小型水电站电气工程设计的实践探索
发表时间：2019-01-23T10:51:53.953Z 来源：《建筑细部》2018年第15期作者：郭琪[导读] 针对小型水电站的电气一次设计相对简单，电气一次设计接线的回路比较少。
中国电建成都勘测设计研究院有限公司四川成都 610000 摘要：我国的时代发展脚步日益加快，电力系统也随即朝着绿色和智能化发展。最近几年，新型的清洁型能源不断显现，国家更加重视小型水电站的应用和发展，由于小型水电站具有投资少、收效快、工期短的优势，发展的速度不断加快，技术水平也得到更大的提升。本文围绕小型水电站的电气工程设计的类型，展开对设计方面问题的探讨，并提出相应的实践措施。
关键词：小型水电站；电气设计；问题探讨
一、小型水电站电气设计的类型
一般在小型水电站电气工程设计中包括电气一次设计和二次设计。（1）针对小型水电站的电气一次设计相对简单，电气一次设计接线的回路比较少，主要是包含了变压器和发电机等的接线进行设计，在主接线发电机侧方面应用较多的是扩大单元接线、单元接线、单母线接线。由于水电站的年负荷小时数利用率并不大，机组的满发时间较少，一般采用的是两台主变，以减少主变压器的耗费。（2）励磁系统、同期系统、继电保护及辅助设备、测量系统、操作电源小型水电站的自动化设计是小型水电站电气二次设计的主要内容。低压组水电站设计主要是用于低压机组一体化控制屏，发电机出口断路器、仪表、智能控制装置、励磁组件等组成了控制屏，水轮发电机组的一、二次设备被集成优化在一面屏当中。屏体使用的是全封闭的形式，有很好的防护作用。控制屏适合单机容量在1000KW以下的低压水轮发电机组，其功能全面并且操作相对简单。经过厂家进行完整测试后，在现场对其进行安装后就可以投入使用，降低了整体运行维护成本和调试过程，简化了联调工作。
二、小型水电站电气设计中容易出现的问题（1）在发电面的中性点接地方式当中，中性线引出过程中会变成环流，中性线中的电流为相线电流的三倍之多，加之零序电流的混入，更加容易将线路烧坏，影响发电机的正常工作，因此，在电气设计过程中，应采取三相四线的接线方式，才能让中性点直接接地，一般会经常在主变压侧接线中应用，以达到照明和变压的需要。可以应用三相三线的接线方式，解决发电机的中点线不可引出的问题。（2）一般在选取电气一次设备和进行布置时，都会应用机旁现地的形式，这样可以更有效的节省空间。在对变压器进行布置过程中，要对现有的安装手段综合考虑，应用合理并科学的方法，比如室外中式杆上布置法，能够更加有效的减少成本投入。如果在水电站室外空间不足时就不能采取这种方式，改为室内布置的方法。（3）在选择变压器的保护形式时，应该更多的考虑变压器的容量，大于400kVA的就要采取具有定时特性的过流保护和瞬时电流速断。小于400kVA就应采取高压跌落保险的措施。（4）在小型水电站的互感器当中，主要包括电压互感器和电流互感器两种方式，其可以更好的保护电站，使其正常的运行，并可以精确计算电流量。在对小型水电站电气设计过程中，由于其容量较小、精度低且不稳定，需要单独针对断路器的互感器进行设计，小型水电站断路器并网两端的电压互感器主要是用于计量变电站高压电压，并且进行计量，更好的保证了电压的电压值和频率。（5）如果自动控制设计的不够合理，那么水电站就会出现不能自动开关机的问题，水轮机不能依据实际水量自动调节，继电保护装置也没有了保护作用。为了保证水电站的工作效率，应减少人工操控的过程，简化操作流程，将整个过程都结合自动化操作。
三、电气主接线及短路电流的计算复核（1）对电气主接线的增效扩容工作已经在变电站当中运行了很多年，系统连接的地点以及送出工程基本已经稳定，变动不会太大，因此，不需要对电站的接入系统反复论证，只要目前的主接线相对合理，其增效扩容改造可以保持原有主接线的方案没有变化，这样就只需要对现有的规范和短路电流计算成果，并复核机组容量，再对设备进行选择就可以。针对少数的电站，改变原来的主接线形式，并且经过多次修改，增减部分设备，修改布置方式，导致接线方式和调配配置更加的不合理，损耗变高，继电保护更为复杂的结果。或者目前的接线方式并不能与电力系统的要求相适应，这时就要对主接线方案重新优化选择，对电压降和送出线路的输送容量进行复核，对电气设备的动、热稳定性以及电站内部电流互感器变比和开断电流等进行复核，以达到增效扩容的需求。但是必须遵照基本的原则，就是接入系统点和送出电压等级不变，否则就会造成资源的浪费和成本的增加。改变了主接线的运行方式以及接线方式后，如果涉及到了电力系统的计量、保护整定值、保护方式等问题时，就要与电力系统调度部门协商处理。（2）在早期投入的短路电流水电站的电力系统存在容量小的缺点，经历了不断发展的过程，其网络不断加强，容量也在不断增加，结构也发生了很大变化。通过改造发电机，电气的参数也发生了改变。所以，参考当前的电力系统参数，结合未来五至十年的发展，再对后机组参数进行合理改造，并对短路电流重新的进行计算和复核。根据复核的结果再去对目前电气设备的开断能力进行复核，将电气设备的参数和形式重新选择。一般高耗能的设备和淘汰的设备以及严重老化的设备通常都会跟机组增效扩容同时更换，这样可以更好提升变电站的安全性，减少维护程序，带来更大的经济效益，以保证全新的电气设备能够与电力系统的发展相适应。
四、电气设备的选择与布置
1995年以前的中小型水电站，由于受当时技术水平和建设资金的限制，电气设备存在性能较差、安全性不符合现要求、维护工作量大以及备品备件难以购买等问题。例如，低压开关柜多为GGD型或更老的BSL型等，开关和保护设备为DW系列或DZ10系列，而更多的是采用熔断器保护；10kV设备采用GG-1A开关柜配SN10少油断路器，或早期的真空断路器；35kV设备采用DW6、DW8等系列的多油断路器，或GBC户内型高压开关柜；110kV设备采用SW3、SW6及SW7少油型断路器；变压器采用SLJ1或SF7型等。这些设备是目前国家已明令禁止使用的产品，开断电流小，损耗大，不环保，由于诸多原因长期带病运行，严重影响电站和电网的安全，因此对这些电气设备进行更新换代是十分必要的。电气设备的选择应按照安全可靠、技术先进、维护简单方便和经济合理的原则进行，并应适应农村水电站的特点。
五、提高电气工程设计质量的具体措施
试论中小型水电站的电气二次设计 发表时间：2019-04-03T11:13:36.270Z 来源：《防护工程》2018年第35期作者：杨海东 [导读] 而中小型水电站中的电气二次设计对于整个水电站的运行的安全与稳定发挥着极为重要的作用。本文主要就中小型水电站的电气二次设计进行探讨。 摘要：随着社会经济的不断发展，人们生活水平的不断提高以及企业规模的不断扩大，人们在生产经营以及日常生活中的用电量逐渐增大。随着用电需求的不断扩大，就使得各种发电系统得到了较为快速的发展。在近些年间，水电站以其可再生、清洁无污染、运行成本低等诸多优点成为发电行业的新宠。而随着经济的发展以及能源的日益紧张，中小型水电站在近些年得到了广泛的重视和应用，而中小型水电站中的电气二次设计对于整个水电站的运行的安全与稳定发挥着极为重要的作用。本文主要就中小型水电站的电气二次设计进行探讨。 关键词：中小型水电站电气二次设计探讨? 中小型水电站是将流动的水能转化为电能的大型工程，它的主要运行原理是通过水库将从高处泄落的水引入水电站的引水系统中，用水的落差形成重力作用，从而形成动力，推动水电站系统中的机组正常运行，将水能转化为电能，并将电能输送至发电厂，为居民日常生活和企业生产经营提供电力资源使用。在水电站的电气设备中一般包括电气一次设备与电气二次设备，常见的电气二次设备主要包括计算机监控系统设备、机组继电保护系统设备、机组励磁系统设备、机组状态监测系统设备、高压系统保护及自动装置所组成的设备等等。电气二次设备在水电站的电气设计中作用极大，是保障水电站正常运行的基础，也是水电站电气设计中必不可少的重要组成部分[1]。? 1 计算机监控系统设计? 中小型水电站电气二次设备中的计算机监控系统主要是对其它运行的设备进行监控，并对监控结果作出相应的调节，能够有效维护设备的正常运行。一般中小型水电站中的计算机监控系统均采用符合国际开放系统标准的分层分布结构，采用计算机监控系统的主要目的就是为了减少工作人员的工作量，尽可能地减少值班人员。计算机监控系统分为电站终端控制级与现场控制级两层，采用100Mb/s光纤通过太网进行连接。电站终端控制级主要负责对其它运行设备进行终端监控，实时反馈信息，并对监控结果进行相应调节；现场控制机则负责对水轮发电机组、电气一次设备以及公用设备等进行现场实时监控和调节，当电站终端控制级出现故障时，现场控制级可以不受其影响，单独运行和调节。电气二次设备中对计算机监控系统的要求为，必须实行与调度、水情测试状况、泄洪闸门控制等系统的实时联系与通讯[2]。? 2 机组继电保护系统设计? 电气二次设备中的机组继电保护系统设备的功能主要是为了给水电站运行过程中一些其它的重要设备提供继电保护。受机组继电保护系统保护的设备主要有水轮发电机组、变压器、110kV线路、厂用变保护等设备，电气二次设计中的保护装置内部含有自检功能，能够有效检查出水电站运行过程中一些重要的设施设备是否受到了电磁的影响，并对受到电磁影响的设施设备进行相应地保护和调节。另外，在电气二次设计中在机组继电保护系统中设计了一个与计算机监控系统相连接的接口，可以实现机组继电保护系统与计算机监控系统的实时通讯。? 3 机组励磁系统设计? 在中小型水电站电气二次设计中，应该为每台发电机、每台主变压器、110 kV线路以及厂用变保护设备等配备一块交流采样电量综合测试仪，检测每个设备中的所有的电气量，从而确定是否应该为发电机的励磁电压、励磁电流等配备电量变送器。而每台发电机的有功功率、无功功率、单相定子电压、单相主变低压侧6.3kV母线电压、0.4kV厂用电母线电压、220V直流母线电压、UPS电源交流电压以及频率等是否需要分别配置电量变送器，是由发电机的实际需要来决定的。除此之外，为了给宏观监控提供方面以及为计算机监控系统准备备用设备，在中央控制系统中还应该配备少量的常规电测电子仪表，可以采用数字式仪表或者指针式的仪表，但为了更为精准地进行检测，数字电子仪表更为合适[3]。? 4 直流电源设计? 在中小型水电站电气二次设计中直流电源系统一般设计为220V的直流电源，对水电站中全部设备的电气保护、控制、操作、自动装置、事故照明等提供直流电源。为了加强水电站系统设备的防爆功能，在进行直流电源设计时，应同时设计出一组104只铅酸蓄电池的电池组，容量为200AH，电池组需要具备阀控、免维护、防爆等功能，还要设计一套充电装置。直流母线上为单母线，母线上挂一组铅酸蓄电池与一套充电装置，并配备微机绝缘检测装置以及蓄电池巡察装置。充电装置中一般采用微机控制高频开关整流模块，采用N+1冗余模式。? 5 交流电源设计? 中小型水电站中一般采用独立的一组10kVA的UPS交流电源装置，在此交流电源装置中不需要配备蓄电池。在水电站正常运行时，由交流220V的厂用电进行供电，在装置中要配置无触点旁路开关[4]。在UPS中某单元发生故障时，开关可以自动切换交流电源，而当交流电源中断时，可以无障碍地切换至直流电源，这样就能保证交流输出的不间断，从而保障水电站运行的安全与稳定。? 6 结语? 综上所述，中小型水电站中的电气二次设备对于整个水电站的安全、平稳运行发挥着极为重要的作用。在电气二次设计中的接线设计通常是对一次系统进行实时地检测、控制和保护，同时也对一次系统中的一次设备进行监测和保护，以保证一次设备的正常平稳运行。因此，在中小型水电站中应该加强对电气二次设计的重视程度，同时注重设计的科学性与合理性，提升电气二次设计水平，使其能够充分发挥保证水电站正常运行的作用，进一步提升水电站运行效益。? 参考文献：? [1] 王成明，邓鹏，朱冠廷.缅甸道耶坎水电站电气二次设计[J].人民长江，2013（S2）：71-73+113.? [2] 朱冠廷，黄天东，陈吉祥，邹来勇.湖北三里坪水电站电气二次设计[J].人民长江，2013（20）：68-71.? [3] 周业荣，严映峰，宋柯，刘立春，王蓓蓓.瀑布沟水电站电气二次系统总体设计介绍[J].水电站机电技术，2014（06）：28-32+35.?
; 小型水电站设计2×15MW的水力发电机组
目录 一选题背景 (3) 原始资料 (3) 设计任务 (3) 二电气主接线设计 (3) 对原始资料的分析计算 (3) 电气主接线设计依据 (4) 主接线设计的一般步骤 (4) 技术经济比较 (4) 发电机电侧电压（主）接线方案 (4) 主接线方案拟定 (4) 三变压器的选择 (7) 3. 1主变压器的选择 (7) 相数的选择 (7) 绕组数量和连接方式的选择 (7) 厂用变压器的选择 (8) 四．短路电流的计算 (9) 电路简化图8： (9) 计算各元件的标么值 (10) 短路电流计算 (11) d1点短路电流计算 (11) d2点短路 (13) 五电气设备选择及校验 (15) 电气设备选择的一般规定 (15) 按正常工作条件选择 (15) 按短路条件校验 (16) 导体、电缆的选择和校验 (16) 断路器和隔离开关的选择和校验 (17) 限流电抗器的选择和校验 (17)
电流、电压互感器的选择和校验 (18) 避雷器的选择和校验 (18) 避雷器的选择 (18) 本水电站接地网的布置 (19) 六.设计体会 (19) 附录 (20) 参考文献 (22)
一选题背景 原始资料 （1）、待设计发电厂为水力发电厂；发电厂一次设计并建成，计划安装2×15MW的水力发电机组，利用小时数4000小时／年； （2）、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回； （3）、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为，基准容量Sj＝100MVA; （4）、低压负荷：厂用负荷（厂用电率）%； （5）、高压负荷：110kV电压级，出线4回, Ⅲ级负荷，最大输送容量60MW，cosφ＝； （6）、环境条件：海拔＜1000m；本地区污秽等级2级；地震裂度＜7级；最高气温36℃；最低温度－℃；年平均温度18℃；最热月平均地下温度20℃；年平均雷电日T＝56日／年；其他条件不限。 设计任务 （1）、根据对原始资料的分析和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。 （2）、选择变压器台数、容量及型式。 （3）、进行短路电流计算。 （4）、导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器（如有必要则选）、避雷器）的选择和校验。 （5）、厂用电接线设计。 （6）、绘制电气主接线图。 二电气主接线设计 对原始资料的分析计算 为使发电厂的变压器主接线的选择准确，我们原始资料对分析计算如下； 根据原始资料中的最大有功及功率因数，算出最大无功，可得出以下数据
电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告
《220kV变电站电气部分初步设计》开题报告 一、课题的目的和意义 随着国民经济的迅速发展，电力工业的腾飞，人们对能源利用的认识越来越重视。现在根据电力系统的发展规划，拟在某地区新建一座220KV的变电站。 本次设计是在掌握变电站生产过程的基础上完成的。通过它我不仅复习巩固了专业课程的有关内容，而且拓宽了知识面，增强了工程观念，培养了变电站设计的能力。同时对能源、发电、变电和输电的电气部分有个详细的概念，能熟练的运用有些知识，如短路计算的基本理论和方法、主接线的设计、导体电气设备的选择以及变压器的运行等。 二、文献综述 1 变电站的概述 随着经济的发展，工业水平的进步，人们生活水平不断的提高，电力系统在整个行业中所占比例逐渐趋大。现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。电力系统是国民经济的重要能源部门，而变电站的设计是电力工业建设中必不可少的一个项目。由于变电站的设计内容多，范围广，逻辑性强，不同电压等级，不同类型，不同性质负荷的变电站设计时所侧重的方面是不一样的。设计过程中要针对变电站的规模和形式，具体问题具体分析。 变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。我国电力系统的变电站大致分为四大类：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，对变电所的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。[1] 结合我国电力现状，为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，优化发展变电站，规划以220KV、110KV、10KV电压等级设计变电站。从我国目前部分地区用电发展趋势来看，新建变电站应充分体现出安全性、可靠
小型水电站施工技术规范 《小型水电站施工技术规范》 征求意见单位名单 各省、自治区、直辖市水利(水务)厅(局) 新疆生产建设兵团水利局 长江水利委员会 黄河水利委员会 淮河水利委员会 海河水利委员会 珠江水利委员会 松辽水利委员会 太湖流域管理局 河北省水利水电勘测设计研究院山西省水利水电勘测设计研究院内蒙古水利水电勘测设计院 辽宁省水利水电勘测设计研究院吉林省水利水电勘测设计研究院黑龙江省水利水电勘测设计研究院江苏省水利勘测设计研究院有限公司浙江省水利水电勘测设计院 安徽省水利水电勘测设计研究院福建省水利水电勘测设计研究院 江西省水利规划设计院 山东省水利勘测设计院 河南省水利勘测设计研究院湖北省水利水电勘测设计院湖南省水利水电勘测设计研究总院广东省水利电力规划勘测设计研究院广西水利水电勘测设计研究院海南省水利电力建筑勘测设计院重庆市水利电力建筑勘测设计院四川省水利水电
勘测设计研究院贵州省水利水电勘测设计研究院云南省水利水电勘测设计研究院陕西省水利电力勘测设计研究院甘肃省水利水电勘测设计研究院宁夏水利水电勘测设计研究院青海省水利水电勘测设计研究院新疆水利水电勘测设计研究院浙江省金华市水利水电勘测设计院有限公司 浙江省丽水市水利水电勘测设计院浙江省温州市水利电力勘测设计院 浙江省水利水电工程局 浙江省水电建筑安装有限公司 浙江省正邦水电建设有限公司浙江江能建设有限公司 浙江省第一水电建设有限公司福建省水利水电工程局有限公司福建省中水电发展有限公司广东省水电集团有限公司广东省水利水电第三工程局广西壮族自治区水电工程局广西硅谷水电建设有限公司 云南建工水利水电建设有限公司 云南省水利水电工程有限公司 贵州省江河水利电力建设工程有限公司 贵州省水利机械化实业总公司 江西省水电工程局 江西省水利水电建设总公司 江西省水利水电基础工程有限公司 四川水利电力工程局 四川水电建设工程(集团)有限责任公司 四川鼎好水电建筑工程有限公司 湖南兴禹水利水电建设有限公司 湖南省水利水电机械施工公司 山东水利工程总公司
新疆农业大学机械交通学院 《发电厂电气设备》 课程设计说明书 题目：110/10kV变电站继电保护课程设计 专业班级：电气工程及其自动化104班 学号： 103736424 学生姓名：王军 指导教师：李春兰、艾海提 时间： 2013年11月
110/10KV变电所设计 王军 摘要:本文首先根据任务书上所给系统与线路及所有负荷的参数，分析负荷发展趋势。从负荷增长方面阐明了建站的必要性，然后通过对拟建变电站的概括以及出线方向来考虑，并通过对负荷资料的分析，安全，经济及可靠性方面考虑，确定了110/10kV的电气主接线，然后又通过发电机的台数和容量确定了主变压器台数，容量及型号。最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压断路器，隔离开关，母线，绝缘子，进行了选型，从而完成110/10kV电气一次部分的设计。 关键词：变电站；变压器；接线；110/10KV 110/10KV Substation design Huafeng Abstract: In this paper, according to the system on the mission state ment and all load and lineparameters, load analysis of trends.From loa d growth illustrates the necessity of establishment of the station, then a summary ofthe proposed substation and the outlet direction to consider, and through the analysis ofload data, security, economic and reliabilit y considerations, to determine the 110/10kV mainwiring, then by the nu mber and capacity of the generator sets of the main transformerstatio n to determine the number, capacity and model. Finally, based on the maximum continuous current and short circuit calculation results, theh
毕业设计 Graduation practice achievement 设计项目名称小型水电站电气设计
目录 设计计算书 第一章电气一次部分设计 1、电气主接线方案比较 (1) 2、主变压器容量选择 (3) 3、电气一次短路电流计算 (4) 4、高压电气设备的选择和校验 (13) 第二章厂用电系统设计 1、厂用变压器选择 (29) 2、厂用主要电气设备选择 (29) 第三章继电保护设计 1、继电保护方案 (32) 2、电气二次短路电流计算 (33) 3、继电保护整定计算 (37)
第一章电气一次部分设计 1、电气主接线方案比较 方案一：3台发电机共用一根母线，采用单母线接线不分段； 设置一台变压器，其容量为12000KVA； 方案二：1、2号发电机采用单母线接线；3号发电机-变压器单元接线； 设置了2台变压器，其容量分别为8000KVA、4000KVA; 35KV线路采用单母线接线不分段。
电气主接线方案比较： （1）供电可靠性 方案一供电可靠性较差； 方案二供电可靠性较好。 （2）运行上的安全和灵活性 方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差； 方案二单母线接线与发电机-变压器单元接线相配合，使供电可靠性大大提高，提高了运行的灵活性。 （3）接线简单、维护和检修方便 很显然方案一最简单、维护和检修方便。 （4）经济方面的比较 方案一最经济。 各种方案选用设备元件数量及供电性能列表：
综合比较：选方案二最合适。 经过综合比较上述方案，本阶段选用方案二作为推荐方案，接线见“电气主接线图”。 2、 变压器容量及型号的确定： 1、1T S =θCOS P ∑=KVA 80008 .032002=? 经查表选择SF7-8000/35型号，其主要技术参数如下： 2、KVA COS P S T 40008 .032002===∑θ 经查表选择SL7-4000/35型号, 其主要技术参数如下：
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。
学位论文作者（签名）： 年月
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小型水电站技术改造要点及施工管理 当前国家经济处于稳步上升的情况下，经济发展的同时对电力也有了更多的需求，同时也提出了更高的要求，供电企业应该如何实现可持续供电，是当前在发展中应该关注的重点问题。本文主要以小型水电站为例，对小型水电站的技术改造提出针对性建议，并致力于小型水电站的施工管理以及可持续发展，希望可以为小型水电站提供参考。 标签：小型水电站;技术要点;施工管理 我国小型水电站在建设过程中取得了良好的发展效果，同时对国民经济的发展具有重要的促进作用，还提高了人民的生活水平，发挥着重要的供电作用。但是在小型水电站的发展过程中也存在着一些问题，阻碍小型水电站的发展和进步，所以小型水电站需要进行技术改进，从而促进小型水电站的可持续发展，技术改进就是对水电站的相关设施设备进行改造或者更新，使设施设备能够更好的为水电站服务，提高设施设备的技术水平，减少小型水电站的经济投入，提升水电站的经济效益，在这个过程中也会产生一定的社会效益，满足社会的需求，促进社会的可持续发展。所以本文主要针对小型水电站，对小型水电站的技术改进进行探究，并提出相关建议。 1.当前小型水电站存在的问题 1.1水电站现存的发电机组需要更新 由于我国对电能的需求，而小型水力发电站建设周期短，投入生产的时间快，所以小型水力发电站的建设比较早，也比较多。所以很多的发电站在60年代就已经投入使用，这也就造成这些发电站很难满足现阶段的需求，不管是从发电站的发电设备或者是管理上，都还存在着很大的缺失。这种情况在发电机组上体现的更加明显，由于发电机是发电站的核心，但是尤其发电站在建设的时候对于发电机的制造工艺有着技术上的限制，所以发电机组在现阶段的发电过程中表现的力不从心。 1.2小型水电站运行管理和采用的技术与方法亟待提升 由于对于水资源的利用要受到水流量的影响，所以很容易造成发电机组动力上的不足，不仅影响发电机的运行效率，也会对发电机组的性能造成损害。对于发电机组的管理管理上，由于小型发电站的资金影响，所以机电自动化在发电站的运行并不多，所以对于发电站的运行和维护一般都靠人工完成，这也就会造成很多操作上的失误和管理上的失误，从而对发电站的运行造成影响。同时这样的管理模式也浪费了大量的人力物力。 小型水电站的运行和发展并不能符合这一要求，人工监督有时会因为一些疏忽造成其他问题，比如安全事故，所以当前小型水电站应该采取自动化的管理方
小型水电站特点 1.运行寿命长，坚固耐用，价格稳定，并且水资源是可再生的。对于用电规模较小的边远地区来说，所有这些优点使水力电站成为最具有吸引力的选择对象； 2.拥有连接电厂和用电中心的输电网的地区并不多。许多地区，特别是在发展中国家，还必须依赖就地的小型电厂供电； 3.几乎处处都有可以用来发电的小河流； 4.一般来说，小型水电站造成的环境影响较小； 5.当把河水用于其他目的时，如灌溉和供水等，如能同时加上小水电发电系统，往往会更有吸引力； 6.在工业化国家，常常把小型水电站作为局部地区工业的能源。但在适宜的条件下，小型电站也可并入公用供电系统供电； 7.对已有的大坝和设施上的旧的小型电站进行改建，发电的成本较低，在经济上比较合算。 8．当今的小水电技术是已经得到充分验证的成熟技术。电站的建造不复杂，所需工艺也较简单，并可大量地利用当地的劳动力和材料。 9．水电站建造周期短。 10．各种现有的并已经过实践验证的电站设计方案，无论是建造方面的，还是运行方面的，均可广泛适用于各地的不同的条件。小水电站运行方式多种多样，既可是简单的人工操作，也可以是全自动的计算机化控制。 原理：水通过水道流到电厂，电厂依靠带有机电设备的涡轮机将水的位能和动能转换成电能。小水电站一般都是径流式电站，利用的是自然水流，不一定需要蓄水库。对于小型水电站项目来说，建设大坝是不合算的，因此，通常只建造最简单的矮坝或引水堰。 小水电站的容量为三类：微型（小于100kw），小小型（100-1000kw）和小型（1000-10000kw）。对于容量很小的微型电站来说，设计越简单，控制系统就越简单，经济上也就越有生命力；而对于容量大些的小水电站来说，由于要确保电站有比较复杂和完善的保护和控制装置，因此投资就大。如果为水电站建造蓄水库，就可以根据用电市场的要求来调节向电站的供水量，从而克服因河流水量的季节性
小型水电站取水坝设计分析 【摘要】从我国小型水电站的建设情况就可以知道，山区性河流是小型水电站建设的地方。通常情况下，电站开发需要采用引水式水电站。在实际应用中，渠道取水坝采用堤坝取水的方式，取水坝的形状主要采用溢流坝，在汛期结束后有可能导致较为严重的泥沙淤积，使得冲砂闸门开启使用非常困难，随后就会有大量的泥沙冲进水渠。为改善这种状况就需要将溢流坝改为闸坝，这样就能保证水坝的安全运行，降低水渠沙含量。本文就小型水电站取水坝设计进行分析。 【关键词】小型水电站；取水坝；设计 引言 在经济快速发展的过程中，小型水电站的发展速度越来越快，与此同时要求越来越高。当前，小型水电站由于受到建设位置的影响，泥沙含量较高。为降低小型水电站的泥沙含量，通常都会在设计的进行排污改造。针对此种状况，进行坝后式水电站，如图1所示。但是从实际中了解到，即使小型水电站设置了排污栅，但是在取水的时候，同样会遇到多泥沙的现象。针对此种情形，在小型水电站设计的过程中，应当针对取水坝应用的实际情况展开分析，避免取水坝受到多种因素的影响。 图1 坝后式水电站布置图 1 小型水电站建设状况 相对而言，我国水资源较为丰富，除大江、大河之外，小型水电站建设居多。通常情况下，小型水电站建在主干流一级、二级之流上进行开发，而水电站所处的位置多为山区性河流，流域面积相对较小，河流不够长，河道比降较大，洪水过程呈现出徒涨徒落单峰型、汇流历时较短。河流流域的森林覆盖面积相对较小，汛期河道水流的泥沙含量相对较大，在遇到强暴雨的时候还会产生泥石流地质性灾害。现如今，小型水电站的开发普遍采用引水式电站，但是水电站的引水量相对较小，渠道取水坝通常选用无调节式的低坝取水，该种取水坝主要由进水闸、冲砂闸与溢流坝组成，在坝型选择方面采用重力式砌石坝或者是混凝土坝，冲砂闸采用单孔冲砂，采用这种冲砂闸门能够保证进水闸闸前“门前清”的运行方式。 2 小型水电站取水坝设计分析 2.1 当前水电站运行状况 引水式水电站渠首采用的是低坝取水，溢流坝的高度基本保持在3-8m的范围，另外由于河床比较陡，使得形成水库库容量较小，无任何储蓄能力，在汛期一次泥沙就可以将水库淤平，将坝前河床抬高，产生一条深槽形，使得河流主道流向改道。已经被淤平的水电站主要有橄榄河一级水电站、三江口水电站、独龙
变电电气专业设计规范、规程和技术规定 （2007年1月） 一、规范电压、电流和频率 规范电流GB_T_762-2002 规范电压GB_156-2003 规范频率GB_T_1980-2005 电压偏差GB_T_12325-2003 电压波动闪变GB_T_12326-2000 频率偏差GB_T_15945-1995 电能质量暂态过电压GB_T_18481-2001 电能质量公用电网谐波GB_T_14549-1993 三相短路电流计算GB_T_15544-1995 二、变压器和电抗器 Loading guide for oil-immersed power transformers IEC60076-7-2005 Power transformers —— Part 1 General IEC60076-1-2002（暂无电子版）Power transformers ——Part 3 Insulation levels, dielectric tests and external
clearances in air IEC60076-3-2000 油浸式电力变压器技术参数和要求500kV级GB/T16274-1996 变压器第1部分总则GB 1094.1-1996 变压器第2部分温升GB1094.2-1996 变压器短路能力GB 1094.5-2003 变压器负载导则GB_T_15164-1994 变压器绝缘实验GB 1094.3-2003 变压器选用导则GB_T_17468-1998 变压器应用导则GB_T_13499-2002 变压器声能测定GB_T_1094~10-2003 油浸变压器GB_T_6451-1999 换流变GB_T_3859~3-1993 隔离变压器GB _13028-1991 干式变压器GB_6450-1986 干式变参数和要求GB_T_10228-1997 电抗器GB_T_10229-1988 电力变压器运行规程DL/T 572-1995 高压/低压预装箱式变电站选用导则DL/T537-2002 三、CT、PT 电流互感器GB_1208-1997 500kV电流互感器GB_T 17443-1998
目录 设计任务书 (4) 第一部分主要设计技术原则 (5) 第一章主变容量、形式及台数的选择 (6) 第一节主变压器台数的选择 (6) 第二节主变压器容量的选择 (7) 第三节主变压器形式的选择 (8) 第二章电气主接线形式的选择 (10) 第一节主接线方式选择 (12) 第三章短路电流计算 (13) 第一节短路电流计算的目的和条件 (14) 第四章电气设备的选择 (15) 第一节导体和电气设备选择的一般条件 (15) 第二节断路器的选择 (18) 第三节隔离开关的选择 (19) 第四节高压熔断器的选择 (20) 第五节互感器的选择 (20) 第六节母线的选择 (24) 第七节限流电抗器的选择 (24) 第八节站用变压器的台数及容量的选择 (25) 第九节10kV无功补偿的选择 (26) 第五章10kV高压开关柜的选择 (26) 第二部分计算说明书 附录一主变压器容量的选择 (27) 附录二短路电流计算 (28) 附录三断路器的选择计算 (30) 附录四隔离开关选择计算 (32) 附录五电流互感器的选择 (34) 附录六电压互感器的选择 (35) 附录七母线的选择计算 (36) 附录八10kV高压开关柜的选择 (37) （含10kV电气设备的选择） 第三部分相关图纸 一、变电站一次主结线图 (42) 二、10kV高压开关柜配置图 (43) 三、10kV线路控制、保护回路接线图 (44) 四、110kV接入系统路径比较图 (45) 第四部分 一、参考文献 (46) 二、心得体会 (47) ？
设计任务书 一、设计任务： ***钢厂搬迁昌北新区，一、二期工程总负荷为兆瓦，三期工程总负荷为31兆瓦,四期工程总负荷为20兆瓦。一、二、三、四期工程总负荷为兆瓦,实际用电负荷兆瓦,拟新建江西洪都钢厂变电所。本厂用电负荷设施均为Ⅰ类负荷。 ？ 第一部分主要设计技术原则 本次110kV变电站的设计，经过三年的专业课程学习，在已有专业知识的基础上，了解了当前我国变电站技术的发展现状及技术发展趋向，按照现代电力系统设计要求，确定设计一个110kV综合自动化变电站，采用微机监控技术及微机保护，一次设备选择增强自动化程度，减少设备运行维护工作量，突出无油化，免维护型设备，选用目前较为先进的一、二次设备。 将此变电站做为一个终端用户变电站考虑，二个电压等级，即110kV/10kV。 设计中依据《变电所总布置设计技术规程》、《交流高压断路器参数选用导则》、《交流高压断路器订货技术条件》、《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》、《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》、《高压配电装置设计技术规程》、《110kV-330kV变电所计算机监控系统设计技术规程》及本专业各教材。
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目： 110kv变电站电气部分设计 学习中心：重庆南岸奥鹏学习中心 层次：专科起点本科 专业：电气工程及其自动化 年级： 2013年春季 学号： 121511409527 学生： 指导教师：李丹 完成日期： 2014 年 07 月 01 日
110kv变电站电气部分设计 内容摘要 根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压断路器、隔离开关、母线、电压互感器、电流互感器等进行了选型，从而完成了110kV电气一次部分的设计。 关键词：变电所；变压器；主接线；负荷；短路电流
目录 内容摘要 ........................................................................................................................... I 1 绪论 . (4) 1.1 110KV变电站的发展现状与趋势 (4) 1.2 110kV变电所的研究背景 (4) 1.3 本次论文的主要工作 ................................................... 错误！未定义书签。 2 变电站电气设计的主要内容 (4) 2.1 变电所的总体分析及主变选择 (4) 2.2 电气主接线的选择 (5) 2.3 短路电流计算 ............................................................... 错误！未定义书签。 2.4 主要电气设备和载流导体的选择 ............................... 错误！未定义书签。 2.5 各级电压配电装置布置 ............................................... 错误！未定义书签。 2.6 所用电及直流系统 ....................................................... 错误！未定义书签。 2.7 防雷接地 ....................................................................... 错误！未定义书签。 2.8 主变保护的配置 ........................................................... 错误！未定义书签。 3 变电站的总体分析及主变选择 (5) 3.1 变电站的总体情况分析 (5) 3.2 主变压器容量的选择 (6) 3.3 主变压器台数的选择 ................................................... 错误！未定义书签。 4 电气主接线设计 (6) 4.1 引言 (6) 4.2 电气主接线设计的原则和基本要求 (6) 4.3 电气主接线设计说明 ................................................... 错误！未定义书签。 5 短路电流计算 .......................................................................... 错误！未定义书签。 5.1 短路计算的目的 ........................................................... 错误！未定义书签。 5.2 变电站短路电流计算 ................................................... 错误！未定义书签。 6 主要电气设备和载流导体的选择 .......................................... 错误！未定义书签。 6.1 母线的选择 ................................................................... 错误！未定义书签。 6.2 断路器的选择与校验 ................................................... 错误！未定义书签。
第一节小水电站计算 一、水力发电的一般公式 1?水电站的保证出力 尸=9. 81Q/fy = AQH 式中』——保证出力(kW)； Q——通过水电姑的流量(m[/s)) "―作用于水电站的水头(设计水头)(m)； A——水电站的出力系数,4 = 9?8叨,大中型水电站取8, 0?& 5,小型水电站当单机容量大于500kW以上的时取8.0；小于500kW,按表17—1选取； 7 电站机组效率， 7 = 7/一一发电机效率* 7 ------ 水轮机姣率。 17-1 出力系数人值 水轮机与发电机间传动方式系.牧 同轴连接7. 0 ?8. 0 皮帯传动 6. 5 ?7. 5 倚轮传动6,3 两次传动6,0 2 ?调节池容量 V = 3600(Qz — Qi )7' ? _ 36O(M_ = 3600(几二匕) =9. 8177? _ 9. 81W? 式中山—调节池容诫(mJ； Q2——高峰负荷时的流M(Tn：7s)； Qi 平均负荷时的流 T——高峰员荷持绩吋fn](lOi
A用调节池的有效贮水址发岀的电量(kWh)； P.一一高峰负荷时的输出功率(kW)$ 匕—平均负荷时的输出功^ 毕业设计成果 Graduation practice achievement 设计项目名称110KV变电站初步设计 序 毕业设计是我们完成大学学习的最后一次总结与学习的机会，是对我们所学各门功课的综合运用与提高。通过这次毕业设计，巩固与加深了我们所学的理论专业知识，锻炼了我们分析与解决实际工程问题的能力培养和提高了我们综合实用技术规范，技术资料和进行有关计算，设计和绘图，编写技术文件的初步技能，为今后的工作和学习打下坚实的基础。 这次的毕业设计是由仇新艳老师带领的，在设计期间老师和我们共同讨论，一起学习，对我的启发良多。对此我很感谢仇老师的耐心指导，尤其是仇老师碰到问题时那积极解决问题的态度很值得我学习。 最后我还要感谢我们这组同学，在设计期间，大部分都是经过我们的仔细讨论我才解决了我的一些疑惑。通过短路电流的计算，教会了我对于高压电气的具体选型及校验方法；对于在设计过电压防护中我学会了如何来确定避雷针的高度；对于厂用变压器的选择，我也有了很深刻的认识。以上种种问题的解决，才使我的毕业设计最后能按时的完成，对此我很感谢。 这期间我查阅了大量的资料，极大的锻炼了我搜集资料和分析资料的能力，为我以后的就业提供了很大的帮助。最后我很感谢学院的领导和老师们对我这三年的教育和关怀。 目录 序 第一章原始资料 (4) 1.1水能资料 (4) 1.2 电力系统资料 (4) 第二章电气主接线设计 (6) 2.1 电气主接线设计概述 (6) 2.2 主接线方案的选择 (7) 第三章短路电流计算 (9) 3.1 短路电流计算的目的 (9) 3.2 短路电流计算的一般规定 (9) 3.3 短路电流计算的内容 (9) 3.4 短路电流计算方法 (10) 3.5 短路电流的计算 (10) 第四章厂用电的设计 (23) 4.1 厂用电设计的基本要求 (23) 4.2 水电站厂用电的特点 (23) 4.3 统计原则及计算分析过程 (23) 4.4 厂用电气的选择 (26) 4.5校验 (27) 第五章电气设备的选择及校验 (28) 5.1 35KV断路器选择与校验 (28) 5.2 35KV隔离开关选择与校验 (29) 5.3 35KV电流互感器选择与校验 (30) 5.4 35KV电压互感器选择与校验 (31) 5.5 熔断器的选择与校验 (32) 5.6 避雷器的选择 (33) 5.7 母线的选择 (33) 5.8 6.3KV开关柜及电气设备的选择 (34) 第六章过电压保护 (37) 6.1 造成水电站事故的原因 (37) 6.2 感应雷和雷电侵入波的防护 (37) 6.3 直击雷的防护 (37) 参考文献 (39) 附图 目录 编写说明1（五）潮流分布计算与调压措施的选择（参考） (2) 一、发电厂和变电站电气主接线的选择 (2) 1.发电厂电气主接线的选择： (2) 2.变电站电气主接线的选择： (3) 二、主变压器的容量选择和参数计算 (4) 1.发电厂主变压器的选择： (4) 2.变电站主变压器的选择： (5) 3.主变压器参数计算： (6) 三、输电线路参数的计算 (9) 四、电力网变电站运算负荷的计算 (9) 1.冬季最大负荷运行方式 (10) 2.冬季最小负荷运行方式 (11) 五、设计网络归算到高压侧的等值电路 (17) 六、功率分布计算 (18) 1.冬季最大负荷运行方式功率分布计算 (18) 2.冬季最小负荷运行方式功率分布计算 (24) 七、电压分布和调压计算 (40) 1.确定发电厂发电机母线电压及高压母线电压的原则 (40) 2.冬季运行方式下火电厂5发电机电压计算 (40) 3.冬季运行方式下，各变电站及水电厂6电压计算 (43) 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部容。 作者签名：日期： 目录 9.1 施工条件...................................................................................... 9-1 9.1.1地理位置及对外交通.................................................................... 9-1 9.1.2水文气象条件............................................................................. 9-1 9.1.3工程规模 ................................................................................... 9-2 9.1.4施工布置条件............................................................................. 9-5 9.1.5外来物资供应、水、电和施工通讯条件........................................... 9-5 9.1.6天然建筑材料............................................................................. 9-5 9.2 施工导流...................................................................................... 9-7 9.2.1中梁一级电站施工导流................................................................. 9-7 9.2.2中梁二级电站施工导流............................................................... 9-19 9.3主体工程施工.............................................................................. 9-22 9.3.1中梁一级电站主体工程施工 ........................................................ 9-22 9.3.2中梁二级电站主体工程施工 ........................................................ 9-27 9.3.3中梁三级电站主体工程施工 ........................................................ 9-28 9.4料场选择与开采........................................................................... 9-31 9.4.1土、石料需求总量..................................................................... 9-31 9.4.2开挖料利用规划........................................................................ 9-31 9.4.3料场选择及料源总体规划 ........................................................... 9-33 9.4.4料场开采 ................................................................................. 9-38 9.5 施工工厂设施 ............................................................................. 9-40 9.5.1砂石加工系统........................................................................... 9-40 9.5.2混凝土拌和系统........................................................................ 9-43 9.5.3其它施工工厂........................................................................... 9-44 9.5.4风、水、电及施工通讯............................................................... 9-46 9.6 施工交通运输 ............................................................................. 9-49 9.6.1对外交通 ................................................................................. 9-50毕业设计-小型水电站电气部分设计
发电厂变电站电气设计说明
某小型水电站工程施工设计方案
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