新江水电站设计

本科毕业设计（论文）新江水电站设计

4*50MW

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指导教师

专业年级2012级电气工程及其自动化

学号*****

二〇一三年一月

中国昆明

本设计的题目为“新江水电站设计”。设计的主要内容包括：220/6.3kV、110/6.3KV、220/110KV的变压器选择；50MW发电机的选择；水电站电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；电气设备选择（母线、架空线、断路器、等）；配电装置设计；继电保护规划设计等。

关键词：变电所设计；电气主接线；继电保护

前言 (2)

目录 (3)

第一章：绪论 (4)

1.1设计题目 (4)

1.2本课题研究的意义 (5)

第二章接入系统及主接线设计 (7)

2.1接入系统设计 (7)

2.2主接线设计 (7)

2.3方案确定 (10)

第三章：主要设备的选择 (11)

3.1导线的选择 (11)

3.2变压器选择 (12)

3.3发电机选择 (13)

第四章：短路电流计算 (13)

4.1短路电流计算 (13)

4.2计算步骤 (14)

4.3短路电流的计算内容： (14)

第五章：电气一次设备的选择计算 (19)

5.1母线的选择 (19)

5.2.电缆的选择 (23)

5.3断路器的选择: (27)

第六章：继电保护 (31)

(32)

6.1继电保护原理：

6.2过电流整定值计算 (32)

6.3速断保护整定值计算 (34)

第七章结论 (41)

7.1水电站电气部分设计结论 (41)

7.2设计要点知识总结 (41)

7.3心得与收获 (42)

参考文献： (43)

第一章：绪论

1.1 设计题目

新江水电站位于浙江省，电站建成后将向华东电网供电。电力系统接线如图3—1所示。电站将在相距40公里处的沙市变电所接入系统，水电站厂用电率0.4%，当地最热月平均气温28°，年最高温度41o。

新江水电站装机容量为4台50MW, 年装机利用小时为5100 小时，地区负荷cosϕ=0.8，其中一、二类负荷占总负荷的70％。

其他资料见表1-1

表1-1：变压器短路电压百分数

发电站名称台数单台容量短路电压百分数

（MVA）Ｕ1-2％U1-3％Ｕ2-3％

慈镇火电站 2 240 14

新兴变22 180 10.5 17 6

慈镇变 2 180 10.5 17 6

沙市变 2 180 10.5 17 6

金华变 2 180 10.5 17 6

文州变 2 180 10.5 17 6

1.1.2 根据以上资料设计：

1、据待建水电站在系统中的地位、作用、运行方式和输送功率、距离，选择技术上满

足要求的水电站与系统连接输电线路的回路数、电压等级、导线规格。

2、确定待建水电站技术上满足要求的地方用户供电方案：供电线路回路数、电压等级、导线规格。

3、根据待建水电站电压等级、机组台数、功率输送情况，拟订满足供电可靠性和水电站各种运行方式要求的主变压器可选用方案（主变类型、台数、容量、型号）。

4、根据所确定的主变方案和进出线回路数，通过分析、论证，确定待建水电站各电压等级的主接线型式。

5、设计待建水电站自用电接线，选用自用电变压器台数、容量、型号。

6、通过对选用方案经济比较，选定综合经济指标最优的水电站主变、主接线方案。

7、根据选择、校验电气设备的需要，计算三相短路电源。

8、选择水电站发电机电压和高压电气设备：断路器、隔离开关、母线、TV、TA等。

1.2 本课题研究的意义

1.2.1 电站电气主接线的论证意义：

1.电气主接线图是电厂设计的重要组成部分。同时也是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，了解电路中各种电气设备的用途，性能及维护，检查项目和运行操作的步骤等都缺少对电气主接线的掌握。

2.电气主接线表明了发电机，变压器，断路器和线路等电气设备的数量，规格，连接方式及可能的运行方式。其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。

3.由于电能生产的特点是：发电，变电，输电和用电是在同一时刻进行，所以主接线的优良，直接关系到电力系统的安全，稳定，灵活和经济运行，也直接影响到生产和生活及经济的发展。

4.电气主接线的拟订是一个综合性问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力求使其技术先进，经济合理，安全可靠。

1.2.2 短路电流及潮流计算的意义：

一、短路电流计算的意义：

1. 电流的热效应，强大的短路电流通过电气设备使发热急剧增加，短路持续时间较长时，足以使设备因过热而损坏甚至烧毁；

2.电动效应，巨大的短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可使导体扭曲或损坏

3.强磁效应，巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路时对周围通信、信息系统、自动控制系统产生强烈干扰。因此短路电流计算的意义很大。

二、潮流计算的意义：

1.在电网规划阶段,通过潮流计算,合理规划电源容量及接入点,合理规划网架,选择无功补偿方案,满足规划水平的大、有效方式下潮流交换控制、调峰、调相、调压的要求。

2.在编制年运行方式时,在预计负荷增长及新设备投运基础上,选择典型方式进行潮流计算,发现电网中薄弱环节,供调度员日常调度控制参考,并对规划、基建部门提出改进网架结构,加快基建进度的建议。

3.正常检修及特殊情况下的潮流计算,用于日运行方式的编制,指导发电厂开机方式,有功、无功调整方案及负荷调整方案,满足线路、变压器热稳定要求及电压质量要求。

4.预计事故、设备退出运行对静态安全的影响分析及作出预想的运行方式调整方案。

总之为在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最