3x125mw水电厂电气主接线和配电装置设计毕业答辩讲解
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22
致谢
•在这次设计中，毛肖老师提供了大量的资料和纠正了设 计上的很多错误，毛老师耐心细致地给讲解使一个个难题 迎刃而解。另外，非常感谢在我设计过程中遇到难题时帮 助我，在我一次次的否定自己的设计方案时鼓励我的同学 们，正是有大家的帮助，我才能圆满的完成此次设计。在 此，我要向您们致以最诚挚的感谢，感谢你们给予我的帮 助和鼓励，它将会增强我在今后工作中的动力，我将会尽 力做好自己的本职工作。为适应企业的需要尽自己的一点 微薄之力，忠心地祝福您们身体健康，工作顺利！
利用地形、因地制宜、不占或少占农田；在保证安全可靠的前提下，
布置力求整齐、简单、紧凑，便于安装、运行、检修和试验。当电站
需分期过渡时，配电装置应满足其相应的要求。
• 屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装 置。
水电厂屋外配电装置的选型除与主接线有关外，还与场地位置、面积 、地质、地形条件及总体布置有关，并受到设备材料的供应、施工、运 行和检修要求等因素的影响和限制，故应通过技术经济比较来选择 最佳 方案。鉴于中型占地面积过大，考虑到水电站的建造地点一般需 尽量节 省占地面积，决定采用高型配电装置。水电站双母线接线时采 用这种布 置的效果最好。
21
设计总结与体会
• 按设计指导书要求，我进行了任务书交给的水 力发电厂电气一次部分的设计。 设计过程中，我 发现本次设计既是对过去几年所学专业知识的综 合运用，并可结合实际工作经验，对专业知识进 行巩固复习和将理论与实际相结合的过程。通过 设计，对大学所学知识进行了较全面的回顾和综 合提高，但设计还存在很多不足之处。又因资料 较少、自己相应的实践经验不足等原因，使本次 设计中有些地方与实际不符。但总体而言，这是 一次很好的学习和提高的过程，收获很多。
20
结论
按设计指导书要求，本设计对任务所给 的水力发电厂的一次部分进行了初步设计，选 择了单元接线及双母线的主接线方案，经过短 路计算对所有的设备进行了初步的选择，并进 行了配电装置的布置设计和防雷设计。通过设 计，可使我们对水电厂的电气设计相关知识进 一步加深，了解水电厂电气部分设计的初步流 程，为今后的工作打下坚实的基础。
5
电气主接线----主接线设计
主接线设计原则：可靠性、灵活性、 经济性。
考虑水电厂的相关情况，接线方 案初步拟定有：单母接线、单母分段、 双母接线、双母带专用旁母接线。
可初步得到一组接线图：
6
电气主接线----主接线方案图组
方案一
方案二
方案三
方案四
图2 主接线图
7
电气主接线----主接线方案比较
hx—被保护物高度； h上0—部两边针缘间的联最合低保点护的范高围度； bx—在高度hx的水平面上， 保护范围的最小宽度
19
继电保护配置
• 继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安 全性、选择性、灵敏性与速动性的要求。结合具 体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、试 验、交直流电源、二次回路及运行维护等方面结 合采取措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理， 以达到保证电网安全经济运行的目的。
从经济性来说，方案一、方案二占优。 但对于总装机容量375MW，最大负荷利用小 时数在5000h以上以承担基荷为主的水电厂 要求可靠和灵活性较高，故这两个方案均舍 弃，方案四可靠性灵活性较方案三高，但本 电厂属于中型水电厂，一般在枯水季节允许 停电检修，故可以不设专用旁母。所以经过 综合分析，满足可靠性灵活性同时兼顾经济 性，选方案三为最终设计方案。
毕业答辩
3×125MW水电厂电气主 接线和配电装置设计
班级：电气工程及其自动化1012班 导师：xxx 学生：xxx
1
本次设计的意义
毕业设计是我们在校期间最后一个重要的综合性实践环节， 使 我们全面应用所学专业知识和基本技能，对实际工程进行设计、研 究的综合性训练。可以培养我们运用所学知识分析解决实际问 题的 能力和独立创新的意识，以及理论联系实际和严谨务实的工 作作风 。
UN:电气设备额定电压； UNS:装置地
点电网额定电压； IN:电气设备额定电流； Imax该回路在
各种合理运行方式下的最大持续工作电流。
14
电气设备的选择
通过计算选择和校验最终选择设备型号为：
安装地点 设备类型
设备型号
主变压器高压侧
断路器
SW6-220（W）/1250
220KV出线
断路器
SW6-220（W）/1250
φ100/90铝锰合金管形导体
200mm×90mm×12mm双槽铝导体
16
高压配电装置设计
• 高压配电装置设计的原则是：
1 高压配电装置的设计应符合有关规程、规范的要求。
2
设计应深入现场，积极慎重地采用新布置、新设备和新材
料，使设计做到切合实际、运行可靠、维护方便、技术先进、经济合
理。
3
设计时要考虑水电站的特点。确定布置型式时要注意充分
保证供电。
•
（2）各机组的厂用电系统应是独立的。一台机组
的故障停运或其辅机的电气故障，不应影响到另一台的正
常运行。并能在短时间内恢复本机组的运行。
•
（3）充分考虑机组起动和停运过程中的供电要求。
一般均应配置可靠的起动（备用）电源，在机组起动、停运
和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列。
10
电气主接线----厂用电接线图
8
电气主接线----主变压器的选
择
根据变压器选择的原则，考虑相数、绕组数、 调压方式、连接组别、容量等，变压器选择 结果如下表：
9
电气主接线----厂用电接线的基本要 求
• 厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经 济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足：
•
（1）满足各种运行方式下的厂用电负荷需要，并
220KV母联
断路器
SW6-220（W）/1250
主变压器高压侧
隔离开关 GW4-220(W)/630
220KV出线
隔离开关 GW4-220(W)/630
220KV母联
隔离开关
GW4-220(W)/1250
主变压器高压侧 电流互感器
LB—220（W1）
220KV出线
电流互感器
LB—220（W1）
发电机出口
• 安装地点 • 发电机出线
设备类型 避雷器
设备型号 FCD-15
• 220KV主变压器中性点
• 220KV主变压器高压测 • 220KV母线
避雷器
避雷器 避雷器
FZ-110J
FZC-330J FZC-330J
18
防雷保护设计- - - - 避雷针保护范围
避雷针布置图 两针保护范围
h—避雷针的高度； P—避雷针高度影响系数; 当h 30m时，P=1;当120m h>时，
11
短路计算
发电系统中的短路，是指导体之间或导体与地之间不 通过负载阻抗而发生的电气连接。短路是电力系统中常 发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害电力 系统的安全运行，假如短路电流较大，为了使电器能承 受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。这不仅会 增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的 高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时， 应考。 虑短路电流Id，即而需要计算Id。
5
环境温度：最高温度32OC，最低气
温-2OC；年平均温度18OC；
6 系统容量：S=4000MVA；阻抗标幺
值：XS=1.3
4
电气主接线----出线回路数及输电电压等级选择
根据任务书所给输送距离25KM，输送容量为375MW，查架 空线路时与各额定电压相适应的输送功率和输送距离表可以确 定输电电压选220KV。又根据公式：回路数=输送容量/经济 输送容量 （取接近的整数值） 可靠系数=经济容量×回路数/ 输送容量 计算比较可靠性和经济性，最终确定线回路数及输电电压等级 选择结果如下：
短路电流计算是选择和检验电气设备的前提和基础， 也是载流导体选择和二次设备保护的基础。为了使所选电 器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内 满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校 验。
12
短路计算- - - - 计算结果
短路计算结果表
13
电气设备的选择
设备选择原则和校验：选择应满 足UN≥UNS，IN≥Imax。环境条件要满足温 度要求，通过热稳定计算校验热稳定要求， 动稳定计算校验动稳定要求。
2
论文的结构和主要内容
第一章 电气主接线 第二章 短路电流计算 第三章 电气设备选择 第四章 高压配电装置设计 第五章 防雷保护设计 第六章 继电保护配置 结论 设计总结与体会
3
电气主接线----原始资料
1 水轮发电机组3台：3×125MW； 2 机组年利用小时数：T>5000小时。 3 厂用电率：5.1％。 4 送电距离：25KM；
17
防雷保护设计- - - - 避雷器选择
•避雷器的选择原则：
• （1）额定电压应大于或等于安装地点额定电压。
• （2）灭弧电压。按照使用情况、核对避雷器安装地点可能出现的最 大导线对低电压，是否等于或小于避雷器的灭弧电压。
• （3）校核工频放电电压。
• （4）校核避雷器的冲击放电电压及残压。
• 根据以上原则，避雷器选择结果如下：
本课题主要研究的是关于水电厂电气一次及配电装置的设计， 重点在电气主接线的选择，变压器的选择，相关短路电流的计算， 对各个电气设备的正确选择，屋外配电装置的设计，系统继电保 护的配置与整定，防雷与接地等设计工作。通过本次设计，可以 使我们对水电厂的电气设计相关知识进一步加深，了解水电厂电 气部分设计的初步流程，为今后的工作理论和技能再作一次系统 的学习和掌握。
电流互感器
LMZD2—20
15
安装地点 主变压器高压侧 220KV出线 220KV母联
导体选择结果
设备名称 主变高压侧出线 220KV出线 220KV母线 ห้องสมุดไป่ตู้电机出口母线
设备类型 电压互感器
电压互感器 电压互感器
设备型号 JCC5-220(W1)
JCC5-220(W1) JDZJ-15
型号 LGJ-150/20 LGJ-400/20
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致谢
•在这次设计中，毛肖老师提供了大量的资料和纠正了设 计上的很多错误，毛老师耐心细致地给讲解使一个个难题 迎刃而解。另外，非常感谢在我设计过程中遇到难题时帮 助我，在我一次次的否定自己的设计方案时鼓励我的同学 们，正是有大家的帮助，我才能圆满的完成此次设计。在 此，我要向您们致以最诚挚的感谢，感谢你们给予我的帮 助和鼓励，它将会增强我在今后工作中的动力，我将会尽 力做好自己的本职工作。为适应企业的需要尽自己的一点 微薄之力，忠心地祝福您们身体健康，工作顺利！
利用地形、因地制宜、不占或少占农田；在保证安全可靠的前提下，
布置力求整齐、简单、紧凑，便于安装、运行、检修和试验。当电站
需分期过渡时，配电装置应满足其相应的要求。
• 屋外配电装置可分为中型配电装置、高型配电装置和半高型配电装 置。
水电厂屋外配电装置的选型除与主接线有关外，还与场地位置、面积 、地质、地形条件及总体布置有关，并受到设备材料的供应、施工、运 行和检修要求等因素的影响和限制，故应通过技术经济比较来选择 最佳 方案。鉴于中型占地面积过大，考虑到水电站的建造地点一般需 尽量节 省占地面积，决定采用高型配电装置。水电站双母线接线时采 用这种布 置的效果最好。
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设计总结与体会
• 按设计指导书要求，我进行了任务书交给的水 力发电厂电气一次部分的设计。 设计过程中，我 发现本次设计既是对过去几年所学专业知识的综 合运用，并可结合实际工作经验，对专业知识进 行巩固复习和将理论与实际相结合的过程。通过 设计，对大学所学知识进行了较全面的回顾和综 合提高，但设计还存在很多不足之处。又因资料 较少、自己相应的实践经验不足等原因，使本次 设计中有些地方与实际不符。但总体而言，这是 一次很好的学习和提高的过程，收获很多。
20
结论
按设计指导书要求，本设计对任务所给 的水力发电厂的一次部分进行了初步设计，选 择了单元接线及双母线的主接线方案，经过短 路计算对所有的设备进行了初步的选择，并进 行了配电装置的布置设计和防雷设计。通过设 计，可使我们对水电厂的电气设计相关知识进 一步加深，了解水电厂电气部分设计的初步流 程，为今后的工作打下坚实的基础。
5
电气主接线----主接线设计
主接线设计原则：可靠性、灵活性、 经济性。
考虑水电厂的相关情况，接线方 案初步拟定有：单母接线、单母分段、 双母接线、双母带专用旁母接线。
可初步得到一组接线图：
6
电气主接线----主接线方案图组
方案一
方案二
方案三
方案四
图2 主接线图
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电气主接线----主接线方案比较
hx—被保护物高度； h上0—部两边针缘间的联最合低保点护的范高围度； bx—在高度hx的水平面上， 保护范围的最小宽度
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继电保护配置
• 继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安 全性、选择性、灵敏性与速动性的要求。结合具 体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、试 验、交直流电源、二次回路及运行维护等方面结 合采取措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理， 以达到保证电网安全经济运行的目的。
从经济性来说，方案一、方案二占优。 但对于总装机容量375MW，最大负荷利用小 时数在5000h以上以承担基荷为主的水电厂 要求可靠和灵活性较高，故这两个方案均舍 弃，方案四可靠性灵活性较方案三高，但本 电厂属于中型水电厂，一般在枯水季节允许 停电检修，故可以不设专用旁母。所以经过 综合分析，满足可靠性灵活性同时兼顾经济 性，选方案三为最终设计方案。
毕业答辩
3×125MW水电厂电气主 接线和配电装置设计
班级：电气工程及其自动化1012班 导师：xxx 学生：xxx
1
本次设计的意义
毕业设计是我们在校期间最后一个重要的综合性实践环节， 使 我们全面应用所学专业知识和基本技能，对实际工程进行设计、研 究的综合性训练。可以培养我们运用所学知识分析解决实际问 题的 能力和独立创新的意识，以及理论联系实际和严谨务实的工 作作风 。
UN:电气设备额定电压； UNS:装置地
点电网额定电压； IN:电气设备额定电流； Imax该回路在
各种合理运行方式下的最大持续工作电流。
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电气设备的选择
通过计算选择和校验最终选择设备型号为：
安装地点 设备类型
设备型号
主变压器高压侧
断路器
SW6-220（W）/1250
220KV出线
断路器
SW6-220（W）/1250
φ100/90铝锰合金管形导体
200mm×90mm×12mm双槽铝导体
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高压配电装置设计
• 高压配电装置设计的原则是：
1 高压配电装置的设计应符合有关规程、规范的要求。
2
设计应深入现场，积极慎重地采用新布置、新设备和新材
料，使设计做到切合实际、运行可靠、维护方便、技术先进、经济合
理。
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设计时要考虑水电站的特点。确定布置型式时要注意充分
保证供电。
•
（2）各机组的厂用电系统应是独立的。一台机组
的故障停运或其辅机的电气故障，不应影响到另一台的正
常运行。并能在短时间内恢复本机组的运行。
•
（3）充分考虑机组起动和停运过程中的供电要求。
一般均应配置可靠的起动（备用）电源，在机组起动、停运
和事故时的切换操作要少，并能与工作电源短时并列。
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电气主接线----厂用电接线图
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电气主接线----主变压器的选
择
根据变压器选择的原则，考虑相数、绕组数、 调压方式、连接组别、容量等，变压器选择 结果如下表：
9
电气主接线----厂用电接线的基本要 求
• 厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经 济和检修、维护方便等一般要求外，尚应满足：
•
（1）满足各种运行方式下的厂用电负荷需要，并
220KV母联
断路器
SW6-220（W）/1250
主变压器高压侧
隔离开关 GW4-220(W)/630
220KV出线
隔离开关 GW4-220(W)/630
220KV母联
隔离开关
GW4-220(W)/1250
主变压器高压侧 电流互感器
LB—220（W1）
220KV出线
电流互感器
LB—220（W1）
发电机出口
• 安装地点 • 发电机出线
设备类型 避雷器
设备型号 FCD-15
• 220KV主变压器中性点
• 220KV主变压器高压测 • 220KV母线
避雷器
避雷器 避雷器
FZ-110J
FZC-330J FZC-330J
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防雷保护设计- - - - 避雷针保护范围
避雷针布置图 两针保护范围
h—避雷针的高度； P—避雷针高度影响系数; 当h 30m时，P=1;当120m h>时，
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短路计算
发电系统中的短路，是指导体之间或导体与地之间不 通过负载阻抗而发生的电气连接。短路是电力系统中常 发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害电力 系统的安全运行，假如短路电流较大，为了使电器能承 受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。这不仅会 增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的 高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时， 应考。 虑短路电流Id，即而需要计算Id。
5
环境温度：最高温度32OC，最低气
温-2OC；年平均温度18OC；
6 系统容量：S=4000MVA；阻抗标幺
值：XS=1.3
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电气主接线----出线回路数及输电电压等级选择
根据任务书所给输送距离25KM，输送容量为375MW，查架 空线路时与各额定电压相适应的输送功率和输送距离表可以确 定输电电压选220KV。又根据公式：回路数=输送容量/经济 输送容量 （取接近的整数值） 可靠系数=经济容量×回路数/ 输送容量 计算比较可靠性和经济性，最终确定线回路数及输电电压等级 选择结果如下：
短路电流计算是选择和检验电气设备的前提和基础， 也是载流导体选择和二次设备保护的基础。为了使所选电 器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内 满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校 验。
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短路计算- - - - 计算结果
短路计算结果表
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电气设备的选择
设备选择原则和校验：选择应满 足UN≥UNS，IN≥Imax。环境条件要满足温 度要求，通过热稳定计算校验热稳定要求， 动稳定计算校验动稳定要求。
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论文的结构和主要内容
第一章 电气主接线 第二章 短路电流计算 第三章 电气设备选择 第四章 高压配电装置设计 第五章 防雷保护设计 第六章 继电保护配置 结论 设计总结与体会
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电气主接线----原始资料
1 水轮发电机组3台：3×125MW； 2 机组年利用小时数：T>5000小时。 3 厂用电率：5.1％。 4 送电距离：25KM；
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防雷保护设计- - - - 避雷器选择
•避雷器的选择原则：
• （1）额定电压应大于或等于安装地点额定电压。
• （2）灭弧电压。按照使用情况、核对避雷器安装地点可能出现的最 大导线对低电压，是否等于或小于避雷器的灭弧电压。
• （3）校核工频放电电压。
• （4）校核避雷器的冲击放电电压及残压。
• 根据以上原则，避雷器选择结果如下：
本课题主要研究的是关于水电厂电气一次及配电装置的设计， 重点在电气主接线的选择，变压器的选择，相关短路电流的计算， 对各个电气设备的正确选择，屋外配电装置的设计，系统继电保 护的配置与整定，防雷与接地等设计工作。通过本次设计，可以 使我们对水电厂的电气设计相关知识进一步加深，了解水电厂电 气部分设计的初步流程，为今后的工作理论和技能再作一次系统 的学习和掌握。
电流互感器
LMZD2—20
15
安装地点 主变压器高压侧 220KV出线 220KV母联
导体选择结果
设备名称 主变高压侧出线 220KV出线 220KV母线 ห้องสมุดไป่ตู้电机出口母线
设备类型 电压互感器
电压互感器 电压互感器
设备型号 JCC5-220(W1)
JCC5-220(W1) JDZJ-15
型号 LGJ-150/20 LGJ-400/20
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