毕业设计(水电站电气主系统初步设计及防雷接地保护)

毕业设计(水电站电气主系统初步设计及防雷接地保护)XX学院毕业设计说明书题目：西藏满拉水电站电气主系统初步设计及防雷接地保护学生姓名：XXXXXXXXXXX学号：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师：专业年级：电气工程及其自动化所在班级：X级电气X班完成日期：XXXX年XX月XX日答辩日期：XXXX年XX月XX日XX大学XX学院X级电气X班摘要本论文主要对水电站进行电气主系统及防雷接地保护设计。

首先是根据所给出的原始资料拟定六种电气主接线方案.然后对这三种方案进行可靠性、灵活性和经济性比较后，保留两种较合理的方案，对这两种方案进行短路电流计算；接着是根据短路电流计算结果进行主要电气设备的选型以及校验，包括断路器、隔离开关、互感器等；最后再由经济性比较确定最终的电气主接线方案。

防雷接地保护的设计是对水电站的升压站进行防雷保护保护类型的配置，保护的整定计算及校验，避雷装置的选型。

关键词：电气主接线，短路电流计算，设备选型，防雷保护XX大学XX学院X级电气x班AbstractThis thesis mainly on the main electrical system of hydropower station and the lightningproof grounding protection design. First is given according to the original material out six main electrical wiring scheme. Then the three schemes for reliability and flexibility and economical comparison, retain the two of these two kinds of schemes, short-circuit current calculation scheme, Then according to short-circuit current calculation results are main electricalequipment selection and calibration, including breaker, isolating switch, transformer, etc. Finally determined by the economical comparison of the final auto-switch scheme. Lightningproof grounding protection design of hydropower station is the booster for lightning protection, the protection configuration setting calculation and calibration, avoid thunder device selection.KEY WORDS: Main electrical connection, short circuit current calculation, Equipment selection, Generator relay protectionXX大学XX学院X级电气X班目录第一章前言??????????????????????????????1第二章电气主接线的设计?????????????????????????22.1 原始资料及分析 (2)2.2 主接线的设计原则 (2)2.3 发电机侧方案比较 (3)2.4 升高压侧接线方案进行比较 (5)2.5 确定主接线方案 (6)第三章短路电流计算???????????????????????????83.4方案系统正序阻抗网络等值图为： (9)3.5计算书........................................................................................... . (10)第四章电气主设备选择??????????????????????????154.1其接线方式如下图： (15)4.2高压断路器的选择及校验 (15)4.3隔离开关的选择及校验 (18)4.4电流互感器的选择及校验 (20)4.5电压互感器的选择及校验 (23)4.6侧熔断器的选择侧熔断器的选择及校验 (25)第五章防雷接地保护???????????????????????????285.1.发电站对直击雷的防雷措施 (28)5.2防雷保护装置 (28)5.3本设计的防雷保护方案 (28)5.4接地体（网）………………………………………………………………………….30第六章小结??????????????????????????????33第七章参考文献?????????????????????????????34第八章致谢??????????????????????????????35 XX大学XX学院X 级电气X班第一章前言能源是社会发展的重要的物质基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，而且在品种及构成上也发生了很大的变化。

人类对能源质量也要求越来越高。

电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。

电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。

电能的发、变、送、配和用，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。

要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。

因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。

随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为我国经济的发展提供保障。

就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今天，火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%-50%左右。

与之相比水电就有很多明显的优势。

因此，关于电力系统水电站设计方面的论文研究就显得格外重要。

本毕业设计（论文）课题来源于西藏满拉水电站。

主要针对西藏满拉水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，经过技术经济比较，确定推荐方案，对其进行短路电流的计算，对电厂所用设备进行选择，然后对各级电压配电装置及总体布置设计。

并且对其发电机继电保护进行设计。

XX大学XX学院X级电气X班第二章电气主接线的设计2.1 原始资料及分析（1）原始资料西藏满拉水电站位于西藏年楚河上游日喀则地区江孜县内，水电站总装机容量4×5MW，多年平均发电量6.096×10KW/h,保证出力3.65MW，年利用小时数3048小时，电站水库为年调节水库，是一个以灌溉、发电为主，兼有防洪的综合性水利枢纽工程。

满拉水电站是日喀则地区电网的主要电源，担任藏中电网的调峰、调频和事故备用任务。

电站以110KV一级电压接入系统，一期出线2回，接到40km以外的江孜变电站，预留一回。

发电机出口电压6.3KV 。

系统归算至110KV ，母线侧短路电抗为X﹡∑=0.29。

（2）对原始资料分析（1）工程状况通过对原始资料的分析可知，该电厂为一小型水电站。

目前，按发电厂的容量划分：总容量在1000MW及以上，单机容量在200MW及以上的发电厂称为大型水电厂；总容量在200～1000MW，单机容量在50～200MW 的发电厂称为中型水电厂；总容量在200MW及以下，单机容量在50MW 及以下的发电厂称为小型水电厂。

设计电厂为4×5MW小型电厂。

该电厂承担腰荷。

一般年利用小时数在5000h及以上的电厂承担基荷；年利用小时数在3000～5000h的电厂承担腰荷；年利用小时数在3000h以下的承担峰荷。

设计电厂年利用小时数为3048小时，主要承担腰荷。

因此，其主接线以供电可靠性高、供电调度灵活为主选择接线方式。

（2）电力系统情况该电厂为重要水电站，在5?10年内不扩建。

我国一般对35KV及以下电压电力系统采用中性点非直接接地系统，有称小电流接地系统。

原始资料中发电机出口电压为6.3KV，故发电机采用非直接接地方式，目前，广泛应用的是经消弧线圈接地方式或经中性点接地变压器接地。

（3）负荷情况发电机出口侧电压等级为6.3KV，经升压变压器变为110KV，主要承担距水电站40km外的系统，以2回输电线路送入系统。

（4）其他环境条件等无具体要求，可按照理想条件设计。

72.2 主接线的设计原则电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。

电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单XX大学XX学院X级电气X班灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。

在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：保证必要的供电可靠性和电能质量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。

直岗拉卡水电站虽然是一个中小型水电站，但是由于担负了许多工业企业，及农业抗旱排涝等供电任务，因而必须满足必要的供电可靠性。

具有经济性在主接线设计时，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。

具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。

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。

具有发展和扩建的可能性随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。

主接线应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。