【正文】 學(xué)習(xí)形式及層次: 學(xué) 院: 電氣信息學(xué)院 專 業(yè): 電力系統(tǒng)及自動(dòng)化 題 目: 發(fā)電廠（變電所）電氣部分設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 老 師: 學(xué) 生 姓 名: 完 成 日 期: 發(fā)電廠（變電所）電氣部分畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書一、原始資料： 發(fā)電廠（變電所）類型：皂角灣水電站 發(fā)電機(jī)組（變壓器）臺(tái)數(shù)與容量： 215MW 設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù) 4000小時(shí) 電力負(fù)荷： （1）、低壓負(fù)荷：廠用電率 % ，待建電站鄰近1km處有一已建電站，可做備用廠用電源。C；年平均雷暴日T=56 日/年；其他條件不限。三、主接線方案初步擬訂： 在對設(shè)計(jì)原始資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對電力系統(tǒng)電氣主接線的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及靈活性等基本要求綜合考慮，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，本次設(shè)計(jì)力爭使其成為技術(shù)先進(jìn)，發(fā)電可靠、經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。③ 只能獲得一個(gè)廠用電電源點(diǎn)，需引接外來電源作為廠用備用電源。 21 短路電流計(jì)算概述一、短路電流計(jì)算的目的和意義 電力系統(tǒng)短路的危害：在發(fā)生短路時(shí)，由于電源供電回路的阻抗減小及突然短路時(shí)的暫態(tài)過程，使短路電流值大大增加，短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電器設(shè)備。 本設(shè)計(jì)短路電流計(jì)算采用運(yùn)算曲線法。 31導(dǎo)體、設(shè)備選擇概述 一、 導(dǎo)體、電器選擇在發(fā)電廠和發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)中的地位和作用： 電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時(shí)都必須安全可靠的運(yùn)行，為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。三、線路導(dǎo)體選擇： 與變壓器母線連接線引線選擇步驟相同，本設(shè)計(jì) 110KV 母線選擇型號(hào)為LGJQ185 的鋼芯鋁絞線，其熱穩(wěn)定、電暈的校驗(yàn)均能滿足要求。①、F1～F2 發(fā)電機(jī)出口側(cè)斷路器選擇：Igmax=(18750)/()=1082A；d2點(diǎn)短路參數(shù)為：S ′ = I ′ = KAI ∞= KAich= Ich= KA試選 10KV 斷路器型號(hào)為：ZN510/1250 其技術(shù)參數(shù)為：型 號(hào)額定電壓(KV)額定電流(A)額定開斷電流(KA)額定關(guān)合電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)動(dòng)穩(wěn)定電流(KA)ZN510/125010125025632563根據(jù)校驗(yàn)條件和斷路器參數(shù)校驗(yàn)：Igmax Ie S ′ Sed ichimax I ∞2tdzIt2t所選 ZN510/1250 型真空斷路器完全滿足在 10KV 母線上短路條件下的開斷容量、動(dòng)熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用電磁或彈簧操作機(jī)構(gòu)。 110KV 母線：在 110KV 母線上裝設(shè)一組（三只單相，三繞組）Y/Y/△接線電壓互感器，用于測量和保護(hù)用。它是根據(jù)主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成，用來接受和分配電能的裝置。 二、電站綜合自動(dòng)化： （一）電站控制系統(tǒng)：皂角灣水電站的控制方式按“無人值班、少人值守”的原則設(shè)計(jì)，全廠采用全計(jì)算機(jī)監(jiān)控的方式，并在現(xiàn)場設(shè)置必要的常規(guī)控制設(shè)備。（二）非電氣量測量：本電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)除對前述電氣量進(jìn)行監(jiān)測外，還將對非電氣量進(jìn)行監(jiān)測如：水位、油位、壓力、溫度、流量、開度、溫度、水頭、壓差、轉(zhuǎn)速等。電氣二次主要設(shè)備見表電氣二次主要設(shè)備表表51序號(hào)名 稱技術(shù)規(guī)范數(shù)量單位備注1計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)1套4110kV 線路保護(hù)屏微機(jī)型1套5發(fā)電機(jī)保護(hù)屏微機(jī)型2面6變壓器保護(hù)屏微機(jī)型1面7廠用電保護(hù)裝置微機(jī)型1套8直流電源系統(tǒng)200Ah1套包括直流屏9故障錄波裝置屏微機(jī)型1面10電能計(jì)費(fèi)及系統(tǒng)1面11機(jī)組LCU屏微機(jī)型2面12公用LCU屏微機(jī)型1面13勵(lì)磁系統(tǒng)微機(jī)型2套包括勵(lì)磁變14火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)1套15輔機(jī)設(shè)備控制裝置PLC8套16控制電纜5km17控制箱、端子箱12個(gè)18二次電纜橋架8t19二次防火涂料及堵料3t20電氣試驗(yàn)設(shè)備1套第六章 過電壓保護(hù)和接地一、電氣設(shè)備絕緣配合原則：（1）根據(jù)電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種電壓（工作電壓、過電壓）和設(shè)備的絕緣水平，并考慮設(shè)備造價(jià)、維護(hù)費(fèi)用和事故損失三個(gè)方面，力求達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)和高質(zhì)量供電的目的。參考文獻(xiàn)[1]、電力系統(tǒng)分析 華中理工大學(xué) 何仰贊[2]、水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊（電氣二次） 水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊編寫組[3]、發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)與CAD應(yīng)用 四川大學(xué) 劉繼春 [4]、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)配置及整定計(jì)算 四川電力調(diào)度局 張軍文[5]、電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電氣二次） 能源部西北電力設(shè)計(jì)院發(fā)電廠短路電流計(jì)算成果表表21短路點(diǎn)編號(hào)短路點(diǎn)平均電壓Up(kV )基準(zhǔn)電流In(kA)支路名稱計(jì)算電源容量(MVA)計(jì)算電抗Xjs(Ω)額定電流I(kA)t=0t=t=4短路電流沖擊值ich(kA)短路電流最大有效值Ich(kA)短路容量S”(MVA)(MVA)短路容量S”4(MVA)標(biāo)么值I*0(kA)標(biāo)么值I*I1(kA)標(biāo)么值I*4I2 (kA)d1115發(fā)電機(jī)F1~F230115系統(tǒng)小計(jì)d2發(fā)電機(jī)F1~F230系統(tǒng)小計(jì)35。（3）在絕緣配合中不考慮諧振過電壓，因此在電網(wǎng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)避免和消除出現(xiàn)諧振過電壓的條件。（二）同期點(diǎn)：在兩臺(tái)發(fā)電機(jī)出口處分別設(shè)置同期點(diǎn),110KV線路的斷路器不設(shè)同期點(diǎn)。計(jì)算機(jī)顯示器里顯示全廠主要電氣設(shè)備的模擬接線和控制單元開關(guān)電氣元件，能清晰地顯示各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，便于值班人員能訊速、正確判斷處理故障或事故。 配電裝置的特點(diǎn)按其形式不同而不同： 屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①、由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較??；②、維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，不受氣候影響；③、外界污穢空氣對電器影響小，可減少維護(hù)工作量；④、房屋建筑投資較大。另外發(fā)電機(jī) F1～F42變壓器側(cè)還應(yīng)設(shè) 1 組電流互感器，按三相配置用于主變差動(dòng)保護(hù)和測量儀表用。二、 隔離開關(guān)的選擇： 隔離開關(guān)的作用有；①、隔離電壓；②、倒閘操作；③、分、合小電流。 33 電器設(shè)備的選擇與校驗(yàn)一、 斷路器及操作機(jī)構(gòu)的選擇： 斷路器的作用是正常運(yùn)行時(shí)，用它來倒換運(yùn)行方式，把設(shè)備或線路接入或退出運(yùn)行，起著控制作用；當(dāng)設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，能快速切除故障回路，保證無故障部分正常運(yùn)行，起保護(hù)作用。 32 導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)一、連接導(dǎo)體的選擇： 發(fā)電機(jī)變壓器導(dǎo)體選擇： 導(dǎo)體截面可按長期發(fā)熱允許電流或經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，一般按長期發(fā)熱允許電流選擇，對于年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較大，傳輸容量較大，長度在 20 米以上的導(dǎo)體，其截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 167。短路還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，使用戶的供電受到破壞。缺點(diǎn)：① 需設(shè)兩臺(tái)主變，占地面積較大；② 110kV 設(shè)備布置較方案Ⅰ復(fù)雜；③ 投資和年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)相對較高。主接線方案從以下幾個(gè)方面考慮：線路、斷路器、主變或母線故障或檢修時(shí)，對機(jī)組的影響，對發(fā)電機(jī)出力的影響。 11 主接線的方案概述簡述：電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其直接影響發(fā)電廠或變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬訂有決定性的關(guān)系。C；最低溫度?176。C；最低溫度?176。二、發(fā)電機(jī)與主變壓器的接線形式的確定：本次設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)的形式根據(jù)水電廠實(shí)際情況采用合適型號(hào)，因其單機(jī)容量為10MW，無廠用電分支，其機(jī)端電壓等級(jí)采用 。 13 主接線的方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較電氣主接線方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較如下：一、 技術(shù)比較（一）、方案Ⅰ：發(fā)電機(jī)、變壓器采用擴(kuò)大單元接線，110kV 側(cè)采用單母線接線，其優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：① 接線簡單清晰，運(yùn)行方便，只有一臺(tái)主變壓器；② 升壓站占地面積相對較小，布置方便；③ 110kV設(shè)備相對少、投資較少，維護(hù)費(fèi)用低；④ 繼電保護(hù)比較簡單，維護(hù)工作量小。兩電源作為全廠低壓設(shè)備的主電源和備用電源，在副廠房設(shè)置8面PSM型固定式低壓開關(guān)柜，向全廠廠用負(fù)荷供電。 ⑧、除計(jì)算短路電流的衰減時(shí)間常數(shù)和低壓網(wǎng)絡(luò)的短路電流外，元件的電阻都忽略不計(jì)。第三章 導(dǎo)體、電器設(shè)備選擇及校驗(yàn)參考《電力工程設(shè)計(jì)手冊》、《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》、的有關(guān)要求和方法，根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》進(jìn)行導(dǎo)體和電器選擇。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：運(yùn)用簡化公式進(jìn)行校驗(yàn)。根據(jù)校驗(yàn)條件和斷路器參數(shù)校驗(yàn)： Igmax Ie S ′ Sed ichimax I ∞2tdzIt2t 所選 LW6110型六氟化硫斷路器完全滿足在 110KV 母線上短路條件下的開斷容量、動(dòng)熱穩(wěn)定的要求，斷路器操作機(jī)構(gòu)選用液壓或氣動(dòng)裝置。 懸式絕緣子的選擇： 根據(jù)室外 110KV 母線額定電壓為 110KV，選用母線用懸式絕緣子型號(hào)為 XP7，每串組合為9片。 34 導(dǎo)體和電氣設(shè)備的選擇成果表一、導(dǎo)體選擇成果表：導(dǎo)體名稱導(dǎo)體型號(hào)安裝位置發(fā)電機(jī)變壓器導(dǎo)體12510發(fā)電機(jī)出口廠用電高壓側(cè)導(dǎo)體YJV10350電纜廠變高壓側(cè)110KV變壓器連接體LGJQ185主變高壓側(cè)110KV母線LGJQ185110KV母線110KV線路LGJQ185110KV線路