小型水电站设计2×15MW水力发电机组

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1、目录一选题背景31.1原始资料31.2设计任务3二电气主接线设计32.1对原始资料的分析计算32.2电气主接线设计依据42.3主接线设计的一般步骤42.4技术经济比较42.4.1发电机电侧电压（主）接线方案42.4.2主接线方案拟定4三变压器的选择73.1主变压器的选择73.1.1相数的选择73.1.2绕组数量和连接方式的选择73.2厂用变压器的选择8四．短路电流的计算94.1电路简化图8：94.2计算各元件的标么值104.3短路电流计算114.3.1d1点短路电流计算114.3.2d2点短路13五电气设备选择及校验155.1电气设

2、备选择的一般规定155.1.1按正常工作条件选择155.1.2按短路条件校验165.2导体、电缆的选择和校验165.3断路器和隔离开关的选择和校验175.4限流电抗器的选择和校验17资料5.5电流、电压互感器的选择和校验185.6避雷器的选择和校验185.6.1避雷器的选择185.6.2本水电站接地网的布置19六.设计体会19附录20参考文献22资料一选题背景1.1原始资料（1）、待设计发电厂为水力发电厂；发电厂一次设计并建成，计划安装2×15MW的水力发电机组，利用小时数4000小时／年；（2）、待设计发电厂接入系统电压等级为11

3、0kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回；（3）、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为0.3，基准容量Sj＝100MVA;（4）、低压负荷：厂用负荷（厂用电率）1.1%；（5）、高压负荷：110kV电压级，出线4回,Ⅲ级负荷，最大输送容量60MW，cosφ＝0.8；（6）、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℃；最低温度－2.1℃；年平均温度18℃；最热月平均地下温度20℃；年平均雷电日T＝56日／年；其他条件不限。1.2设计任务（1）、根据对原始资料的分析

4、和本变电所的性质及其在电力系统中的地位，拟定本水电站的电气主接线方案。经过技术经济比较，确定推荐方案。（2）、选择变压器台数、容量及型式。（3）、进行短路电流计算。（4）、导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器（如有必要则选）、避雷器）的选择和校验。（5）、厂用电接线设计。（6）、绘制电气主接线图。二电气主接线设计2.1对原始资料的分析计算为使发电厂的变压器主接线的选择准确，我们原始资料对分析计算如下；根据原始资料中的最大有功及功率因数，算出最大无功，可得出以下数据资料电压等级线路名称最大

5、有功（MW）最大无功（MVAr）COSФ负荷级别Tmax110KV回路11511.20.814000回路2回路3回路42.2电气主接线设计依据电气主接线的主要要求为:1、可靠性：衡量可靠性的指标，一般是根据主接线型式及主要设备操作的可能方式，按一定的规律计算出“不允许”事件的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种接线形式的择优。2、灵活性：投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便、调度灵活。3、经济性：通过优化比选，工程设计应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗小。2.3主接线设计的一般步骤1、对设计依据和基础资料进行综合分

6、析。2、确定主变的容量和台数，拟定可能采用的主接线形式。3、论证是否需要限制短路电流，并采取合理的措施。4、对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案。2.4技术经济比较2.4.1发电机电侧电压（主）接线方案110Kv侧由于本电站是小水电，不承担主要负荷，没有重要机端负荷，从接线的可靠性、经济性和灵活性考虑，在我国运行的成熟经验一般采用单母线接线方式。所以本电站，110Kv侧采用单母线接线。2.4.2主接线方案拟定（一）根据我国现行的规范和成熟的运行经验，结合本设计水电站的实际，现拟定以下三种电气主接线方案(单相示意图

7、)：(1)单母线接线其接线示意图如图4：资料图4单母线接线方案（2）单元接线其接线示意图如图5图5单元接线方案（3）扩大单元接线其接线示意图如图6图6扩大单元接线资料（二）主接线方案初步比较：由以上三种接线方案的优缺点分析和接线示意图，本着可靠性、灵活性和经济性的原则，结合电厂实际综合分析，可以得出：单母线和扩大单元接线相比较，其可靠性和灵活性都很相近，厂用电都是在发电机10.5KV侧取得，然而本电站只有两台发电机，比较特殊，所以单母线和扩大单元接线形式相近。单母线接线灵活性低。所以可以明显淘汰单母线接线方案。从而保留扩大单元接线和

8、单元接线方案。（三）主接线方案的确定（1）技术比较方案的技术特性分析，一般从以下几个方面进行分析：①从供电的可靠性：对于方案2，厂用电从两台发电机上取得，即使检修其中一台变压器和两机组停机电厂也不会停电，然而两台变压器同时故障的可能性