1、華 北 水 利 水 電 學 院畢 業(yè) 設 計 任 務 書 設計題目：H2水電廠電氣一次部分設計專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班級學號： 姓 名： 指導教師： 設計期限： 2009年 月 日開始 2009年 月 日結(jié)束院、系： 電力學院 2009年 月 日 一、畢業(yè)設計的目的通過本次設計，培養(yǎng)學生正確的水電廠設計意識，鞏固學生所學的專業(yè)課知識，增強學生的繪圖能力，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。二、主要設計內(nèi)容1、 發(fā)電廠電氣主接線方案設計；2、 短路電流計算；3、 主要電氣設備及母線的選擇。三、重點研究問題 通過對該水電廠所帶負荷進行分析，確定發(fā)電機臺數(shù)、變壓器的容量和臺數(shù)；

2、電氣主接線方案確定,進行短路電流計算，選擇主要電氣設備及母線。四、主要技術指標或主要設計參數(shù)1、水力發(fā)電廠參數(shù)（1）水輪發(fā)電機組6臺：單機容量135MW；出口電壓：13.8kV；發(fā)電機次暫態(tài)電抗：0.215；額定功率因數(shù)：0.85。（2）機組年利用小時數(shù)：Tmax=4500小時。 （3）廠用電率：1.5%。（4）發(fā)電機出口處主保護動作時間取0.1秒。（5）環(huán)境溫度：最高溫度35，年平均氣溫15。2、電力負荷送入110kV系統(tǒng)功率210MW,剩余功率全部送入220kV系統(tǒng)。3、發(fā)電廠出線110kV出線6回，220kV出線2回。4、電力系統(tǒng)情況110kV系統(tǒng)容量為無窮大，選基準容量100MVA歸算

3、到發(fā)電廠110kV母線短路容量為3600MVA，220kV系統(tǒng)短路容量為2600MVA，發(fā)電廠與220kV變電站兩回線連接，相距180km。五、設計成果要求1設計說明書一份，要求字數(shù)為1000015000字，論文格式參考華北水利水電學院關于本科畢業(yè)設計論文格式要求。編制畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容及結(jié)構(gòu)規(guī)范：（1） 畢業(yè)設計（論文）任務書；（2） 畢業(yè)設計（論文）開題報告；（3） 目錄；（4） 畢業(yè)設計（論文）正文；正文包括電氣主接線設計、短路電流計算及主要電氣設備選擇及母線的選擇等等。說明書的論述要流暢，結(jié)論要正確，要求打印。說明書頁碼應編號。（5） 參考文獻；（6） 專業(yè)相關文獻翻譯（原件及譯文

4、，漢字要求2000字以上）2計算書。3圖紙 發(fā)電廠電氣主接線圖、220kV開關站平面圖（要求計算機繪圖A3 各一份和手工繪制1號圖紙 發(fā)電廠電氣主接線圖）。 六、其它1、時間分配：本次設計的時間共12周，各部分設計內(nèi)容的時間安排大致如下：1、熟悉設計題目，閱讀、學習相關資料及設計規(guī)程 2周2、電廠電氣主接線設計 2周3、短路電流計算 2周4、電氣設備選擇 1周5、繪圖 （AutoCAD及手工繪圖） 2周6、整理說明書、計算書 1周7、外文文獻翻譯 1周8、答辯 1周2、參考文獻1馮金光 王士政合編 發(fā)電廠電氣部分 中國水利水電出版社 20082李光琦主編 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 中國電力出版社 20

5、023西北電力設計院 電力工程電氣一次手冊 水利電力出版社 19894陳躍主編 電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南 中國水利水電出版社 20015陳珩主編 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 中國電力出版社 19986許建安主編 中小型水電站電氣設計手冊 中國水利水電出版社 20027沈克昌主編 葛洲壩工程叢書電氣 水利電力出版社 19938劉健主編 電力英語閱讀與翻譯 中國水利水電出版社 1999華北水利水電學院本科生畢業(yè)設計開題報告 2009年3月9 日學生姓名王 彥學號200714002專業(yè)電氣工程及其自動化題目名稱H2水電廠電氣一次部分設計課題來源模擬主要內(nèi)容一、設計任務：1. 水電廠電氣主接線選擇2. 短路電流

6、計算及主要電氣設備選擇3. 發(fā)電機電壓母線選擇二、設計資料：1. 水力發(fā)電廠參數(shù)1) 水輪發(fā)電機組6臺：單機容量135MW；出口電壓：13.8kV；發(fā)電機次暫態(tài)電抗：0.215；額定功率因數(shù)：0.85。2) 機組年利用小時數(shù)：=4500小時。3) 廠用電率：1.5%。4) 發(fā)電機出口處保護動作時間取0.1秒。5) 環(huán)境溫度：最高溫度35，年平均氣溫15。2. 電力負荷送入110kV系統(tǒng)功率210MW,剩余功率全部送入220kV系統(tǒng)。3. 發(fā)電廠出線110kV出線6回，220kV出線2回。4. 電力系統(tǒng)情況110kV系統(tǒng)容量為無窮大，選基準容量100MVA歸算到發(fā)電廠110kV母線短路容量為36

7、00MVA，220kV短路容量為2600MVA，發(fā)電廠與220kV變電站兩回線連接，相距180km。采取的主要技術路線或方法一、設計遵循的原則：以設計任務書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟建設的方針、政策、技術規(guī)定、標準為準繩，結(jié)合工程實際情況，在保證供電可靠、運行靈活、維護方便等基本要求下，力爭節(jié)約投資，降低造價，并盡可能采用先進技術，堅持供電可靠、技術先進、安全使用、經(jīng)濟美觀的原則。二、電氣主接線設計要求： 可靠性、靈活性和經(jīng)濟性是電氣主接線設計必須滿足的三項基本要求。因此設計時應遵循以下幾點要求：1根據(jù)電力系統(tǒng)和用戶的要求，應保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。2接線應簡單、清晰，運行靈活，操作方便。3維護及

8、檢修方便。4經(jīng)濟上合理，運行費用低。5便于電站機組分期過度。綜上所述，電氣主接線的設計應考慮發(fā)電廠、變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用、分期和最終建設規(guī)模、負荷的大小和重要性、系統(tǒng)備用容量的大小、系統(tǒng)對應電氣主接線提供的具體資料、環(huán)境條件等。三、主變壓器的選擇：主變壓器的選擇包括主變壓器的容量、臺數(shù)的確定和相數(shù)、繞組數(shù)等型式結(jié)構(gòu)的選擇。1變壓器容量和臺數(shù)的確定原則：主變壓器的容量、臺數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的確定除依據(jù)傳遞容量基本原始資料外，還應依據(jù)電力系統(tǒng)510年發(fā)展規(guī)劃、輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素，進行綜合分析和合理選擇。2 變壓器相數(shù)的確

9、定電力變壓器按相數(shù)可分為單相變壓器和三相變壓器兩類，三相變壓器與同容量的單相變壓器組相比較，價格低、占地面積小，而且運行損耗減少1215。因此，在330kV及以下電力系統(tǒng)中，一般都選用三相變壓器。3變壓器繞組數(shù)的確定變壓器按其繞組數(shù)可分為雙繞組普通式、三繞組式、自耦式以及低壓繞組分裂式等型式。當機組為125MW及以下容量的發(fā)電廠有兩級升高電壓時，一般優(yōu)先考慮采用三繞組變壓器。在大容量發(fā)電廠中，自耦變壓器長被用于高壓系統(tǒng)和中壓系統(tǒng)之間的聯(lián)絡變壓器，自耦變壓器的中性點必須直接接地。在中小發(fā)電廠中，可用三繞組變壓器作為125MW及以下發(fā)電機的升壓變壓器。當中壓為中性點不直接接地電網(wǎng)時，只能選用普通三

10、繞組變壓器。四、短路電流計算條件：為使所選電氣設備具有足夠的可靠性、經(jīng)濟性和合理性，并在一定時期內(nèi)適應電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，作校驗用的短路電流應按下列條件確定。（1）容量和接線按本工程設計最終容量計算，并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃(一般為本工程建成后510年)；其接線應采用可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，但不考慮在切換過程中可能短時并列的接線方式(如切換廠用變壓器時的并列)。（2）短路種類一般按三相短路驗算，若其它種類短路較三相短路嚴重時，則應按最嚴重的情況驗算。（3）計算短路點選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。一般情況下，三相短路電流產(chǎn)生的熱效應的電動力較大，所以選擇三相短路

11、電流進行計算。五、三相短路電流的計算步驟：1. 根據(jù)發(fā)電廠主接線圖畫出電氣接線圖；2. 確定所用的短路計算點；3. 計算各電氣元件的標幺值，畫出等值電路圖；4. 對各計算點進行網(wǎng)絡簡化；5. 求出計算電抗，即而求出各短路計算點的三相短路電流；六、電氣設備選擇的原則：正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。電氣設備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。電氣設備選擇包括選型和確定技術參數(shù)。設備的選型和技術參數(shù)應能保證變電站的安全運行和供電可靠性，并留有適當?shù)陌l(fā)展裕度，應盡量選用輕型設備和常用產(chǎn)品。在同一站內(nèi)，應盡量減少設備和材料

12、的種類。七、參考文獻：1馮金光 王士政編 發(fā)電廠電氣部分 中國水利水電出版社 20082李光琦主編 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 中國電力出版社 20023西北電力設計院 電力工程電氣一次手冊 水利電力出版社 19894陳躍主編 電氣工程專業(yè)畢業(yè)設計指南 中國水利水電出版社 20015陳珩主編 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 中國電力出版社 19986許建安主編 中小型水電站電氣設計手冊 中國水利水電出版社20027沈克昌主編 葛洲壩工程叢書電氣 水利電力出版社 19938 劉健主編 電力英語閱讀與翻譯 中國水利水電出版社 1999預期的成果及形式一、預期成果1. 電氣主接線方案設計合理，主接線方案論證與比較不少于兩個

13、方案。2. 短路電流及電氣設備選擇計算方法正確。3. 主接線圖形符號、線條及圖簽符合規(guī)范，接線正確，圖面布局合理，參數(shù)標注正確，圖形清晰美觀。4. 論文格式應符合要求，結(jié)構(gòu)嚴謹，邏輯性強，層次分明，文理通順，無錯別字，要求打印，統(tǒng)一用A4紙。5. 獨立完成，嚴禁抄襲或請人代作。6. 按分配時間階段完成相應任務。7. 專業(yè)相關文獻翻譯（原件及譯文2000字以上）附：發(fā)電廠電氣主接線圖、220kV開關站平面布置圖（要求計算機繪圖A3 各一份和手工繪制1號圖紙 發(fā)電廠電氣主接線圖）,主接線圖形符號、線條及圖簽符合規(guī)范，接線正確，圖面布局合理，參數(shù)標注正確，圖形清晰美觀。二、預期形式（裝訂次序）1畢業(yè)

14、設計（論文）任務書；2畢業(yè)設計（論文）開題報告；3目錄；4畢業(yè)設計（論文）正文；5圖紙發(fā)電廠電氣主接線圖(計算機繪圖A3和手工繪圖1號圖紙 各一份)，220kV開關站平面圖(計算機繪圖A3一份)。 時間安排1、熟悉設計題目，閱讀、學習相關資料及設計規(guī)程 2周2、電廠電氣主接線設計 2周3、短路電流計算 2周4、電氣設備選擇 1周5、繪圖 （AutoCAD及手工繪圖） 2周6、整理說明書、計算書 1周7、外文文獻翻譯 1周8、答辯 1周共 計 12周指導教師意見簽 名：年 月 日備注 華北水利水電學院畢業(yè)設計摘 要本設計為水電廠電氣一次部分設計，它是將本專業(yè)所學知識進行一次綜合運用的過程。從理論

15、上來說它涉及到電力系統(tǒng)課程的多方面內(nèi)容。根據(jù)具體設計而言，其主要內(nèi)容為:通過本設計原始資料來選擇發(fā)電廠發(fā)電機、主變壓器型號；根據(jù)電壓等級、出線回數(shù)、負荷情況設計本電廠的電氣主接線，選出兩個比較滿意的電氣主接線方案，然后進行技術分析以及經(jīng)濟綜合比較，確定一個較佳方案；根據(jù)主接線畫出等值電路圖，合理選擇短路點，對等值電路圖進行網(wǎng)絡化簡，按三相短路情況進行短路電流計算；依據(jù)正常工作狀態(tài)選擇所需的母線與電氣設備，并在三相短路情況下，按短路狀態(tài)對所選母線與電氣設備進行校驗。本設計所選電氣設備包括：斷路器、隔離開關、母線、電壓互感器以及避雷器；然后對本發(fā)電廠進行合理的高壓配電裝置以及防雷保護設計。本設計的

16、重點研究問題是電氣主接線圖的選擇、短路電流的計算以及各電氣設備的選擇與校驗。關鍵詞：水電廠；電氣主接線；短路電流；電氣設備 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 pow

17、er 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 situa

18、tion 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

19、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

20、 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 desi

21、gn as well as the lighting protecting. This designs key research question is the choice of the main electrical line, the calculation of the short-circuit current as well as various electrical equipments choice and the verification.Key words: Hydropower plant;Electrical main wiring; Short-circuit cur

22、rent; Electrical equipment前 言畢業(yè)設計是學生畢業(yè)前的最后一個理論與實踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是讓學習的知識深化和提高的重要過程。是讓學生運用所學的知識進行一次全面總結(jié)和綜合訓練，是素質(zhì)與工程實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗。在指導老師的指導與幫助下，通過查閱文獻、搜集資料、綜合分析、計算比較等，較好地完成了本次設計學習。并在此過程中對以前學習的知識有了更深、更系統(tǒng)的了解, 進一步鞏固與提高了對專業(yè)知識的理解和運用能力，為以后的學習與工作打下了良好的基礎。在本次設計過程中，得到了各位指導老師的熱忱指導與幫助，在即將離開校園之際，在此向各位指導老師說聲：謝謝您！您辛苦了！III目

23、 錄摘 要IAbstractII前 言III第一部分 設計說明書11 概述11.1 設計工作應遵循的主要原則12 水力發(fā)電廠電氣主接線設計12.1 電氣主接線方案設計12.1.1 電氣主接線設計的基本要求12.1.2 水力發(fā)電廠電氣主接線設計的特點22.1.4 各種接線形式的特點42.1.5 電氣主接線方案的比較及確定72.2 發(fā)電機的選擇92.3 變壓器的選擇93 短路電流的計算103.1 短路的類型103.2 短路計算的目的103.3 短路計算的步驟103.4 短路電流的計算結(jié)果104 導體與電氣設備的選擇114.1 電氣設備選擇的一般條件114.1.1 按正常工作條件選擇電氣設備124.

24、1.2 按短路狀態(tài)校驗設備124.2 具體電氣設備的選擇及結(jié)果134.2.1 斷路器134.2.2 隔離開關144.2.3 母線154.2.4 電壓互感器164.2.5 避雷器17第二部分 設計計算書191 短路電流的計算191.1 參數(shù)化簡191.2 點短路201.3 點短路241.4 點短路271.5 點短路302 導體與電氣設備的選擇與校驗332.1 斷路器332.1.1 220kV側(cè)斷路器及母聯(lián)斷路器332.1.2 220kV側(cè)出線斷路器342.1.3 聯(lián)絡變壓器220kV側(cè)斷路器352.1.4 110kV側(cè)斷路器及母聯(lián)斷路器352.1.5 110kV側(cè)出線斷路器362.1.6 聯(lián)絡變

25、壓器110kV側(cè)斷路器372.2 隔離開關382.2.1 220kV側(cè)發(fā)電機出口隔離開關382.2.2 220kV側(cè)隔離開關及母聯(lián)隔離開關392.2.3 220kV側(cè)出線處隔離開關392.2.4 聯(lián)絡變壓器220kV側(cè)隔離開關402.2.5 110kV側(cè)發(fā)電機出口隔離開關412.2.6 110kV側(cè)隔離開關及母聯(lián)隔離開關412.2.7 110kV側(cè)出線處隔離開關422.2.8 聯(lián)絡變壓器110kV側(cè)隔離開關432.3 母線442.3.1 發(fā)電機出口引出母線442.3.2 110kV側(cè)母線452.3.3 220kV側(cè)母線472.4 電壓互感器482.4.1 220kV側(cè)電壓互感器482.4.2

26、110kV側(cè)電壓互感器492.4.3 發(fā)電機出口處電壓互感器49結(jié)束語50參考文獻51附錄一 外文原文52附錄二 外文譯文57附錄三 發(fā)電廠電氣主接線圖附錄四 220kV開關站平面圖 華北水利水電學院畢業(yè)設計第一部分 設計說明書1 概述1.1 設計工作應遵循的主要原則（1）要遵守國家的法律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟建設的方針、政策和基本建設程序，特別應貫徹執(zhí)行提高綜合經(jīng)濟效益和促進技術進步的方針。（2）要運用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā)，正確處理中央與地方、工業(yè)與農(nóng)業(yè)、沿海與內(nèi)地，城市與鄉(xiāng)村、遠期與近期、平時與戰(zhàn)時、技改與新建、生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟等方面的關系。（3）要根據(jù)國家規(guī)范、標準與有關規(guī)定

27、，結(jié)合工程的不同性質(zhì)、不同要求，從我國實際情況出發(fā)，采用中等適用的先進技術，合理地確定設計標準。對生產(chǎn)工藝、主要設備和主體工程要做到可靠、適用、先進；對非生產(chǎn)性的建設，應堅持適用、經(jīng)濟、在可能條件下注意美觀的原則。（4）要實行資源的綜合利用，要節(jié)約能源、水源，要保護環(huán)境，要注意專業(yè)化和協(xié)作，要節(jié)約用地，要合理使用勞動力，要立足于自力更生。2 水力發(fā)電廠電氣主接線設計2.1 電氣主接線方案設計2.1.1 電氣主接線設計的基本要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)是一個巨大的、嚴密的整體。各類發(fā)電廠、變電站分工完成整個電力系統(tǒng)的發(fā)電、變電和配電的任務。其主接線的好壞不僅影響到發(fā)電廠、變電站和電力系統(tǒng)本身，同時也影響到工

28、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活。因此，電氣主接線必須滿足以下三項基本要求。（1） 可靠性要求電氣主接線不僅要保證在正常運行時，還考慮到檢修和事故時，都不能導致一類負荷停電，一般負荷要盡量減少停電時間。為此，應考慮設備的備用，并有適當?shù)脑６取＃?） 靈活性要求主接線正常運行時可以根據(jù)調(diào)度的要求靈活的改變運行方式，達到調(diào)度的目的，而且在各種事故或設備檢修時，能盡快地退出設備。切除故障停電時間最短、影響范圍最小，并且在檢修時可以保證檢修人員的安全。由于我國工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，電力負荷增加很快。因此，在選擇主接線時還要考慮到具有擴建的可能性。（3） 經(jīng)濟性要求主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎上，還應使投

29、資和年運行費用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)濟效益。此外，主接線應簡單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡單，便于運行人員掌握。復雜的接線不僅不便于操作，還往往會造成運行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過于簡單，可能又不能滿足運行方式的需要，而且也會給運行造成不便或造成不必要的停電。2.1.2 水力發(fā)電廠電氣主接線設計的特點水力發(fā)電廠電氣主接線設計的特點如下：（1）水力發(fā)電廠建在有水能資源處，一般離負荷中心很遠，當?shù)刎摵珊苄∩踔翛]有，電能絕大部分要以較高電壓輸送到遠方。因此，主接線中可不設發(fā)電機電壓母線，多采用發(fā)電機變壓器單元接線或擴大單元接線。單元接線能減少配電裝置占地面積，也便于水電廠自動化

30、調(diào)節(jié)。（2）水力發(fā)電廠的電氣主接線應力求簡單，主變壓器臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)量應盡量減少，高壓配電裝置應布置緊湊、占地少，以減少在狹窄山谷中的土石方開挖量和回填量。（3）水力發(fā)電廠的裝機臺數(shù)和容量大都一次確定，高壓配電裝置也一次建成，不考慮擴建問題。（4）水利發(fā)電機組啟動快，啟停時額外耗能少，常在系統(tǒng)中擔任調(diào)頻、調(diào)峰及調(diào)相任務，因此機組開停頻繁，運行方式變化大，主接線應具有較好的靈活性。（5）運行方式控制比較簡單，較易實現(xiàn)自動化，為此，電氣主接線應盡力避免以隔離開關為操作電器。2.1.3 電氣主接線方案的擬訂電氣主接線方案的擬訂：（1） 220kV母線220kV側(cè)出線為兩回，電壓等級高，故可以采用

31、的方案有雙母線接線以及雙母線帶旁路母線接線。（2） 110kV母線110kV側(cè)出線為六回，由于年利用小時數(shù)較高，故可以采用的方案有單母線分段帶旁路母線接線以及雙母線帶旁路母線接線。通過以上分析、篩選、組合，可保留兩種可能接線方案。方案一：110kV側(cè)采用單母線分段帶旁路母線接線；220kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線。方案二：110kV側(cè)采用雙母線帶旁路母線接線；220kV側(cè)采用雙母線接線。各方案主接線圖如下所示：方案一：圖2.1 方案一方案二：圖2.2 方案二2.1.4 各種接線形式的特點2.1.4.1 單母線分段帶旁路母線接線圖2.3 單母線分段帶旁路母線接線單母線分段帶旁路母線接線的優(yōu)缺點

32、:優(yōu)點：（1）接線簡單清晰，操作方便，經(jīng)濟合理。可靠性相對于單母線有一定程度的提高，因此在中、小型發(fā)電廠和變電所中仍被廣泛應用。（2）用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出二個回路，有兩個電源供電。 （3）當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點：（1）當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。（2）當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。（3）擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：（1）610kV屋內(nèi)配電裝置一般情況下不裝設旁路母線。因為其容量不大，供電距離短，易于從其它電源點獲得備用電

33、源，還可以采用易于更換的手車式斷路器。只有架空出線很多且用戶不允許停電檢修斷路器時才考慮采用單母分段加旁路母線的接線。（2）35kV配電裝置一般不設置旁路母線，因為重要用戶多為雙回路供電，允許停電檢修斷路器。如果線路斷路器不允許停電檢修，在采用單母線分段接線時可考慮增設旁路母線，但多用分段斷路器兼作旁路斷路器。（3）110220kV如果采用單母分段，一般應設旁路母線且以專用旁路斷路器為宜。（4）凡采用許多年內(nèi)都不需檢修的SF6斷路器者，可不裝設旁路母線。旁路母線的作用:斷路器經(jīng)過長期運行或者開斷一定次數(shù)的短路電流之后,其機械性能和滅弧性能都會下降,必需進行檢修以恢復其性能。一般情況下,該回路必

34、需停電才能檢修。設置旁路母線的目的就是可以不停電的檢修任一臺出線斷路器。特別指出:旁路母線不能代替母線工作。2.1.4.2 雙母線接線雙母線接線的運行狀況和特點：（1）正常運行時，工作母線帶電，備用母線不帶電，所有電源和出線回路都連接到工作母線上（工作母線隔離開關在合上位置，備用母線隔離開關在斷開位置），母聯(lián)斷路器亦斷開，這是一種運行方式。此時相當于單母線運行。工作母線發(fā)生故障將導致全部回路停電，但可在短時間內(nèi)將所有電源和負荷轉(zhuǎn)移到備用母線上，迅速恢復供電。（2）正常運行時，為提高供電可靠性，也常采用另一種運行方式，即工作母線和備用母線個點一部分電源和負荷，母聯(lián)斷路器合上，這種運行方式相當于單

35、母分段運行。若一組母線故障，擔任分段的母聯(lián)斷路器跳開，接于另一組母線回路不受影響。同時，接于故障母線的回路經(jīng)過短時停電后也能迅速轉(zhuǎn)移到完好母線上恢復供電。（3）檢修任一組母線不必停止對用戶供電。如欲檢修工作母線，可經(jīng)“倒閘操作”將全部電源和線路在不停電的前提下轉(zhuǎn)移到備用母線上繼續(xù)供電。圖2.4 雙母線接線雙母接線的優(yōu)缺點:（1）優(yōu)點：停電的機會減少了，必需的停電時間縮短了，運行的可靠性和靈活性有了顯著的提高。另外，雙母線在擴建時也比較方便，施工時可不必停電。（2）缺點：使用設備較多，投資較大，配電裝置較為復雜。同時，在運行中需將隔離開關作為操作電器。如未嚴格按規(guī)定順序操作，會造成嚴重事故。適用

36、范圍：（1）610kV配電裝置，當短路電流較大，出線需帶電抗器時；（2）3560kV配電裝置當出線回路超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時； （3）110220kV配電裝置出線回路為5回及以上時，或者出線回路為4回但在系統(tǒng)中地位重要時。2.1.4.3 雙母線帶旁路母線接線圖2.5 雙母線帶旁路母線接線在雙母線接線的基礎上，增設旁路母線。其特點是具有雙母線接線的優(yōu)點，當線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍有繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統(tǒng)復雜化，投資費用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設備間隔，當出線達到5個回路以上時，才增設專用的旁路斷路器。2.1.4.4

37、 單元接線 單元接線就是將發(fā)電機與變壓器或者發(fā)電機變壓器線路都直接串聯(lián)起來，中間沒有橫向聯(lián)絡母線的接線。這種接線大大減少了電器的數(shù)量，簡化了配電裝置的結(jié)構(gòu)，降低了工程投資。同時也減少了故障的可能性，降低了短路電流值。當某一元件故障或檢修時，該單元全停。單元接線的優(yōu)缺點：(1)主變壓器與發(fā)電機容量相同;故障影響范圍小,可靠性高;(2)接線簡單、清晰、運行靈活;(3)發(fā)電機電壓設備較少,布置簡單,維護工作量小;(4)繼電保護簡單;(5)主變壓器與高壓電氣設備增多,高壓設備布置場地增加,整個電氣接線投資大；2.1.5 電氣主接線方案的比較及確定 由以上可進行如下方案比較：表 2.1 主接線方案技術經(jīng)

38、濟比較 方案 電壓等級方案一方案二220kV雙母線帶旁路母線接線雙母線接線技術性不僅具有雙母線的優(yōu)點，而且設置旁路母線就是可以不停電的檢修任一臺出線斷路器。但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統(tǒng)復雜化，投資費用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設備間隔，當出線達到5個回路以上時，才增設專用的旁路斷路器。可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后能迅速恢復供電；檢修任一進出線的母線隔離開關時，只需斷開該回路及與此隔離開關相連的一組母線，所有其它回路均可不停電地轉(zhuǎn)移到另一組母線上繼續(xù)運行。另外，雙母接線在擴建時也比較方便，施工時可不必停電。經(jīng)濟性所用設備增多，增加了投

39、資和占地面積，對于只有兩回出線的220kV側(cè)來說，不宜采用。雙母線接線比雙母線帶旁路母線接線節(jié)省了一臺斷路器、一條母線和數(shù)臺隔離開關，故大大節(jié)省了投資。110kV單母線分段帶旁路母線雙母線帶旁路母線接線技術性不設專用的旁路母線，而由分段斷路器兼任。正常運行時，旁母處于無電狀態(tài)，運行于單目分段狀態(tài)。當欲檢修某出線斷路器時，分段斷路器要退出分段功能，臨時擔任旁路斷路器工作，可靠性和靈活性不太高。運行方便靈活，但投資較大。當線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍可以繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統(tǒng)復雜化。但是110kV出線較多，且在系統(tǒng)中所占地位較重，故可靠性、

40、靈活性要求高。經(jīng)濟性單母線分段帶旁路母線接線比雙母線帶旁路母線接線投資較少。綜上所述，通過技術性和經(jīng)濟性對每個電壓等級電氣主接線方案的比較，方案二的可靠性、靈活性比方案一要高，而經(jīng)濟性上相差不多，故綜合分析，選用方案二為最終設計方案，即220kV采用雙母線接線和110kV采用雙母帶旁路母線形式。 2.2 發(fā)電機的選擇 由設計任務書可得已知數(shù)據(jù)：發(fā)電機額定有功功率, 選擇水輪發(fā)電機組如下，附上水輪發(fā)電機的技術參數(shù)。表 2.2 水輪發(fā)電機的技術參數(shù)發(fā)電機型號額定容量（MW）額定電壓（kV）額定功率因數(shù)（cos）次暫態(tài)電抗SF13536/920013513.80.850.2152.3 變壓器的選擇單

41、元接線的主變壓器選擇采用發(fā)電機雙繞組變壓器單元接線時，變壓器容量應按發(fā)電機的額定容量扣除本機組廠用負荷后，留有10%的裕度來確定。綜上所述，本設計可選用3臺SFP9180000/110 和3臺SFP10180000/220 雙繞組變壓器。技術參數(shù)如下表所示： 表 2.3 單元接線的主變壓器型號參數(shù)安裝地點變壓器型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）聯(lián)結(jié)組標號阻抗電壓（%）高壓低壓110kV側(cè)SFP9-180000/11018000012113.8YN,d1110.5220kV側(cè)SFP10-180000/22018000024213.8YN,d1113聯(lián)絡變壓器一般選用三繞組變壓器,其第三繞組可

42、接發(fā)電廠廠用啟動/備用變壓器；并可接大功率無功設備。聯(lián)絡變壓器的臺數(shù)一般只裝設一臺，最多不超過兩臺。這是考慮到布置和引線的方便。聯(lián)絡變壓器容量應能滿足兩種電壓網(wǎng)絡在各種不同運行方式下有功功率和無功功率交換。本設計中110kV和220kV系統(tǒng)用三繞組自耦變壓器相連。技術參數(shù)如下表所示：表 2.4 聯(lián)絡變壓器型號參數(shù)名稱三相自耦變壓器額定電 壓（kV）阻抗電壓（%）變壓器型號OSFPSZ9-120000/220高壓中壓低壓高-中高-低中-低容量比100/100/10022081.5%12110.59.530.5203 短路電流的計算3.1 短路的類型短路故障分為對稱短路和不對稱短路。三相短路是對稱

43、短路，造成的危害最為嚴重，但發(fā)生的機會較少。其它的短路都是不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機會最多，約占短路總數(shù)中的70以上。所以在做短路計算時，選擇最嚴重的一種，三相短路計算。3.2 短路計算的目的為了保證電力系統(tǒng)安全運行，在設計選擇電氣設備時，都要用可能流經(jīng)該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關斷路器跳閘。3.3 短路計算的步驟一般三相短路電流產(chǎn)生的熱效應和電動力最大，所以只對三相短路短路電流進行計算。計算步驟如下：（1） 畫出以標幺值電抗表示的等值電

44、路圖；（2） 網(wǎng)絡化簡(消去中間節(jié)點),得到各電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗；（3） 求各電源到短路點的計算電抗；（4） 查運算曲線,得到各電源送至短路點電流的標幺值；（5） 求各電源送至短路點電流的有名值之和,即為短路點的短路電流。3.4 短路電流的計算結(jié)果系統(tǒng)的等值電路圖如下： 圖3.1 系統(tǒng)的等值電路圖短路電流計算結(jié)果(：表 3.1 短路電流計算結(jié)果短路點短路位置短路電流（kA）沖擊電流（kA）基準電壓(kV)110kV側(cè)發(fā)電機出口88.87576.63575.718231.17513.8110kV母線處28.33827.71627.7772.533115220kV側(cè)發(fā)電機出口77.84181.

45、19885.736201.02913.8220 kV母線處10.4519.5399.61926.9782304 導體與電氣設備的選擇4.1 電氣設備選擇的一般條件4.1.1 按正常工作條件選擇電氣設備（1） 額定電壓 在選擇電氣設備時，一般可按照電氣設備的額定電壓不低于裝置地點電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即 （2） 額定電流 電氣設備的額定電流是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設備的長期允許電流。應不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 （3） 環(huán)境條件對設備選擇的影響 溫度和濕度 一般高壓電氣設備可在溫度為20，相對濕度為90的環(huán)境下長期正常運行。當環(huán)境的相對濕度超過標準時，應選用型號后

46、帶有“TH”字樣的濕熱帶型產(chǎn)品。 污染情況 安裝在污染嚴重，有腐蝕性物質(zhì)煙氣粉塵等惡劣環(huán)境中的電氣設備，應選用防污型產(chǎn)品或設備布置在室內(nèi)。 海拔高度 一般電氣設備的使用條件為不超過1000m。當用在高原地區(qū)時，由于氣壓較低，設備的外絕緣水平將相應降低。因此，設備應選用高原型產(chǎn)品或用外絕緣提高一級的產(chǎn)品。現(xiàn)行電壓等級為110kV及以下的設備，其外絕緣都有一定的裕度，實際上均可使用在海拔不超過2000m的地區(qū)。 安裝地點 配電裝置為室內(nèi)布置時，設備應選戶內(nèi)式；配電裝置為室外布置時，設備應選戶外式。此外，還應考慮地形、地質(zhì)條件以及地震影響等。4.1.2 按短路狀態(tài)校驗設備（1） 短路熱穩(wěn)定校驗 通常

47、制造廠直接給出設備的熱穩(wěn)定電流（有效值）及允許持續(xù)時間t。熱穩(wěn)定條件為 式中設備允許承受的熱效應，; 所在回路的短路電流熱效應，。（2） 短路動穩(wěn)定校驗 制造廠一般直接給出設備的動穩(wěn)定峰值電流，動穩(wěn)定條件為式中所在回路的沖擊短路電流，kA；設備允許的動穩(wěn)定電流（峰值），kA。4.2 具體電氣設備的選擇及結(jié)果 本設計要求選擇的設備有斷路器、隔離開關、互感器、避雷器以及母線等。根據(jù)電氣設備選擇的一般原則，按照正常運行情況選擇設備，按短路情況校驗設備。同時兼顧今后的發(fā)展，選用性價比高，運行經(jīng)驗豐富，技術成熟的設備，盡量減少選用設備的類型，以減少備品備件，也有利于運行、檢修等工作。4.2.1 斷路器（

48、1） 額定電壓和電流選擇 ，式中、分別為電氣設備和安裝處電網(wǎng)的額定電壓，kV 、分別為電氣設備的額定電流和所在回路的最大長期工作電流，A（2） 校驗開斷電流 式中斷路器的額定開斷電流，kA 斷路器實際開斷瞬間的短路全電流有效值，kA 當斷路器的較系統(tǒng)短路電流大很多時，簡化計算時可用進行選擇，為短路電流值。（3） 校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 ， 短路電流產(chǎn)生的熱效應； 、t電氣設備允許通過的熱穩(wěn)定電流和時間。 短路沖擊電流幅值； 電氣設備允許通過的動穩(wěn)定電流峰值。設備選擇如下所示：表 4.1 220kV側(cè)斷路器型號參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）3s熱穩(wěn)定電流

49、（kA）固有分閘時間（s）LW-220/1600220160040100400.04表 4.2 110kV側(cè)斷路器型號參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）額定開斷電流（kA）動穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）固有分閘時間（s）LW14-11011020004010031.50.0354.2.2 隔離開關 隔離開關與斷路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路短路動、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關不用接通和切斷短路電流，故無需進行開斷電流的校驗。 表 4.3 發(fā)電機出口處隔離開關型號參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）5s熱穩(wěn)定電流（kA）20800025080表 4.4 110kV側(cè)隔離開關型號參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）4s熱穩(wěn)定電流（kA）110160010031.5表4.5 220kV側(cè)隔離開關型號參數(shù)型號額定電壓（kV）額定電流（A）動穩(wěn)定電流（kA）