6乘以125MW水电厂电气部分设计

摘要

发电厂是电气系统的重要组成部分，也直接影响着整个系统的安全与经济运行。电气主接线是发电厂、变电站电气设计的主要部分，它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量、连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务，它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择和电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

本次设计为6?125MW水电厂电气一次部分设计，通过对该水力发电厂的电力系统及负荷情况考虑，并对原始资料的分析拟定电气主接线方案，然后再进行短路电流的计算和主要电气设备的选择，从而完成了水电厂一次部分设计。

设计过程中，综合考虑了可靠性、灵活性、经济性和可发展性等多方面内容，在确保可靠性地前提下力争经济性。设计说明书中所采用的术语、符号也都完全遵循了现行电力工业标准中所规定的术语和符号。

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目 录

摘要…………………………………………………………………1 1设计任务书 ………………………………………………………3

1.1设计的原始资料…………………………………………………………3 1.2设计的任务与要求………………………………………………………3

2电气主接线设计 …………………………………………………5

2.1系统与负荷资料分析……………………………………………………6 2.2主接线方案的选择 ……………………………………………………6

2.2.1方案拟定的依据…………………………………………………6 2.2.2主接线方案的拟定………………………………………………7 2.3 主变压器的选择与计算 ………………………………………………9

2.3.1变压器容量、台数和型式的确定原则…………………………9 2.3.2变压器的选择与计算……………………………………………9

3短路计算 …………………………………………………………10

3.1短路计算的一般规则……………………………………………………10 3.2短路电流的计算…………………………………………………………10

3.2.1各元件电抗的计算………………………………………………10 3.2.2 等值网络的化简 ………………………………………………11

4电气设备的选择 …………………………………………………14

4.1电气设备选择的一般原则………………………………………………14 4.2电气设备的选择条件……………………………………………………14 4.2.1按正常工作条件选择电气设备 …………………………………14 4.2.2按短路情况校验 …………………………………………………15 4.2.3 断路器和隔离开关的选择 ………………………………………16 4.2.4 电流互感器的选择 ………………………………………………18 4.2.5 电压互感器的选择 ………………………………………………18

5结束语 ……………………………………………………………20 6参考文献 …………………………………………………………21

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1设计任务书

1.1设计的原始资料

1）水力发电厂：

（1） 水轮发电机6台：6*125MW；出口电压：15.75KV; （2） （3） （4） （5）

机组年利用小时数：Tmax=4200小时； 厂用电率：1.5%。

发电机出口处后面保护动作时间取1.88秒。 环境温度：最高温度35度。年平均温度15度。

2)电力负荷

向110KV系统输送功率2400MW,年利用小时数：3000小时；剩余功率全部送入220KV系统。

3)发电厂出线

110KV架空出线6回（10KM），220KV架空出线2回。 4)电力系统情况

110KV系统容量为无穷大，选基准容量100MVA，归算到发电厂110KV母线，系统供给的短路容量为3400MVA；发电厂与相距150KM的220KV变电站两回连接，220KV，系统容量为2500MVA。

1.2设计的任务与要求

（1）发电机和变压器的选择

表1-1水轮发电机的规格参数

发电机型号 额定容量（MVA） 额定电额定电抗（标幺值） Xd X'd X''d 时间常数 T'd0 T''d0 GD2 T?m2 压（KV） 功率因素 Ts1280/180-60 150 15.75 0.85 1.036 0.314 0.218 7.27 7.13 52000 注：发电及参数如上表，要求选择发电厂的主变，联络110KV和220KV的联络变压器的型号。 (2) 电气主接线选择

注：水力发电厂的发电机-变压器接线方式通常采用单元接线的方式，注

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意主变容量应与发电机容量相配套。110KV和220KV电压级用自耦变压器联接，相互交换功率。 (3) 短路电流的计算

在满足工程要求的前提下，为了简化计算，对短路电流进行近似计算法。结合电气设备选择选择短路电流计算点求出各电源提供的起始次暂态电流

I''，冲击电流Ish，及计算短路电流热效应所需不同时刻的电流。 (4) 主要电气设备的选择

要求选择：发电机出口隔离开关，电流互感器;110KV母线侧断路器、隔离开关、电流互感器；220KV母线侧断路器、隔离开关、电流互感器；110KV侧出线断路器、隔离开关、电流互感器。

注：电气设备的选择包括选择和校验，而校验则需结合（3）的短路电流计算的结果。

（5）绘制发电厂的主接图

要求：每人手工绘制电气主线图（A2）一张。

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2 电气主接线设计

2.1 系统与负荷资料分析

发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规模和在电力系统中的地位和作用。

发电厂运行方式及年利用小时数直接影响着主接线设计。从年利用小时数看，该电厂年利用小时数为4200h/a，接近我国电力系统发电机组的平均最大负荷利用小时数5000h/年；又为水电厂，所以该发电厂为带基荷的发电厂，在电力系统占比较重要的地位，因此，该厂主接线要求有较高的可靠性；从负荷特点及电压等级可知，该电厂具有110KV和220KV两级电压负荷。110KV电压等级有6回架空线路，最大年利用小时数为4200h/a，说明对其可靠性有一定要求；220KV电压等级有2回架空线路，最大年利用小时数为4200h/a,其可靠性要求较高。

2.2 主接线方案的选择

2.2.1方案拟定的依据

电气主接线又称为电气一次接线，它是将电气设备以规定的图形和文字符号，按电能生产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。

对电气主接线的基本要求，概括的说应该包括可靠性、灵活性和经济性三方面。

(1) 电气主接线设计的基本要求 a.可靠性

安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接 最基本的要求。

电气主接线的可靠性不是绝对的。同样形式的主接线对某些发电厂和变电站来说是可靠的，而对另外一些发电厂和变电站则不一定能满足可靠性要求。所以，在分析电气主接线可靠性时，要考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类型、设备制造水平及运行经验等诸多因素。

1发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用。 ○

2负荷的性质和类型。 ○

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