水電站一次設(shè)計(jì)

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）XX水電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 二一年六月摘 要 本畢業(yè)設(shè)計(jì)為水電站電氣一次部分初步設(shè)計(jì)，對(duì)在為水電站一次部分設(shè)計(jì)中遇到的若干問(wèn)題如水電站一次部分主接線方案，短路電流計(jì)算，高低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，變壓器的繼電保護(hù)等進(jìn)行了陳述。該水電站擬裝機(jī)組2*8MW，以一回110kV線路接入相鄰電站110kV母線，線路長(zhǎng)度24.5km，年利用小時(shí)數(shù)約為5000小時(shí)。先對(duì)水電站的一次主接線方案進(jìn)行確定，再根據(jù)已確定的主接線方案進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算，根據(jù)具體的計(jì)算結(jié)果依次選擇相應(yīng)的設(shè)備（如變壓器、開(kāi)關(guān)等）以及對(duì)后面的的部分設(shè)備進(jìn)行

2、繼電保護(hù)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)水電站的一次部分，故對(duì)二次部分涉及較少。只討論了變壓器的繼電保護(hù)。關(guān)鍵詞 一次主接線，短路電流計(jì)算，設(shè)備選擇，繼電保護(hù) ABSTRCAT The graduation project is a part of the preliminary design for Hydroelectric Power Station，On the part of the design for the station encountered a number of issues that to state , such as a part of the main wiring of t

3、he station，on the Short-circuit current calculation，High and low voltage equipment selection and validation，Transformer relay protection and so on.The plant to be installed Group 2 * 8MW, 110kV line access to an adjacent power plants 110kV Bus, length 24.5km, Number of hours in use around 5000 hours

4、. First of all, to determine the main connection of the station program, Then according to the main connection schemes which have been identified as necessary for short-circuit current calculation, According to the calculation of the results then select the appropriate equipment (such as transformer

5、s, switches, etc.) as well as the relay protection equipment on the back part.This essay is mainly aimed at a part of the hydropower station, So on the second part deals with less, Only discuss the relay protection of the transformer.Keywords A main connection , Short-circuit current calculation , E

6、quipment selection , Relay目 錄摘 要IABSTRCATII1 緒論11.1 水力發(fā)電特點(diǎn)11.2 設(shè)計(jì)在工程建設(shè)中的作用21.3 水電站的電氣一次設(shè)計(jì)314水電站設(shè)計(jì)綜合說(shuō)明42 電氣主接線42.1 概述42.2 對(duì)電氣主接線的基本要求42.3 電氣主接線的基本形式5有匯流母線5無(wú)匯流母線82.4 主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的選擇112.5 電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法122.6 方案的確定13水電站的特點(diǎn)13主接線方案的確定143 短路電流的計(jì)算153.1 短路計(jì)算的規(guī)定及假設(shè)15短路計(jì)算的一般規(guī)定15短路計(jì)算的假設(shè)153.2 短路電流計(jì)算的步驟153.3 短路電流具體

7、計(jì)算164 電氣設(shè)備的選擇214.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件21正常的工作條件選擇21按短路條件校驗(yàn)214.2 斷路器的選擇224.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇234.4 電流互感器的選擇235 水電站廠用電接線255.1 水電站廠用電特點(diǎn)25水電站廠用電的特點(diǎn)25廠用電的組成255.2 廠用變壓器選擇25廠用變壓器型式選擇25廠用變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇26廠用變壓器的阻抗選擇26自起動(dòng)容量校驗(yàn)265.3 廠用電接線27廠用電接線的一般要求及原則27廠用電電源27廠用電壓選擇28廠用電主接線圖286 主變壓器的繼電保護(hù)296.1 電力變壓器的故障類型及保護(hù)方式296.2 主變壓器的主保護(hù)30氣體保護(hù)30

8、縱差動(dòng)保護(hù)316.3 主變壓器的后備保護(hù)35定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)35過(guò)負(fù)荷保護(hù)36零序保護(hù)37結(jié) 論38參 考 文 獻(xiàn)39附錄A：設(shè)備的選擇40附錄B：電氣主接線41致 謝421 緒 論在河川水流中，潮汐和海浪里，蘊(yùn)藏著巨大的能量，通常稱為水能或水力資源。水能是可供人們利用的一種廉價(jià)和可再生能源，如不加以利用，是一種很大的損失。其利用具有時(shí)間價(jià)值，利用得越早，其價(jià)值就越大。我國(guó)幅員遼闊，河川縱橫，湖泊星羅棋布，是世界上水力資源最豐富的國(guó)家。如何最有效和最經(jīng)濟(jì)合理地開(kāi)發(fā)利用水資源，興建各種水電站，將自然界的水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能和電能，為發(fā)展我國(guó)生產(chǎn)和改善人民的物質(zhì)文化生活服務(wù)，是水電建設(shè)者的光榮任務(wù)。電

9、氣一次設(shè)計(jì)是水電站設(shè)計(jì)的重要組成部分，是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)水電站的投資、建設(shè)和運(yùn)行安全可靠和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益起著決定性的作用。1.1 水力發(fā)電特點(diǎn)水電站是將水能轉(zhuǎn)交為電能的企業(yè)。水力發(fā)電具有以下特點(diǎn)：水能是再生能源地球上江河湖海在太陽(yáng)輻射的作用下，蒸發(fā)到空中，并隨氣流運(yùn)行。在一定條件下，水汽凝結(jié)下降為雨或雪(地形引力作用)，再回到江河湖海。這就是自然界在大氣中的循環(huán)，所以水能是一種再生能源，而火電站所用的煤或石油，核電站所用的稀有金屬原料，都是要消耗掉而不能再生的。因此，水能的再生性這個(gè)特點(diǎn)從能源意義上看就顯得更為重要。水資源可綜合利用水是一種資源，具有多方面的使用價(jià)值，可以綜合利用。一

10、個(gè)水利工程?？赏瑫r(shí)取得發(fā)電、防洪、灌溉、航運(yùn)、供水、養(yǎng)殖以及改良環(huán)境和旅游等多方面的效益。河流的水資源還可以梯級(jí)開(kāi)發(fā)利用，上級(jí)水電站發(fā)電后的水流，仍可為下游各級(jí)水電站再利用發(fā)電。水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)電能是不能大量?jī)?chǔ)蓄的，生產(chǎn)與消費(fèi)必須同時(shí)完成；而水電站可以借助于水庫(kù)，儲(chǔ)蓄水能，代替儲(chǔ)蓄電能，有利于電力系統(tǒng)電力電量的供求平衡，提高供電的靈活性的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，利用水庫(kù)調(diào)節(jié)水能，還可以提高水能資源的利用程度。水力發(fā)電具有可逆性火電站只能并用燃料生產(chǎn)電能，而不能利用電能再生產(chǎn)燃料。水力發(fā)電則可逆：位于高處的水可以通過(guò)水輪發(fā)電機(jī)組，使水能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；位于低處的水也可以通過(guò)電動(dòng)抽水機(jī)提送到高處，使電能轉(zhuǎn)變成水

11、能。利用這種可逆性，可以在電力系統(tǒng)內(nèi)建造抽水蓄能電站，達(dá)到儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)電能的目的，改善電力系統(tǒng)電力生產(chǎn)的供求關(guān)系，提高電能質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。水電站運(yùn)行的靈活性水輪發(fā)電機(jī)組具有設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行操作靈活，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。機(jī)組可以在幾分鐘內(nèi)啟動(dòng)，投入運(yùn)行，增減負(fù)荷十分方便。因此，水電站最適于承擔(dān)電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻任務(wù)和用做負(fù)荷、事故備用容量?；痣娬倦m然也可以承擔(dān)這些任務(wù)，但其設(shè)備復(fù)雜，啟動(dòng)不太靈活，要經(jīng)常處于熱備用狀態(tài)，浪費(fèi)一定燃料。水電站的生產(chǎn)成本低、效率高水電站不耗用燃料，運(yùn)行人員常為火電站的110120，又由于水電站的機(jī)組設(shè)備簡(jiǎn)單，年維護(hù)費(fèi)用較低，所以通常水電站的電能成本只有火電站的1511

12、0。水電站的能源利用率也比較高，火電站燃煤的熱效率一般只有40左右，而水電站的能量效率可達(dá)85以上。水電站不產(chǎn)生污染水電站在生產(chǎn)過(guò)程中既無(wú)煙氣，又無(wú)廢渣，廢水也較少，因此不會(huì)污染環(huán)境。相反，由于建成水庫(kù)后，還可以改善環(huán)境。周圍常常是建設(shè)療養(yǎng)區(qū)和開(kāi)展旅游的良好場(chǎng)所。水電站電能生產(chǎn)的不均衡性由于河川徑流的多變性與不重復(fù)性，因而水電站的電能生產(chǎn)具有不均衡性。加上水文預(yù)報(bào)尚不夠準(zhǔn)確，也影響水電站的計(jì)劃生產(chǎn)。這些因素都給水電站和電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)一定困難。 水電站的建設(shè)要受到自然條件的限制水電站必須建設(shè)在具有一定條件的河段上，受地質(zhì)、地形、交通等條件限制，有時(shí)要造成一定的淹沒(méi)損失。所以水電站建筑物往往比較

13、復(fù)雜，施工也較困難。水電與火電相比，具有工程量大，工期長(zhǎng)，投資大的特點(diǎn)。但是實(shí)際上，建設(shè)水電站是同時(shí)完成一次能源與二次能源的開(kāi)發(fā)，放應(yīng)將水電站的投資同建設(shè)火電站與相應(yīng)的開(kāi)發(fā)煤礦、修建鐵路等投資、工期計(jì)算在內(nèi)。這樣，水電站投資大，工期長(zhǎng)的結(jié)論便不存在了。1.2 設(shè)計(jì)在工程建設(shè)中的作用設(shè)計(jì)工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。121做好設(shè)計(jì)工作，對(duì)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起著決定性的作用。設(shè)計(jì)是工程建設(shè)的靈魂。設(shè)計(jì)文件是安排工程建設(shè)項(xiàng)目和組織施工安裝的主要論據(jù)。設(shè)計(jì)也是工程建設(shè)的“龍頭”。設(shè)計(jì)是一門涉及科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和方針政策等各方面的綜合性的應(yīng)用技術(shù)

14、科學(xué)。設(shè)計(jì)又是先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的紐帶。設(shè)計(jì)工作的基本任務(wù)是，在工程建設(shè)中貫徹國(guó)家的基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做出切合實(shí)際、安全適用、技術(shù)先進(jìn)、綜合經(jīng)濟(jì)效益好的設(shè)計(jì)。1.3 水電站的電氣一次設(shè)計(jì)水電站是一座發(fā)、變電設(shè)施。它通過(guò)水輪機(jī)將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，能通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽笥勺儔浩魃唠妷?，再?jīng)輸電線路將此電能輸送到用戶或電力系統(tǒng)中去。水電站的電氣設(shè)備可分為電氣一次設(shè)備和電氣二次設(shè)備。電氣一次設(shè)備是直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的高壓設(shè)備，它是水電站的主要設(shè)備，因此常稱為主設(shè)備。主設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、電力開(kāi)關(guān)(斷路器、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān))、電力電纜、母線、電抗器和互感器等；電氣

15、二次設(shè)備是對(duì)次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)的低壓設(shè)備，它包括測(cè)量?jī)x表、繼電器、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、操作開(kāi)關(guān)、信號(hào)器具和控制電纜等。表示一次設(shè)備電氣連接關(guān)系的高壓電氣回路稱為一次回路。在水電站電氣部分設(shè)計(jì)中，一次回路的設(shè)計(jì)是主體，它是保證供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性和電能質(zhì)量的關(guān)鍵，并直接影響著電氣部分的投資。同時(shí)，它與繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和二次接線的設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。當(dāng)水電站接入電力系統(tǒng)時(shí)，它對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性也將發(fā)生直接影響。一次回路設(shè)計(jì)必須根據(jù)該地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、動(dòng)力資源、電網(wǎng)現(xiàn)狀、電網(wǎng)規(guī)劃、近區(qū)負(fù)荷和鄰近電源情況進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中，必須認(rèn)真貫徹黨的有關(guān)方針，政策；應(yīng)從全局出發(fā)，

16、認(rèn)真進(jìn)行分析、比較、精心設(shè)計(jì)，積極慎重地推廣國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，因地制宣地采用新設(shè)備、新材料和新布置；必須遵守現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程規(guī)范的規(guī)定，例如電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)等；必須從實(shí)際出發(fā)，按照需要與可能，近期與遠(yuǎn)期相結(jié)合的原則，合理布局。電氣一次部分設(shè)計(jì)，通常包括以下幾方面的內(nèi)容：水電站與電力系統(tǒng)的連接：根據(jù)地方的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)或水電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，確定本電站的送電地區(qū)，輸電電壓等級(jí)，出線回路數(shù)目，輸電容量，以及電力系統(tǒng)對(duì)本電站的運(yùn)行方式、穩(wěn)定措施等方面的要求。電氣主接線：論證，選定電氣主接線。廠用電系統(tǒng)：選擇廠用電源的取得方式與廠用電電壓，統(tǒng)計(jì)廠用電負(fù)荷，選擇廠用變壓器容量、臺(tái)數(shù)，選定廠用電接線。電氣設(shè)

17、備選擇；計(jì)算短路電流，選擇變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)和互感器等電氣設(shè)備的型式、規(guī)格及有關(guān)技術(shù)參數(shù)。對(duì)必要的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)（如主變壓器）。14水電站設(shè)計(jì)綜合說(shuō)明該水電站位于山江地區(qū)，該地區(qū)現(xiàn)有總裝機(jī)容量已達(dá)650MW，現(xiàn)需新建一電站，其裝機(jī)容量為2*8MW，屬小型電站，年利用小時(shí)數(shù)約為5000小時(shí)，相對(duì)該地區(qū)而言其地位不算太重要，但為將次地區(qū)的水力資源最大化的利用，故新建次電站，一方面可緩解地區(qū)電網(wǎng)缺電現(xiàn)象，另一方面可使山江電網(wǎng)與國(guó)家電網(wǎng)的聯(lián)系更緊密。2 電氣主接線2.1 概述發(fā)電廠的電氣主接線，是由高壓電器設(shè)備通過(guò)連接線組成的接受和分配電能的電路，又稱一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字和符

18、號(hào)，依次連接的單線接線圖，稱作主接線圖。它不僅標(biāo)明了各主要設(shè)備的規(guī)格、數(shù)量，而且反映各設(shè)備的作用、連接方式和各回路間相互關(guān)系，從而構(gòu)成發(fā)電廠電氣部分的主體它直接影響著配電裝置的布置、繼電保護(hù)的配置、自動(dòng)裝置和控制方式的選擇，對(duì)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。2.2 對(duì)電氣主接線的基本要求保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對(duì)主接線最基本的要求。停電不僅使發(fā)電廠造成損失，而且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門帶來(lái)的損失將更嚴(yán)重，往往比少發(fā)電能的價(jià)值大幾十倍。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，主

19、接線的接線形式必須保證供電可靠因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越少、影響范圍越小、停電時(shí)間越短，主接線的可靠程度就越高。在設(shè)計(jì)時(shí)，除予以定性評(píng)價(jià)外，對(duì)于重要的大型發(fā)電廠的電氣主接線，還需對(duì)上述諸因素進(jìn)行定量分析和計(jì)算。發(fā)電廠和變電所都是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠度的要求應(yīng)與系統(tǒng)相適應(yīng)。例如：對(duì)一個(gè)中小型發(fā)電廠的主接線，則勿須要求過(guò)高的可靠性；鋼鐵企業(yè)雖屬一級(jí)用戶，但不是其所有負(fù)荷都絕對(duì)不允許體停電；農(nóng)業(yè)用電雖屬三級(jí)用戶，但在抗旱排澇時(shí)刻，就必須保證供電。因此，要根據(jù)系統(tǒng)和負(fù)荷的要求，進(jìn)行具體分析以滿足必要的供電可靠性。隨著電力事業(yè)不斷發(fā)展，大容量發(fā)電機(jī)組及新型設(shè)備的投運(yùn)，自動(dòng)裝置和先進(jìn)技術(shù)的使用，

20、都有利于提高主接線的可靠性，但不等于設(shè)備零件越精細(xì)、先進(jìn)、接線越復(fù)雜就越可靠。相反，不必要的多用設(shè)備，使接線更加冗雜，將會(huì)導(dǎo)致可靠性降低，此外，與設(shè)備質(zhì)量、運(yùn)行管理水平等因素也有一定關(guān)系。電壓、頻率和供電連續(xù)可靠，是表征電能質(zhì)量的根本指標(biāo)，主接線應(yīng)在各種運(yùn)行方式下都能滿足這方面的要求。具有一定的靈活性和方便性主接線應(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)換不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠的供電，而且在系統(tǒng)故障或設(shè)備檢修及故障時(shí)，也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小顯然，復(fù)雜的接線不會(huì)保證操作方便，反而使誤操作機(jī)率增加但是過(guò)于簡(jiǎn)單的接線，則不一定能

21、滿足運(yùn)行方式的要求，給運(yùn)行造成不便，甚至增加不必要的停電次數(shù)和時(shí)間所以在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，要根據(jù)具體區(qū)域情況來(lái)決定主接線的復(fù)雜程度。具有經(jīng)濟(jì)性在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間欲使主接線可靠、靈活，將導(dǎo)致投資增加。所以必須把技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兩者綜合考慮，在滿足供電可靠、運(yùn)行靈活方便的基礎(chǔ)上，盡量是設(shè)備投資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)為最少，相應(yīng)注意節(jié)約占地面積和搬遷費(fèi)用，在可能和允許條件下應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分分期投資、投產(chǎn)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益電氣主接線是水電站電氣部分的主體，主接線方案選擇是電站電氣設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，必須加以重視。電氣主接線的設(shè)計(jì)原則必須根據(jù)有關(guān)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針和政策，通過(guò)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較

22、，最后選定方案。選擇電氣主接線的基本要求如下：根據(jù)電力系統(tǒng)和用戶的要求，應(yīng)保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。接線應(yīng)簡(jiǎn)單、清晰，運(yùn)行靈話，操作方便。維護(hù)及檢修方便。經(jīng)濟(jì)上合理，運(yùn)行費(fèi)用低。便于電站機(jī)組分期過(guò)渡。2.3 電氣主接線的基本形式主接線的基本形式可分為有匯流母線和無(wú)匯流母線兩大類，他們又各分為多種不同的接線形式，下面將逐一介紹。2.3.1有匯流母線單母線接線1）不分段單母線接線不分段單母線接線最簡(jiǎn)單，只有一組(指A、B、C三相)母線，所有進(jìn)、出線回路均連接到這組母線上，見(jiàn)圖2.1。圖2.l 不分段單母線接線不分段單母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)：a.接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少、投資低，操作方便，便于擴(kuò)建，也便于采

23、用成套配電裝置。另外，隔離開(kāi)關(guān)僅僅用于檢修，不作為操作電器，不易發(fā)生誤操作。b.可靠性不高，不夠靈活。斷路器檢修時(shí)該回路需停電，母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)則需全部停電。適用范圍：不分段單母線接線一般只適用于6220KV系統(tǒng)中只有一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變壓器的以下三種情況。a.610kV配電裝置的出線不超過(guò)5回時(shí)。b.3560kV配電裝置的出線不超過(guò)3回時(shí)。c.ll0220kV配電裝置的出線不超過(guò)2回時(shí)。2)單母線分段接線圖2.2 單母統(tǒng)分段接線單母分段的優(yōu)缺點(diǎn):a.分段的單母線接線與不分段的相比較，提高了可靠性和靈活性。b.兩母線可并列運(yùn)行（分段斷路器聯(lián)通），也可分裂運(yùn)行（分段斷路器開(kāi)）。c.

24、重要用戶可以用雙回路接于不同母線段，保證不間斷供電。d.任一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修，只停該段，其他段可繼續(xù)供電，減小了停電范圍。e.分段的單母線接線增加了分段設(shè)備的投資和占地面積；某段母線故障或檢修仍有停電問(wèn)題；某回路的斷路器檢修，該回路停電；擴(kuò)建時(shí)，需向兩端均衡擴(kuò)建。適用范圍:a.610kv配電裝置，出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；發(fā)電機(jī)電壓配置裝置，每段母線上的發(fā)電機(jī)容量為12MW及以下時(shí)。b.3560kV配電裝置，出線回路數(shù)為48回時(shí)。c.110230kV配電裝置，出線回路數(shù)為34回時(shí)。雙母線接線1)一般雙母線接線有兩組工作母線的接線稱為雙母線接線，如圖2.3所示：圖2.3 一般雙母線接線一

25、般雙母線接線的主要優(yōu)缺點(diǎn)：a.供電可靠。b.運(yùn)行靈活。c.擴(kuò)建方便。d.在母線檢查或故障時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器，操作復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作。e.當(dāng)一組母線故障時(shí)仍需短時(shí)停電，影響范圍較大。f.檢修任一回路的斷路器，該回路停電。g.雙母線存在全停的可能，如母聯(lián)斷路器故障或一組母線檢修。h.所用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜。適用范圍：當(dāng)母線上的出線回路數(shù)或電源數(shù)較多、輸送和穿越功率較大、母線或母線設(shè)備檢修時(shí)不允許對(duì)用戶停電、母線故障時(shí)要求迅速恢復(fù)供電、系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)一般雙母線接線。2)雙母線分段接線雙母線三分段接線如圖2.4所示：圖2.4雙母線三分段接線雙母線分段接線主要優(yōu)缺點(diǎn)

26、：具有單母線分段和雙母線兩者的特點(diǎn)任何一段母線故障或檢修時(shí)仍可保持雙母線并列運(yùn)行，有較高的可靠性和靈活性。適用范圍：a.廣泛應(yīng)用于中、小型發(fā)電廠的610kv發(fā)電機(jī)電壓母線。b.220kV配電裝置進(jìn)出線回路總數(shù)為1014回時(shí)，可在一組母線上分段(雙母線3分段)，進(jìn)、出線回路總數(shù)為15回及以上時(shí)，兩組母線均可分段(雙母線4分段)；對(duì)可靠性要求很高的330550kv超高壓配電裝置，當(dāng)進(jìn)出線總數(shù)為6回以上時(shí)，也可采用雙母線3分段或雙母線4分段。2.3.2無(wú)匯流母線單元接線及擴(kuò)大單元接線發(fā)電機(jī)和變壓器直接連成一個(gè)單元，再經(jīng)斷路器接至高壓系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)出口處除廠用分支外不再裝設(shè)母線，這種接線形式稱為發(fā)電機(jī)變

27、壓器單元接線。1)發(fā)電機(jī)變壓器單元接線，如圖2.5所示。單元接線主要優(yōu)缺點(diǎn)：a.主變壓器與發(fā)電機(jī)容量相同故障影響范圍小，可靠性高b.接線簡(jiǎn)單、清晰，運(yùn)行靈活c.發(fā)電機(jī)電壓設(shè)備最少，布置簡(jiǎn)單，維護(hù)工作量小d.繼電保護(hù)簡(jiǎn)單e.主變壓器與高壓電氣設(shè)備增多，高壓設(shè)備布置場(chǎng)地增加，整個(gè)電所接線投資大。適用范圍：對(duì)可靠性要求很高的大型電站采用，而小型電站只在一些特殊情況下采用，如分期建設(shè)的電站，二期又只有一臺(tái)機(jī)組時(shí)。圖2.5發(fā)電機(jī)變壓器單元接線 圖2.6發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線2)發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線，如圖2.6所示。擴(kuò)大單元接線主要優(yōu)缺點(diǎn)：a.二臺(tái)（或二臺(tái)以上）機(jī)組接一臺(tái)主變壓器，故障影響范圍較大，

28、主變壓器故障或檢修時(shí)，兩臺(tái)發(fā)電機(jī)容量不能送出，可靠性略差。b.接線簡(jiǎn)單請(qǐng)晰、運(yùn)行維護(hù)方便c.主變壓器高壓側(cè)出線少，減少高壓側(cè)接線和布置，整個(gè)電氣接線投資較省。適用范圍：a.當(dāng)電站電網(wǎng)中占重要地位，機(jī)組合數(shù)又在4臺(tái)及以上時(shí)，可以采用2個(gè)或2個(gè)以上擴(kuò)大單元。b.一般電站且近區(qū)負(fù)荷較小時(shí)，可用一臺(tái)主變壓器與多臺(tái)機(jī)組構(gòu)成一個(gè)擴(kuò)大單元。c.分期建設(shè)的電站采用。橋形接線1）外橋接線如圖2.7所示 圖2.7 外橋接線外橋接線主要優(yōu)缺點(diǎn)：a.接線簡(jiǎn)單，高壓斷路器量少，為進(jìn)出線數(shù)減一b.一臺(tái)主變壓器回路故障或檢修，會(huì)影響線路和另一臺(tái)主體變壓器運(yùn)行c.一回出線故障或檢修，電站一半功率可由一回路送出d.橋連斷路檢修

29、時(shí)，二回出線需要解列運(yùn)行，如有穿越通過(guò)將受影響。此情況可按圖中虛線所示加裝跨條解決。適用范圍：a.適用于進(jìn)出線各兩回路，且電站年利用小時(shí)數(shù)低，主變壓器投、切頻繁，或線路短的電站b.有穿越功率時(shí)也宜采用外橋2)內(nèi)橋接線如圖2.8所示。 圖2.8 內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線主要優(yōu)缺點(diǎn)：a.接線簡(jiǎn)單，高壓斷路器數(shù)量少，為進(jìn)出線數(shù)減一b.一回出線故障或檢修，不影響主變壓器運(yùn)行c.一臺(tái)主變壓器故障或檢修，需暫切除一回出線，待主變壓器隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)后，可由二回出線送出電站一半功率d.橋連斷路器檢修的缺點(diǎn)與外橋相同，亦可加跨條解決適用范圍：適用于進(jìn)出線各兩回路且電站年利用小時(shí)數(shù)高，主變壓器不需經(jīng)常切、合，或線路較長(zhǎng)的電

30、站。角形接線角形接線如圖2.9示。角形接線優(yōu)缺點(diǎn)：a.閉環(huán)運(yùn)行時(shí)，有較高的可靠性b.斷路器使用量少，操作簡(jiǎn)單，投資省，占地少。c.角形接線中任一臺(tái)斷路器檢修時(shí)，變開(kāi)環(huán)運(yùn)行，降低接線可靠性。d.配電裝置的明顯性較差，而且不利于擴(kuò)建。適用范圍：角形接線多用于最終規(guī)模較明確，進(jìn)、出線數(shù)為35回的110kV及以上的配電裝置中。圖2.9 角形接線2.4 主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的選擇發(fā)電廠用于向電力系統(tǒng)輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。主變壓器容量、臺(tái)數(shù)直接影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。它的選擇除依據(jù)基礎(chǔ)資料外，主要取決于輸送功率的大小，與系統(tǒng)聯(lián)系的緊密程度、運(yùn)行方式及負(fù)荷的增長(zhǎng)速度等因素，并至少要考慮5

31、年內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要。如果容量選的過(guò)大、臺(tái)數(shù)過(guò)多，則會(huì)增加投資、占地面積和損耗，不能充分發(fā)揮設(shè)備的效益，并增加運(yùn)行和檢修的工作量；如果容量選的過(guò)小、臺(tái)數(shù)過(guò)少，則可能封鎖發(fā)電廠剩余功率的輸送，或限制變電所負(fù)荷的需要，影響系統(tǒng)不同電壓等級(jí)之間的功率交換及運(yùn)行的可靠性等。因此，應(yīng)合理選擇其容量和臺(tái)數(shù)，一般有以下幾種情況：在裝機(jī)一至三臺(tái)的小型水電站中，多數(shù)采用一臺(tái)主變?nèi)绻娬臼窍到y(tǒng)中的主力電站，為減少因主變事故而對(duì)系統(tǒng)的影響，則裝機(jī)兩至三臺(tái)時(shí)，也可采用兩臺(tái)主變?cè)谘b機(jī)四臺(tái)及以上的電站中，一般均采用兩臺(tái)主變，這樣比較可靠，運(yùn)行也較靈活，當(dāng)電站供電負(fù)菏很小時(shí)，可退出一臺(tái)主變運(yùn)行，以減少在空載時(shí)的電能損耗，在電

32、站裝機(jī)間隔時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，可先采用一臺(tái)主變，以避兔初期主變壓器的容量積壓。根據(jù)任務(wù)書(shū)可知此水電站裝機(jī)組2*8MW，屬于小型電站，年利用小時(shí)數(shù)約為5000小時(shí)，且山江地區(qū)總裝機(jī)容量為650MW，此電站容量占此地區(qū)約為1/40。鑒于任務(wù)書(shū)的具體情況與上述主變壓器臺(tái)數(shù)選擇具體參考，故此主接線方案用一臺(tái)主變壓器，其容量根據(jù)下式計(jì)算： 式（1.1）式中 SN：主變壓器容量 KP：廠用電率 ：裝機(jī)容量：功率因數(shù)根據(jù)常規(guī)情況取 KP =0.1 cos=0.8將以上數(shù)據(jù)帶入式（1.1）中，故變壓器容量為：SN=1.1*2*8000(1-0.1)/0.8=19.8KVA綜上所述主變壓器選行為SF7-20000型的1

33、10kV雙繞組變壓器，具體參數(shù)如表2.1。表2.1 主變壓器的參數(shù)型號(hào)SF720000/110聯(lián)接組標(biāo)號(hào)YN,d11空載電流%0.9空載損耗(kW)27.5短路損耗(kW)104額定電壓(KV)110±2×2.5%額定容量(MVA)20阻抗電壓()10.52.5 電氣主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法 為了正確地選擇電氣主接線，一般需要根據(jù)動(dòng)能計(jì)算提供的水電站參數(shù)和系統(tǒng)提供的有關(guān)資料，初步擬定幾個(gè)接線方案。這些方案在滿足基本要求的情況下，允許各方案的技術(shù)條件有所差異，然后對(duì)參加比較的各個(gè)電氣主接線進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后選定技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，分期過(guò)渡方便，便于運(yùn)行管理維護(hù)的

34、最優(yōu)方案，上報(bào)審批，作為水電站電氣部分設(shè)計(jì)的依據(jù)。技術(shù)比較分析方法技術(shù)比較分析一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行；1）技術(shù)上的選擇性。2）供電的可靠性和靈活性。3）維護(hù)與檢修的方便，以及布置的合理性。4）電氣設(shè)備供應(yīng)的可能。 經(jīng)濟(jì)比較方法 選擇水電電氣主接線時(shí)，通常需要提出若干個(gè)不同的接線方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后選定最佳方案。經(jīng)濟(jì)比較應(yīng)從國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體利益出發(fā)，計(jì)算電氣主接線各個(gè)比較方案的費(fèi)用和效率，為選擇經(jīng)濟(jì)上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。在經(jīng)濟(jì)比較中，一般有基建投資（包括主要設(shè)備及配電裝置的投資）和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。計(jì)算時(shí)，可只計(jì)算各方案不同部分的基建投資和年運(yùn)行費(fèi)用。2.6 方案的確定水電站的特點(diǎn)在選擇

35、電氣主接線時(shí)應(yīng)充分考慮水電站的一些特點(diǎn)為：水電站一般離開(kāi)用電負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)的負(fù)荷不大，有的電站發(fā)電機(jī)電壓側(cè)可能沒(méi)有負(fù)荷，電站電能主要通過(guò)變壓器升高電壓后送出。水電站投產(chǎn)后，很少因增加容量而擴(kuò)建，但隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，有可能要求電站增加出線回路數(shù)，因此在接線中根據(jù)系統(tǒng)遠(yuǎn)景要求和電站的實(shí)際可能考慮在配電裝置中適當(dāng)預(yù)留備用出線空位還是需要的。水輪發(fā)電機(jī)組具有起動(dòng)快，出力調(diào)整方使，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，所以水電站在系統(tǒng)中適宜于擔(dān)任峰、腰負(fù)荷，因此電站開(kāi)、停機(jī)比較頻繁，主變壓器的正常投人和切除也可能較多。水電站廠用電負(fù)荷很小，一般僅占電站容量的1%3%。負(fù)荷主要是低壓異步電動(dòng)機(jī)，一般電動(dòng)機(jī)的

36、容量也不大，不允許短時(shí)停電的用電負(fù)荷也很少，相應(yīng)廠用電電源部分接線比較簡(jiǎn)單。水電站多數(shù)地處偏僻山區(qū)，地形狹窄，配電裝置的布置容易受到地形的限制，為了減少開(kāi)挖，不宜采用復(fù)雜的接線方式。水電站年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)一般不高，特別是水庫(kù)調(diào)節(jié)性能較差的電站，在非洪水期，空閑機(jī)組較多，因此部分機(jī)組以低功率因數(shù)運(yùn)行或作調(diào)相運(yùn)行以改善系統(tǒng)的無(wú)功容量不足裝機(jī)臺(tái)數(shù)較多的電站有時(shí)裝機(jī)間隔時(shí)間較長(zhǎng)，接線中應(yīng)該考慮分期過(guò)渡的問(wèn)題。電站所在河流如屬于梯級(jí)開(kāi)發(fā)，則對(duì)各級(jí)電站應(yīng)有一個(gè)全面的規(guī)劃，整個(gè)梯級(jí)的電能如能匯集到一個(gè)電站集中送出，這樣其余各級(jí)電站的接線可以得到很大的簡(jiǎn)化。小型水電站容量有限，裝機(jī)臺(tái)數(shù)多數(shù)在四臺(tái)以下，相應(yīng)電站

37、的出線電壓級(jí)和回路數(shù)，以及主變壓器的臺(tái)數(shù)都比較少。小型水電站分布面廣，除少數(shù)并入大型電力系統(tǒng)或作孤立運(yùn)行外，多數(shù)在小型或地區(qū)性的電力系統(tǒng)中運(yùn)行。這些系統(tǒng)中用電量大、重要性高的大型工業(yè)用電負(fù)荷很少，供電對(duì)象主要是一些地區(qū)范圍內(nèi)的小工業(yè)、及小城鎮(zhèn)用電，它們對(duì)供電可靠性的要求相對(duì)不高。系統(tǒng)中，除個(gè)別容量較大、重要性較高、屬于主力水電站的電氣主接線應(yīng)有較高的要求外，一般電站主接線的標(biāo)準(zhǔn)不宜太高。有的小型水電站阻近地區(qū)有用電要求，主要是農(nóng)業(yè)負(fù)荷，雖然用電量不大，但對(duì)支持農(nóng)業(yè)用電有重要意義，在主接線設(shè)計(jì)中也應(yīng)給予足夠的重視。小型水電站的機(jī)電設(shè)備供應(yīng)往往比較困難和不足。而且小型求電站的運(yùn)行、管理和維修人員從

38、培訓(xùn)到熟練地工作也要有一個(gè)過(guò)程。綜上所述，對(duì)于小型水電站的電氣主接線在滿足必要的基本要求前提下，應(yīng)盡可能采用簡(jiǎn)單、清晰而又符合實(shí)際的接線型式。2.6.2主接線方案的確定根據(jù)任務(wù)書(shū)，對(duì)山江地區(qū)新建的電站擬兩種初步方案：主接線方案是發(fā)電機(jī)變壓器擴(kuò)大單元接線，主接線方案是不分段單母線接線，見(jiàn)圖1.12。圖1.12 主接線方案比較圖（a）主接線方案；（b）主接線方案兩種方案的主要設(shè)備比較電壓側(cè)隔離開(kāi)關(guān)斷路器6.3KV側(cè)方案方案方案方案2323110KV側(cè)方案方案方案方案1111合計(jì)3434兩種方案的設(shè)備檢修停電范圍比較設(shè)備檢修方案（停電百分比）方案（停電百分比）變壓器檢修100%100%單臺(tái)發(fā)電機(jī)檢修

39、50%50%兩臺(tái)發(fā)電機(jī)檢修100%100%方案經(jīng)濟(jì)比較方案方案電氣設(shè)備基建投資費(fèi)配電裝置隔離開(kāi)關(guān)：3.2×3=9.6萬(wàn)斷路器：1.597×3=4.791萬(wàn)總投資：9.6+4.791=14.391萬(wàn) 配電裝置隔離開(kāi)關(guān)：3.2×4=12.8萬(wàn)斷路器：1.597×4=6.388萬(wàn)總投資：12.8+6.388=19.188萬(wàn)年運(yùn)行費(fèi)用電氣設(shè)備折舊維護(hù)費(fèi)用：14.391×10.2%=1.468萬(wàn)電氣設(shè)備折舊維護(hù)費(fèi)用：19.188×10.2%=1.957萬(wàn)由以上3種比較可知，就經(jīng)濟(jì)性而言方案比方案要高，就供電可靠性而言方案和方案差不多，就檢修時(shí)的

40、停電范圍方案和方案一樣，考慮待建電站具體情況，擴(kuò)建可能性也較小，故選擇方案擴(kuò)大單元接線。3 短路電流的計(jì)算3.1 短路計(jì)算的規(guī)定及假設(shè)3.1.1短路計(jì)算的一般規(guī)定驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的那個(gè)短路電流，應(yīng)按工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算。選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接網(wǎng)絡(luò)中，如有同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)應(yīng)計(jì)算可能并列運(yùn)行的接線方式。對(duì)供導(dǎo)體和電器選擇用的短路電流，其短路計(jì)算點(diǎn)的選擇，應(yīng)以正常接線方式時(shí)短路電流最大為原則。3.1.2短路計(jì)算的假設(shè)水電站與地區(qū)電網(wǎng)的所有電源都在額定出力下運(yùn)行。所有電站的發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的相位角均相同對(duì)于高壓網(wǎng)絡(luò)，一般只所有元件的電抗值。例如發(fā)電機(jī)、變壓

41、器、等元件。只有非周期分量的衰減時(shí)間常數(shù)才計(jì)入電阻的作用。變壓器的勵(lì)磁電流略去不計(jì)。假定故障點(diǎn)無(wú)阻抗，即發(fā)生金屬性短路。計(jì)算架空線路或電纜的阻抗時(shí)，采用各個(gè)電壓級(jí)的平均電壓。例如6.3、115、230KV等。網(wǎng)絡(luò)為對(duì)稱的三相系統(tǒng)。負(fù)荷只做近似估計(jì)，并以恒定阻抗來(lái)代表。同步發(fā)電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置。3.2 短路電流計(jì)算的步驟計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值，并折算為同一基準(zhǔn)容量下。給系統(tǒng)制訂等值網(wǎng)絡(luò)圖。選擇短路點(diǎn)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值： 式（3.1）有名值： 式（3.2）短路電流沖擊值。短

42、路電流沖擊值： =2.55I 式（3.3）列出短路電流計(jì)算結(jié)果。3.3 短路電流具體計(jì)算在短路計(jì)算的基本假設(shè)前提下，選取基準(zhǔn)容量SB =100MVA，UB為各級(jí)電壓平均值（115kV，6.3kV），線路阻抗取=0.4/km。短路點(diǎn)分別選取水電站側(cè)：6.3kVd1，110kVd2。系統(tǒng)接線及設(shè)備參數(shù)如圖3.1所示。圖3.1 山江地區(qū)系統(tǒng)圖系統(tǒng)圖中各設(shè)備及導(dǎo)線的標(biāo)幺值計(jì)算：發(fā)電機(jī)： 式（3.4）雙繞組變壓器： 式（3.5）三繞組變壓器： 式（3.6）然后將根據(jù)式（3.6）求得的、帶入式（3.5）中計(jì)算出三繞組變壓器的等值電抗標(biāo)幺值。線路： 式（3.7）根據(jù)查詢電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)，得到各種設(shè)備的參

43、數(shù)如、等等，再根據(jù)上述公式可得表3.1，即圖中各設(shè)備參數(shù)，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3.1。表3.1 系統(tǒng)圖中各設(shè)備標(biāo)幺值設(shè)備標(biāo)幺值待建電站發(fā)電機(jī)依烏電站發(fā)電機(jī)跌水電站發(fā)電機(jī)待建電站變壓器依烏電站變壓器,跌水電站變壓器城關(guān)變電站變壓器，,，24.5km線路14.5km線路10km線路30km線路由此可得網(wǎng)絡(luò)等值電抗圖3.2。圖3.2中城關(guān)變電站有一側(cè)為35kV負(fù)荷側(cè)，短路時(shí)可不予考慮。圖3.2 等值電抗圖網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化將圖3.2簡(jiǎn)化成圖3.3。圖3.3 網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化圖=1.974=0.917（6.3KV側(cè)）點(diǎn)短路電流計(jì)算圖3.4 6.3KV側(cè)短路簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖將圖3.3按照點(diǎn)短路用Y變換得到圖3.4，圖中1)當(dāng)短路電流由

44、待建電站一臺(tái)發(fā)電機(jī)提供時(shí)，其短路阻抗為又6.3KV側(cè)的電流基準(zhǔn)值為且故短路電流：短路電流沖擊電流：短路容量：2）當(dāng)短路電流由無(wú)窮大系統(tǒng)及110kV電源側(cè)和待建電站一臺(tái)發(fā)電機(jī)提供時(shí)，其短路阻抗為其余計(jì)算過(guò)程與1）中相似，故其短路電流：短路電流沖擊電流：短路容量：（110kV側(cè)）點(diǎn)短路則簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)圖如下圖3.5 110kV側(cè)短路簡(jiǎn)化系統(tǒng)圖將圖3.3按照點(diǎn)短路用Y變換得到圖3.5，圖中1）當(dāng)短路電流由待建電站兩臺(tái)機(jī)組提供時(shí)，其短路阻抗為又110KV側(cè)的電流基準(zhǔn)值為且故短路電流為：短路電流沖擊電流：短路容量：2）當(dāng)短路電流由無(wú)窮大系統(tǒng)和110kV電源側(cè)提供時(shí)，其短路阻抗為其余計(jì)算過(guò)程與1）中相似，故其短

45、路電流：短路電流沖擊電流：短路容量：綜上計(jì)算可得出短路電流匯總表3.2。表3.2 短路電流匯總表短路點(diǎn)基準(zhǔn)電壓短路電流標(biāo)幺值短路電流有名值 (KA)穩(wěn)態(tài)短路電流標(biāo)幺值穩(wěn)態(tài)短路電流有名值(KA)短路電流沖擊值（KA）三相短路容量（MVA）(短路電流由一臺(tái)發(fā)電機(jī)提供)6.3kV0.4444.0650.4444.06510.36645.765(短路電流由110kV側(cè)系統(tǒng)及一臺(tái)發(fā)電機(jī)提供)6.3kV1.2111.0881.2111.08828.274124.832(短路電流由兩臺(tái)發(fā)電機(jī)提供)110kV0.4430.2320.4430.2320.59246.211(短路電流由110kV側(cè)系統(tǒng)提供)110

46、kV1.4130.7421.4130.7421.892147.7964 電氣設(shè)備的選擇4.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件4.1.1正常的工作條件選擇按額定電壓UN選擇電氣設(shè)備允許的最高工作電壓應(yīng)不小于沒(méi)備所在回路的最高工作電壓。電氣設(shè)備的允許最高工作電壓按廠家規(guī)定為設(shè)備額定電壓的11115倍，而回路的工作電壓在電網(wǎng)上下波動(dòng)，其值一般不超過(guò)電網(wǎng)額定電壓的1.15倍，即 UN>USN 式（4.1）式中，UN電氣設(shè)備的額定電壓； USN電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓等級(jí)。按額定電流IN選擇電氣設(shè)備的長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流Ial應(yīng)不小于其所在處回路最大持續(xù)的工作電流IW，即 Ial >Iw 式（4.2）

47、式中，Ial電氣設(shè)備長(zhǎng)期允許的最大電流； IW回路長(zhǎng)期持續(xù)的工作電流，表4.1。表4.1回路最大持續(xù)工作電流回路名稱 說(shuō)明發(fā)電機(jī)1.05倍發(fā)電機(jī)額定電流當(dāng)發(fā)電機(jī)冷卻其體溫度低于額定值時(shí)，允許沒(méi)低一度電流增加0.5%變壓器回路1.05倍變壓器額定電流變壓器通常允許正?；蚴鹿蔬^(guò)負(fù)荷，必要時(shí)按1.3-2.0倍計(jì)算4.1.2按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)旨在直接或間接地判斷電氣設(shè)備在短路終止時(shí)的溫度是否超過(guò)其廠家規(guī)定的短時(shí)發(fā)熱的允許溫度。即 式（4.3）式中，電氣設(shè)備允許熱效應(yīng)， 設(shè)備允許的熱穩(wěn)定電流在計(jì)算時(shí)間內(nèi)短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定的效應(yīng)旨在判明初選設(shè)備是否能經(jīng)

48、受的住所在回路的最大沖擊電流的電動(dòng)力作用。短路時(shí)，電氣設(shè)備承受的電動(dòng)力效應(yīng)決定于沖擊短路電流。由于各類設(shè)備中電動(dòng)力的作用是不相同的，校驗(yàn)應(yīng)針對(duì)電動(dòng)力可能給設(shè)備造成損壞的具體情況進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于定型電氣設(shè)備，廠家一般直接或間接給出產(chǎn)品的動(dòng)穩(wěn)定峰值電流.因此，動(dòng)穩(wěn)定的一般條件為 式（4.4）式中，電氣設(shè)備的額定動(dòng)穩(wěn)定電流，KA三相短路沖擊電流，KA4.2 斷路器的選擇6.3kV側(cè)斷路器6.3kV側(cè)線路最大負(fù)荷電流為故選擇ZN4-10/1000型真空斷路器能滿足要求.由上所列公式對(duì)該型號(hào)斷路器逐一進(jìn)行校驗(yàn)，如表4.2所示。表4.2 ZN4-10/1000型斷路器校驗(yàn)表校驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論額定電壓6

49、.3KV10KV合格額定電流 769A1600A合格額定短路開(kāi)斷電流 11.088KA 17.3KA合格動(dòng)穩(wěn)定28.274KA44KA合格熱穩(wěn)定 491.775KA2.S 1197.16KA2.S合格110kV側(cè)斷路器110kV側(cè)線路最大負(fù)荷電流為故選擇戶外LW11110型SF6斷路器能滿足要求。由上所列公式對(duì)該型號(hào)斷路器逐一進(jìn)行校驗(yàn)，如表4.3所示。4.3 戶外LW11-110I型SF6斷路器校驗(yàn)表校驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論額定電壓110KV110KV合格額定電流 110A1600A合格額定短路開(kāi)斷電流 0.742KA 31.5KA合格動(dòng)穩(wěn)定1.892KA80KA合格熱穩(wěn)定 2.202KA2.

50、S 2976.75KA2.S合格4.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇6.3kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)同4.2中類似，根據(jù)額定電壓與額定電流選擇，故選擇GN110/1000型隔離開(kāi)關(guān)能滿足要求。對(duì)GN110/1000型隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行逐一校驗(yàn)如表4.4。表4.4 GN110/1000型隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表校驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論額定電壓6.3KV10KV合格額定電流 769A1000A合格動(dòng)穩(wěn)定28.274KA80KA合格熱穩(wěn)定 491.775KA2.S 6760KA2.S合格110kV側(cè)隔離開(kāi)關(guān)同4.2中類似，根據(jù)額定電壓與額定電流選擇戶外GW8110G(W)型隔離開(kāi)關(guān)能滿足要求。對(duì)GW8110G(W)型隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行逐一校驗(yàn)如表

51、4.5。表4.5 GW8110G(W)型隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表校驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論額定電壓110KV110KV合格額定電流 110A400A合格動(dòng)穩(wěn)定1.892KA15.5KA合格熱穩(wěn)定 2.202KA2.S 176.4KA2.S合格4.4 電流互感器的選擇6.3kV側(cè)電流互感器的選擇同4.2中類似，根據(jù)額定電壓與額定電流選擇LBJ-10型電流互感器能滿足要求。對(duì)LBJ-10型電流互感器進(jìn)行逐一校驗(yàn)如表4.6。表4.6 LBJ-10型電流互感器校驗(yàn)表校驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論額定電壓6.3KV10KV合格額定電流 769A2000A合格動(dòng)穩(wěn)定28.274KA2077.92KA合格熱穩(wěn)定 491.77

52、5KA2.S 8463.9KA2.S合格110KV側(cè)電流互感器的選擇同4.2中類似，根據(jù)額定電壓與額定電流選擇戶外LB110型電流互感器能滿足要求。對(duì)LB110型電流互感器進(jìn)行逐一校驗(yàn)如表4.7。表4.7 LB-110型隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表校驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論額定電壓110KV110KV合格額定電流 110A300A合格動(dòng)穩(wěn)定1.892KA336KA合格熱穩(wěn)定 2.202KA2.S 2934KA2.S合格5 水電站廠用電接線5.1 水電站廠用電特點(diǎn)5.1.1水電站廠用電的特點(diǎn)小型水電站廠用電一般有如下特點(diǎn)：水電站廠用電負(fù)荷較少，廠用負(fù)荷的容量，一般只占全站總裝機(jī)容量的13。廠用電中的主要用電負(fù)荷是異步電動(dòng)機(jī)，一般容量不超過(guò)40KW，額定電壓均為380V。因此小