【導讀】13個梯級水電站。電站總裝機容量24萬千瓦，共安裝5臺。萬千瓦燈泡貫流式水輪發(fā)電機組，年均發(fā)電量億千瓦時。水電站轉(zhuǎn)輪型號為GZHK-1RT-WP-620的貫流式水輪機進行設計，繪制出了總裝配圖，導水機構(gòu)裝配圖，主軸零件圖，操作油。其次進行了電氣一次部分的設計，設。擇，繪制出電氣主接線圖。在本次設計中還大量使用了autoCAD軟件進行繪

　　

【正文】 一般原則： （ 1）應滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。 （ 2）應按當?shù)丨h(huán)境條件校核； （ 3）應力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理； （ 4）選擇導體時應盡量減少品種； （ 5）擴建工程應盡量使新老電器型號一致； （ 6）選用的新產(chǎn)品，均應具有可靠的實驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式簽定合格。 2．有關的幾項規(guī)定 主設備應按正常運行情況選擇，按短路條件驗算其動、熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件。 正常運行條件下，各回路的持續(xù)工 作電流應按《水電站機電設計手冊》電氣一次分冊，表 62計算。 驗算主設備時，所有短路電流的有關規(guī)定見第二節(jié)。 （ 3）驗算導體和 110KV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時，所用的計算時間，一般采用主保護的動作時間加相應的斷路器全分閘時間。如主保護有死區(qū)2020屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 55 時，則應采用能對該死區(qū)起作用的后備保護的動作時間，并采用相應處的斷路電流值。 電器和 110KV 及以上充油電纜的斷路電流計算時間，一般采用后備保護動作時間加相應的斷路器全分閘時間，斷路器全分閘時間包括斷路器固有分閘時間和電弧燃燒時間。 (4)驗算短路熱穩(wěn)定時， 導體的最高允許溫度參照《水電站機電設計手冊》電氣一次分冊，表 7— 5所列數(shù)值。 (5)驗算短路動穩(wěn)定時，硬導體的最大應力不應大于下表所列數(shù)值。重要回路的硬導體應力計算，還應考慮共振的影響。 材料 硬銅 硬鋁 鋼 最大允許應力 137 ╳ 106（ Pa） 69╳ 106（ Pa） 157 ╳ 106（ Pa） （ 6）環(huán)境條件。選擇主設備時，應按當?shù)丨h(huán)境條件校核。當氣溫、風速、溫度、污穢、地震、覆冰等環(huán)境條件超出一般電器的基本使用條件時，應通過技術(shù)經(jīng)濟比較后分別采用下列措施。 1）向制造部門提出補充要求，訂 制符合當?shù)丨h(huán)境條件的產(chǎn)品。 2）在設計和運行中采用相應的防護措施，如采用屋內(nèi)配電裝置，水沖洗、加減震器等。 選擇電氣設備時所用的環(huán)境溫度一般采用《水電站機電設計手冊》電氣一次分冊，表 63 所列數(shù)值，對安裝在海拔高度超過 1000M 地區(qū)的電器的外絕緣應予加強。 選擇電器時，應根據(jù)當?shù)氐卣鹆叶冗x用能夠滿足要求的產(chǎn)品。地震基本烈度為 7度及以下地區(qū)的電器，可不采取防震措施。 3．主設備選擇和校驗項目參見《水電站機電設計手冊》電氣一次分冊，表 61。 炳靈水電站的設計 56 ① 1 號升壓變壓 器： 型號 SFP963000 / 330 GY 相數(shù) 3相 額定容量 63000 kVA 頻率 50Hz 額定電壓與分接開關 363177。 % / 聯(lián)接組別 YNd11 冷卻方式 ODAF 短路阻抗 % 空載電流 % 空載損耗 kW 負載損耗 kW ② 2 號升壓變壓器 項目 參數(shù) 型號 SFP9120200 / 330 GY 相數(shù) 3相 額定容量 120200 / 120200 kVA 頻率 50Hz 額定電壓與分接開關 363177。 % / 聯(lián)接組別 YNd11 冷卻方式 ODAF 短路阻抗 % 空載電流 % 2020屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 57 空載損耗 kW 負載損耗 kW ③ 3 號升壓變壓器 項目 參數(shù) 型號 SFP9120200 / 330 GY 相數(shù) 3 相 額定容量 120200/120200/120200 kVA 頻率 50Hz 額定電壓與分接開關 363177。 % / 121 / 聯(lián)接組別 YNyn0d11 冷卻方式 ODAF 空載電流 空載損耗 kW 負載損耗 短路阻抗 高 中 % 高 低 % 中 低 % 斷路器是在電力系統(tǒng)正常運行和故障情況下用作斷開或接通電路中的正常工作電流及開斷故障電流的設備。開關電器在合閘狀態(tài)下，靠觸頭接通電路。當斷開電路時，在開關的觸頭之間可以看到強烈而刺眼的亮光。這是由于在觸頭之間產(chǎn)生了 放電，這種放電稱為電弧。此時觸頭雖已分開，但是電流通過觸頭之間的電弧仍繼續(xù)流通，也就是說，電路并未真正斷開，炳靈水電站的設計 58 要是電路真正斷開，必須將電弧熄滅，高壓斷路器具有能熄滅電弧的裝置，它能用來斷開或閉合電路中的正常工作電流，也用來斷開電路中的過負荷或短路電流。所以它是電力系統(tǒng)中最重要的開關電器。對他的基本要求是：具有足夠的開斷能力，盡可能的動作時間和高的工作可靠性：結(jié)構(gòu)簡單，便于操作和檢修，具有防火和防暴性能，尺寸小，重量輕，價格低等。 SF6 斷路器和真空斷路器目前應用廣泛，少油斷路器因其成本低，結(jié)構(gòu)簡單，仍然被廣泛 使用與不需要頻繁操作及要求不高的各級高電壓電網(wǎng)中，壓縮空氣斷路器和多油斷路器已基本淘汰。 由于 SF6 氣體的電氣性能好，所以 SF6 斷路器的端口電壓較高。在電壓等級相同 開斷電流和其他性能接近的情況下， SF6 斷路器比少油斷路器串聯(lián)端口數(shù)要少，可見制造、安裝、調(diào)試和運行比較方便和經(jīng)濟。 SF6 斷路器的特點是： 滅弧能力強，介質(zhì)強度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大時間短； 開斷電容電流或電感電流時，無重燃，過電壓低； 電氣壽命長，檢修周期長，適于頻繁操作； 操作功小，機械特性穩(wěn)定，操作噪音小。 原則：① Iwmax≥ ② UN≥ Une （ 1）發(fā)電機出口斷路器： 發(fā)電機出口回路的最大長期工作電流為： Igmax=179。 Ptn/179。 Utn179。 cosφ n=(KA) a)按額定電壓選擇： 斷路器的額定電壓不小于安裝地點電網(wǎng)額定電壓 . b)按額定電流選擇 2020屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 59 斷路器的額定電流不小于流過斷路器的長期負荷電流 . c)按開斷電流選擇 斷路器的額定開斷電流不應小于斷路器開斷瞬間的短路電流周期分量 . 1~5 號發(fā)電機的出口斷路器相同，根據(jù) 已有同類電站資料，選擇3AH33150A/63KA 型斷路器。 其技術(shù)參數(shù)如下： a. 型號： 3AH33150A/63KA b. 額定電壓： c. 額定電流： 3150A d. 額定短路開斷電流： 63KA e. 額定關合電流： 173KA f. 4秒額定熱穩(wěn)定電流： 21KA d)熱穩(wěn)定校核： 公式：對 ＜ t≤ 1秒的 Qzt 值，用公式 ` ` 2 ` ` 2 ` ` 2 20 . 2 0 . 20 . 20 . 1 [ ( ) ] ( )2z t z z z z ttQ I I I I?? ? ? ?計算； 對 1＜ t≤ 4 秒的 Qzt 值，用公式 ` ` 2 ` ` 2 ` ` 2 2 2 20 . 2 0 . 2 1 110 . 1 [ ( ) ] 0 . 4 ( ) ( )2z t z z z z z z ttQ I I I I I I?? ? ? ? ? ?計算 2tIt=632179。 4=15876 KA2178。 S≤ QZ4= KA2178。 S 滿足條件 。 （ 2）升壓變壓器高壓側(cè)斷路器： ① 330KV 電壓級 a)變壓器 T1 高壓 側(cè)的回路的最大長期工作電流為： Igmax=179。 SN/179。 UN= A 炳靈水電站的設計 60 變壓器 T2 高壓 側(cè)的回路的最大長期工作電流為： Igmax=179。 SN/179。 UN= A 變壓器 T3 高壓 側(cè)的回路的最大長期工作電流為： Igmax=179。 SN/179。 UN= A 按照額定電壓、額定電流、額定開斷電流，選擇 LW6330 型 SF6 斷路器。 其技術(shù)參數(shù)如下： ： LW6330 b. 額定電壓： 330kV c. 額定電流： 2020A d. 額定短路開斷電流： 40KA e. 額定關合電流： 100KA f. 動穩(wěn)定電流 ： 100KA g. 4 秒額定熱穩(wěn)定電流： 40KA b)動穩(wěn)定校核： 公式： ``2sk shi k I? shk = 變壓器 T1 高壓 側(cè) 的斷路器： Isk= KA 變壓器 T2 高壓 側(cè) 的斷路器： Isk= KA 變壓器 T3 高壓 側(cè) 的斷路器： Isk= KA Imax=100KA, Imax ≥ Isk 滿足條件。 C)熱穩(wěn)定校核： 2020屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 61 變壓器 T1 高壓 側(cè) 的斷路器： QZ4= KA2178。 S 變壓器 T2 高壓 側(cè) 的斷路器： QZ4= KA2178。 S 變壓器 T3 高壓 側(cè) 的斷路器： QZ4= KA2178。 S 2tIt=402179。 4=6400 KA2178。 S 2tIt ≥ QZ4 滿足條件 . ② 110KV 電壓級 a)變壓器 T3 中壓 側(cè)的回路的最大長期工作電流為： Igmax=179。 SN/179。 UN= A 按照額定電壓、額定電流、額定開斷電流，選擇 LW14110 型 SF6 斷路器。 其技術(shù)參數(shù)如下： ： LW14110 b. 額定電壓： 110kV c. 額定電流： 2020A d. 額定短路開斷電流： e. 額定關合電流： 80KA f. 動穩(wěn)定電流 ： 80KA g. 4 秒額定熱穩(wěn)定電流： b)動穩(wěn)定校核： 變壓器 T3 中壓側(cè)的斷路器： Isk= KA Imax=80KA, Imax ≥ Isk 滿足條件。 C)熱穩(wěn)定校核： 炳靈水電站的設計 62 變壓器 T3 中壓側(cè)的斷路器： QZ4= KA2178。 S 2tIt=2179。 4=3969 KA2178。 S 2tIt ≥ QZ4 滿足條件 . （ 3）出線斷路器： ① 330KV 電壓級 a)330KV 出線回路的最大長期工作電流為： Igmax=Pmax/179。 UNcosΦ N= A 按照額定電壓、額定電流、額定開斷電流，選擇 LW6330 型 SF6 斷路器。其技術(shù)參數(shù)如前。 b)動穩(wěn)定校核： 公式： ``2sk shi k I? shk = 330KV 出線的斷路器 ： Isk= KA Imax=100KA, Imax ≥ Isk 滿足條件。 C)熱穩(wěn)定校核： 330KV 出線的斷路器： QZ4= KA2178。 S 2tIt=402179。 4=6400 KA2178。 S 2tIt ≥ QZ4 滿足條件 . ② 110KV 電壓級 a)110KV 出線回路的最大長期工作電流為： Igmax=Pmax/179。 UNcosΦ N= A 2020屆熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)設計（論文） 63 按照額定電壓 、額定電流、額定開斷電流，選擇 LW14110 型 SF6 斷路器。其技術(shù)參數(shù)如前。 b)動穩(wěn)定校核： 110KV 出線的斷路器 ： Isk= KA Imax=80KA, Imax ≥ Isk 滿足條件。 C)熱穩(wěn)定校核： 110KV 出線的斷路器： QZ4= KA2178。 S 2tIt=2179。 4=3969 KA2178。 S 2tIt ≥ QZ4 滿足條件 . 1.）主要功能 隔離開關是電力系統(tǒng)中 應用最多的一種高壓電器，它的主要功能是： 建立明顯的絕緣間隙，保證線路或電氣設備修理時的人身安全； 轉(zhuǎn)換線路、增加線路連接的靈活性。 在電網(wǎng)運行情況下，為了保證檢修工作電安全進行，除了使工作點與帶電部分隔離外，還必須采取檢修接地措施防止意外帶電。為此，要求在高電壓配電裝置的母線側(cè)和