水電廠電氣一次設(shè)計(jì)及變壓器保護(hù)設(shè)計(jì) 電氣工程及其自動(dòng)化（電力）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文.doc

水電廠電氣一次設(shè)計(jì)及變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)目錄緒論.1第一章主接線方案確定.31.1電氣主接線概述.31.2電氣主接線方案擬定.7第二章主要設(shè)備選擇.102.1導(dǎo)線的選擇.102.2變壓器的選擇.112.3給定發(fā)電機(jī).13第三章短路電流的計(jì)算.143.1短路電流計(jì)算的目的、步驟和規(guī)定.143.2短路電流的計(jì)算.15第四章電氣一次設(shè)備的選擇.304.1母線的選擇.304.2斷路器和隔離開關(guān)的選擇.334.3互感器的選擇.384.4設(shè)備布置圖.40第五章廠用電設(shè)計(jì).43第六章變壓器保護(hù)的配置.456.1變壓器保護(hù)的配置原則.456.2變壓器保護(hù)的配置整定.47結(jié)束語(yǔ).54致謝.55參考文獻(xiàn).562009屆電氣工程及其自動(dòng)化（電力）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1緒論1、電壓等級(jí)和電壓制合理電壓制中的“求三舍二”原則。為避免各級(jí)電壓送變電設(shè)備容量的過多重復(fù)與供電面積的過多迭蓋，盡力降低電網(wǎng)線損及系統(tǒng)無功損耗，以便有效的發(fā)揮各級(jí)電壓的應(yīng)有作用，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)合理性，各電壓等級(jí)必須服從“求三舍二”原則，否則便不經(jīng)濟(jì)、也不合理，更談不上“優(yōu)化”。所謂“舍三求二”，是指標(biāo)準(zhǔn)系列或電網(wǎng)電壓制中，各相鄰級(jí)所差的倍數(shù)應(yīng)力求接近、等于或超過“3”，同時(shí)又要舍棄倍數(shù)接近或小于“2”的兩級(jí)中的某一級(jí)。2.對(duì)電氣主接線的基本要求，應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面。3.電氣主接線設(shè)計(jì)原則電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以下達(dá)的設(shè)汁任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)約投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。4.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求動(dòng)作于跳閘的繼電保護(hù)，在技術(shù)上一般應(yīng)滿足4個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。5.變壓器保護(hù)現(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器,雖然結(jié)構(gòu)可靠,故障機(jī)會(huì)少,但在實(shí)際運(yùn)行中,仍有可能發(fā)生各種類型的故障和異常運(yùn)行,為了保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行,并將故障張良武：安康水電廠電氣一次設(shè)計(jì)及變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)2和異常運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響限制到最小范圍,必須根據(jù)變壓器容量的大小、電壓等級(jí)等因素裝設(shè)必要的、動(dòng)作可靠性高的繼電保護(hù)裝置。變壓器保護(hù)的配置原則：1）反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)容量800KVA及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)該裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)油箱內(nèi)部故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，瓦斯保護(hù)宜動(dòng)作于斷開變壓器各電源側(cè)斷路器。2）相間短路保護(hù)反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。3）后備保護(hù)過電流保護(hù)，宜用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮事故時(shí)可能出現(xiàn)的過電流。復(fù)合電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)，宜用于升壓變壓器和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器及過電流保護(hù)不符合靈敏性要求的降壓變壓器。負(fù)序電流保護(hù)和單相式低電壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)，可用于63000KVA及以上的升壓變壓器。中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時(shí)的零序電流保護(hù)過負(fù)荷保護(hù)過激磁保護(hù)6.畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和目的任務(wù)：完成安康水電廠電氣主接線的設(shè)計(jì)和變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)。目的：通過對(duì)題目的訓(xùn)練，是學(xué)到的理論聯(lián)系實(shí)際的綜合訓(xùn)練，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和基本技能、解決工程實(shí)際及科學(xué)研究問題的能力；培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和能力。2009屆電氣工程及其自動(dòng)化（電力）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3第一章主接線方案確定1.1電氣主接線概述1.1.1電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序電氣主接線是發(fā)電廠、變電站設(shè)計(jì)的主體。采用何種主接線形式，與電力系統(tǒng)原始資料，發(fā)電廠、變電站本身運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬訂都有較大的影響。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析，正確處理好各方面的關(guān)系，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。一、對(duì)電氣主接線的基本要求對(duì)主接線的要求，概括地說應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面的要求。1.可靠性安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。停電不僅給發(fā)電廠造成損失，而且給國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來的損失將更加嚴(yán)重，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，故障停電的經(jīng)濟(jì)損失是實(shí)時(shí)電價(jià)的數(shù)十倍，乃至上百倍，至于導(dǎo)致人身傷亡、設(shè)備損壞、產(chǎn)品報(bào)廢、城市生活混亂等經(jīng)濟(jì)損失和政治影響，更是難以估量。因此，電氣主接線必須保證供電可靠。電氣主接線的可靠性不是絕對(duì)的。同樣形式的主接線對(duì)某些發(fā)電廠和變電站來說是可靠的，而對(duì)另外一些發(fā)電廠和變電站則不一定能滿足可靠性要求。張良武：安康水電廠電氣一次設(shè)計(jì)及變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)4所以，在分析電氣主接線的可靠性時(shí)，要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別、設(shè)備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素。2.靈活性電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個(gè)方面：（1）操作的靈活性。電氣主接線應(yīng)該在滿足可靠性的條件下，結(jié)線簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便運(yùn)行人員掌握，不致在操作過程中出差錯(cuò)。（2）調(diào)度的方便性。電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要能根據(jù)調(diào)度要求，方便地改變運(yùn)行方式，并且在發(fā)生故障時(shí)，要能盡快的切除故障，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（3）擴(kuò)建的方便。對(duì)將來要擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電站，其主接線必須具有擴(kuò)建的方便性。尤其是火電廠和變電站，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有發(fā)展擴(kuò)建的余地。3.經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。通常設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。經(jīng)濟(jì)性從以下幾個(gè)方面考慮：（1）節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采用限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器的數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。（2）占地面積少。主接線設(shè)計(jì)要為配電布置節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時(shí)要注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。（3）電能損耗少。在發(fā)電廠或變電站中，電能損耗主要來自變壓器，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的型式、容量和臺(tái)數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。二、電氣主接線設(shè)計(jì)原則電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以下達(dá)的設(shè)汁任務(wù)書為依據(jù)，以國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合實(shí)際情況，在保證供電可靠、調(diào)度靈活、滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行、維護(hù)方便，盡可能的節(jié)約投資，就近取材，力爭(zhēng)設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和可靠性，堅(jiān)持可靠、先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則。2009屆電氣工程及其自動(dòng)化（電力）專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5三、電氣主接線的設(shè)計(jì)程序電氣主接線的設(shè)計(jì)伴隨著發(fā)電廠或變電站的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行，即按照工程基本建設(shè)程序，歷經(jīng)可行性研究階段、初步設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段等四個(gè)階段。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟基本相同。設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下：1.對(duì)原始資料分析（1）工程情況，包括發(fā)電廠類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量，單機(jī)容量及臺(tái)數(shù)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)及可能的運(yùn)行方式等。（2）電力系統(tǒng)情況，包括電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃，發(fā)電廠或變電站在系統(tǒng)中的作用和地位。（3）負(fù)荷情況，包括負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。（4）環(huán)境條件，包括當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度及地震等因素。（5）設(shè)備供貨情況。這往往是設(shè)計(jì)能否成立的重要前提，為使設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主設(shè)備的性能、制造能力和供應(yīng)情況、價(jià)格等資料匯集分析比較。2.主接線方案的擬定與選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)對(duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量及母線結(jié)構(gòu)等不同的考慮，可擬定若干個(gè)主接線方案。依據(jù)對(duì)主接線的要求，從技術(shù)上論證并淘汰一些明顯不合理的方案，最終保留2-3個(gè)技術(shù)上相當(dāng)，又能滿足任務(wù)書要求的方案，再進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。3.短路電流計(jì)算和主要電氣設(shè)備選擇4.繪制電氣主接線圖1.1.2電氣主接線設(shè)計(jì)原則和程序張良武：安康水電廠電氣一次設(shè)計(jì)及變壓器保護(hù)設(shè)計(jì)6一、單母線接線及單母線分段接線1.單母線接線單母線接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好，母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：可靠性差，母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作。調(diào)度不方便，電源只能并列運(yùn)行，不能分裂運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。所以，這種接線形式一般只用在出現(xiàn)回路少，并且沒有重要負(fù)荷的發(fā)電廠和變電站中。2.單母線分段接線這種接線廣泛用于中、小容量發(fā)電廠和變電站的6-10KV接線中。由于這種接線對(duì)重要負(fù)荷必須采用兩條出線供電，大大增加了出線的數(shù)目，使整個(gè)系統(tǒng)可靠性受到限制。在重要負(fù)荷的出線回路較多、供電容量較大時(shí)，一般不予采用。二、雙母線接線及雙母線分段接線1.雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便。廣泛用于6-10KV配電裝置；35-60KV出線數(shù)超過8回，或連接電源較大、負(fù)荷較大時(shí)；110-220KV出線5回及以上時(shí)。2.雙母線分段接線這種接線比雙母接線增加了兩臺(tái)斷路器，投資增加，但有較高的可靠性和靈活性。三、帶旁路母線的單母線和雙母線接線斷路器經(jīng)過長(zhǎng)期