【正文】 編 電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 中國水利水電出版社 2020 [5]陳珩主編 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 中國電力出版社 1998 [6]許建安主編 中小型水電站電氣設(shè)計手冊 中國水利水電出版社 2020 [7]沈克昌主編 葛洲壩工程叢書電氣 水利電力出版社 1993 [8]劉健 主編 電力英語閱讀與翻譯 中國 水利 水電 出版社 1999 華北水利水電學院本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告 2020 年 3 月 9 日 學生姓名 王 彥 學號 202020002 專業(yè) 電氣工程及其自動化 題目名稱 H2 水 電廠電氣一次部分設(shè)計 課題來源 模擬 主 要 內(nèi) 容 一、設(shè)計 任務(wù)： 1. 水電廠電氣主接線選擇 2. 短路電流計算 及主要 電氣設(shè)備選擇 3. 發(fā)電機電壓母線選擇 二、設(shè)計資料： 1. 水力發(fā)電廠參數(shù) 1) 水輪發(fā)電機組 6 臺： 單機容量 135MW；出口電壓： ； 發(fā)電機次暫態(tài)電抗： ；額定功率因數(shù)： 。 采取的主要技術(shù)路線或方法 一、設(shè)計遵循的原則： 以設(shè)計任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、運行靈活、維護方便等基本要求下，力爭節(jié)約投資，降低造價，并盡可能采用先進技術(shù)，堅持供電可靠、技術(shù)先進、 安全使用、經(jīng)濟美觀的原則。 三、主變壓器的選擇： 主變壓器的選擇包括主變壓器的容量、臺數(shù)的確定和相數(shù)、繞組數(shù)等型式結(jié)構(gòu)的選擇。在中小發(fā)電廠中，可用三繞組變壓器作為 125MW及以下發(fā)電機的升壓變壓器。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 5. 獨立完成，嚴禁抄襲或請人代作。本設(shè)計的重點研究問題是 電氣主接線圖的選擇、 短路電流的計算以及各電氣設(shè)備的選擇與校驗。 Shortcircuit current。對生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進；對非生產(chǎn)性的建設(shè)，應(yīng)堅持適用、經(jīng)濟、在可能條件下注意美觀的原則。 （ 2） 靈活性要求 主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設(shè)備檢修時，能盡快地退出設(shè)備。 水力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計的特點 水力發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計的特點 如下： （ 1）水力發(fā)電廠建在有水能資源處，一般離負荷中 心很遠，當?shù)刎摵珊苄∩踔翛]有，電能絕大部分要以較高電壓輸送到遠方 。 （ 2） 110kV母線 110kV側(cè) 出線為六回， 由于年利用小時數(shù)較高，故可以采用的方案有單母線 分段 帶旁路母線接線以及雙母線 帶旁路母線 接線。 缺點： （ 1） 當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。 （ 3） 110~220kV如果采用單母分段，一般應(yīng)設(shè) 旁路母線且以專用旁路斷路器為宜。工作母線發(fā)生故障將導致全部回路停電 ，但可在短時間內(nèi)將所有電源和負荷 轉(zhuǎn)移到備用母線上，迅速恢復供電。 （ 2）缺點：使用設(shè)備較多，投資較大，配電裝置較為復雜。同時也減少了故障的可能性，降低了短路電流值。 但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統(tǒng)復雜化，投資費用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設(shè)備間隔，當出線達到 5 個回路以上時，才增設(shè)專用的旁路斷路器 。 運行方便靈活， 但投資較大。 技術(shù)參數(shù)如下表所示： 表 單元接線的主 變壓器型號參數(shù) 安裝地點 變壓器型號 額定容量 （ kVA） 額定電壓（ kV） 聯(lián)結(jié)組 標號 阻抗電壓 （ %） 高壓 低壓 110kV側(cè) SFP9180000/110 180000 121 YN,d11 220kV側(cè) SFP10180000/220 180000 242 YN,d11 13 聯(lián)絡(luò)變壓器一般選用三繞組變壓器 ,其第 三繞組可接發(fā)電廠廠用啟動 /備用變壓器；并可接大功率無功設(shè)備。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機會最多，約占短路總數(shù)中的 70％以上。當環(huán)境的相對濕度超過標準時，應(yīng)選用型號后帶有“ TH” 字樣的濕熱帶型產(chǎn)品。 按短路狀態(tài)校驗設(shè)備 （ 1） 短路熱穩(wěn)定校驗 通常制造廠直接給出設(shè)備的熱穩(wěn)定電流（有效值） tI 及允許持續(xù)時間 t。 （ 3） 校驗動穩(wěn)定和 熱穩(wěn)定 2 kIt Q? ， shes ii ? kQ ― 短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)； tI 、 t― 電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 具體 電氣 設(shè)備的選擇 及結(jié)果 本設(shè)計要求選擇的設(shè)備有斷路器、隔離開關(guān)、互感器、 避雷器以及母線等。因此，設(shè)備應(yīng)選用高原型產(chǎn)品或用外絕緣提高一級的產(chǎn)品。 短路計算的步驟 一般 三相短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電動力最大，所以只對三相短路短路電流進行計算。 本設(shè)計中 110kV和 220kV系統(tǒng)用三繞組自耦變壓器相 連 。 華北水利水電學院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 59 頁 綜上所述，通過 技術(shù)性和經(jīng)濟 性對每個電壓等級電氣主接線方案的比較，方案二的可靠性、靈活性比方案一要高，而經(jīng)濟性上相差不多，故 綜合分析，選用方案二為最終設(shè)計方案，即 220kV采用雙母線接線 和 110kV采用雙母帶旁路母線 形式。 雙母線接線比雙母線帶旁路母線接線節(jié)省了 一臺 斷路器 、一條 母線 和數(shù)臺隔離開關(guān)，故 大大節(jié)省了投資。 (2)接線簡單、清晰、運行靈活 。 雙母線帶旁路母線接線 華北水利水電學院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 59 頁 圖 雙 母線 帶旁路母線 接線 在雙母線接線的基礎(chǔ)上，增設(shè)旁路母線。 （ 3） 檢修任一組母線不必停止對用戶供電。設(shè)置旁路母線的目的就是可以不停電的檢修任一臺出線斷路器。因為其容量不大，供電距離短，易于從其它電源點獲得備用電源，還可以采用易于更換的手車式斷路器。 各方案主接線圖如下所示： 方案一： 圖 方案一 華北水利水電學院畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 共 59 頁 方案二： 圖 方案 二 各種接線形式的特點 單母線 分段 帶旁路母線接線 圖 單母線分段帶旁路母線接線 單母線 分段 帶旁路母線接線的優(yōu)缺點 : 優(yōu)點： （ 1）接 線簡 單清晰，操作方便，經(jīng)濟合理。 （ 3） 水力發(fā)電廠的裝機臺數(shù)和容量大都一次確定，高壓配電裝置也一次建成 ， 不考慮擴建問題 。 （ 3） 經(jīng)濟性要求 主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本 身，同時也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。并在此過程中 對以前學習的知識 有了 更深 、更系統(tǒng) 的了解 , 進一步 鞏固與 提高了對專業(yè)知識的理解和運用能力 ， 為以后的學習 與 工作打下了 良好 的基礎(chǔ)。 Then carrie on the reasonable high voltage power distribution equipment plan design as well as the lighting protecting. This design39。 時間 安排 熟悉設(shè)計題目，閱讀、學習相關(guān)資料及設(shè)計規(guī)程 2 周 電廠電氣主接線設(shè)計 2 周 短路電流計算 2 周 電氣設(shè)備選擇 1 周 繪圖 （ AutoCAD及手工繪圖） 2 周 整理說明書、計算書 1 周 外文文獻翻譯 1 周 答辯 1 周 共 計 12 周 指導教師意見 簽 名： 年 月 日 備注 華北水利水電學院畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 本設(shè)計為水 電廠電氣一次部分設(shè)計 ， 它是將本專業(yè)所學知識進行一次 綜合運用的過程 。 七、參考 文獻 ： [1]馮金光 王士政 編 發(fā)電廠電氣部分 中國水利水電出版社 2020 [2]李光琦主編 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 中國電力出版社 2020 [3]西北電力設(shè)計院 電力工程電氣一次手冊 水利電力出版社 1989 [4]陳躍主編 電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南 中國水利水電出版社 2020 [5]陳珩主編 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 中國電力出版社 1998 [6]許建安主編 中小型水電站電氣設(shè)計手冊 中國水利水電出版社 2020 [7]沈克昌主編 葛洲壩工程叢書電氣 水利電力出版社 1993 [8] 劉健 主編 電力英語閱讀與翻譯 中國 水利 水電 出版社 1999 預(yù)期的成果及形式 一、預(yù)期成果 1. 電氣主接線方案設(shè)計合理，主接線方案論證與比較不少于兩個方案。 （ 2）短路種類一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按最嚴重的情況驗算。因此，在 330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。 3．維護及檢修方便。 5) 環(huán)境溫度：最高溫度 35℃ ，年平均氣溫 15℃ 。說明書的論述要流暢，結(jié)論要正確，要求打印。 （ 3）廠用電率： %。 三、重點研究問題 通過對該水電廠所帶負荷進行分析，確定發(fā)電機臺數(shù)、變壓器的容量和臺數(shù)；電氣主接線方案確定 ,進行短路電流計算，選擇主要電氣設(shè)備及母線。 電力系統(tǒng)情況 110kV系統(tǒng)容量為無窮大，選基準容量 100MVA歸算到發(fā)電廠 110kV母線短路容量為 3600MVA， 220kV系統(tǒng)短路容量為 2600MVA，發(fā)電廠與 220kV變電站兩回線連接，相距 180km。 2) 機組年利用小時數(shù)：maxT=4500 小時。 二、電氣主接線設(shè)計要求： 可靠性、靈活性和經(jīng)濟性是電氣主接線設(shè)計必須滿足的三項基本要求。 1．變壓器容量和臺數(shù)的確定原則： 主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。當中壓為中性點不直接接地電網(wǎng)時，只能選用普通三繞組變壓器。 電氣設(shè)備