发电厂电力系统大学本科设计.docVIP

水力发电厂（3X1500KW）电气部分设计 目 录 一、概述…………………………………………………………………（9） 1.1工程概况………………………………………………………………（9） 1.2其他资料………………………………………………………………（9) 二、接入系统方式及设计方案选择…………………………………（10-12） 2.1接入系统方式………………………………………………………（10）2.2电气主接线的基本要求……………………………………………（10）三、设计步骤…………………………………………………………（13-37） 3.1发电机及变压器的选择……………………………………………（13） 3.2短路电流计算………………………………………………………（17） 3.3主要电气设备的选择及校验………………………………………（23） 四、结论…………………………………………………………………（38） 五、参考文献………………………………………………………………（39） 六、设计体会………………………………………………………………（40）该电站位于某山区的一条水河流上，汇流面积为831平方公里。整个水利枢纽布置如图所示。充分利用当地的石料资源而建筑的堆(砌)石坝，坝高53米，水头38米，引用流量17秒立方：经2600米长的明渠将水流引至压力前池，再分配到每台水轮发电机组。经水能规划设选定装机为1500W×3，共3台卧式水轮发电机组。该电站水库为不完全周调节，单级开发，以发电为主。kW，多年平均发电量168×105kW.h。厂用电负荷：123KW左右：SFW118/64-6，PN=1500kW，UN=6.3kV，COSφN=0.8，IN=171.8Ad= 0.12；额定转速nN=1000r/min。 1.2其它资料 年均最高气温：30℃，年均最低气温：1℃，多年平均雨量：1100mm，雷暴时数：40日/年，交通较方便，公路可直抵电站厂房，当地山势较缓，海拔高度约在800m左右，出线走廊易于确定。 该水电站单机容量很小，所以一般不采用单元接线方式，单元接线是指发电机出来直接接变压器，发电机与变压器直接采用封闭母线，一般用于单机容量比较大的机组。单母线接线发电机功率的汇集和分配由一条汇流母线来完成，除了分段隔离开关故障或检修需全站停电外，当一段母线及所接隔离开关故障或检修时，只需短时全站停电将分段隔离开关断开，仍可保持另一段母线所接机组送电发电机电压单母线断路器分段接线用断路器将单母线接线分段。这样，当一段母线及所接隔离开关故障时，分段断路器在继电保护装置的作用下，能自动将故障母线段切除，从而保证了正常段母线不间断供电，在一定程度上克服了单母线接线的缺点，提高了供电可靠性。 电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，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、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须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，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数 电气主接线的设计原则： （1）可靠性；安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。 （2）灵活性；主要包括操作的方便性、调度的方便性和扩建的方便性。主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。 （3）经济性；主要包括：节省一次投资、占地面积少和电能损耗小三个方面。在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。 根据上面两节，清楚知道选择的结果，那就是该电站选用发电机侧选用单母线接线。升高压侧选用内桥接线。 水力发电厂的特点是，一般距负荷中心较远，基本上没发电机电压负荷，几乎全部电能用升高压送入系统；水力发电厂的装机台数和容量，是根据水能利用条件一次性确定的，不必考虑发展和扩建；水力发电厂附近地形复杂，电气主接线尽可能简单，使配电装置紧凑。 此外，水轮发电机启动迅速、灵活方便，一般正常情况下，从启