水电厂设计

目录

一、题目

二、原始资料

三、水电站电气部分研究的背景

四、电气主接线的设计

1）、电气主接线须满足以下要求2）、主接线方案的拟定

3）、方案比较

五、导线的初步选择和变压器的选择

1）、与系统相连45km导线的选择

2）、变压器的选择

六、短路电流计算

七、电气一次设备的选择计算

1）、6.3KV母线的选择

2）、110kV母线的选择

3）、断路器和隔离开关的选则

八、发电机机端电缆的选择

九、参考文献

一、题目：2×15MW水力发电厂电气一次部分设计

二、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18°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。

三、水电站电气部分研究的背景

地方中小型水电站的电气主接线选择，以及一次设备和二次设备的选择等等，应本着具体问题具体分析的原则，根据变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性、还拥有一定发展裕度的前提下，尽量选择经济、简便实用的电气主接线以及一次设备和二次设备。如终端变电站，我们可根据其进线回路数较少的特点，选择线路变压器组接线，或者是桥型接线；中间变电站，我们可根据其交换系统功率和降压分配功率的双重功能的特点，选择单母线接线、单母线分段、单母线带旁路接线等形式。总之，电力网络的复杂性和多样性决定了我们不能教条地选择电站的电气主接线、一次设备、二次设备等等，要具体问题具体分析，选择具有自己特色的电气主接线和设备。

发电厂电气主接线的论证，电气一次设备及二次设备的选择，厂房、配电装置布置，自动装置选择和控制方式对电厂设计的安全性及经济性起着重要作用。同时对电力系统运行的可靠性，灵活性和经济性起决定性作用。

四、电气主接线的设计

1）、电气主接线须满足以下要求：

1、根据发电厂、变电站在电力系统中的地位、作用和用户性质，保证必要的供电可靠性和电能质量的要求。

2、应力求接线简单、运行灵活和操作简便。

3、保证运行、维护和检修的安全和方便。

4、应尽量降低投资，节省运行费用。

5、满足扩建的要求，实现分期过渡。

2）、主接线方案的拟定

方案一：低压侧母线采用单母线，高压侧采用单母线分段，如图一所示。

方案二：低压侧采用单母线，高压侧采用双母线分段，如图二所示。

WL1WL2

WII

WI

WP

图一

WL1WL2

WII

WI

WP

图二

3）、方案比较

上述的不同之处在于110KV母线采用的母线形式，虽然采用双母线分段可靠性高，但接线复杂，而且需要的隔离开关数量明显要多，也不经济。相对来说，单母线分段可靠性也不错，且接线简单灵活，也适合扩建。总的来说，对于发电机组容量较小的发电厂，且出线回路不多的网络，采用方案一较好。

五、导线的初步选择和变压器的选择 1）、 与系统相连45km 导线的选择 由公式ϕcos 3max UI P =得：

A UI P I 5.2168

.010*******

2cos 3max max =⨯⨯⨯=

=

ϕ

根据额定载流量选择导线：由《电力工程电气设计手册》查得，标准导线截面积LGJ-50/8的额定载流量Ie=234A>216.5A 。

所以选取导线LGJ-50/8（r=0.65Ω/km ，x=0.4Ω/km ）。 2）、变压器的选择

1、 1T 和2T 变压器高压侧为110KV,低压侧为6.3KV

根据《发电厂及变电站电气设备》，接于发电机汇流主母线上的主变，其输送容量应为该母线上发电机的总容量扣除接在该母线上的近区负荷的最小值，原则选择变压器，由于油浸式变压器有30%的过载能力。所以有以下计算：

KVA

S KVA S KVA S S SGe T S SGe T S SGe S SGe T 2625037500%70)%(702625037500%70)%(700

375008.015000

2)%(70min 2min 1min

min 1=⨯=∑-∑==⨯=∑-∑==∑=⨯=∑∑-∑=近近近近

查发电厂电气部分课程设计表3－22 110KV 双绕组变压器技术参数1得

表一 1T 和2T 变压器主要技术参数

2）、3T 为厂用变压器

其高压侧为6.3KV ，低压侧为0.4KV 。

根据《发电厂及变电站电气设备》及根据要求厂用电率为1.1%，则

KW E S

s T

330150002%1.1%1.13=⨯⨯== 表二 3T 变压器主要技术参数