要求雙套主保護(hù)，并考慮到后備保護(hù)、自動裝置和測量儀表的要求，電壓互感器一般應(yīng)具有三個二次繞組，即兩個主二次繞組、一個輔助二次繞組。(4)確定合理的主接線方案和主要運行方式等。母聯(lián)斷路器和變壓器斷路器等，取短路點在母線上發(fā)生短路時，發(fā)電機系統(tǒng)的短路電流都流向短路點，這時短路電流最大，因此電流校驗斷路器能滿足要求時，其他形式的短路電流也一定滿足，故選d1和d2點為短路點。(3)化簡等值網(wǎng)絡(luò)：將等值網(wǎng)絡(luò)化簡為以短路點為中心的輻射型。(6)計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量的標(biāo)幺值。(10)繪制短路電流計算結(jié)果表。在A、B、C三點分別用星角變換，可進(jìn)一步簡化網(wǎng)絡(luò)圖。—3S的熱穩(wěn)定電流 kA 滿足要求2. 110 kV母線進(jìn)口和出口斷路器及隔離開關(guān)的選擇 額定電壓和電流的選擇： 110 kV = 開斷電流選擇： == kA 式中 —實際開斷瞬間的短路電流周期分量即d2點短路的最大短路電流有名值 關(guān)合電流的選擇： kA 表73 所選斷路器參數(shù)型 號LW6－1101額 定 頻 率（HZ）50額 定 電 壓（KV）1103S熱穩(wěn)定電流 (KA)40額 定 電 流 (A)3150額定開斷電流(KA)額定動穩(wěn)定電流(KA)100額定關(guān)合電流（KA） 100 表74 所選隔離開關(guān)參數(shù)型 號GW16－220額 定 頻 率（HZ）額 定 電 壓（KV）1103S熱穩(wěn)定電流 (KA)額 定 電 流 (A)1250最高工作電壓 126額定動穩(wěn)定電流(KA)80 （1）額定電壓Ue = Ue =110 kV合格（2）額定電流Ie=31500A＞1250A＞Imax=（3）開斷電流Iekd= kA＞I″= kA合格（4）動穩(wěn)定校驗：idw=80 kA＞ich= kA合格（5）熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求。同理可以選出110 kV電壓等級互感器的型號：選沈陽互感器廠的干式電流互感器LRB110 600/5 額定電流比600/5 10P kV電壓等級互感器的型號:選沈陽互感器廠的干式電流互感器LMC(D)10 5000/5 額定電流比5000/ 3 D 220 kV母線的選擇=水電廠的最大負(fù)荷利用小時數(shù)Tmax=4500h由電力工程電氣設(shè)計手冊查得(P336)經(jīng)濟(jì)電流密度J=所以初選母線鋁錳合金管型導(dǎo)體φ70/64 表78 管型鋁導(dǎo)體參數(shù)表導(dǎo)體尺寸D/D導(dǎo)體截面導(dǎo)體最高溫度為下值時載流量(A)截面系數(shù)W()慣性半徑(cm)慣性矩J質(zhì)量（kg/m）70℃80℃φ70/6463114131211需滿足＞查表得鋁錳合金短路時導(dǎo)體最高允許溫度為70℃。（3） 多支避雷針的外側(cè)保護(hù)范圍，應(yīng)分別按不等高（或等高）兩針保護(hù)范圍方法確定。在設(shè)計過程中，遇到了很多困難，當(dāng)拿到這個題目的時候，根本不知道從何處下手，通過老師的輔導(dǎo)，首先著手于原始資料的分析，根據(jù)說明書的介紹和要求，理清了基本的設(shè)計思路，然后到圖書館借閱了大量書籍，從技術(shù)及經(jīng)濟(jì)等方面確定主接線方案，然后根據(jù)短路點的確定原則確定短路點，用分布系數(shù)法求出各短路點的短路電流及容量等?；仡櫿麄€設(shè)計過程，我覺得我在圓滿完成任務(wù)的基礎(chǔ)上將課題做的更加深入細(xì)致，達(dá)到了學(xué)校要求我們作畢業(yè)設(shè)計的真正目的。 在本次設(shè)計過程中，在刑老師的精心指導(dǎo)和本人的刻苦努力下，基本完成本次設(shè)計任務(wù)。設(shè)計過程是知識形成體系得過程，是對大學(xué)四年所學(xué)所知的綜合應(yīng)用和考核，很高興能獲得此次自我提升的機會，這對我們將來的學(xué)習(xí)和工作都有不可忽視的影響力。再次對所有教師表示衷心的感謝！ 11參考文獻(xiàn)[1][M].北京：中國電力出版，1。近四年來，耳聞目睹老師們孜孜不倦的敬業(yè)精神、飽滿的工作熱情、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對新知識不懈的追求和對不同觀點所持的寬容態(tài)度，體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)求實的風(fēng)范，學(xué)生必將受益終生。本次設(shè)計由于水平有限，理論知識又不夠扎實，固在本次設(shè)計中難免存在著某些錯誤，望老師給予指正和批評。9總結(jié)與體會通過本次設(shè)計，發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計基本完成，設(shè)計內(nèi)容包括電氣主接線的設(shè)計、主變壓器的選擇、廠用電的設(shè)計。其次是電氣設(shè)備的選擇，我本著全面，細(xì)致，經(jīng)濟(jì)等原則對母線，電纜，斷路器，隔離開關(guān)，以及電流互感器和電壓互感器進(jìn)行選型，盡量做到最優(yōu)。8結(jié)論本設(shè)計主要通過對550MW水電站電氣部分的設(shè)計，對所學(xué)過的知識進(jìn)行比較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，并且更深入的學(xué)習(xí)和研究了以前沒有接觸到的電力系統(tǒng)知識，確實將理論知識轉(zhuǎn)化為具體實踐知識，設(shè)計中出現(xiàn)的各種電器的結(jié)構(gòu)和性能及運行都有了比較系統(tǒng)的了解。多支避雷針的保護(hù)