【導(dǎo)讀】13個(gè)梯級(jí)水電站。電站總裝機(jī)容量24萬千瓦，共安裝5臺(tái)。萬千瓦燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，年均發(fā)電量億千瓦時(shí)。水電站轉(zhuǎn)輪型號(hào)為GZHK-1RT-WP-620的貫流式水輪機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，繪制出了總裝配圖，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)裝配圖，主軸零件圖，操作油。其次進(jìn)行了電氣一次部分的設(shè)計(jì)，設(shè)。擇，繪制出電氣主接線圖。在本次設(shè)計(jì)中還大量使用了autoCAD軟件進(jìn)行繪

　　

【正文】 一般原則： （ 1）應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。 （ 2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核； （ 3）應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理； （ 4）選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種； （ 5）擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電器型號(hào)一致； （ 6）選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式簽定合格。 2．有關(guān)的幾項(xiàng)規(guī)定 主設(shè)備應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗(yàn)算其動(dòng)、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(yùn)行條件下，各回路的持續(xù)工 作電流應(yīng)按《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》電氣一次分冊，表 62計(jì)算。 驗(yàn)算主設(shè)備時(shí)，所有短路電流的有關(guān)規(guī)定見第二節(jié)。 （ 3）驗(yàn)算導(dǎo)體和 110KV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所用的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。如主保護(hù)有死區(qū)2020屆熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 55 時(shí)，則應(yīng)采用能對(duì)該死區(qū)起作用的后備保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間，并采用相應(yīng)處的斷路電流值。 電器和 110KV 及以上充油電纜的斷路電流計(jì)算時(shí)間，一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間，斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。 (4)驗(yàn)算短路熱穩(wěn)定時(shí)， 導(dǎo)體的最高允許溫度參照《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》電氣一次分冊，表 7— 5所列數(shù)值。 (5)驗(yàn)算短路動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，硬導(dǎo)體的最大應(yīng)力不應(yīng)大于下表所列數(shù)值。重要回路的硬導(dǎo)體應(yīng)力計(jì)算，還應(yīng)考慮共振的影響。 材料 硬銅 硬鋁 鋼 最大允許應(yīng)力 137 ╳ 106（ Pa） 69╳ 106（ Pa） 157 ╳ 106（ Pa） （ 6）環(huán)境條件。選擇主設(shè)備時(shí)，應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。當(dāng)氣溫、風(fēng)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(shí)，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后分別采用下列措施。 1）向制造部門提出補(bǔ)充要求，訂 制符合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的產(chǎn)品。 2）在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中采用相應(yīng)的防護(hù)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(shè)備時(shí)所用的環(huán)境溫度一般采用《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》電氣一次分冊，表 63 所列數(shù)值，對(duì)安裝在海拔高度超過 1000M 地區(qū)的電器的外絕緣應(yīng)予加強(qiáng)。 選擇電器時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?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(shè)備選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目參見《水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊》電氣一次分冊，表 61。 炳靈水電站的設(shè)計(jì) 56 ① 1 號(hào)升壓變壓 器： 型號(hào) 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(guān) 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(fù)載損耗 kW ② 2 號(hào)升壓變壓器 項(xiàng)目 參數(shù) 型號(hào) 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(guān) 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(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 57 空載損耗 kW 負(fù)載損耗 kW ③ 3 號(hào)升壓變壓器 項(xiàng)目 參數(shù) 型號(hào) 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(guān) 363177。 % / 121 / 聯(lián)接組別 YNyn0d11 冷卻方式 ODAF 空載電流 空載損耗 kW 負(fù)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(yùn)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(shè)備。開關(guān)電器在合閘狀態(tài)下，靠觸頭接通電路。當(dāng)斷開電路時(shí)，在開關(guān)的觸頭之間可以看到強(qiáng)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(shí)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(shè)計(jì) 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(fù)荷或短路電流。所以它是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器。對(duì)他的基本要求是：具有足夠的開斷能力，盡可能的動(dòng)作時(shí)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(jià)格低等。 SF6 斷路器和真空斷路器目前應(yīng)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(jí)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(jí)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(yùn)行比較方便和經(jīng)濟(jì)。 SF6 斷路器的特點(diǎn)是： 滅弧能力強(qiáng)，介質(zhì)強(qiáng)度高，單元滅弧室的工作電壓高，開斷電流大時(shí)間短； 開斷電容電流或電感電流時(shí)，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(jī)械特性穩(wěn)定，操作噪音小。 原則：① Iwmax≥ ② UN≥ Une （ 1）發(fā)電機(jī)出口斷路器： 發(fā)電機(jī)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(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 . b)按額定電流選擇 2020屆熱能與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 59 斷路器的額定電流不小于流過斷路器的長期負(fù)荷電流 . c)按開斷電流選擇 斷路器的額定開斷電流不應(yīng)小于斷路器開斷瞬間的短路電流周期分量 . 1~5 號(hào)發(fā)電機(jī)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(hào)： 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(guān)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(duì) ＜ 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(jì)算； 對(duì) 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(jì)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(jí) 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(shè)計(jì) 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(guān)合電流： 100KA f. 動(dòng)穩(wěn)定電流 ： 100KA g. 4 秒額定熱穩(wěn)定電流： 40KA b)動(dòng)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(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jí) 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(guān)合電流： 80KA f. 動(dòng)穩(wěn)定電流 ： 80KA g. 4 秒額定熱穩(wěn)定電流： b)動(dòng)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(shè)計(jì) 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(jí) 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(dòng)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(jí) 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(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dòng)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(guān)是電力系統(tǒng)中 應(yīng)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(shè)備修理時(shí)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(yùn)行情況下，為了保證檢修工作電安全進(jìn)行，除了使工作點(diǎn)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