小型水电站电气设计
水电站电气主接线的设计
目录➢概述➢电气主接线设计➢主接线方案的拟定与选择➢主变压器选择➢短路电流的计算➢电气设备选择与校验➢参考文献一概述1.1 课程设计的目的：1、复习巩固本课程及其他课程的有关内容，增强工程概念，培养电力工程规划设计的能力。
2、复习《水电站电气设备》相关知识，进一步巩固电气主接线及短路计算，电气设备选择等内容。
3、利用所给资料进行电厂接入系统设计，主接线和自用电方案选择，掌握短路电流计算，会进行电气设备的配置和选型设计。
1.2 课程设计内容：1发电厂主接线的设计2 短路电流的计算3 电气设备的选择1.3 电气主接线的基本要求1．可靠性：电气接线必须保证用户供电的可靠性，应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接线方式。
保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现。
2．灵活性：电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求。
并可以保证能将符合质量要求的电能送给用户。
3．安全性：电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性。
4．经济性：其中包括最少的投资与最低的年运行费。
5．应具有发展与扩建的方便性：在设计接线方时要考虑到5～10年的发展远景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上，为5～10年的最终容量留有余地。
二电气主接线设计2.1原始资料：1、待设计发电厂类型：水力发电厂；2、发电厂一次设计并建成，计划安装2×15 MW 的水力发电机组，利用小时数 4000 小时/年；3、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回；4、电力系统的总装机容量为 600 MVA、归算后的电抗标幺值为 0.3，基准容量Sj=100MVA；5、发电厂在电力系统中所处的地理位置、供电范围示意图如下所示。
6、低压负荷：厂用负荷（厂用电率） 1.1 %；7、高压负荷： 110 kV 电压级，出线 4 回，为 I 级负荷，最大输送容量60 MW， cosφ = 0.8 ；8、环境条件：海拔 < 1000m；本地区污秽等级2 级；地震裂度< 7 级；最高气温 36°C；最低温度−2.1°C；年平均温度28°C；最热月平均地下温度20°C；年平均雷电日T=56 日/年；其他条件不限。
中小型水电站电气设计几个问题的探讨
３ ． １ 电气设备的选择和使用
电气设备的选择直接关系到水 电站 的运行 ， 一般 中小型企业 为了节 省空 间， 都是采用机旁控制的布置方式 。这种方式是 由工作人 员对设 备 的开机和停用进行控制 ， 当然也有～个总 台进行控制 。在 电气 设备的布 置过程 中， 要考虑的因素有两个 ： 技术和价格。 要使买来的电气设备最大 地 发挥作用， 就要有一个 正确的使用方式 ， 在 安装技术方 面也有严格 的 要求 ， 只有这样 ， 才能充分 发挥设备的作用。
２ ． ２ 水轮机与水 电站的 电气设备不 配套
现在很多中小型水 电站存在大马拉小车 的现状 ，换～种方式 说， 就 是不少水电站水轮机输出的功率要比发 电机的定额容量大 ， 这就 限制 了 机组功能的发挥， 这种方式浪费资源不说 ， 还大大增加 了运行 时的损 耗， 减少设备的使用 寿命 ， 必须改变这种现象。
１的水轮机磨 损度很高
我们 一般把水 电站 的电气 设备分为两类 ： 电气一次设备 、 电气二次 据统计， 最易磨损水轮机的地段就是在泥沙较多的河流上 ， 其中 １ ／ ３ 设备。一次设备主要是我们平时接触较多的变压器、 发 电机； 二次设备主 的水轮机 都存在这个 问题 ， 所 以对水轮机 叶片 的选择十分重 要， 一旦 叶 要是由计算机监控 系统 、 控制机组 的设备 、 机 组状态检测系 统、 自动装 置 片 出现断裂等问题， 水轮机就无法安全运行 。 组成的。下面分别从水电一次设计和二次设计来 了解如何改善水电站 的 ３ 中小型 水 电站在 电气 设计 中应 该 注意 的几个 问题 设计， 提高效率
这就导致水轮机的性能参数和实际参数不符 ， 这与相关企业部 门的 不重视有 很大的关系 ， 水平 不够 。另外 ， 现在很 多中小型水 电站在建立 后， 不重视数据的收集 ， 对数据的准确度没有过高要求 ， 引致实 际来水量 跟设计的资料不相符合 ， 最终导致参数的不统一。
某地电厂小型电站机电电气设计图纸
某小型水电站施工电气二次设计CAD图
小型电站机电电气设计图（含说明）
小型水电站电气设计 精品
毕业设计Graduation practice achievement设计项目名称小型水电站电气设计目录设计计算书第一章电气一次部分设计1、电气主接线方案比较 (1)2、主变压器容量选择 (3)3、电气一次短路电流计算 (4)4、高压电气设备的选择和校验 (13)第二章厂用电系统设计1、厂用变压器选择 (29)2、厂用主要电气设备选择 (29)第三章继电保护设计1、继电保护方案 (32)2、电气二次短路电流计算 (33)3、继电保护整定计算 (37)第一章电气一次部分设计1、电气主接线方案比较方案一：3台发电机共用一根母线，采用单母线接线不分段；设置一台变压器，其容量为12000KVA；方案二：1、2号发电机采用单母线接线；3号发电机-变压器单元接线；设置了2台变压器，其容量分别为8000KVA、4000KVA;35KV线路采用单母线接线不分段。
电气主接线方案比较：（1）供电可靠性方案一供电可靠性较差；方案二供电可靠性较好。
（2）运行上的安全和灵活性方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差；方案二单母线接线与发电机-变压器单元接线相配合，使供电可靠性大大提高，提高了运行的灵活性。
（3）接线简单、维护和检修方便很显然方案一最简单、维护和检修方便。
（4）经济方面的比较方案一最经济。
各种方案选用设备元件数量及供电性能列表：综合比较：选方案二最合适。
经过综合比较上述方案，本阶段选用方案二作为推荐方案，接线见“电气主接线图”。
2、 变压器容量及型号的确定： 1、1T S =θCOS P ∑=KVA 80008.032002=⨯ 经查表选择SF7-8000/35型号，其主要技术参数如下： 2、KVA COS P S T 40008.032002===∑θ经查表选择SL7-4000/35型号, 其主要技术参数如下：3、电气一次短路电流计算 3.1短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定。
某小型水电站电气主接线设计毕业论文设计
某小型水电站电气主接线设计摘要随着现代社会经济的发展和水利科学技术的进步，人类对于水能资源开发利用的程度越来越高，调节水资源、利用水能、开发水利的强度越来越大。
在我国，河流众多，径流丰沛、落差巨大，蕴藏着非常丰富的水能资源。
据统计，中国河流水能资源蕴藏量6.76亿KW，年发电量59200亿KWh;可能开发水能资源的装机容量3.78亿KW，年发电量19200亿KWh。
我国水能蕴藏量居世界第一，可能开发量居世界首位，单一国土面积平均，每平方公里的可能开发容量，我国仅居世界第11位。
而以人口平均，我国的位次更低，人均资源量只占世界平均值的70%左右。
对于这种现状，能最大效率地开发和利用水能就显得至关重要。
小水电是指容量为12～0.5MW的小水电站，运行寿命长，坚固耐用，价格稳定，小水电在全国分布也很广泛（在全国2166个县、市中有1573个县有可开发小水电资源），并且可以提高水能综合利用率。
对于用电规模较小的边远地区和中大型水电站的二级工程来说，所有这些优点是小水电站成为最具有吸引力的发展对象。
对于边远地区，长距离供电容易造成电能损耗高或者为了降低损耗而额外的经济投资大，因此对于西南边远地区可以充分地利用当地丰富的水资源建造小型水电站。
这种类型的水电站一般比较边了适应电网的智能化建设，对于监控、信号采集、遥调、遥控等二远，为了减少故障发生的概率，故对电机、断路器、架空线（电缆）、变压器及二次设备的质量要求较高；同时，二次设备设计要功能全面。
由于发电机容量不大，可有两台发电机与一台变压器组成扩大单元接线，减少了变压器及其高压侧断路器的台数，相应的配电装置间隔也减少，节约投资于占地。
本毕业设计有两套方案，采用了很符合本设计低故障的第一套方案。
【关键字】水能资源；小水电；智能化建设；方案大学论文AbstractWith modern social economy development and water conservancy development of science and technology, human for water resources development and utilization degree more and more high, adjust water resources, using the intensity of hydropower, development more and more water In China, with its many rivers, runoff drenched, divide huge, containing the very rich water resources. According to statistics, China's rivers 6.76 billion KW hydropower resources reserves 59200 billion KWh, annual generation; May develop the hydropower resources 3.78 billion KW, installed capacity 19200 billion KWh annual generation capacity. Our country is ranked first in water, may back hurriedly the highest in the world, a single land area per square kilometers, on average, China may develop capacity only the 11th in the world. And the average by population, China, the per capita resource fit lower accounts for only about 70% of the world average. For this kind of situation, can maximum efficiency to develop and make use of the water are very important·The small hydropower capacity of 12 ~ refers to the small hydropower station of 0.5 MW, running long life, durable, price stability, small hydropower in national distribution in the country is also widely (round counties, cities in May have developed counties 1573 small hydropower resources), and can improve water comprehensive utilization. For electricity smaller remote areas and medium-large hydropower station for the secondary engineering, all of these advantages is the small hydropower become the most attractive development object.For remote areas, power loss caused by long distance power supply easy high or to reduce loss and additional economy big investment, so for southwest outlying areas can make full use of the local rich water resources to build small hydropower station. This type of hydropower station is compared commonly edge of intelligent building adapted to grid for monitoring, signal acquisition and remote-sensing attune, remote control, etc, in order to reduce the two far fault the probability of occurrence in the motor, circuit breakers, bus (cable), transformer and secondary equipment quality requirement is higher; Meanwhile, second equipment design should fully functional. Generator capacity is not big, but because there are two generators and composed a transformer, reducing the expanded unit wiring and high voltage side of transformer, the corresponding number circuit breaker switchgears intervals, saving investment in covering reduction. The two sets of graduation design scheme, using a very accord with the design of the first scheme.【Key words】water resources, small hydropower capacity, intelligent building, scheme.目录第一章电气主接线 (1)1.1设计原则 (1)1.2 各方案的比较 (2)第二章厂用电设计 (4)2.1 厂用电设计原则 (4)第三章短路电流计算 (5)3.1 对称短路电流计算 (5)第三章电气主设备选择 (10)4.1高压电气设备选择的一般条件 (10)4.2高压断路器的选择和校验 (11)4.3隔离开关的选择和校验 (14)4.4电流互感器的选择和校验 (15)4.5电压互感器的选择 (17)4.6 高压熔断器的选择 (19)4.7 避雷器的选择 (20)4.8 支柱绝缘子和穿墙套管的选择 (20)4.9 母线的选择与校验 (20)4.10 开关柜的选择 (23)4.11 厂用变压器的选择 (23)第四章发电机继电保护原理设计及保护原理 (24)5.1 初步分析 (24)5.2 对F1 的保护整定计算 (25)第六章计算机监控系统方案论证选择 (29)6.1 系统功能 (29)总结................................................................................................ 错误!未定义书签。
小型水电站电气一次设计
小型水电站电气一次设计摘要在LB水电站的初步设计中，主要介绍了主要电气布线，主要电气设备的选择，布局和接地设计。
该设计是小型水电站电气部分主要部分的初步设计。
该水电站配备了三个水力发电机组，每个机组的容量为65MW。
设计基于中小型水电站的设计规范，其基本原则是确保水电站建设和运营的经济性，可靠性和灵活性。
确定水电站和主配电线的输出电压水平。
主要变压器和工厂变压器以及主要的配电装置选型。
配电装置的选择和布局基于短路的计算，以及水电站避雷接地的简单设计。
关键词：水电站；电气设备选择；电气主接线；短路计算；配电装置一、水电站电气主接线选择结合该水电站接入系统的要求，设备特点，枢纽布局和小型水电站进出系统的布局，水电站电气主接线设计的具体设计原则如下：（1）供电可靠根据电力系统安全稳定运行的原则，在严重的故障情况下，应尽可能减少切机或线路回路的数量。
当发生双重故障时，通常不应切断一个以上的电路和两台发电机组；对断路器或母线进行大修时，不会影响持续供电（发电机出口断路器可与设备同时进行检修）；总之在任何情况下，都不允许整个工厂停电。
（2）运行灵活、检修方便、开停机才做简单鉴于该水电站建于云南山区，应尽量简化主接线，降低电压等级，减少出线回路数量，并尽量减少设备的切换，以减少人为操作事故的发生，同时有利于实现自动化控制。
（3）接线具有灵活性由于水电站的年利用小时数不超过4492h，因此在运行过程中可能会频繁的开关机组，因此必须灵活地适应水电站在电力系统中的作用。
在进行维护时，不应扩大停电范围。
二、主变压器的选择2.1主变压器的容量和台数的选定主变压器是一种重要的电气设备，可从水力发电厂输出电磁能。
它的大小和总数立即危及水电站的输配电工作能力，主要的接线方法和配电装置的结构。
另外，它还应该与诸如传输功率，插座电路的数量，输入和输出电压电平以及访问系统的紧密度等因素有关。
因此，需要仔细考虑和综合分析以确保合理选择。
毕业设计小型水电站电气设计
毕业设计成果Graduation practice achievement设计项目名称小型水电站电气设计姓名：专业：班级：学号：指导老师：本书属小型水电站电气设计课题，题目要求先拟定一个合理的电气主接线方案，再进行短路电流的计算，高压电气设备的选择和校验，最后再画出电气主接线图。
虽然此题有一定的难度和挑战性，但在小组成员的共同努力下，查阅大量相关资料，在加上老师的指导，使我们明确自己的方向。
在设计的过程中，我们首先熟悉了黄坪水电站的一些原始资料，再根据原始资料确定了一个合理的方案，在短路电流的计算过程中，我们找到了合理的短路点，避免过多的重复工作量。
本设计以通俗易懂的文字，加上图形表达，系统地阐述了黄坪水电站所有的信息。
本设计令读者便于理解和接受，本书极具有重要的参考价值。
本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样计算短路电流，高压电气设备如何选择，如何画电气主接线图，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础。
毕业设计小组成员由、、、、、组成，在编写过程中得到了*老师的大力支持和帮助，在此表达诚挚的感谢！由于编者水平有限，错误及不当之处在所难免，恳请广大师生、读者批评指正。
编者2010年1月前言第一章毕业设计任务书1.1设计题目 (1)1.2设计目的 (1)1.3设计有关原始资料 (1)第二章电气一次部分设计2．1主接线方案的拟定 (7)2．2变压器容量确定 (7)2．3电气一次短路电流计算 (8)2．3．1当6.3k v母线即K1点发生三短路时 (10)2．3．2当35k v母线即K2点发生三短路时 (12)2．3．3短路电流计算成果表 (12)第三章高压电气设备的选择和校验3.1高压电气设备选择的一般条件 (13)3.2高压断路器的选择和校验 (15)3.3隔离开关的选择和校验 (17)3.4电流互感器的选择和校验 (19)3.5电压互感器的选择 (20)3.6高压熔断器的选择 (21)3.7避雷器的选择 (21)3.8支柱绝缘子和穿墙套管的选择 (21)3.9母线的选择与校验 (22)3.10开关柜的选择 (24)3.11厂用变压器的选择 (24)附录参考文献附图第一章毕业设计任务书1.1设计题目5×1600KW低水头径流式水电站1.2设计目的毕业设计是完成本专业教学计划的最后一个重要的教学环节，是对各门课程的综合运用和提高。
小水电站电气部分初步设计
第一篇设计说明书1 原始资料分析1.1 建站目的为了利用某地区水力资源和满足周围用电需要，拟建一个小水电站，向周围地区供电，并将电能输送到离本站8kM的变电所（该所有35kV、110kV两种电压等级）与系统相联。
1.2 拟建水电站情况发电机：额定电压：6.3kV，额定容量4*1.5万kW，额定功率因素0.8，电抗X=0.38,X'=0.35,X"=0.32。
丰水年每台机组满载运行90天，2台机组满载运行140天，1台机组满载运行30天，其余100天不发电。
系统：水电站通过两回35kV线路与系统相联，系统容量20000MV A，Xs=0.35。
自然条件：年最高气温45º；年最低气温-6º；年平均气温20º。
出线方向：35kV向西1.3 负荷资料35kV回路6回，其中备用1回。
其中表1.1为35kV负荷出线概况。
表1.1 35kV负荷出线表名称最大负荷（MW）最大负荷功率因素最小负荷（MW）最小负荷功率因素回路数线路长度（kM)氮肥厂 6 0.89 4 0.93 1 3 炼油厂 5 0.89 3 0.93 1 3 化工厂7 0.89 3 0.93 1 2 变电所 2 8站用电率小于5%。
其中0.4kV负荷如表1.2。
表1.2 0.4kV负荷出线表名称单台最大容量(kW) 数量运行方式电动机10 66台连续经常充电电机25 2台连续不经常载波室 2 1 连续经常生活用电200 2个生活区经常其他100其余站用负荷为6.3kV，其中2回线至4kM外的大坝（最大容量1000kW，功率因素0.8），2回线至外船闸（最大容量1200kW),1回线备用。
1.4 设计任务本次设计的主要任务是针对原始资料设计一个小水电站，对其一次和二次部分进行电气设计。
一次部分包括：选择供电可靠性高，维修方便，最经济的主接线，并对其高压设备经行选择和校验；二次部分为对其发电机、变压器、母线和出线进行继电保护设计。
小型水电站技术改造工程电气设计与注意要点
小型水电站技术改造工程电气设计与注意要点摘要：随着时间的推移，小型水电站站将在我国有更大、更好的发展，这要求规划者严格遵守电力规划标准，及时发现、研究和处理规划中的问题，同时进行改革和创新，不断优化电气设计质量。
个别小型水电站的建设周期长，技术改造工作量大，因此，本文对小型水电站技术改造工程电气设计与注意要点进行重点分析，所以应抓住创新重点，搞好施工管理，确保小型水电站技术改造工程技术创新后安全高效运行，提高技术创新效益。
关键词：小型水电站技术改造工程；电气设计；注意要点引言电气设计是小型水电站技术改造工程稳定安全运行的基础，高质量的电气设计能有效提升电气设备的工作效率，同时降低安全隐患，因此小型水电站技术改造工程电气设计需要不断进行优化创新。
在电气设计优化的过程中，应注重线路的实用性、安全性和便捷性，还应对主线路、控制线路和控制方法进行优化，最后要针对线路功能模块部分进行保护措施的设计。
1小型水电站技术改造工程电气设计原则1.1电气设计的通用性传统电气设计的单一性使得原先的电气设备功能单一，造成生产效率不高。
而随着科学技术的发展，电气设计逐渐朝着注重通用性的方向发展。
电气设计中往往在符合设计标准的基础上，还要进行长期的实践来一步一步完善功能，功能需求越多其设计周期越长。
经过实践完善的小型水电站技术改造工程电气控制线路通用性较强，其通用性依托于计算机软件控制得以实现，通过改变关键参数从而改变设备的功能。
小型水电站技术改造工程电气设计的通用性有助于企业产出不同属性的产品，对企业生产效率和收益有着极大地提升。
1.2电气设计的可靠性在进行小型水电站技术改造工程电气设计时，设计人员应全面考虑配电方案、电器布局、接地线路等多方面因素，确保电源的负载、电线的最大电流在安全范围之内，避免出现过载问题。
除了本身的安全问题，还应注意线路之间会不会出现交叉干扰、电路板发热等问题，做到对一切隐患的预防。
电气设计的可靠性是保证电气设备安全运行的基础，在设计中可根据控制的复杂程度选择电网电源或直流电源，确保电气控制线路稳定运行。
水电站电气一次设计
摘要本次设计是水电厂电气一次设计。
该水电站的总装机容量为2×25=50 MW。
高压侧为110Kv，一回出线与系统相连，一回出线与装机100MW的电站相连，其最大输送功率为50MW，该电厂的厂用电率为0.2%。
根据所给出的原始资料拟定三种电气主接线方案，然后对这三种方案进行可靠性、经济性和灵活性比较后，保留两种较合理的方案，最后通过定量的技术经济比较确定最终的电气主接线方案。
在对系统各种可能发生的短路故障分析计算的基础上，进行了电气设备和导体的选择校验设计。
在对发电厂一次系统分析的基础上，对发电厂的配电装置布置、防雷保护、继电保护和自动装置、同期系统、监控系统均做了初步简单的设计。
毕业设计的过程是一次将理论与实际相结合的初步过程，起到学以致用，巩固和加深对电气工程及其自动化专业的理解，树立工程设计的观念，提高了电力系统设计的能力的作用。
关键字：电气主接线，短路电流计算，设备选型AbstracThe design is part of the hydropower plant electrical design. The total installed capacity of hydropower stations of 2 × 25 = 50 MW. High side is for 110 Kv, one is connected to the system,another is connected to an installed capacity of 100 MW power station. The station's largest power transmission for 50 MW, the power plant's electricity plant was 0.2 percent. According to the raw data presented by the development of three main electric cable programmes, and these three options for reliability, economy and flexibility of comparison, the two retain a more reasonable proposal, the final through quantitative comparison of the technical and economic determine the final The main electric cable programme. In the system all the possible short-circuit fault analysis calculated on the basis of a conductor of electrical equipment and checking the choice of design. In the first systematic analysis of power plants on the basis of the distribution of power plant equipment layout, mine protection, protection and automatic devices, earlier system, monitoring system have done a preliminary simple design. The graduation is a process designed to combine theory and practice of the initial process, played apply what they have learned to consolidate and deepen their understanding of electrical engineering and automation professional understanding of the concept of a project designed to enhance the power system's ability to design role.Key words：The main electrical wiring, short-circuit current basis, the selection of equipment目录摘要 (I)Abstrac ................................................................................................................. I I 1 绪论. (1)1.1 本次设计的目的和要求 (1)2 电气主接线设计 (2)2.1 对水电厂原始资料分析 (2)2.2 电气主接线设计依据 (3)2.3 电气主接线设计的一般步骤 (3)2.4 技术经济比较 (3)2.5 水轮发电机的选择 (12)2.6 主变的选择 (12)3 短路电流计算 (14)3.1 短路电流计算的目的 (14)3.2 短路电流计算的一般规定 (14)3.3 短路计算的基本假定 (14)3.4 短路电流计算的方法 (14)4 厂用电设计 (20)4.1 一般水电站的主要厂用负荷有以下两大类 (20)4.2 厂用电设计原则 (20)4.3 厂用电电压等级 (20)4.4 厂用电源及其引接 (20)4.5 厂用电负荷统计 (21)4.6 厂用变压器的选择 (21)4.7 厂用电接线方式 (21)5 电气设备选择及校验 (23)5.1 电气设备选择的一般规定 (23)5.2 断路器和隔离开关的选择和校验 (25)5.3 限流电抗器的选择和校验 (31)5.4 导体、电缆的选择和校验 (32)5.5 绝缘子和穿墙套管的选择和校验 (37)5.6 电流、电压互感器的选择和校验 (38)5.7 避雷器的选择和校验 (44)6 发电厂配电装置布置 (46)6.1 配电装置的设计原则 (46)6.2 对配电装置的要求 (46)6.3 配电装置设计 (48)7 防雷保护与接地 (51)7.1 防雷保护 (51)7.2 接地装置 (52)8 继电保护与自动装置设计 (54)8.1 继电保护设计 (54)8.2 自动装置设计 (55)结论 (56)致谢 (57)参考文献 (58)附录1 (59)附录2 (60)附录3 (61)英文资料及翻译 (61)1 绪论1.1 本次设计的目的和要求毕业设计是完成本专业教学计划的最后一个重要的教学环节，是对各门课程的综合运用和提高。
小型水电站电气一次设计
小型水电站电气一次设计1. 引言小型水电站是一种利用水能发电的设施，它能够将水流的动能转化为电能。
在小型水电站的设计中，电气一次设计起着至关重要的作用。
电气一次设计包括对水轮机发电机组、变压器、开关设备、电缆及连接线路等进行合理的选型和设计。
本文将详细讨论小型水电站电气一次设计的内容。
2. 水轮机发电机组在小型水电站中，水轮机发电机组是将水能转化为机械能进而转化为电能的关键部件。
在电气一次设计中，需要对水轮机发电机组进行合理的选型和布置。
水轮机发电机组的选型要考虑到水电站的水源情况、发电需求以及经济性等因素。
一般来说，水轮机的选型要考虑到预计的水流量、水头和转速等参数，以及发电机组的额定功率和效率要求。
在布置方面，水轮机发电机组应尽量接近水源，以减少水管输水的损失，并且要考虑到操作和维护的便利性。
此外，水轮机发电机组还需要与变压器和开关设备等进行合理的连接，以实现电能的传输和分配。
3. 变压器变压器是将水轮机发电机组产生的电能提高或降低后，传送到电网或用户端的设备。
在电气一次设计中，需要合理选型和布置变压器。
变压器的选型需要考虑到电气负荷、电压等级和电能传输距离等因素。
一般来说，小型水电站的变压器选型可以根据负荷和距离来确定，同时还需要考虑到变压器的效率和经济性。
在布置方面，变压器应该位于发电机组和开关设备之间，以实现电能的传输和分配。
变压器的布置也需要考虑到运行和维护的便利性，同时要注意安全和防火的问题。
4. 开关设备开关设备是小型水电站中控制和保护电气系统的关键组成部分。
在电气一次设计中，需要对开关设备进行合理选型和布置。
开关设备的选型要考虑到小型水电站的负荷类型和负荷容量等因素。
一般来说，小型水电站的开关设备可以选择空气断路器、真空断路器或 SF6 断路器等，同时还需要考虑到开断能力和操作可靠性。
在布置方面，开关设备应根据电气系统的结构来确定。
一般来说，变压器、开关设备和电缆等应位于同一区域，以便于运行和维护。
小型水力发电站设计规范
小型水力发电站设计规范（试行）GBJ71—84编制说明第一章总则第二章水文、水利及水能第三章工程总体布置及水工建筑物第四章水力机械第五章电气部分第六章闸门、拦污栅和启闭设备附录本规范用词说明第一章总则第1。
0.1条小型水力发电站（以下简称水电站)设计,必须认真执行国家的技术经济政策, 根据国民经济发展的需要, 按照地方水利、电力、航运、木材流送、水产和环境保护等规划的要求,统筹安排, 因地制宜, 合理利用水资源, 做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。
第1。
0.2条本规范适用于装机容量2。
5万kW及以下, 机组容量1万kW以下, 其中机电部分, 适用于机组容量为500～6000kw、出线电压不超过35kV的新建水电站的设计。
第1.0.3条水电站的初步设计, 宜在河流（河段或地区)规划和地方电力规划的基础上, 根据经审批的设计任务书进行。
对上、下游有影响的河段的开发, 应征求相邻地区意见.第1.0。
4条水电站设计, 必须认真进行调查、研究、勘测和试验工作, 以便取得水文、气象、地形、地质、地震、建材及地方工农业和淹没、移民以及其他国民经济综合利用要求等项基本资料和数据.第1.0。
5条水电站设计, 除应符合本规范的规定外, 尚应符合现行的有关标准和规范的规定.第二章水文、水利及水能第一节水文第2。
1。
1条水电站设计, 应收集流域自然地理特性、气象、水文资料, 并应进行整理分析, 或进行必要的复查和修正.整理分析的主要内容如下:一、流域和河道特征值；二、实测水文资料中的水尺位置、水尺零点高程、水准基面的变动、水位和流量观测情况、浮标系数的采用、测流断面的冲刷和淤积变化、水位流量关系曲线高、低水部分的延长方法等；三、受水利工程或分洪、决口等因素影响的径流和洪水资料；四、历史洪水、枯水资料.第2。
1。
2条水电站的水文计算,应根据工程特点和设计要求, 提供下列各项成果的全部或部分内容:一、径流取水口或坝址历年各月（旬、日)平均流量的系列表,年平均流量、时段（旬、日)平均流量频率曲线, 指定频率的设计年平均流量及其年内各月（旬、日）平均流量.二、洪水（包括分期洪水）设计洪峰流量, 不同时段设计洪水量及设计洪水过程线.三、泥沙悬移质的多年平均年输沙量和月分配,典型年月分配,多年平均颗粒级配曲线。
小型水电站改造电气设计研究
工 业 技 术
小型水电站改造电气设计研究
梁 芳 （ 广 州 市水 务规 划 勘 测设 计研 究 院 ，广 东 广 州 ５ １ ０ ６ ４ ０ ） 摘 要： 小型水 电站属 于 清洁 能 源， 在倡 导环 境保 护的今 天 ， 小型 水 电站 已经成 为我 国电力 系统的 重要组 成部 分 。 但是 ， 对 于 小型 水 电站 中的水轮 发 电机 和 电气设备 的选型 设计 却没 有得 到足 够 的重视 ， 这会 给 水 电站 的运 行安 全造 成 严重 威胁 。本 文 就 小 型水 电站 的 电气设备 改 造设 计进行 了详 细研 究 ， 旨在 为 小型水 电站 电 气设备 的改 造设计 提供 参 考。
关键 词 ： 小型水 电站 ； 改 造 电气设 计 ； 电气设 备 中图 分类 号 ： Ｔ Ｖ ７ ４ 文献 标识 码 ： Ａ
小 型水 电 站是 我 国 的 电力 系统 的重 要 组 成部 分 ， 其具 有投 资小 、 建 设周 期 短 、 见效 快等 特 点 。但是 因为 多方 面 的原 因 ， 大 量 的 老式 小 型 水 电站 电 气设 备 已 经 开 始老化， 并且能效也逐年 降低 ， 因此有 必 要 对 此类 小 型水 电站 进 行 电 气设 备 的 改 造更 新 。 小 型水 电站 的改造 是 一个 复杂且 系统 的过 程 ， 我 们要 经 过缜 密 地分 析 才 能 制定 改 造方 案 ， 对 小型 水 电站 的 改造 要 有 足够 的重 视 。 １ 水轮 发 电机增 效 扩容 改造 的合理 选
为 对 运 行年 限达 到 报 废 年 限 或有 严 重 缺 陷、 发生过重大事故、 直 接 影 响 机组 安 全 可 靠运 行 的机组 应 予 以更 换 ， 并 建议 采用 新 材料 的定 子铁 芯 。 经检 验和 论证 不需要 更 换定 子铁 芯 的机 组 ，应 根 据扩 容条 件 ， 配合定子绕组的改造 ，改进铁芯结构 ， 优 化 铁 芯设计 ， 改善 冷却 条 件 ， 重新 迭 片 ， 更 换 部分 不合 格硅 钢 片。 １ ． ５推力轴 承及 其 它改造 在 水轮 发 电机 运 行 时 ， 推 力 轴 承承 受 全 部 的轴 向负荷 。 推力轴 承工 作性 能 的好 坏 ，会 直 接影 响 水轮 发 电机 能 否长 期 、 安 全 稳 定运 行 。在 确定 了 机组 最终 容 量后 ， 根据 新 的资 料 需 要 复 核推 力 轴 承 的推 力 负荷 ，确 定 推力 负荷 能否 满 足 扩 容 的要 求， 并 根 据运 行情 况 综合 分 析是 否 需要 对 推力 轴 承进行 更换 或改 造 。 ２电气主接线及短路电流的计算复核 ２ ． １电气 主接 线 进 行 增 效 扩 容 改 造 的 电 站 均 已运 行 多年 ， 送 出工 程 及与 系统 连 接 地点 已经确 定， 变 动 的可 能 性 不 大 ， 对 电 站 的接 人 系 统不 必 再进 行论 证 ， 所 以 只要 现有 主 接线 相对 合 理 ， 在 增 效扩 容 改造 中可维 持 原 主 接线 方 案不 变 ， 只需 根 据现 行 规范 和 短路 电流计 算成 果 ， 对机 组 容量 进 行复 核 和选 择设 备 即可 。对 个 别 电站 由于多 次修 改 ， 改 变 了原设 计 的 主接线 形 式 ， 增加 或 减少 了部 分设 备 ， 改变了布置， 形 成 现有 不合 理的接线方式 ， 造成重复容量大 、 损耗高 、 继 电保护复杂 、 设备配置不合理等 ， 或现 有 接线 方式 不 适应 目前 电力 系统 要求 ， 对 这 种 情 况 应在 设 计 过 程 中对 主 接 线 方 案 进行 优 化 比选 ， 同 时复 核送 出线路 的输送 容量和电压 降是否满足增效扩容 的要求 ， 复 核 电站 内部 电 流互感 器 变 比 、 电气 设 备 动 、热 稳定 和 开断 电 流等 能 否满 足要 求 。 基本原则是送 出电压等级和接人系统点
小型水电站电气设计
小型水电站电气设计小型水电站是指发电量在100兆瓦以下的水电站，它既具有清洁、可再生的能源特点，又是分布式能源的代表，可以为地区经济发展提供可靠的电源。
本文将对小型水电站的电气设计进行探讨。
小型水电站主要由水利工程、水轮发电机组、变压器、开关设备、配电线路等组成。
其电气系统包括发电机端、变配电站、输电线路和用电负荷等。
发电机端主要由水轮发电机组、变频器、电缆等构成。
变配电站则是将发电机的电能升压再通过变压器输送到用电负荷。
输电线路由高压绝缘电缆或架空线路进行传输。
用电负荷则是小型水电站的终端用户。
1、水轮发电机组选择电机组是小型水电站的核心设备，其选型要根据水力特性、水电站水头、流量、转速等数据进行计算。
可根据这些参数选择适用的水轮发电机组，包括水轮发电机及附件，如调速器、机械制动器、台车、轴承等，保障其安装、维护、运行等方面的需要。
2、发电机绝缘级别根据小型水电站的水电站规模，小型水电站发电机温升控制阈值、并合理使用绕组材料等方面的需求，其绝缘级别应根据实际情况进行选择。
当前，2-5兆瓦水轮发电机绝缘级别通常为F级，同时水电站建设者可根据实际需求，选择更高的H level水轮发电机。
3、变频器为了提高小型水电站的效率，发电机的输出电压和频率需要经过一定的处理后再输送出去，这时便要用到变频器。
变频器的主要作用是在输入的交流电信号上进行电压调整和频率变换，使得输出电流符合小型水电站的电气负载需求。
同时，变频器还具有过电压和短路保护等功能，可以提高小水电站工作的安全性。
1、小型水电站变压器小型水电站变配电站中，变压器是电路最重要的部分之一，用于将发电机端产生的电能升压，并通过电缆或架空输电线路传输到用电负荷侧。
根据运行容量和电压等级，小型水电站变配电站的变压器通常选择干式或油浸式变压器。
2、开关设备在变配电站中，开关设备是实现变配电站安全运行的重要部分。
小型水电站的开关设备包括断路器、负荷开关和熔断器等。
小型水电站增效扩容电气设计问题
浅析小型水电站增效扩容电气设计问题摘要：我国小型水电站对增效扩容器的改造往往不够重视，尤其对水轮发电机及电气设备进行型式选择设计时存在多种问题，给电站的安全运行造成不利影响，并难以达到增效扩容目的。
因此，重视小型水电站增效扩容电气设计问题十分必要。
关键词：小型水电站；增效扩容；水轮发电机；电气设备；设计众多的小型水电站为我国的经济发展做出了重大贡献。
但在早期建成使用的小型水电中，设备大多已处于老化状态，影响了水电站的安全和正常运行。
因此，对这些小型水电站进行增效扩容改造势在必行。
本文针对小型水电站中水轮发电机和电气设备在进行改造设计时的关键问题进行浅析。
1.做好水轮发电机增效扩容改造工作早期建立的小型水电站由于设计、技术水平等限制，再加上建成使用多年，设备出现多种问题，如发电机出现温度升高、绝缘老化、发电效率低下、定子铁心松动等现象。
唯有找出问题根源，方能从根本上解决问题。
1.1改造定子铁心一般定子铁心较稳定，很少出现故障。
若检测发现其有严重缺陷、达到报废年限等情况，则有必要对其进行更换。
若检测无需进行更换的定子铁心机组，可根据扩容要求，对铁心结构进行优化改造，更换不合格的硅钢片。
因为铁心是发电机主要的电磁损耗部分，早期的机组定子铁心由于材料问题，加上多年的使用，易造成较大的磁滞耗损、绝缘老化以及铁心松动等现象，在更换时可具有低损耗、高导磁性能的硅钢片[1]。
1.2改造推力轴承推力轴承在水轮发电机运行时承受所有的轴向负荷，因此，推力轴承性能的优劣对水轮发电机能否正常、安全运行有直接影响。
先确定机组最终容量，重新复核推力轴承的推力负荷，然后对运行情况进行综合分析后确定是否有必要更换或者改进推力轴承。
更换时可选取弹性金属塑料瓦取代巴氏合金瓦，弹性金属塑料瓦在低温条件下可直接起动，并具有较小的摩擦系数，能有效减少机械间的损伤。
1.3改造通风冷却系统发电机温升及扩容受发电机通风冷却系统的影响很大。
受技术水平的限制，早期的发电机冷却系统存在低效率、多噪音、散热差等问题，经过长期的运行使用后，出现不同程度的堵塞、锈蚀和结垢等，导致通风冷却功能降低和机组温升升高。
小型水电站电气设计
湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power毕业设计指导书课题名称小型水电站电气部分设计适用专业：电力系统自动化技术指导老师：设计开始日期：2011年11月21日设计结束日期：2011年12月12日电力工程系编目录1 概述 (2)1.1 水电站设计阶段 (2)1.2 机电设计内容 (3)2 电站与电网的联接和对送电方案的选定 (5)3.1 概述 (5)3.2 原始资料的收集 (6)3.3 设计内容 (6)3 水电站电气部分设计概述 (7)4 电气主接线方案的选择确定 (8)5 厂用电系统方案的选择 (10)6 过电压保护系统方案的确定 (11)1 水电站设计概述1.1 水电站设计阶段在一条天然河道上要建设一个水力发电站，将水能转变为电能，在进行基建之前首先要进行设计工作。
水电站的设计工作是一次涉及专业的复杂的系统工程，它涉及到水文、水利、水能、地质、水工、水机、电力等多个专业。
设计质量的高低，基本上决定了建成后的宏观社会效益和水电站本身微观效益，所以，一个水电站的设计工作是极端重要的一步，一般包括下面几个阶段：一、流域规划设计一条河道上，首先进行整个流域的规划设计，按照国家政策和水利、电力、灌溉、航运、水产和环境保护等方面的要求，根据河道各段水量、落差、地质、地形等实际情况，作好全流域各级水电站建设布点规划设计，并作好开发先后的顺序排列规划。
二、可行性研究设计根据流域规划准备在某处建立一个水电站，就应当在水电站微观的范围内（当然也要涉及宏观方面）认真进行调查研究、勘测和试验工作，以便取得水文、气象、地貌、地质、地震、建材及地方工业、农业、乡镇企业和库区淹没、移民及其他综合利用等项目的基本资料和可靠数据。
进一步深入地论证该处建立水电站的可行性和必要性，阐明该水电站于国于民的经济效益，包括装机、年发电量、年收入、投资回收期等。
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毕业设计Graduation practice achievement设计项目名称小型水电站电气设计目录设计计算书第一章电气一次部分设计1、电气主接线方案比较 (1)2、主变压器容量选择 (3)3、电气一次短路电流计算 (4)4、高压电气设备的选择和校验 (13)第二章厂用电系统设计1、厂用变压器选择 (29)2、厂用主要电气设备选择 (29)第三章继电保护设计1、继电保护方案 (32)2、电气二次短路电流计算 (33)3、继电保护整定计算 (37)第一章电气一次部分设计1、电气主接线方案比较方案一：3台发电机共用一根母线，采用单母线接线不分段；设置一台变压器，其容量为12000KVA；方案二：1、2号发电机采用单母线接线；3号发电机-变压器单元接线；设置了2台变压器，其容量分别为8000KVA、4000KVA;35KV线路采用单母线接线不分段。
电气主接线方案比较：（1）供电可靠性方案一供电可靠性较差；方案二供电可靠性较好。
（2）运行上的安全和灵活性方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差；方案二单母线接线与发电机-变压器单元接线相配合，使供电可靠性大大提高，提高了运行的灵活性。
（3）接线简单、维护和检修方便很显然方案一最简单、维护和检修方便。
（4）经济方面的比较方案一最经济。
各种方案选用设备元件数量及供电性能列表：综合比较：选方案二最合适。
经过综合比较上述方案，本阶段选用方案二作为推荐方案，接线见“电气主接线图”。
2、 变压器容量及型号的确定：1、1T S =θCOS P ∑=KVA 80008.032002=⨯ 经查表选择SF7-8000/35型号，其主要技术参数如下：2、KVA COS P S T 40008.032002===∑θ 经查表选择SL7-4000/35型号, 其主要技术参数如下：3、电气一次短路电流计算3.1短路电流计算条件为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件确定。
（1）容量和接线按本工程设计最终容量计算，并考虑电力系统远景发展规划（一般为本工程建成后5～10年）：其接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式。
（如切换厂用变压器时的并列）。
（2）短路种类一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，即应按最严重的情况验算。
（3）计算短路点选择通过电器的短路电流为最大的那些点为短路计算点。
3.2短路电流计算书短路点的选择：因本设计电压等级不多，接线简单，一个单母线接线，一个发电机-变压器组单元接线，两条母线：6.3KV 和35KV ，故在6.3KV 母线、3号发电机出口处及35KV 母线各选取一点作为短路计算点，分别为k1、k2、k3。
发电机，变压器及系统的主要参数如下：1、发电机参数：3⨯3200KW ，cos θ=0.8，*Xd =0.2，额定电压6.3kV2、变压器参数：2台， 1T:%5.7%=d U 8000KVA,2T: %7%=d U , 4000KVA3、系统参数：一回35kV 出线经过20km ，从芒东变电站接入系统。
321选取基准值:A MV S j ⋅=100 Up U j = 发电机G: 58.03200101002.0.3*3*2*1*=⨯⨯====N jd S S X X X X变压器T1:N j d S S U X .100%*4==94.08000101001005.73=⨯⨯变压器T2:=*5X N jd S S U .100%=75.140001010010073=⨯⨯线 路：58.037100204.0221*6=⨯⨯==j jU S L X X3.2.1当k1点发生三相短路时：KA U SI I jj05.43.638.032002526.53*''=⨯⨯⨯=⋅=KA I K i im im 88.1005.49.122''=⨯⨯==a 、 t=2s ， 378.3*=IKA U S I I j j Z 477.23.638.032002378.33*2=⨯⨯⨯=⋅=b 、 t=4s ， 234.3*=IKA U S I I j jZ 37.23.638.032002234.33*4=⨯⨯⨯=⋅=③ 3G 作用下，746.0101008.0320065.183*10*10=⨯⨯=⋅=j j S S X X ＜3.45所以，3G 为有限大容量系统。
a 、 t=0s ， 436.1*=IKA U S I I j j 526.03.638.03200436.13*''=⨯⨯=⋅=KA I K i im im 413.1526.09.122''=⨯⨯== b 、t=2s ， 7494.1*=IKA U S I I j j Z 641.03.638.032007494.13*2=⨯⨯=⋅=c 、t=4s ， 8076.1*=IKA U S I I j j Z 663.03.638.032008076.13*4=⨯⨯=⋅=3.2.2当k2点发生三相短路时：网络简化图如下：44.394.05.22*4*1*7=+=+=X X X 59.244.3158.0175.11111*7*6*52=++=++=∑X X X Y 59.1559.244.375.12*7*5*8=⨯⨯=⋅⋅=∑Y X X X 63.259.258.075.12*6*5*9=⨯⨯=⋅⋅=∑Y X X X ① ∞S 单独作用下，38.063.211*9*===∞X I 稳态短路电流: KA U S I I j j48.33.6310038.03*=⨯⨯=⋅=∞∞冲击短路电流: KA I i im 874.848.355.255.2=⨯=⨯=∞831228G② 12G 作用下，2472.1101008.03200259.153*8*8=⨯⨯⨯=⋅=j j S S X X ＜3.45 所以，12G 为有限大容量系统。
a 、 t=0s ， 845.0*=IKA U S I I jj 619.03.638.032002845.03*''=⨯⨯⨯=⋅=KA I K i im im 619.1619.085.122''=⨯⨯==b 、 t=2s ， 933.0*=IKA U S I I jj Z 684.03.638.032002933.03*2=⨯⨯⨯=⋅= c 、 t=4s ， 933.0*=IKA U S I I jj Z 684.03.638.032002933.03*4=⨯⨯⨯=⋅= ③ 3G 作用下，2.0101008.0320053*3*3=⨯⨯=⋅=j j S S X X ＜3.45 所以，3G 为有限大容量系统。
a 、 t=0s ， 526.5*=IKA U S I I jj 026.23.638.03200526.53*''=⨯⨯=⋅=KA I K i im im 3.5026.285.122''=⨯⨯== b 、t=2s ， 378.3*=IKA U S I I jj Z 238.13.638.03200378.33*2=⨯⨯=⋅= c 、t=4s ， 234.3*=IKA U S I I jj Z 185.13.638.03200234.33*4=⨯⨯=⋅=3.2.3当k3点发生三相短路时： 网络简化图如下：44.394.05.22*4*1*7=+=+=X X X 75.675.15*5*3*8=+=+=X X X① ∞S 单独作用下，724.158.011*6*===∞X I 稳态短路电流: KA U S I I jj 69.2373100724.13*=⨯⨯=⋅=∞∞冲击短路电流: KA I i im 8595.669.255.255.2=⨯=⨯=∞ ② 12G 作用下，2752.0101008.03200244.33*7*7=⨯⨯⨯=⋅=j j S S X X ＜3.45 所以，12G 为有限大容量系统。
a 、 t=0s ， 064.4*=I312KA U S I I jj 507.03738000064.43*''=⨯⨯=⋅=KA I K i im im 36.1507.09.122''=⨯⨯==b 、 t=2s ， 069.3*=IKA U S I I jj Z 383.03738000069.33*2=⨯⨯=⋅=c 、 t=4s ， 056.3*=IKA U S I I jj Z 381.03738000056.33*4=⨯⨯=⋅=③ 3G 作用下，27.0101008.0320075.63*8*8=⨯⨯=⋅=j j S S X X ＜3.45 所以，3G 为有限大容量系统。
d 、 t=0s ， 1415.4*=IKA U S I I jj 258.037340001415.43*''=⨯⨯=⋅=KA I K i im im 693.0258.09.122''=⨯⨯== b 、t=2s ， 091.3*=IKA U S I I jj Z 193.03734000091.33*2=⨯⨯=⋅=c 、t=4s ， 0705.3*=IKA U S I I jj Z 192.037340000705.33*4=⨯⨯=⋅=3.2.4短路电流计算成果表4、 高压电气设备的选择和校验 4.1高压电气设备选择的一般条件：电气设备选择是发电厂和变电所设计的主要内容之一，在选择时应根据实际工作特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。
为了保障高压电气设备的可靠运行，高压电气设备选择与校验的一般条件， ① 按正常工作条件包括：电压、电流、频率、开断电流等进行选择； A 额定电压和最高工作电压：高压电气设备所在电网的运行电压因调压或负荷的变化，常高于电网的额定电压，故所选电气设备允许最高工作电压U alm 不得低于所接电网的最高运行电压。
一般电气设备允许的最高工作电压可达1.1~1.15U N ，而实际电网的最高运行电压U sm 一般不超过1.1U Ns 因此在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压的额定电压U N 不低于装置地点电网额定电压WN U 的条件选择，即 U N ≥WN U B 额定电流电气设备的额定电流I N 是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许通过电流。