水电站电气主接线毕业设计论文(编辑修改稿)

水电站电气主接线毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

经济上主变数量少一组，经济优于方案 1 根据以上对方案 1 和方案 2 的比较，虽然经济上方案 1 有所欠缺，但是对于稳定安全来说，经济性显的没那么重要，并且随着国家的发展需求，自动化这方面也县的尤为重要。 况且，如果采用方案 2，可能后期的维护费用都将超过方案 1 设备的安装费用，因此最终决定采用方案 1。 西南科技大学本科生毕业论文 11 第三章 主变压器的选择 为保证供电的可靠性，避免一台主变压器故障或检修时影响供电，所以一般都会装设两台主变压 器，考虑到经济因素，一般不超过两台变压器。 当只有一个电源或变电所的一级负荷另有备用电源保证供电时，可以考虑装设一台主变压器。 当变电所装设两台及以上的主变时，每台容量的选择应按照其中任一台停运时，其余变压器容量至少能保证所供的一级负荷或变电所全部负荷的 60%～ 80%。 通常一次变电所采用 80%，二次变电所采用 60%。 对于小型水电站来说，一般接在发电机电压侧负荷很小有的甚至没有，所以选者主变的时候可以按照所给水轮发电机的容量来选择，从原始资料可以看出，任务书中以给出了三台水轮发电机的容量，根据我国现在 的变压器标准容量选择要求，选择相近的但大于发电机容量的产品就可以了。 主变压器台数的选择 根据上面对方案的分析， 1 台主变压器可靠性较低，一旦发生故障或检修时，则整个电厂将不能向外送电；因此选择 2台主变压器，可以相互作为备用，可靠性高，接线较简明，投资相对也较为经济。 主变压器形式的选择 （ 1） 水电站中主变压器一般采用三相变压器，除非因制造和运输条件限制，并且在 220kV 的枢纽变电站时，采用单相变压器组。 当装设一组单相变压器时，应考虑装设备用相。 当主变压器超过一组，且各组容量满足全所负荷的 75%要求时，可不装设备用相。 （ 2） 水电站中的主变压器在系统有调压要求时，一般采用有载调压变压器。 有载调压变压器可以带负荷调压，有利于变压器的经济运行。 因此，在设计水电站主变压器时，大都采用这种型式的变压器。 （ 3）与两个中性点直接接地系统连接的变压器，一般采用自耦变压器，但仍需技术经济的比较。 西南科技大学本科生毕业论文 12 （ 4）双绕组和三绕组变压器的变比和分接头可按制造标准选择，即变压器低压侧的线间电压为受电设备额定电压的 105%，高、中压侧则为 110%，并带有177。 2 %的分接头。 若正常运行时，高、低压同时向中压供电，则高压绕组的端电压应为受电设备额定电压的 100%，分接头可根据要求选用177。 2 %、 1%、 3 %或 4 %。 主变压器主要参数的选择 （ 1） 要较合理的选出变压器额定容量，首先需要绘制水电站的年及日负荷曲线，并从该曲线得出年及日最高负荷和平均负荷。 （ 2） 主变容量的确定应根据电力系统 5～ 10年的发展规划进行选择，因此，为了确定合理的变压器容量，必须尽可能把 5～ 10年负荷发展规划做正确计算与评估 （ 3） 变压器的最大负荷按下式确定为 PM≥ K0∑ P （ 31） 式中 PM—— 变电所最大负荷； K0—— 负荷同时系数； ∑ P—— 按负荷等级统计的综合用电负荷。 （ 4） 对于提高供电系统的可靠性，在 1989 年我国原能源部所颁发的 SDJ2— 88 标准中，规定当一台主变停运时，其余主变容量应保证该所全部负荷的 80%，这样，再将变压器的过负荷能力考虑进去，大致可以满足全部负荷的需要。 （ 5） 绕组接线。 常用的绕组接线有 Yyn0、 Yd1 YNd1 YNy0 和 Yy0 五种接线方式。 其中前三种是最常用的。 Yyn0 连接组的二次侧可以引出中线，成为三相四线制，用于配电变压器时可兼供动力和照明负载。 Yd11 连接组用于二次侧电压超过 400V 的线路中，此时变压器有一侧接成三角形，对运行有利。 YNd11连接组主要用于高压输电线路中，使电力系统高压侧的中性点可以直接接地。 因此，考虑到中性点接地，绕组接线选用 YNd11 连接组。 由任务书可以看出，水轮发电机的容量为 2500KW，电压为 ， 额定功率因数为 ，对于 发电机电压侧接线采用单元接线方式来说，主变压器容量 SN的选择主要按照发电机容量来确定，并扣除本机组的厂用负荷后，留 10%的裕度西南科技大学本科生毕业论文 13 来确定 SN=，经过计算大概的容量为 3000KW，选择时容量应大于计算容量。 对于相数的选择，根据《水电站电气设计手册》有相关介绍，当运输条件不受限制时，在 330KV 及以下的电厂及变电所均选用三相变压器。 而且三相变压器比相同容量的单相变压器具有和多优点，根据以上分析可知，三相的节省投资，占地面积小，运行过程损耗小，由于设计的该电厂的运输地理条件都很好，不受限制，因而选用三相变压器。 查阅中小型水电站电气设计手册，选择的主变压器型号为 S93150/35，同理，对于单母线扩大单元接线，经过计算，主变压器型号选择 为 S96300/35 查询手册可知具体参数如下表 ： 表 主变型号及参数 型号 额定容量（ ） 额定电压（ KV） 损耗 /KW 短路电压/% 短路电流/% 连接组别 高压 低压 空载 短路 S93150/35 33 7 YNd 11 S96000/35 6 52 厂用变压器的选择 厂用变压器 选择原则：为满足厂内各种负荷的 要求， 一般装设两台厂用变压器。 首先确定厂用电容量 ， 一般考虑厂用负荷为发电厂总负荷的 1%~2%,此发电厂的厂用负荷 定 为总负荷的 2%。 选择 型号 为 S9100/35/。 西南科技大学本科生毕业论文 14 第四章 短路电流计算 电力系统中的电气设备在其运行中都必须考虑到可能发生的各种故障和不正常运行状态，其中最常见同时也是最危险的故障是发生各种短路，因为它们会破坏用户的正常供电和电气设备的正常运行以及设备的安全。 短路是电力系统中非常严重的故障，我们所说的短路，是指不正常的相与相之间或相与地发生通路的情况。 在三相系统中，可能发生的短路有四 个：三相短路，两相短路，两相接地短路以及单相接地短路。 其中，三相短路是对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态，其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。 但三相短路虽然很少发生，其情况较严重，应给以足够的重视。 因此，我们都采用三相短路来计算短路电流，并检验电气设备的稳定性。 短路电流计算目的与一般规律 （ 1）在选择电气设备时，为了保证设备在正常情况和故障情况下都能安全、可靠地运行，同时需要考虑节约资金，因此 需要进行全面的短路电流计算。 （ 2）在选择继电保护和进行整定计算时，需要计算各种短路，并以计算出的短路电流为依据。 （ 3） 计算电气设备的动稳定、热稳定以及开断电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，如建成后 5到 10 年。 （ 4）选择电气设备时，对不带电抗器回路的计算短路点时，应按选择在正常接线方式时短路电流为最大的地点。 短路电流计算 短路电流计算一般只计算各元件的电抗，采用标幺值进行计算，为了计算方便选取基准值如下： 基准容量： Sb= 100MV A 基准电压： KVUb  西南科技大学本科生毕业论文 15 基本公式如下： NGbdG SSXX  39。 39。 * （ 41） NTbSt SSVX  100* （ 42） 2* bbLL USLXX  （ 43） bbRRRR USIVXX  3100 %* （ 44） 电气设备电抗标幺值 （ 1）发电机的 等值电抗标幺值 由于所涉及的三台水轮发电机的容量和大小都相同，所以他们的电抗标么值大小也相同，因此有如下等式： 39。 39。 *3*2*1  NGbdGGG SSXXXX （ 2）主变压器 等 值电抗标幺值  11*1 100% NTbSt SSVX   22*2 100% NTbSt SSVX  （ 3）各段线路的 等值电抗标幺值 2211*1  bbLL USLXX 0 2212*2  bbLL USLXX *3  bbLL USLXX *4  bbLL USLXX 对于出线端，由于四条出线都是相同的，因此选取其中一条线路作为计算 西南科技大学本科生毕业论文 16 0 22 25*5  bbLL USLXX （ 4） 耦合电抗器 等值电抗标幺值 同样四条线路相同，因此选取其中一个计算 % 2 2*  bbRRRR USIVXX （ 5） 总的短路等值电路。 如图 41 图 41 短路等值电路 （ 6） 简化电路图并计算短路电流 将系统图简化并代入以上参数得图 42： 图 42 简化电路图 西南科技大学本科生毕业论文 17 短路点计算 对于电压等级为 侧来说，短路点有 f1 f2 f3 f4 f5 五个点，分别计算短路时电抗值，具体如下： f1 点发生短路时如图 43： 图 43 f1 点发 生短路的等值电路图 全部电厂对短路点 f1点的计算电抗值： *1*1*1*1  TLG XXXX 起始次暂态短路电流标么值的计算： *139。 39。 1* 1XI  （ 45） 因此短路电流有名值 39。 1I 为： AUSIIbB 1003239。 39。 *39。 39。 1  短路容量为： M V AIUS b 4 3 39。 39。 121  冲击电流为： AIKI imim 5 4 39。 39。 11  其中 0 0 0 以上异步发电机的选取量为为负荷的冲击系数，容imK f2 点发生短路时如图 44： 图 44 f2 点发生短路的等值电路图 全部电厂对短路点 f2点的计算电抗值： 西南科技大学本科生毕业论文 18 )()(*2*1*3*3*2*2 *3*3*2*2*2   TGLGLG LGLG XXXXXX XXXXX 起始次暂态短路电流标么值的计算： *239。 39。 2* 1XI  （ 46） 因此短路电流有名值 39。 2I 为： AVSIIbB 1003239。 39。 2*39。 39。 2  短路容量为： M V AIUS b 3 3 39。 39。 222  冲击电流为： AIKI imim 3 3 39。 39。 22  f3点发生短路时如图 45： 图 45 f3 点发生短路的等值电路图 全部电厂对短路点 f3点的计算电抗值： *1*1*3  RXXX 起始次暂态短路电流标么值的计算： *339。 39。 3* 1XI  （ 47） 因此短路电流有名值 39。 3I 为： AVSIIbB 1003239。 39。 3*39。 39。 3  短路容量为： M V AIUS b 3 3 39。 39。 323  冲击电流为： AIKI imim 5 3 39。 39。 33  f4点发生短路时如图 46： 西南科技大学本科生毕业论文 19 图 46 f4 点发生短路的等值电路图 全部电厂对短路点 f4点的计算电抗值： 5 5 9 *3*2*4  RXXX 起始次暂态短路电流标么值的计 算： *439。 39。 4* 1XI 。