陆水电站电气一次主接线计与主设备选择毕业论文.docx

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1、陆水电站电气一次主接线计与主设备选择毕业论文目录1绪论21.1 背景资料21.2 论文概述32电气主接线设计42.1 赤壁市陆水电站设计基本参数42.2 设计原则42.3 各方案比较53厂用电设计93.1厂用电设计原则94短路电流计算114.1 对称短路电流计算114.2 非对称短路电流计算网165电气主设备选择255.1 对方案I的各这设备选择网255.1.1 断路器和隔离开关的选择255.1.2 电流互感器的选择295.1.3 电压互感器的选择315.1.4 避雷器的选择315.1.5 母线选择网336结论与展望36致谢38参考文献40附录421绪论随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也

2、越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为我国经济的发展提供保障。就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今天，火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的优势。因此，关于电力系统水电站设计方面的论文研究就显得格外重要。1.1背景资料本毕业设计（论文）课题来源于湖北省赤壁市陆水电站。陆水电站位于赤壁市，赤壁水能蕴藏量较大，约5万千瓦，已利用的水能，除陆水电站装机35200千瓦外，在其他9条河港上建成小水电站

3、37处，装机71台,7934千瓦，全市水电年发电量1.3-L4亿度。赤壁市境内有大小湖泊22个，水面面积为13.96万亩。其中，万亩以上的湖泊2处，千亩以上的湖泊6处，多集中于北半部。较大的湖泊有黄盖湖、西梁湖、沧湖等,形成环山错湖的地域特色。大小河港23条，全长327.2公里。河流呈南北流向，汇流入江。分三大水系，其中陆水河为主干水系，发源于幕阜山，流经通城、崇阳，横贯赤壁全境，由嘉鱼陆溪口入长江，全长183公里，流域面积3950平方公里，在赤壁境内84.5公里，流域面积782.2平方公里。1949年以来，国家对陆水河进行了全面综合开发，投资近亿元，兴建了陆水水利枢纽工程，枢纽控制流域面积为

4、3400平方公里，水库蓄水面积57平方公里，库容7.06亿立方米，兼有发电、灌溉、防洪、养殖、航运、旅游和城市供水等综合效益。陆水水库1958年10月开工，1967年开始蓄水，1969年第一台机组发电，现在发展到4台容量为8.8MW的机组，其总容量为35200千瓦，年均发电量1.17亿度。主坝长234米，高58米，水库承雨面积3400平方公里，水面面积57平方公里，总库容7.06亿立方米，最高水位57.1米，径流量22亿立方米。15座副坝，长2589.4米，8号副坝长1543米，高25.6米，海拔高59米，宽6米，土方361万立方米，如果用这些土方筑成1米高1米宽的城墙，可以从赤壁到北京来回绕

5、2趟。止匕外，黄盖湖水系流域面积481.8平方公里，西凉湖水系流域面积521.7平方公里。L2论文概述本设计主要针对赤壁市陆水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案口一物，经过技术经济比较，确定推荐方案，对其进行短路电流的计算，对电厂所用设备进行选择。在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计手册，并且借用AutoCAD辅助工具画出其电气主接线图、计算简化图等。故本论文属于典型的针对某工程进行最优设计的工程设计类论文。通过本论文的研究，可以使陆水电站安全可靠的在系统中运行，保证其持续可靠的供电。也能提高自己使用AutoCAD, word等软件的能力，培养出自己工程设计的观念,是对大学四

6、年所学理论知识与实践的融合。2电气主接线设计2.1 赤壁市陆水电站设计基本参数表21赤壁市陆水电站基本参数项目参数发电机台数发电机容量8.8MW电站出线数4条输出电(KV)110发电侧(KV)102.2 设计原则电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。在电气主接线设计时，综合考虑以下方面： 保证必要的供电可靠性和电能质量安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设计时，除对

7、主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。赤壁陆水水电站虽然是一个中小型水电站，但是由于担负了许多工业企业，及农业抗旱排涝等供电任务，因而必须满足必要的供电可靠性。具有经济性在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。 具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的

8、要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线,则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。具有发展和扩建的可能性随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。赤壁陆水电站虽然是小型水电站，但在电力系统中的也有一定得重要地位。该电厂有四条出线，向赤壁市以及周边城市主变电站提供110

9、KV电能输送，所以它的稳定运行影响到赤壁市经济的发展和周边城市居民的安定生活。所以根据以上几点，对该电厂的主接线拟定以下几种方案。应进行比较。2.3 各方案比较方案I本方案采用了两个扩大单元接线，UOkv侧采用了双母接线。双母接线的供电可靠性较高，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断，检修任一组母线上的隔离开关也不需要中断供电，且调度灵活，各个电源和各回路负荷可以任意分配到一组母线上，能灵活适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建性也非常号，可以向母线左右方向任意扩建，且施工过程也不会停电，只是双母接线多了一台旁路断路器，投资有所增加。图2-1电气主接线方案I方案n本方案采用了两个

10、扩大单元接线与UOkv侧直接相连。U()kv侧为单母分段带专用旁路断路器的旁路母线接线方式。其特点是：扩大单元接线接线方式简单清晰，运行维护方便，且减少了主变压器高压侧出现，简化了高压侧接线和布置，使整个电气接线设备较省。单元接线的接线简单、清晰、运行灵活、维护工作量少且继电保护简单,但由于主变压器与高压电气设备增多，高压设备布置场地增加，整个电气接线投资也增大。其UOkv侧的单母分段带专用旁路断路器的母线接线方式中，由于增加了分段其图2-2电气主接线方案n方案UI本方案采用了两个扩大单元接线，HOkv侧采用了双母带旁母的接线方式。此种接线方式大大提高了供电的可靠性，但是由于有了专用的旁路母线

11、，多装了价高的断路器和隔离开关，大大增加了投资，此种接线方式对于供电可靠性有特殊需要的场合是十分必要的，但是对于供电可靠性要求不是很高的中小型水电站来说不是很适用。图2-3电气主接线方案in方案w本方案采用了两个扩大单元接线，UOkv侧采用了单母接线的方式，此种接线虽然接线方式简单，投资很少，但是其供电可靠性大大降低，其母线一旦出现故障就会造成全厂停电，严重影响了持续供电。综合分析上述四种方案，再结合陆水电站为中小型水电站的实际情况，拟定的主接线应以经济性为主，并结合考虑其可靠性，所以，最后拟定选择方案一。3厂用电设计3.1 厂用电设计原则厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂

12、发展规划，积极慎重地采用成熟地新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证机组安全经济地运行。其具体有如下一些要求： 接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下地供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用）电源能迅速投入。 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电故障。各台机组的厂用电系统应独立，以保证在一台机组故障停运或其辅助机发生电气故障时，不影响其他机组的正常运行。充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别对公用厂用负荷的影响。要方便过渡，尽量少的改变接线和更换设备。根据上述要求，结合本水电站为中小型水电站，以及

13、厂用电分为6kV和380kV两个电压等级的实际情况，其厂用电设计祥见附录：4短路电流计算4.1对称短路电流计算赤壁市陆水电站的发电机，变压器及系统的主要参数如下：发电机参数：8.8MWX4, cos（p = 0.95 , X； = 0.23 ,额定电压 10.5kV变压器参数：2 台，1T:U,/% = 14, 20MVA, 2T: U1 = 14,20MVA系统参数：UOkV出线四回，正序阻抗（标么值）：0.91716,零序阻抗（标么值）1.1235,三相短路容量：2543MVA,单相短路容量：2529.9MVA。对方案I的系统正序阻抗网络等值图为：8/0.3937/0.9176/7d25/

14、7dl1/24.832/24.833/24.834/24.83图41正序阻抗网络等值图取基准值：S. =1000ME4 , 4=10.5匹时，/人0.5)S.= 54.986MsU.=115kV ,J/川= 5.020kA,8.8MW功率因素为0.95的机组容量为;JQ Q= = 9.263ME4 0.95发电机片F4:X=X. = X3 = X4 = X =0.23x= 24.83Sn 9.263变压器小%X.5 =鬻/噎X甯=7系统阻抗 Xg： x l = 100 = 03938 Sd 2543对4点进行短路计算：网络简化如下：10/1.311 1/194156/79/12.415图4-2 4网络简化图24 23%9 = %,/%2=- = 12.415Xl0 = X7 + X8 =0.91716 + 0393 = 131024 83XH = X6 + X3/X4 =7 + = 19.4151 1UJ再化简得:12/8.782系统B13/130.159dl9/12.415QFl ,F2）图4-3 &网络简化图V V= X1() + X6 += 8/782IZ 10 o yAI1v y= XH+X6 + 9 = 130.159I UI IVA10三相短路电流周期分量计算皿：系统A侧