小型水电站电气设计

毕业设计Graduationpracticeachievement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……………………………………………………………12、主变压器容量选择………………………………………………………………33、电气一次短路电流计算…………………………………………………………44、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………………………………………………………………292、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…………………………………………………………………322、电气二次短路电流计算………………………………………………………333、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。GGG6KV35KV8S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：S835KV6KV2G1G3G1T2T方案一二断路器（台数）6．3KV4337KV13隔离开关（台数）6．3KV151237KV36主变台数12供电可靠性差较好供电灵活性一般较好母线条数12接线特点简单较简单实现自动化不易较易投资比较不大较大运行维修不方便较方便综合比较：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、1TS=COSP=KVA80008.032002经查表选择SF7-8000/35型号，其主要技术参数如下：型号额定容量（KVA）额定电压（KV）阻抗电压（%）连接组高压低压SF7-8000/358000356.37.5YN,d112、KVACOSPST40008.032002经查表选择SL7-4000/35型号,其主要技术参数如下：型号额定容量（KVA）额定电压（KV）阻抗电压（%）连接组高压低压SL7-4000/354000356.37YN,d113、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=0.8，*Xd=0.2，额定电压6.3kV2、变压器参数：2台，1T:%5.7%dU8000KVA,2T:%7%dU,4000KVA3、系统参数：一回35kV出线经过20km，从芒东变电站接入系统。3K2K1K8S6X5X4X3X2X1X3G2G1G选取基准值:AMVSj100UpUj发电机G:58.03200101002.0.3*3*2*1*NjdSSXXXX变压器T1:NjdSSUX.100%*4=94.08000101001005.73变压器T2:*5XNjdSSU.100%=75.140001010010073线路：58.037100204.0221*6jjUSLXX3.2.1当k1点发生三相短路时：X10X7X9S8G3G12K1X68X10X9X4X7X1K3G12G8S5.22*1*7XX75.675.15*5*3*8XXX94.275.6158.0194.01111*8*6*41XXXY所以，6.194.258.094.01*6*4*9YXXX65.1894.275.694.01*8*4*10YXXX①S单独作用下，625.06.111*9*XI稳态短路电流:KAUSIIjj73.53.6310100625.033*冲击短路电流:KAIiim61.1473.555.255.2②12G作用下，2.0101008.0320025.23*7*7jjSSXX＜3.45所以，12G为有限大容量系统。a、t=0s，526.5*IKAUSIIjj05.43.638.032002526.53*''KAIKiimim88.1005.49.122''b、t=2s，378.3*IKAUSIIjjZ477.23.638.032002378.33*2c、t=4s，234.3*IKAUSIIjjZ37.23.638.032002234.33*4③3G作用下，746.0101008.0320065.183*10*10jjSSXX＜3.45所以，3G为有限大容量系统。a、t=0s，436.1*IKAUSIIjj526.03.638.03200436.13*''KAIKiimim413.1526.09.122''b、t=2s，7494.1*IKAUSIIjjZ641.03.638.032007494.13*2c、t=4s，8076.1*IKAUSIIjjZ663.03.638.032008076.13*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XXX59.244.3158.0175.11111*7*6*52XXXY59.1559.244.375.12*7*5*8YXXX63.259.258.075.12*6*5*9YXXX①S单独作用下，38.063.211*9*XI稳态短路电流:KAUSIIjj48.33.6310038.03*冲击短路电流:KAIiim874.848.355.255.2X3X8X9S8G3G12K2X76X9X8X5X3X2K8S3G12G②12G作用下，2472.1101008.03200259.153*8*8jjSSXX＜3.45所以，12G为有限大容量系统。a、t=0s，845.0*IKAUSIIjj619.03.638.032002845.03*''KAIKiimim619.1619.085.122''b、t=2s，933.0*IKAUSIIjjZ684.03.638.032002933.03*2c、t=4s，933.0*IKAUSIIjjZ684.03.638.032002933.03*4③3G作用下，2.0101008.0320053*3*3jjSSXX＜3.45所以，3G为有限大容量系统。a、t=0s，526.5*IKAUSIIjj026.23.638.03200526.53*''KAIKiimim3.5026.285.122''b、t=2s，378.3*IKAUSIIjjZ238.13.638.03200378.33*2c、t=4s，234.3*IKAUSIIjjZ185.13.638.03200234.33*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XXX75.675.15*5*3*8XXX①S单独作用下，724.158.011*6*XI稳态短路电流:KAUSIIjj69.2373100724.13*冲击短路电流:KAIiim8595.669.255.255.2②12G作用下，2752.0101008.03200244.33*7*7jjSSXX＜3.45所以，12G为有限大容量系统。a、t=0s，064.4*IX7X8G3G12K38S6XKAUSIIjj507.03738000064.43*''KAIKiimim36.1507.09.122''b、t=2s，069.3*IKAUSIIjjZ383.03738000069.33*2c、t=4s，056.3*IKAUSIIjjZ381.03738000056.33*4③3G作用下，27.0101008.0320075.63*8*8jjSSXX＜3.45所以，3G为有限大容量系统。d、t=0s，1415.4*IKAUSIIjj258.037340001415.43*''KAIKiimim693.0258.09.122''b、t=2s，091.3*IKAUSIIjjZ193.03734000091.33*2c、t=4s，0705.3*IKAUSIIjjZ192.037340000705.33*43.2.4短路电流计算成果表短路点数据''I2ZI4ZIimiK1S5.735.735.7314.6112G4.052.4772.3710.883G0.5260.6410.6631.413合计10.3068.8488.76326.903K2S3.483.483.488.87412G0.6190.6840.6841.6193G2.0261.2381.1855.3合计6.1255.4025.34915.793K3S2.692.692.696.859512G0.5070.3830.3811.363G0.2580.1930.1920.693合计3.4553.2663.2638.91254、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Ualm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1.1~1.15UN，而实际电网的最高运行电压Usm一般不超过1.1UNs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UN不低于装置地点电网额定电压WNU的条件选择，即U