题目3：108MW水电厂继电保护设计

西昌学院汽车与电子工程学院课程设计任务书2015年06月16日至2015年06月29日题目：3×36MW水电厂继电保护设计专业班级：2012级电气工程及其自动化姓名：学号：指导教师：褚晓锐3×36MW水电厂继电保护设计1原始资料1.1发电厂类型引水式水电厂1.2发电机台数和容量3×36MW，N=10.5kVU，max=5400/T小时年，cos=0.92，''d0.2X。1.3电力负荷厂用电率：0.6%；发电机电压负荷：无；升高电压母线上负荷：110kV电压级，cos=0.85，以2回供电线路将功率送入系统。1.4本厂接入电力系统示意图图1系统图系统：c=0.154X，S为无穷大系统，B=100MVAS；水电厂1：3×45MW，''d0.18X，N=10.5kVU，cos=0.85；水电厂2：3×12MW，''d0.21X，N=10.5KVU，cos=0.85；T1：S%=10.5U，2×80MVA；T2：S%=10.5U，3×15MVA；AB=102kmL，BC=51kmL，BD=59kmL，BE=47kmL。1.5环境条件当地年最高温39℃，年最低温0℃，年平均温度27℃；海拔高度1660m；设计场地布置不受限制，交通情况较好；土壤电阻率为1180m。1.6原始资料分析设计电厂为中小型引水式水电厂，其容量为3×36MW，年利用小时数为5400h，大于5000h，在电力系统中承担基荷。但根据设计任务书中可认为系统为无穷大系统，故可知道该电厂的作用和地位相对重要，满足一般可靠性要求即可。从负荷特点及电压等级可知，发电机出口电压为10.5kV，既无直配负荷，又无特殊要求，拟采用单元接线形式，既可节省昂贵的发电机出口断路器，又有利于配电装置的布置；而110kV母线出线回路为2回，可见该电厂主接线的设计在满足可靠性的基础上，应适当注重经济性。1.7主接线方案拟定根据对原始资料的分析，对各电压等级选择适合的接线方案。详见图2。1.7.110kV电压级发电机单机容量为36MW，稍大于有关设计章程对选用单母线分段接线不得超过24MW的规定，但鉴于10kV电压无近区负荷，出线较少，从经济性上考虑，可选用单母线分段接线形式，三台发电机分装在两段母线上。考虑到原始资料分析中所提到的宜采用单元接线方式，另外两台机组可采用扩大单元接线。1.7.2110kV电压级因110kV母线出线仅为2回，按《水力发电厂机电设计技术规范》中“110—220kV配电装置的出线回路不超过两回时，采用单母线接线方式”，故110kV母线选用单母线接线形式。图2主接线方案图1.8主变压器选择1.8.1台数选择根据主接线方案，选择两台变压器作为水电厂的主变压器。1.8.2容量选择ΣminncosPPS（1.1）式中：S—所需变压器容量，kVA；ΣP—发电机组总有功功率，kW；minP—发电机电压母线侧最小负荷值，kW；ncos—发电机额定功率因数，ncos0.92；NS—变压器标准容量，kVA。1.8.2.1二号主变容量选择由公式（1.1）得：3Σminn3610039130kVAcos0.92PPS（）而:T2NT2(110%)SSS，即:N39130kVA43043kVAS故选用变压器型号为SFL—40000/110。1.8.2.2一号主变容量选择由公式（1.1）得：3Σminn23610078261kVAcos0.92PPS（）而:T1NT1(110%)SSS，即:N78261kVA86087kVAS故选用变压器型号为SFPL1—90000。表1主变型号及参数型号额定电压（kV）额定容量（kVA）阻抗电压（%）空载损耗（kW）高压侧低压侧SFL—40000/11011010.54000010.545SFPL1—9000011010.59000010.5751.9厂用电1.9.1厂用电接线1.9.1.1厂用电电压等级选取对水力发电厂，由于水轮发电机组辅助设备使用的电动机容量均不大，通常只设380V一个厂用电压等级，由动力和照明共用的三相四线制系统供电。1.9.1.2厂用电母线接线形式根据厂用电接线的要求，各机组的厂用电系统应是独立的，在该电厂厂用电接线中，采用单母线分段方式，使得在任何运行方式下，一台机组故障停运或其辅助的电气故障不影响另一台机组的运行，并能使厂用电故障影响而停运的机组在短期内恢复运行。考虑到厂用电源的可靠性，除了由发电机母线以及单元分支线接出外，引入外来10kV架空线，作为厂用电备用电源，此外，设置厂用柴油发电机做为可靠备用电源。1.9.1.2厂用变压器选择（1）厂用变压器选择原则①满足可能出现的最大厂用负荷；②一台厂用变压器正常检修或故障时，其余厂用电变压器应能担负重要厂用电负荷或短路时担负最大负荷；③保证需要自起动的电动机在故障消除后，电动机端的起动电压低于额定电压的65～70%。（2）厂用电变压器型式选择厂用电变压器因布置于厂房内，故宜选用干式变压器。（3）厂用电变压器接线组选择采用国家定型产品n0,Yy接线组别的变压器。（4）厂用变压器容量选择厂用电容量3ΣΣ0.6%0.6%33610704(kVA)cos0.92pS因为厂用电接线选用单母线分段，根据厂用电接线方式，选用三个厂用变压器，其容量为：Σ704235(kVA)33SS。选择厂用变压器型号SCL2。表2厂用变压器型号及参数型号额定电压（kV）额定容量（kVA）阻抗电压（%）连接组空载损耗（kW）高压侧低压侧SCL2100.42504n0,Yy1.02设计要求及内容（1）完成水电厂的继电保护配置及整定计算（只给出其整定方法）（2）绘制水电厂的继电保护配置图。