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简析水电站电气改造设计摘要：本文结合对小型水电站增效扩容改造的电气设计进行分析。
小型水电站由于建设年代久远，受当时技术水平、经济条件的制约和多年运行、老化的影响，普遍存在机组容量偏小、水库调节能力不足、机组效率差、水能利用效率低等问题。
导致水库处于长期弃水状态，无法充分利用水资源，急需改造。
对已建小型水电站进行增效扩容改造是系统且复杂的工程，需要细致分析，综合考虑小型水电站整体效益的提升，尤其要重视优化电气设计，在增效扩容改造中解决电气设计问题。
基于此，文章对水电站电气设备改造要求、短路电流以及电气主接线以及水电站计算机监控系统等方面进行简要分析。
关键词：水电站；电气设备；改造要求；主接线；监控系统早期建成的很多小型水电站均无力凭借自身的积累落实改造升级工作，加上设备设施日益老化，导致能效逐年衰减。
针对这些老旧的小型水电站实施增效扩容改造，不但能提高利用水能资源的效率，帮助调整能源结构、实现节能减排，还能保护河流的自然生态环境，消除公共安全隐患。
在小型水电站增效扩容改造中，其电气系统不仅和水电站增效扩容改造之后的综合效益有关联，而且还对水电站今后的运行、设备以及人员安全有重要作用，因此做好水电站电气改造设计具有重要意义。
一、水电站电气设备改造要求的分析1、严格遵守电气设备改造原则。
相关部门及人员要严格按照国家所制定并实施的《农村水电增效扩容项目电气设备选用指导意见》的相关规定，秉持环保、节能的设计理念，以少人值守为目标，对小型水电站电气设备实施改造。
在改造时尽可能不改变水电站既有的主接线型式及其接入电力系统的具体方式，同时不改变既有的主副厂房总体布置，致力于通过新技术以及高效节能设备，更新高能耗、老旧设备作为改造重点，更新水电站的水轮发电机组、变电设备、交直流系统、综合自动化系统等，最终实现促进小型水电站安全运行、提高综合能效、淘汰落后设备与技术的目的。
2、科学改造水电站发电机。
针对小型水电站水轮发电机的最简单增效扩容方法就是以维持机座、转速不变以及不变动埋入部件为前提，依据全新设计整体更换所有的发电机部件，但需要一次性投入较多资金，改造成本增加。
2×15MW 水电站电气一次部分设计前言---------------------------------------------------------------------------------------------4第一章发电厂电气主接线设计---------------------------------------------------------6 第一节主接线的方案概述---------------------------------------------------------6第二节初步拟定供选择的主接线方案----------------------------------------- 9第三节主接线的方案的技术经济比较---------------------------------------- 10第四节厂用电源接线及坝区供电方式---------------------------------------- 12第二章短路电流计算--------------------------------------------------------------------12 第一节短路电流计算概述------------------------------------------------------- 13第二节短路电流计算---------------------------------------------------------------13第三章导体、电器设备选择及校验--------------------------------------------------- 21 第一节导体、设备选择概述-------------------------------------------------------21第二节导体的选择与校验------------------------------------------------------- 22第三节电器设备的选择与校验------------------------------------------------ 24第四节导体和电气设备的选择成果表---------------------------------------- 34第四章发电厂（升压站）配电装置设计---------------------------------------------35第一节配电装置类型及特点-----------------------------------------------------35第二节配电装置的设计-------------------------------------------------------------36第五章继电保护、自动装置、测量表计及同期系统的配置规划------------------------------------------38第六章过电压保护和接地-----------------------------------------------------------------46参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------48 附图：一、主接线方案比较图二、电气主接线图三、继电保护配置图四、自动装备配置图五、计算机监控系统图六、高压配电装置平面布置图七、高压配电装置剖面图（一）八、高压配电装置剖面图（二）前言一、本毕业设计的目的与要求：本毕业设计是电气工程及其自动化专业学生在完成本专业教学计划的全部课程教学、课程设计、生产实习、毕业实习的基础上，进一步培养学生综合运用所学理论知识与技能，解决实际问题能力的一个重要环节。
目录1 引言 .......................................................................................... 错误！未定义书签。
2 发电厂电气主接线的最佳方案 (1)2.1 概述 (1)2.2 技术比较 (3)2.3 经济性比较 (4)2.4 主变压器的选择 (5)3 发电厂厂用电接线的最佳方案 .............................................. 错误！未定义书签。
3.1 方案确定 (5)3.2 厂用变压器的选择 (6)4 短路电流的计算 (7)4.1 网络变换 (8)4.2 求计算电抗 (8)4.3 计算电抗求值 (13)4.4 短路电流计算 (14)4.5 短路冲击电流值的计算 (16)5 发电机变压器的保护配置 (16)5.1 概论 (16)5.2 发电机—变压器组保护配置 (17)6 电气设备的选择和校验和保护配置 (18)6.1 保护的配置方案 (18)6.2 设备选择（电气主接线部分）(GIS) (20)6.3 厂用电设备选择 (27)6.4 支柱绝缘子及避雷器的选择 (30)7 高压配电装置的设计 (32)7.1 设计原则和要求 (32)7.2 布置的一般要求 (33)7.3 不同型式配电装置的特点 (33)7.4 管母线布置的优点 (34)8 避雷针的保护范围计算 (35)8.1 避雷针保护范围的计算步骤 (35)8.2 避雷针保护范围的计算 (36)参考文献 (39)谢辞 (40)附录 (41)1 引言电力的发展对一个国家的发展至关重要，现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用，为了顺应其发展，也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求，本设计采用了目前我国使用最广泛的发电机—变压器组单元接线，主接线型式为双母线接线，在我国已具有较多的运行经验。
郑州航空工业管理学院发电厂电气部分课程设计2012 届电气工程及其自动化专业 1106972 班级题目2×30M水力发电厂电气一次部分设计姓名*** 学号********指导教师黄文力职称副教授二О一三年12 月2 日内容摘要本次设计是水电厂电气部分设计。
该水电站的总装机容量为2×30=60 MW。
高压侧为110Kv，一回出线与系统相连，一回出线与装机100MW的电站相连，其最大输送功率为60MW，该电厂的厂用电率为0.2%。
根据所给出的原始资料拟定三种电气主接线方案，然后对这三种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留两种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。
在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。
在对发电厂一次系统分析的基础上，对发电厂的配电装置布置、防雷保护、继电保护和自动装置、同期系统、监控系统均做了初步简单的设计。
毕业设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，巩固和加深对电气工程及其自动化专业的理解，树立工程设计的观念，提高了电力系统设计的能力的作用。
关键字：电气主接线，短路电流计算，设备选型，配电装置布置，防雷保护，继电保护和自动装置，同期系统，监控系统。
目录目录 (2)第一章绪论 (3)1.1 本毕业设计的目的和要求 (3)1.2 本毕业设计的内容 (3)1.2.1 本次设计主要内容 (3)第二章电气主接线设计 (4)2.1 对水电厂原始资料分析 (4)2.1.1 原始资料 (4)2.2 电气主接线方案的确定 (5)2.3 水轮发电机的选择 (6)2.4主变的选择 (6)2.4.1相数的选择 (6)2.4.2绕组数量和连接方式的选择 (7)2.4.3普通型与自偶型选择 (7)第三章短路电流计算 (8)3.1 短路电流计算的基本假设 (8)3.2 电路元件的参数计算 (8)3.3 短路电流实用计算方法 (8)第四章厂用电设计 (10)4.1 厂用变压器选择 (10)4.2 厂用电电压等级 (10)4.3 厂用电源及其引接 (10)4.3.1 工作电源 (10)4.4 厂用电接线方式 (11)参考文献 (12)第一章绪论1.1 本毕业设计的目的和要求通过毕业设计，让我们理论联系实际，系统、全面地掌握所学知识，培养我们分析问题、工程计算和独立工作的能力，让我们树立工程观点、社会主义市场经济观点，初步掌握发电厂电气部分的设计方法，并在计算、分析和解决工程实际问题等方面得到训练，为今后从事电力系统及发电厂有关设计、运行、科研等方面的工作奠定坚实的理论基础。
摘要本次设计是水电厂电气部分设计,根据原始材料该水电站的总装机容量为3×34=102 MW.低压侧10kV高压侧为220Kv，一回出线与系统相连，水电厂的厂用电率一般为0.2％。
根据所给出的原始资料该电厂不为大型电厂,主要承担基荷和调度使用。
拟定三种电气主接线方案,然后对这三种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留两种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。
在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。
目录摘要................................................................................................................ 错误!未定义书签。
第一部分设计说明书 (4)第一章对原始资料的分析 (4)1.1 主接线设计的基本要求 (6)第二章电气主接线设计 (6)2。
1 原始资料的分析 (6)2.2 电气主接线设计依据 (6)2。
3 主接线设计的一般步骤 (6)2.4 发电机电压(主）接线方案10KV侧 (6)2。
5 主接线方案的拟定 (9)2。
6 水轮发电机的选择 (12)2。
7 变压器的容量 (13)2。
8 主变的选择 (14)2.9 相数的选择 (14)2。
10 绕组的数量和链接方式的选择 (14)2。
11 普通型与自耦型的选择 (14)2.12 各级电压中性点运行方式选择 (15)第三章短路电流计算 (15)3.1 短路电流计算的基本假设 (15)3。
2 电路元件的参数计算 (16)3.3 网络变换与简化方法 (16)3.4 短路电流实用计算方法 (16)第四章电气设备选择及校验 (17)4.1 电气设备选择的一般规定 (17)4.1.1 按正常工作条件选择 (17)4。
1。
2 按短路条件校验 (17)4。
谈水电站电气主接线优化设计-优化设计论文-设计论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:所谓水电站电气主接线，即是将发电机、变压器、电容器、避雷器等一次电气设备按照事先设计的生产流程构成电能生产、转化、输送和分配的电气回路，电气主接线优化设计是水电站电气方面设计的重点工作之一，其优化设计的合理性直接决定着电力系统与水电站的安全运行，因此，本文将简要阐述水电站电气主接线优化设计的原则，并提出水电站主线路优化设计的可行性策略，希望为水电站相关技术工作者提供有价值的参考与建议。
关键词:水电站;电气主接线;优化设计水电作为一种绿色能源，在国民建设中扮演着十分重要的角色，为了保障水电站可以安全可靠地运行，选择技术可靠、经济合理的电气主接线方案就显得尤为重要，而且在实际应用的过程中，技术工作者还需要对电气设备选用、配电装置布局和继电保护进行优化设计，这样才能全方位保障水电站的安全经济运行。
在传统的水电站电气主线路设计过程中，主要是针对短路计算、配电装置、无功补偿以及变压器等相关设备设施进行详细设计，短路计算与设备的选用是传统电气设计的主要方向，针对电气主接线方式的研究不够透彻，而在电力技术快速发展的形势下，电气主接线作为一种新型的接线方式，在水电站电气设计中得到了广泛应用，而且在实际运行中也发挥着不可或缺的重要作用，在具体设计时强化了水电站电气主接线设计优化的重点。
一、水电站电气主接线优化设计的原则毋庸置疑，水电站电气主接线设计的合理性直接关系着电力系统、水电站的安全稳定运行，设计人员必须要坚持可靠性、灵活性和经济性的原则来设计水电站电气主线路，以此来获得最优化的电气主线路设计方案，为水电站的安全稳定运行营造出良好的条件。
首先，可靠性原则。
可靠性是水电站设计与运行的首要要求，也是保证水电供电系统的基础，通常情况下，对于水电站电气主接线可靠性衡量的标准是在断路器检修过程汇总，系统的供电不能受到影响，而且在母线发生故障、断路器产生问题或者母线在检查维修的过程中，要能够减少停运的回路数和停运时间，电气主线路的设计方案要有利于降低或者消除发电厂、变电所停止运行的可能性。
摘要本次设计为水电厂电气部分初步设计，主要讲述了初步设计的基本理论和计算方法，简单介绍了电气设备布置及二次回路方案的规划。
主要容分为设计说明书和设计计算书两部分。
其中，设计说明书包括五章，分别为（1）电气主接线的论证与确定；（2）厂用电的设计；（3）短路电流的计算；（4）导体与电气设备的选择；（5）电气设备布置及二次回路初步规划。
设计计算书包括两章，分别为（1）三相短路电流的详细计算过程；（2）发电厂主要电气设备的选择和校验。
在该次设计中，重点研究问题是电气主接线方案的比较和确定，三相短路电流的计算和发电机引出裸导体与电气设备的选择。
最终确定的电气主接线方案为：发电机高压侧采用发电机—变压器联合单元接线，升高电压压侧采用3/2断路器接线，厂用电采用单母线分段接线，厂用高压工作电源从主变压器低压侧引接，厂用备用电源采用暗备用的形式。
所选的主要电气设备包括发电机引出裸导体、支柱绝缘子、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、保护熔断器、避雷器和消弧线圈。
关键词：水电厂；电气主接线；短路电流；电气设备AbstractThis preliminary design of electrical part for the hydroelectric power plant mainly narrates the basic theory and calculation method, introduces the arrangement of electrical equipment and the plan of secondary circuit simply. The primary coverage has been divided into two parts: the design instruction booklet and the design account booklet. Among them, the design instruction booklet includes five chapters: (1) the proof and determination of main electrical connection; (2) the design of electricity used by factory; (3) the computation of short-circuit current; (4) the choice of conductor and electrical equipment; (5) the arrangement of electrical equipment and preliminary scheme of secondary circuit. The design account booklet includes two chapters:(1)the detailed computational process of three-phase short-circuit current; (2) the process of main electrical equipment's choice and verification in power plant.In this design, the key research questions are the comparison and the determination of main electrical connection , the computation of three-phase short-circuit current and the choice of bare conductor and electrical equipment. The main electrical connection determined ultimately is : the side in generator hign-pressur uses generator-transformer joint uint connection; the side of boosting presses uses a 3/2 breaker wiring; single busbar is used in the plant. Hign-voltage power used by plant is drawed from the low pressure side of the connection of the main transformer.Reserve supply is used in the form of dark alternative. The major electrical equipment selected include bare conductor, pillar insulator, circuit breaker, disconnecting switch, voltage transformers, current transformers, protection fuses, surge arresters and the coil.Key words: Hydropower plant; main Electrical connection;Short-circuit current; Electrical equipment目录摘要 (Ⅰ)Abstract ............................................................................. I II第一篇设计说明书1 绪论 (1)2 电气主接线的论证与确定 (3)2.1 发电机电压接线方式的选择 (3)2.2 升高电压接线方式的初步选择 (4)2.3 发电厂主变压器的选择 (9)2.4 主变压器和发电机中性点接地方式 (11)3 厂用电的设计 (13)3.1 厂用电的特点及厂用电的引接 (13)3.2 厂用变压器的选择 (14)4 短路电流的计算 (16)4.1 短路的类型及短路计算 (16)5 导体与电气设备的选择 (18)5.1 电气设备选择的一般条件 (18)5.2 发电机引出裸导体的选择 (19)5.3 支柱绝缘子的选择 (20)5.4 断路器的选择 (21)5.5 隔离开关的选择 (23)5.6 电压互感器的选择及结果 (24)5.7 电流互感器的选择及结果 (25)5.8 保护熔断器的选择 (28)5.9 避雷器的选择及结果 (29)5.10 消弧线圈的选择 (30)6 电气设备布置及二次回路初步规划 (32)6.1 电气设备布置 (32)6.2 二次回路的初步规划 (32)第二篇设计计算书1 短路电流计算 (34)2 主要电气设备的选择 (40)2.1 发电机引出裸导体的选择 (40)2.2 支柱绝缘子的选择 (43)2.3 断路器的选择 (44)2.4 隔离开关的选择 (46)2.5 电压互感器的选择 (50)2.6 电流互感器的选择 (51)2.7 保护熔断器的选择 (54)2.8 消弧线圈的选择 (55)结束语 (56)参考文献 (61)附录一外文原文 (63)附录二外文译文 (69)第一篇设计说明书1 绪论1.1 设计工作应遵循的主要原则（1）要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。
毕业设计--水电厂电气部分初步设计毕业设计任务书设计题目：#6水电厂电气部分初步设计专业：电气工程及其自动化班级学号：200814014姓名：指导教师：设计期限：2010年03月22日开始2010年06月07 日结束院、系：电力学院2010年03 月22 日摘要本设计为水电厂电气一次部分设计，它是将本专业所学知识进行一次综合运用的过程。
从理论上来说它涉及到电力系统课程的多方面内容。
根据具体设计而言，其主要内容为:通过本设计原始资料来选择发电厂发电机、主变压器型号；根据电压等级、出线回数、负荷情况设计本电厂的电气主接线，选出两个比较满意的电气主接线方案，然后进行技术分析以及经济综合比较，确定一个较佳方案；根据主接线画出等值电路图，合理选择短路点，对等值电路图进行网络化简，按三相短路情况进行短路电流计算；依据正常工作状态选择所需的母线与电气设备，并在三相短路情况下，按短路状态对所选母线与电气设备进行校验。
本设计所选电气设备包括：断路器、隔离开关、母线、电压互感器以及避雷器；然后对本发电厂进行合理的高压配电装置以及防雷保护设计。
本设计的重点研究问题是电气主接线图的选择、短路电流的计算以及各电气设备的选择与校验。
关键词：水电厂；电气主接线；短路电流；电气设备AbstractThis is the electrical once part design of a hydroelectric power plant. It is a process to put the knowledge we studied in our major into use comprehensively. Theoritically speaking it involves to various content of electrical power system curriculum. According to the concrete design, its primary coverage is: choose the main transformer model and main generator model of the power plant, through this firsthand information of the design. According to the voltage class, the number of line that connect to the bus, the load situation design this substation the electrical main wiring, selects two quite satisfied electrical main wiring plan, then carries on the technical analysis as well as the economical synthesis comparison, determines a better plan; Draw the equivalent circuit diagram according to the main wiring, chooses the short-circuit dot reasonably, simplify the equivalent circuit diagram , carries on the short-circuit current calculation according to the three-phase short circuit situation; Choose the bus bar and electrical equipment needed according to the normal work condition, and verify them in three-phase short circuit situation.To chooses according to the short circuit condition. The electrical equipment selected in this design including: Circuit breakers, isolator, bus bar, voltage transformer, and lighting arrester; Then carrie on the reasonable high voltage power distribution equipment plan design as well as the lighting protecting. This design's key research question is the choice of the main electrical line, the calculation of the short-circuit current as well as various electrical equipment's choice and the verification.Key words: Hydropower plant;Electrical main wiring;Short-circuit current; Electrical equipment摘要 (1)Abstract (2)前言 (4)第一篇设计说明书 (5)第一章概述 (5)第二章电气主接线的论证与确定 (7)第一节基本资料 (7)第二节发电机电压接线方式的选择 (7)第三节升高电压接线方式的初步选择 (9)第四节发电厂主变压器的选择 (14)第五节主变压器和发电机中性点接地方式 (16)第三章厂用电的设计 (18)第一节厂用电的特点及厂用电的引接 (18)第二节厂用变压器的选择 (20)第四章短路电流的计算 (21)第一节短路的类型及短路计算 (21)第五章导体与电气设备的选择 (23)第一节电气设备选择的一般条件 (23)第二节发电机引出裸导体的选择 (24)第二节支柱绝缘子的选择 (25)第三节断路器的选择 (26)第四节隔离开关的选择 (28)第五节电压互感器的选择及结果 (29)第六节电流互感器的选择及结果 (31)第七节保护熔断器的选择 (33)第八节避雷器的选择及结果 (35)第九节消弧线圈的选择 (36)第六章电气设备布置及二次回路初步规划 (39)第一节电气设备布置 (39)第二节二次回路的初步规划 (40)第一章短路电流计算 (41)第二章主要电气设备的选择 (47)第一节发电机引出裸导体的选择 (47)第二节支柱绝缘子的选择 (50)第四节隔离开关的选择 (53)第五节电压互感器的选择 (57)第六节电流互感器的选择 (58)第七节保护熔断器的选择 (62)第八节消弧线圈的选择 (63)结束语 (65)参考文献 (66)附录一外文原文 (67)附录二外文译文 (72)前言毕业设计是学生毕业前的最后一个理论与实践相结合的重要环节，是让学习的知识深化和提高的重要过程。
水电站电气主接线优化设计探讨在现代的能源领域中，水电站凭借其高效、清洁、可再生的特点成为了众多地区的主要能源来源之一。
然而，水电站的电气主接线设计往往受到各种因素的限制，令运行效率和安全性受到挑战。
因此，在水电站设计和建设过程中，进行电气主接线优化设计也成为了非常重要的工作。
1. 水电站主接线的优化原则在水电站的设计中，主接线是连接发电机、变压器、电缆和继电保护等电力设备的基础架构，需要考虑到能耗、安全、可靠等方面因素。
在实际操作中，应根据以下原则来对水电站主接线进行优化设计：1.1 最短路径原则在设计中应当尽可能减少主接线的长度，将主接线布置在距离各个终端设备均等的位置上。
当主接线过长或路径较复杂时，将增加运输成本、能耗消耗以及维护费用。
1.2 选择的原则在选择主接线敷设路径的时候，应该尽量接近主要机组；在使用电缆时，应着重考虑电缆桥架的支撑反力；同时，在不影响正常工作的情况下，应优先选择提高运行效率和可靠性的主线路。
1.3 安全原则在水电站主接线设计过程中，应坚持安全第一的原则。
在敷设主接线的时候，必须考虑到一定的安全距离和保护设施，通常在视线范围内设置标识、标牌等设施，以减少发生安全事故的可能性。
1.4 维护便利原则在主接线设计过程中，需要考虑到日常维护的便捷性，保持维护和更换组件的方便性，以减少可能引发的工作事故。
在实践中，需要针对水电站的实际情况，制定相应的主接线优化方案。
下面列举几种常见的方案：基于电力安全保障方面的考虑，在水电站设计中，需要采用隔离原则。
当出现故障时可以及时便捷地修理，并减少对其他设备的影响。
2.2 主接线的分段设计对于较长的主接线可以分段设计，分成多段，每段单独降压输送。
这样就可以避免压降较大造成电压不稳定，保持较强的电力传输能力，同时可以更好的进行故障检修和维护。
2.3 备用线路的设置在水电站的主接线设计中，需要考虑备用电源的设置以备不时之需。
当主要电源出现故障或停电时，备用电源可以立即根据预先设定的自动切换方式接管工作，避免因电力中断而导致的数据丢失等问题。
TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2022年4月上 1水电站电气主接线优化设计王晨曦四川省水利水电勘测设计研究院有限公司 四川 成都 610000摘 要 水电站电气主接线也就是把发电机、变压器、电容器、避雷装置等一次电气设备依照预先设计的生产运作流程组成电能生产、转化、运输、分配使用的电气回路，对于水电站电气管理而言，电气主接线优化设计是非常关键的一项任务，其处理是否得当将会直接影响到电力系统和水电站的平稳运行。
为此，本文针对水电站电气主接线优化设计展开了详细分析，探讨了相关的注意事项以及设计方案，以期能够为水电站有关技术人员提供一定价值的借鉴思路。
关键词 水电站；电气；主接线；优化；设计引言对于传统水电站电气主线路设计工作中，涉及的设计内容主要有短路分析、配电设备、无功补偿、变压器等，其中短路计算和设备的选取是传统电气设计模式下的重点任务，在传统设计思路下，对于电气主接线方式的了解不太深入，而在目前电力技术高速发展的背景下，电气主接线已经成为一项新式的重要接线方式，在水电站电气设计领域获得了大范围运用，同时也逐渐在实际水电建筑中发挥出越来越重要的作用，所以，在开展电气设计时，应当对主接线设计进行重点关注，加强对其设计方案的优化调整。
1 小型水电站电气主接线设计的注意事项1.1 解决近区负荷的供电问题水电站和火电厂之间存在一定差异，通常是一次建设完毕，后续不会进行扩建；而且水电站开机程序非常简单，机组启动速度较快，同时还较易实现自动化与智能化；和负荷中心间隔距离较远，不存在较大的近区负荷，使用升高电压运送电能，出线回路不多，大多数是调峰运作，启停非常频繁[1]；和火电厂与降压变电所有所不同，通常不会预先留设出线回路；水电厂内所用电能负荷较低，通常不会从高压侧接线，而且备用厂用电源能够由地区配电网或者是保留施工变电站提供；水电站大多修建在狭小的山区地带，开关站往往不会作为分配或者是中转电能的变电站，对于电气主接线而言愈是简单、清晰愈佳；处于相同河流上的梯级水电站或者是地理位置临近的几处水电站，电站相互间不仅存在电能的联系，同时还在水方面存在联系；水电站在进行电气主接线设计过程中，需要合理解决近区负荷的供电需求。
水电站电气一次设计方案的优化摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，水电站建设越来越多。
水利发电逐渐成为电力领域的主要技术之一。
电站作为一种新型的发电形式，具有其自身的特点和优势，随着社会对可再生能源需求的提高，电站在未来的发展趋势中也必将获得更大的发展机遇和市场潜力。
文章围绕水电站电气一次设计方案进行研究，为全面推进电站建设提供实践指导。
关键词：水电站;电气一次;系统接入方式引言随着我国国民经济的迅速发展,能源瓶颈问题已经成为当前制约经济发展的重要问题。
水力发电因具有环保、成本低廉、循环利用和综合效益高等突出优点而得到了国家政策的大力扶持。
如何有效降低发电成本、提高电网接入并网功率、保障电站安全运行等方面，这些问题都须要相关人员进行认真思考和深入研究。
1完善前期准备工作变电站电气一次设计中，需充分考虑前期准备工作。
正式施工前，相关人员必须进行系统化、全面化的调研分析。
对国家的设计规定、行业标准等有所了解，并以此作为参考，结合工程情况等进行电气一次设计，方可从根本上规避潜在问题。
2监测指标本文主要从广泛的常见电气设备运行影响因素角度着手，分析其可供使用的主要外部检测变量，即温度、电压和电流、环境湿度、干扰信号、电池档位、模块电压平衡、防护等级清洁程度和周期检查等因素。
其中，电气设备过高或过低的温度会对其寿命产生影响，也可能导致电气故障；过高或过低的电压或电流可能导致电气设备运行不正常甚至受损；环境湿度太高可能导致电气设备受潮，引起电气故障；电站周围环境的电磁干扰信号可能引起电气设备故障、系统运行不稳定等问题；电池档位设置不正确，可能导致电池性能下降；电站中电池模块的电压平衡如不达标，可能导致电池寿命缩短，甚至引起电池故障；电站内的电气设备的防护等级不符合实际运行环境的要求，可能导致设备损坏，发生故障；电站内设备的清洁度对设备的寿命和运行状态有很大影响，不及时清理会影响电气设备的散热效果，导致过热故障等；长期不进行设备检查和维护可能导致设备故障，甚至降低设备寿命。
重庆暹钭实业集团有限公司电气设计说明书建设单位提供的电气设计要求和其它相关专业技术规范。
一、设计依据：《民用建筑电气设计规范》行业标准 JGJ 16-2008 《建筑照明设计标准》国家标准 GB50034-2004 《供配电系统设计规范》国家标准 GB50052-95《建筑物防雷设计规范》国家标准 GB50057-94 《低压配电设计规范》国家标准 GB50054-95《建筑物电子信息系统防雷设计规范》GB50343-2004《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2006;《建筑设计防火规范》国家标准 GB50016-2006 《有线电视系统工程技术规范》 GB50200-94《综合布线系统工程设计规范》 GB50311-2007等二设计内容：供配电系统、电气照明、综合布线、有线电视、建筑物防雷与接地等。
三、配电系统：电源及电压:本工程采用高压电源进户，从乌牙山降压站直接引入10KV电源，进线电缆从原一期高压电源随行的预埋管道进入二期主变配电室。
配电方式：配电系统采用环氧树脂干式电力变压器降压，（三相五线制TNS系统）供电方式，电压（0.4KV）。
公共走道疏散应急照明采用自带应急电池的急照明灯具且应满足国标《消防应急灯具》GB17945-2000的要求。
四、配线：1、C/D/E栋均采用主干和支干线路（负荷按设计规范计算确定电缆横截面）。
1.1、商业部分各层供电均采用独立主干线，电井需按各层所需计费单位设置电表位置和总出二级配电柜的安放位置（计量装置选用智能电表计费）。
（看各层负荷大小，有可能采用密集母线槽供电）1.2、电影院采用独立主干线，低压一级出线柜应有独立计量装置。
办公楼和酒店均采用独立主干支线方式供电。
（看各层负荷大小，有可能采用密集母线槽供电）1.5、大十字一、二期广场在室外找合适位置设计一个二级配电箱供广场活动用电（最低负荷不能少于50KW）。
1.6、除住宅楼外，其余主电源到各层电井为止。
第一篇设计说明书1 原始资料分析1.1 建站目的为了利用某地区水力资源和满足周围用电需要，拟建一个小水电站，向周围地区供电，并将电能输送到离本站8kM的变电所（该所有35kV、110kV两种电压等级）与系统相联。
1.2 拟建水电站情况发电机：额定电压：6.3kV，额定容量4*1.5万kW，额定功率因素0.8，电抗X=0.38,X'=0.35,X"=0.32。
丰水年每台机组满载运行90天，2台机组满载运行140天，1台机组满载运行30天，其余100天不发电。
系统：水电站通过两回35kV线路与系统相联，系统容量20000MV A，Xs=0.35。
自然条件：年最高气温45º；年最低气温-6º；年平均气温20º。
出线方向：35kV向西1.3 负荷资料35kV回路6回，其中备用1回。
其中表1.1为35kV负荷出线概况。
表1.1 35kV负荷出线表名称最大负荷（MW）最大负荷功率因素最小负荷（MW）最小负荷功率因素回路数线路长度（kM)氮肥厂 6 0.89 4 0.93 1 3 炼油厂 5 0.89 3 0.93 1 3 化工厂7 0.89 3 0.93 1 2 变电所 2 8站用电率小于5%。
其中0.4kV负荷如表1.2。
表1.2 0.4kV负荷出线表名称单台最大容量(kW) 数量运行方式电动机10 66台连续经常充电电机25 2台连续不经常载波室 2 1 连续经常生活用电200 2个生活区经常其他100其余站用负荷为6.3kV，其中2回线至4kM外的大坝（最大容量1000kW，功率因素0.8），2回线至外船闸（最大容量1200kW),1回线备用。
1.4 设计任务本次设计的主要任务是针对原始资料设计一个小水电站，对其一次和二次部分进行电气设计。
一次部分包括：选择供电可靠性高，维修方便，最经济的主接线，并对其高压设备经行选择和校验；二次部分为对其发电机、变压器、母线和出线进行继电保护设计。
建筑电气设计说明(水电修改)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：重庆暹钭实业集团有限公司电气设计说明书建设单位提供的电气设计要求和其它相关专业技术规范。
一、设计依据：《民用建筑电气设计规范》行业标准 JGJ 16-2008 《建筑照明设计标准》国家标准 GB50034-2004 《供配电系统设计规范》国家标准 GB50052-95《建筑物防雷设计规范》国家标准 GB50057-94 《低压配电设计规范》国家标准 GB50054-95《建筑物电子信息系统防雷设计规范》GB50343-2004《智能建筑设计标准》 GB/T50314-2006;《建筑设计防火规范》国家标准 GB50016-2006 《有线电视系统工程技术规范》 GB50200-94《综合布线系统工程设计规范》 GB50311-2007等二设计内容：供配电系统、电气照明、综合布线、有线电视、建筑物防雷与接地等。
三、配电系统：电源及电压:本工程采用高压电源进户，从乌牙山降压站直接引入10KV电源，进线电缆从原一期高压电源随行的预埋管道进入二期主变配电室。
配电方式：配电系统采用环氧树脂干式电力变压器降压，（三相五线制TNS系统）供电方式，电压（0.4KV）。
公共走道疏散应急照明采用自带应急电池的急照明灯具且应满足国标《消防应急灯具》GB17945-2000的要求。
四、配线：1、C/D/E栋均采用主干和支干线路（负荷按设计规范计算确定电缆横截面）。
1.1、商业部分各层供电均采用独立主干线，电井需按各层所需计费单位设置电表位置和总出二级配电柜的安放位置（计量装置选用智能电表计费）。
（看各层负荷大小，有可能采用密集母线槽供电）1.2、电影院采用独立主干线，低压一级出线柜应有独立计量装置。
办公楼和酒店均采用独立主干支线方式供电。
（看各层负荷大小，有可能采用密集母线槽供电）1.5、大十字一、二期广场在室外找合适位置设计一个二级配电箱供广场活动用电（最低负荷不能少于50KW）。
2×15-MW水电厂电气设计课程设计课程名称：发电厂电气部分设计题目：2×15 MW水电厂电气设计课程设计评定意见设计题目2×15 MW水电厂电气设计院（部）电力学院专业班级: 电气工程及其自动化1303班评定成绩：指导教师（签名）：年月日目录一基础资料____________________________ 21.1课程设计目的 ___________________ 21.2水电厂电气部分研究的背景________ 21.3发电厂电气主接线的论证意义______ 2 二电气主接线设计______________________ 42.1 原始资料_______________________ 42.2 对原始资料的分析_______________ 42.3主接线方案初步拟订______________ 52.4 主接线的方案的技术经济比较_____ 52.5 主接线方案初步确定_____________ 8 三主接线方案确定_____________________ 103.1 主接线方案拟定________________ 103.2主接线方案初步比较及确定_______ 11 附录________________________________ 12 心得体会______________________________ 13 参考文献______________________________ 14摘要此次所设计的发电厂类型为水力发电厂，又称水电站，它是整个电力系统电能的来源，其中电气主接线又是发电厂的主要环节，电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。
为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定设计 1 座单机容量为 15MW，总装机容量为 30MW 的水力发电厂，利用小时数4000 小时/年，最大输送容量60 MW。
水电站电气一次系统技改方案摘要：近年来我国水电事业随着国民经济的飞速发展得到了迅猛的增长，特别是中小型水电站星罗棋布，投运或在建的电站不断涌现。
保证水电站电气设备安全、可靠、长周期地运行，加强水电站电气设备的维护，迅速及时地排除设备故障，延长设备的使用寿命，是每一个电气运行和维护人员的主要课题。
但我国小水电站运行已久，机组的效率严重下降，对小水电站进行改造很有必要，本文主结合实例对水电站的电气改造技术进行阐述。
关键词：小水电站；电气改造；直流系统；自动化系统一、电站电气设备的分类及布置一般而言，可将水电站中的电气设备分为两大部分。
即电气一次设备以及全厂电气二次设备。
就电气一次设备而言，又可划分为升压变电电气设备和发电电气设备。
目前常见的电气一次设备主要是变压器以及发电机等。
常见的二次设备主要有：工业电视系统；公用系统设备；控制电缆和电气试验设备等。
水电站的电气设备在布置的时候，要尽可能地减少土石方的开挖量，并要尽力减少土建工程馈以及电气设备的占地面积。
还要注意将高压开关站与发电机和主变压器等设备之间的接线尽量进行缩短，特别是要缩短变压器与发电机之间用于大电流的接线。
尽可能不要发生机械管线同电气接线交叉的情况，这样一方面可以节省连接母线，降低对电能的损耗，另一方面也可以减少故障发生的机率，有利于设备的维护以及安全运行。
二.小水电站的电气改造技术分析1、水电站的基本情况某水电站设计年径流深为1428.9mm，多年平均流量为23.8m3 /s ，其装机容量为4×1250kw。
随着三级水电站的兴建投产，水电站设计引用流量及发电上网方式将发生大的变化，其电气一次系统需进行相应技改后才能满足上网要求。
2、水电站发电引用流量及上网方式分析2.1发电引用流量发生变化一、二级坝根据水电站初步设计报告及其批复，电站各级装机规模及发电指标见表1。
初设阶段经对电站所在流域的岩溶发育、岩溶渗漏等方面的专题研究表明，在二叠系地层中存在3条地表水渗漏通道。
水电厂电气部分设计 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-摘要本次设计是水电厂电气部分设计,根据原始材料该水电站的总装机容量为3×34=102 MW。
低压侧10kV高压侧为220Kv，一回出线与系统相连，水电厂的厂用电率一般为0.2%。
根据所给出的原始资料该电厂不为大型电厂，主要承担基荷和调度使用。
拟定三种电气主接线方案，然后对这三种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留两种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。
在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。
目录摘要 ......................................................................................................................................第一部分设计说明书 (4)第一章对原始资料的分析 (4)1.1 主接线设计的基本要求 (6)第二章电气主接线设计 (6)2.1 原始资料的分析 (6)2.2 电气主接线设计依据 (6)2.3 主接线设计的一般步骤 (6)2.4 发电机电压（主）接线方案10KV侧 (6)2.5 主接线方案的拟定 (9)2.6 水轮发电机的选择 (12)2.7 变压器的容量 (13)2.8 主变的选择 (14)2.9 相数的选择 (14)2.10 绕组的数量和链接方式的选择 (14)2.11 普通型与自耦型的选择 (14)2.12 各级电压中性点运行方式选择 (15)第三章短路电流计算 (15)3.1 短路电流计算的基本假设 (15)3.2 电路元件的参数计算 (16)3.3 网络变换与简化方法 (16)3.4 短路电流实用计算方法 (16)第四章电气设备选择及校验 (17)4.1 电气设备选择的一般规定 (17)4.1.1 按正常工作条件选择 (17)4.1.2 按短路条件校验 (17)4.2 断路器和隔离开关的选择和校验 (18)第二部分设计计算书 (18)第五章短路电流计算过程 (19)5.1 阻抗元件标么值计算 (19)第六章电气设备选择及校验部分计算 (21)6.1 断路器和隔离开关的选择和校验 (21)6.1.1 机端断路器和隔离开关（10.5KV）的选择和校验 (21)6.1.2 主变压器出口断路器和隔离开关（220KV）的选择和校验. 226.1.3 220kV出线断路器和隔离开关的选择和校验 (23)6.2 导体、电缆的选择和校验 (23)6.2.1 220kv母线的选择校验 (23)个人总结 (24)参考文献 (24)附录...................................................................................................................................... .29第一部分 设计说明书原始资料63×34MW 水利水力发电厂电气初设计水电厂装机容量3×34MW ，机组=max T 4500小时。
，当地年平均最高气温30℃，海拔600m ，地震烈度6级。
土壤电阻率400Ω·m ，无其他特殊环境条件。
（1）主变压器采用SFPL 7-40000型，采用Y 0 /△-11接线方式，低压侧电压10.5KV ，高压侧242±2×2.5%。
（2）发电机额定电压10.5kV ，8.0cos =ϕ5，次暂态电抗18.0"=dx （标么值）。
（3）继电保护：主保护动作时间0.08s ，后备保护动作时间3s ，断路器采用SW 6－220型，动作时间0.6s ，固有分闸时间0.06s 。
（4）厂用电：无高压厂用电气设备。
（5）接入系统：一回220kV,14km架空线路接入枢纽变电所，系统容量按无限大考虑，地区变电所母线最大短路电流27KA（周期分量，并计入十年发展），线路阻抗0.4Ω/km。
第一章对原始资料的分析根据原始资料，本电厂是中小型发电厂，基本不承担负荷。
主要与220KV系统相连，由资料我们可知，10kV侧可以直接承担厂用供电，还可以供附近工厂用电。
这里有两电压等级，分别是10kV， 220kV，由10kV升高为220kV通过一回架空线与220kV系统相连。
1主接线设计的基本要求主接线设计的合理性直接影响电力系统运行的可靠性，灵活性及对电器的选择、配电装置、继电保护、自动控制装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。
根据《电力工程电气设计手册(电气一次部分）》中有关规定：“变电所的电气主接线应根据该变电所在电力系统中的地位，变电所的规划容量、负荷性质、线路、变压器连接元件总数、设备特点等条件确定。
并综合考虑供电可靠、运行灵活、操作检修方便、投资节约和便于过渡或扩建等要求”。
主接线设计的基本要求如下：1可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的运行工作，以保证对用户不间断供电。
衡量可靠性的客观标准是运行实践，经过长期运行实践的考验，对以往所采用的主接线，优先采用。
主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次设备部分在运行中可靠性的综合。
同时，可靠性不是绝对的而是相对的。
可能一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能就不是可靠的。
评价主接线方式可靠的标志是：（1）线路、母线（包括母线侧隔离刀闸）等故障或检修时，停电范围的大小和停电时间的长短，能否保证对一类、二类负荷的供电。
（2）线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。
（3）变电所全部停电的可能性。
（4）大型机组突然停电，对电力系统稳定运行的影响与后果。
2灵活性电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行运行方式的转换，灵活性主要包括以下几个方面：（1）操作的方便性：电气主接线应该在满足可靠性的条件下，接线简单，操作方便，尽可能地使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不致在操作过程中出差错。
（2）调度的方便性：电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式，并且在发生事故时，要能尽快地切除故障，使停电时间最短，影响范围最小，不致过多地影响对用户的供电和破坏系统的稳定运行。
（3）扩建的方便性：对将来要扩建的发电厂，其接线必须具有扩建的方便性。
尤其是火电厂，在设计主接线时应留有发展扩建的余地。
设计时不仅要考虑最终接线的实现，还要考虑到从初期接线到最终接线的可能和分段施工的可行方案，使其尽可能地不影响连续供电或在停电时间最短的情况下，将来能顺利完成过渡方案的实施，使改造工作量最少。
3 经济性主接线的经济性和可靠性之间经常存在矛盾，所以应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。
经济性主要从以下几个方面考虑：（1）节省一次投资。
主接线应简单清晰，并要适当采取限制短路电流的措施，以节省开关电器数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。
（2）占地面积少。
主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时应注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。
对大容量发电厂或变电站，在可能和允许条件下，应采取一次设计，分期投资、投建，尽快发挥经济效益。
（3）电能损耗少。
在发电厂或变电站中，电能损耗主要来自变压器，应经济合理地选择变压器的形式、容量和台数，尽量避免两次变压而增加电能损耗。
第二章电气主接线设计2.1 原始资料分析根据设计任务书所提供的资料可知：该水电站为典型的小水电，不担任重要负荷的供电，对设计的可靠性、安全性、灵活性等没有很严格的要求，拟定1～2台变压器。
，周围的环境和气候对设备的选择的制约也不大。
综上，在设计中要充分分析所给的原始资料，同时结合实际的情况，做到设计的方案具有可靠性、安全性、经济性等。
2.2 电气主接线设计依据电气主接线设计是水电站电气设计的主体。
它与电力系统、枢纽条件、电站动能参数以及电站运行的可靠性、经济性等密切相关，并对电气布置、设备选择、继电保护和控制方式等都有较大的影响，必须紧密结合所在电力系统和电站的具体情况，全面地分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，通过技术经济比较，合理地选定接线方案。
2.3 主接线设计的一般步骤1、对设计依据和基础资料进行综合分析。
2、确定主变的容量和台数，拟定可能采用的主接线形式。
3、论证是否需要限制短路电流，并采取合理的措施。
4、对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。
2.4 发电机电压（主）接线方案10KV侧根据我国现行的规范和成熟的运行经验，联系本小水电站的工程实际，满足可靠性、灵活性和经济性的前提下，发电机电压接线可采纳的接线方式有以下三种：（一）单母线接线（图2.1）图2.1（1）优点：设备少，接线清晰，经济性好，操作简单方便，不易误操作，便于采用成套配电装置，并且母线便于向两端延伸，方便扩建。
（2）缺点：可靠性偏差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成全厂长期停电。
调度是很不方便，电源只能并列运行，不能分裂运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。
（3）一般适用范围：一般只用在出现回路少，并且没有重要负荷的发电厂。
（二）单元接线（图2.2）图2.2 单元接线示意图（1）优点：发电机与主变压器容量相同，接线最简明清晰，故障影响范围最小，运行可靠、灵活；发电机电压设备最少，布置最简单方便，维护工作量也最小；继电保护简单。
（2）缺点：主变压器与高压断路器数量多，增加布置场地与设备的投资；主变压器高压侧出线回路多，布置复杂，对简化高压侧接线不利；主变压器故障时影响机组送电。
（3）一般适用范围：单机容量一般在100MW及以上机组，且台数在6台及以下者；单机容量在45MW～80MW之间，经经济比较采用其它接线方式不合适时。
（三）扩大单元接线（图2.3）图2.3 扩大单元接线示意图（1）优点：接线简单清晰，运行维护方便；与单元接线比较，减少主变压器台数及其相应的高压设备，缩小布置场地，节省投资；与单元接线比较，任一机组停机，不影响厂用电源供电，本单元两台机组停机，仍可继续有系统主变压器倒送；减少主变压器高压侧出线，可简化布置和高压侧接线。
（2）缺点：主变压器故障或检修时，两台机组容量不能送出；增加两台低压侧断路器，且增大发电机电压短路容量，对大型变压器低压侧可用分裂线圈以限制短路容量。
（3）一般适用范围：适应范围较广，能较好的适应水电站布置的特点，只要电力系统运行和水库调节性能允许，一般都可使用；当水电站只有一个扩大单元时，除满足系统允许条件外，应注意避免在主变压器回路故障或检修时造成大量弃水、损失电能和影响下游供水，同时还应考虑有可靠的外来厂用电源。
