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4×50MW水电站电气部分设计

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本 科 毕 业 设 计（论 文） 4×50MW水电站电气部分设计 XXX 指导教师 XXXX 专业年级 电气工程及其自动化 学号 XXXXX

二〇一二年十二月 中国 昆明 河海大学 河海大学《水电站工程电气部分设计》说明书 电本12级 XXX 摘 要 本设计为4×50MW 的水力发电厂的电气部分（发电机、变压器、电气一次主接线及屋外升压站配电装置等）进行初步设计，初步设计内容包含屋外升压站所电气设计，新建4×50MW的水电厂，分为三个电压等级。以一回220Kv电压等级的架空线路输入系统，两回110Kv电压等级的架空线路供地方用电，10Kv系统为水电厂自用电。220Kv采用单母线接线，110Kv侧采用单母线分段接线，安装两台SFPS7-120000∕220三绕组变压器。通过对原始资料的详细分析，并结合设计任务书的要求，进行了电气主接线方案的技术经济比较；地区负荷的设计计算；短路电流计算；主要导体和电器设备的选择和校验；配电装置、防雷设计、继电保护规划设计，最后编制了设计说明并绘制了主接线。通过对此次设计的训练，进一步巩固加深了所学的专业基础知识和专业技能，培养了使用规范化手册、规程等基本工作实践能力。

关键词： 水电站 电气主接线 短路电流 设备选型 防雷 继电保护河海大学《水电站工程电气部分设计》说明书

电本12级 XXX

前 言

1.1 设计目的和意义 一、 毕业设计的目的和意义 毕业设计是在完成全部专业课基础上进行的最后一个实现培养目标的一个重要教学环节，是培养学生综合素质和工程实践能力的教育过程，对学生的思想品德、工作态度、工作作风和独立工作能力具有深远的影响。通过前期对专业课的学习以及实习活动，使其对电能的生产、分配和输送过程有了全面的了解，但对电厂接入系统的方式，短路电流的计算、电气设备以及载流导体的选择以及配置情况只停留在理论水平。 通过毕业设计应达到以下要求： 1、所以通过毕业设计的训练，进一步巩固和加深所学的理论知识、基本技能，使之系统化和综合化。 2、培养我们独立工作，独立思考并运用所学的知识解决实际工程技术问题的能力。 3、结合设计课题培养我们独立获取新知识的能力，进一步掌握扩大所学专业知识。 4、通过毕业设计的训练，使我们树立起具有符合国情和生产实际的正确的设计思想和观点；树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识及与他人合作的工作作风。

1.2 原始资料及设计任务要求 一、原始资料分析 1、原始资料 待设计发电厂装机容量为4×50MW , 功率因素0.8，厂用电率1.4%，Tmax小时为4600。 机组台数：4台 利用小时数：4600小时/年。供电距离：120Km。地区负荷的最大负荷占电站装机的25%，地区负荷功率因素0.8，地区负荷供电距离20Km。一、二类负荷占总负荷的70%。 1、 成果提交 （1） 设计说明书及计算书1份 （2） 电气主接线图1份（采用1号图纸手绘或者CAD图A3号图纸打印） 二、设计任务 1、电气主接线设计，论证设计的主接线为最佳方案； 河海大学《水电站工程电气部分设计》说明书 电本12级 XXX 2、电厂发电机参数计算及发电机选择； 3、主变压器参数计算、比较、连接方式比较及主变压器选择； 4、发电厂地区负荷计算、连接方式优化设计； 5、发电厂厂用电接线设计，选择厂用变压器的台数及容量； 6、短路电流计算； 7、导体和电器设备选择； 8、高压配电装置设计； 9、发电厂继电保护及自动装置配置； 10、变电站防雷保护设计。 三、初拟定设计内容 1、 设计参数 （1） Ⅰ类负荷方案 表1 Ⅰ类负荷方案参数 序号 类 型 机组容量（MW） cos 厂用电率（%） 送电距离（km） Tmax 小时 系统220 kV或110kV

S (MVA) X 01 水电 4×50 0.8 1.4 120 4600  0

（2） 地区负荷方案 表2 地区负荷方案参数

序号 类 型 cos 送电距离（km） 系统35kV或110kV

S (MVA) X 07 0.8 20  0

2、 电力系统与本厂连接情况 （1） 发电厂在电力系统中的地位和作用： 中小型 （2） 发电厂在联入系统中的电压等级220kV及出线回路1回。 （3） 发电厂地区负荷电压等级110kV及出线回路2回。 （4） 电力系统总装机容量200MW系统标幺电抗X*=0。 3、 电力负荷水平 （1） 厂用电率：1.4%。 高压负荷：220kV电压级：1个；出线回路：1回，为I类负荷，最大输送功率：150MW，中压负荷：110kV电压级：1个；出线回路：2回，为地区负荷，最大输送功率：50MW ，Tmax：4600h 。 河海大学《水电站工程电气部分设计》说明书 电本12级 XXX 4、设计自然条件：海拔  1000m ， 本地区污秽等级2级，地震裂度 5级，最高气温 32C，最低气温 -2C，平均温度 15C，最大风速2m/s，其他条件不限。 5、设计任务 待设计水电站与系统连接分析；水电站电气主接线方案优化设计，绘制电气主接线图；水电站地区负荷接线优化设计；站用电接线优化设计； 短路电流计算；水电站导体和电气设备选择设计；水电站高压配电装置设计，水电站过电压保护及防雷规划设计，水电站仪表与继电保护配置规划设计，绘制保护配置图；编制设计说明书（含计算书）。 河海大学 《水电站工程电气部分设计》说明书

电本12级 WTS 目 录 摘 要 前 言 1.1 设计目的和意义 1.2 原始资料及设计任务要求

第1章 发电厂电气接线优化设计 ................................ 1 1．1 电气主接线设计概述 .................................... 1 1．2 电气主接线的初步方案选择设计 .......................... 3 1．3 电气主接线方案经济选择技术比较 ....................... 10 1．4 最优电气主接线方案确定 ............................... 10 1．5 发电机和主变压器选择 ................................. 13 1．6 厂用电设计 ........................................... 16 1．7 最优电气主接线绘制 ................................... 17

第2章 短路电流计算 ....................................... 19 2．1 短路电流计算概述 ..................................... 19 2．2 短路电流计算过程 ..................................... 21 2．3 短路电流计算成果 ..................................... 30

第3章 导体和电器选择 ...................................... 32 3．1 导体和电器选择设计概述 ............................... 32 3．2 导体的选择与校验 ..................................... 33 3．3 主要电器设备选择和校验 ............................... 39 3．4 导体和电器选择成果表 ................................. 56 河海大学 《水电站工程电气部分设计》说明书 电本12级 WTS 第4章 高压配电装置优化设计 ................................ 58 4．1 高压配电装置概述 ..................................... 58 4．2 高压配电装置优化设计 ................................. 58 4．3 高压配电装置总平面布置要求 ........................... 59

第5章 防雷保护和接地装置设计 ............................... 59 5．1 发电厂过电压及防护分析 ............................... 59 5．2 避雷器的规划与选择 ................................... 60 5．3 避雷针规划设计及保护 ................................. 63

第6章 仪表与继电保护配置规划设计 ........................... 65 6．1 仪表与继电保护配置规划 ............................... 65 6．2 继电保护配置规划设计 ................................. 65

结 论 ..................................................... 67 参 考 文 献 ................................................. 71 附 录 ..................................................... 72

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3×50MW火力发电厂电气部分设计

3×50MW火力发电厂电气部分设计

毕业设计任务：3*50MW火力发电厂电气部分设计指导教师：班级：级电力系统及其自动化题目类型：工程设计学生姓名：火力发电厂电气部分设计说明书项目编号项目完成人摘要：本次毕业设计的题目是《火力发电厂电气部分设计》.根据设计的要求,在设计的过程中,根据变电站的地理环境,容量和各回路数确定变电站电气主接线和站用电接线,并选择各变压器的型号;进行参数计算,画等值网络图,并计算各电压等级侧的短路电流,列出短路电流结果表;计算回路持续工作电流,选择各种高压电气设备,并根据相关技术条件和短路电流计算结果表校验各高压设备. 随着科学技术的发展,网络技术的普及,数字化技术成为当今科学技术发展的前沿,变电站数字化对进一步提升变电站综合自动化水平将起到极大促进作用,是未来变电站建设的发展方向.利用数字化技术来解决目前综合自动化变电站存在的问题已成为可能.本变电站就是利用数字化技术使变电站的信息采集,传输,处理,输出过程全部数字化,并使通信网络化,模型和通信协议统一化,设备智能化,运行管理自动化.通过本次设计,学习了设计的基本方法,巩固学过的知识,培养独立分析问题的能力,而且加深对变电站的全面了解.关键词：主接线,短路电流,电气设备,主变保护,配电装置,EDCS-6200Abstract：.According to the design request, in the design process, according to the transformer substation geographical environment, the capacity and various return routes number determined the transformer substation electricity host wiring and the station use electricity the wiring, and chooses various transformers the model; Carries on the parameter computation, the picture equivalent network chart, and calculates various voltages rank side the short-circuit current, lists the short-circuit current result table; Calculates the return route continually operating current, chooses each kind of high pressure electrical equipment, and verifies various high pressure unit according to the correlation engineering factor and the short-circuit current computed result table.Along with the science and technology development, the networking popularization,the digitized technology will become now the science and technology development the front, the transformer substation digitization tofurther promotes the transformer substation synthesis automation level to get up to the limit the big promoter action, is the future transformer substation construction development direction. Solves at present using the digitized technology to synthesize the automated transformer substation existence the question possibly to become.This transformer substation is causes the transformer substation using the digitized technology information gathering, the transmission, processing, the output process to digitize completely, and causes the correspondence network, the model and communication protocol unitizing, the equipment intellectualization, the movement management automation.Through this design, has studied the design essential method, since the consolidated four years have studied the knowledge, raises the independent analysis question ability, moreover deepens to the transformer substation comprehensive understanding.Key words：Main wiring, Short-circuit current, Electrical equipment, The host changes the protection, Power distribution equipment,EDCS-6200目录前言 (6)第一章原始资料分析 (7)第二章主接线的设计 (8)第三章变压器的选择 (10)3.1主变压器的选择 (11)3.1.1 主变压器台数的选择 (11)3.1.2 主变压器型式的选择 (11)3.1.3主变压器选择： (12)第四章短路电流计算和主要电气设备选择 (15)4.1短路计算的目的,规定与步骤 (15)4.1.1短路电流计算的目的 (15)4.1.2短路计算的一般规定 (15)4.2电气设备选择的一般原则 (15)4.3按正常工作条件选择电气设备 (17)4.3.1额定电压 (17)4.3.3环境条件的影响 (17)4.4电气设备选择 (17)第五章继电保护配置 (29)5.1系统继电保护及自动装置 (29)5.2继电保护配置原则 (29)5.3主变压器保护 (29)第六章电测量仪表与绝缘监视装置 (30)6.1电测量仪表 (30)6.2电测量仪表 (30)6.3变配电装置中各部分仪表的配置 (30)参考文献： (32)设计体会： (33)前言电力是我国主要能源行业，是国民经济基础产业和公用事业，是资金密集的装置型产业，同时也是资源密集型产业。

公伯峡水电站电气部分设计说明

公伯峡水电站电气部分设计说明

如图所示，采用的是交叉接线，交叉接线比非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。一串中的联络断路器在检修或停用，当另一串的联络断路器发生异常跳闸或事故跳闸时，对非交叉接线将切除电源，相应的发电机甩负荷至零，电厂系统完全解裂；而对交叉接线而言，还有电源可向系统送电，交叉接线的装置的布置比较复杂，需增加一个间隙。
运行时，两组母线和同一串的3台断路器都投入工作，称为完整串运行，形成多环路状供电，具有很高的可靠性。其主要特点是，任一母线故障或检修均不至停电；任一断路器检修也不引起停电；甚至于在两组母线都故障时（或一组母线检修另一组母线故障）的极端情况下，功率仍可继续输送。一串中任意一台断路器推出或检修时，这种情况下的运行方式称为不完整串运行，此时，仍不影响任何一个元件的运行。这种接线运行方便、操作简单，隔离开关只在检修时作为隔离带电设备使用。
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采用双母线接线方案：
双母线接线有两组母线，并且可以互相备用。每一电源和出线的回路，都装有一台断路器，有两组母线隔离开关，可分别与两母线连接。两组母线之间的联络，通过母线联络断路器；来实现。双母线使运行的可靠性和灵活性大为提高。其特点如下：
（1）供电可靠。通过两组母线隔离开关的倒闸操作，可以轮流检修任一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关时，只需断开此隔离开关所属的一条电路和与此隔离开关相连的该组母线，其他电路均可通过另一组母线继续运行，但其操作步骤必须正确。
本次设计的题目为“公伯峡水电站电气部分设计”公伯峡水电站位于省循化县与化隆县交界的黄河干流上，距153km，是黄河上游龙一青段规划的第四个大型梯级电站，水库总库容6.2亿m3，为日调节水库，坝址处多年平均流量717m3／s，万年一遇入库洪水7860m3／s。坝区基本地震烈度为7度。主要任务是发电，兼顾灌溉与供水，枢纽建筑物由大坝、引水发电系统、泄水系统三部分组成。大坝为混凝上面板堆石坝，坝址区主要岩性为片岩、片麻岩、花岗岩与第三系砾砂岩。引水发电系统位于右岸，进水口坝段为混凝土重力坝，后接五条混凝土外包明钢管，电站安装5台单机容量300MW机组，总装机容量为1500MW，年发电量51.4亿kW·h。
4×200MW火力发电厂电气部分一次接线设计-电气工程及自动化毕业设计.doc

4×200MW火力发电厂电气部分一次接线设计-电气工程及自动化毕业设计.doc

×××交通大学毕业设计（论文）4×200MW火力发电厂电气部分一次接线设计申请人：×××专业：电气工程及自动化远程与继续教育学院×××交通大学毕业设计(论文)成绩评议×××交通大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给：××××级本科电气工程及自动化专业学生×××设计（论文）题目：4×200MW火力发电厂电气部分一次接线设计一、设计（论述）内容：电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。

主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置配置和控制方式的拟定有着很大影响，因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。

本设计考虑我国的经济政策和国家基本建设方针，从出发点安全实际，切合实用，使资源得到充足的利用。

二、基本要求：通过在掌握变电站生产过程的基础上，根据课题模拟的电力系统环境，拟建一座220kV的变电站。

从方案拟定设计到设备选择完成，都有详细的计算繁衍过程，常用公式都一一列出，构成了一套比较完整的变电站电气设计的研究体系。

三、重点研究的问题：A.火力发电厂电气主接线的确定B.发电厂主接线设计及方案选择C.火电厂变压器的选择D.火力发电厂短路电流计算E.火电厂一次设备的选择四、主要技术指标：保证供电安全、可靠、经济；功率因数达到0.9及以上五、其他要说明的问题下达任务日期：年月日要求完成日期：年月日答辩日期：年月日指导教师：开题报告题目：4×200MW火力发电厂电气部分一次接线设计报告人：电气工程及自动化××× 2012年2月11日一、文献综述本次毕业设计的主要内容是一个4×200 MW火力发电厂的电气部分设计。

4×300MW火力发电厂电气部分初步设计详解

4×300MW火力发电厂电气部分初步设计详解

4⨯300MW 发电厂电气部分初步设计第一章 选择本厂主变压器和厂用变压器的容量、台数、型号及参数1.1厂用变压器的选择1.1.1负荷计算1方法负荷计算一般采用换算系数法，换算系数法的算式为S =∑（KP ） （2.1）式中S ——计算负荷(KVA)K ——换算系数P ——电动机的计算功率（KW ）由于发电机额定功率已经给出，f S =353MVA ，则主变选择应按B S ≥1.1⨯(1-p K )⨯f S 计算式中B S ――主变的最小容量（MV A ）p K ――厂用电量所占总发电量的比例（%）1.1.2容量选择原则(1)高压厂用工作变压器容量应按高压电动机计算负荷的110%，与低压厂用电计算负荷之和选择。

(2)高压厂用备用变压器或起动/备用变压器应与最大一台高压厂用工作变压器的容量相同；当起动/备用变压器带有公用负荷时，其容量还应满足最大一台高压厂用工作变压器的要求，并考虑该起动/备用变压器检修的条件。

1.1.3容量计算公式高压厂用工作变压器: d g B S S 1.1S +≥ （2.2） B S ——厂用变压器高压绕组额定容量（KVA ）g S ——高压电动机计算负荷之和1要确定发电厂的电气主接线，必须要先计算本厂负荷。

d S ——低压厂用计算负荷之和 由电力工程电气设备手册及所给原始资料，本厂选用SFPF P Z -40000/20的变压器，其额定容量为40000/25000-25000（KVA ），高压额定电压为20±8×1.25%，低压额定电压为6.3-6.3，周波为50HZ ，相数为3，卷数为3，结线组别为N Y 、11d -11d ，阻抗为14，空载电流0.31%，空载损耗41.1KW ，负载损耗178.9KW ，冷却方式为ONAN/ONAF 。

1.2主变压器的选择21.2.1容量和台数选择发电机与主变压器为单元接线时，主变压器的容量按发电机的量大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷来选择。