华北水利水电大学电气工程毕业设计

1、华 北 水 利 水 电 学 院毕 业 设 计 任 务 书 设计题目：H2水电厂电气一次部分设计专 业： 电气工程及其自动化 班级学号： 姓 名： 指导教师： 设计期限： 2009年 月 日开始 2009年 月 日结束院、系： 电力学院 2009年 月 日 一、毕业设计的目的通过本次设计，培养学生正确的水电厂设计意识，巩固学生所学的专业课知识，增强学生的绘图能力，培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。二、主要设计内容1、 发电厂电气主接线方案设计；2、 短路电流计算；3、 主要电气设备及母线的选择。三、重点研究问题 通过对该水电厂所带负荷进行分析，确定发电机台数、变压器的容量和台数；

2、电气主接线方案确定,进行短路电流计算，选择主要电气设备及母线。四、主要技术指标或主要设计参数1、水力发电厂参数（1）水轮发电机组6台：单机容量135MW；出口电压：13.8kV；发电机次暂态电抗：0.215；额定功率因数：0.85。（2）机组年利用小时数：Tmax=4500小时。 （3）厂用电率：1.5%。（4）发电机出口处主保护动作时间取0.1秒。（5）环境温度：最高温度35，年平均气温15。2、电力负荷送入110kV系统功率210MW,剩余功率全部送入220kV系统。3、发电厂出线110kV出线6回，220kV出线2回。4、电力系统情况110kV系统容量为无穷大，选基准容量100MVA归算

3、到发电厂110kV母线短路容量为3600MVA，220kV系统短路容量为2600MVA，发电厂与220kV变电站两回线连接，相距180km。五、设计成果要求1设计说明书一份，要求字数为1000015000字，论文格式参考华北水利水电学院关于本科毕业设计论文格式要求。编制毕业设计（论文）的内容及结构规范：（1） 毕业设计（论文）任务书；（2） 毕业设计（论文）开题报告；（3） 目录；（4） 毕业设计（论文）正文；正文包括电气主接线设计、短路电流计算及主要电气设备选择及母线的选择等等。说明书的论述要流畅，结论要正确，要求打印。说明书页码应编号。（5） 参考文献；（6） 专业相关文献翻译（原件及译文

4、，汉字要求2000字以上）2计算书。3图纸 发电厂电气主接线图、220kV开关站平面图（要求计算机绘图A3 各一份和手工绘制1号图纸 发电厂电气主接线图）。 六、其它1、时间分配：本次设计的时间共12周，各部分设计内容的时间安排大致如下：1、熟悉设计题目，阅读、学习相关资料及设计规程 2周2、电厂电气主接线设计 2周3、短路电流计算 2周4、电气设备选择 1周5、绘图 （AutoCAD及手工绘图） 2周6、整理说明书、计算书 1周7、外文文献翻译 1周8、答辩 1周2、参考文献1冯金光 王士政合编 发电厂电气部分 中国水利水电出版社 20082李光琦主编 电力系统暂态分析 中国电力出版社 20

5、023西北电力设计院 电力工程电气一次手册 水利电力出版社 19894陈跃主编 电气工程专业毕业设计指南 中国水利水电出版社 20015陈珩主编 电力系统稳态分析 中国电力出版社 19986许建安主编 中小型水电站电气设计手册 中国水利水电出版社 20027沈克昌主编 葛洲坝工程丛书电气 水利电力出版社 19938刘健主编 电力英语阅读与翻译 中国水利水电出版社 1999华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告 2009年3月9 日学生姓名王 彦学号200714002专业电气工程及其自动化题目名称H2水电厂电气一次部分设计课题来源模拟主要内容一、设计任务：1. 水电厂电气主接线选择2. 短路电流

6、计算及主要电气设备选择3. 发电机电压母线选择二、设计资料：1. 水力发电厂参数1) 水轮发电机组6台：单机容量135MW；出口电压：13.8kV；发电机次暂态电抗：0.215；额定功率因数：0.85。2) 机组年利用小时数：=4500小时。3) 厂用电率：1.5%。4) 发电机出口处保护动作时间取0.1秒。5) 环境温度：最高温度35，年平均气温15。2. 电力负荷送入110kV系统功率210MW,剩余功率全部送入220kV系统。3. 发电厂出线110kV出线6回，220kV出线2回。4. 电力系统情况110kV系统容量为无穷大，选基准容量100MVA归算到发电厂110kV母线短路容量为36

7、00MVA，220kV短路容量为2600MVA，发电厂与220kV变电站两回线连接，相距180km。采取的主要技术路线或方法一、设计遵循的原则：以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策、技术规定、标准为准绳，结合工程实际情况，在保证供电可靠、运行灵活、维护方便等基本要求下，力争节约投资，降低造价，并尽可能采用先进技术，坚持供电可靠、技术先进、安全使用、经济美观的原则。二、电气主接线设计要求： 可靠性、灵活性和经济性是电气主接线设计必须满足的三项基本要求。因此设计时应遵循以下几点要求：1根据电力系统和用户的要求，应保证供电的可靠性和电能质量。2接线应简单、清晰，运行灵活，操作方便。3维护及

8、检修方便。4经济上合理，运行费用低。5便于电站机组分期过度。综上所述，电气主接线的设计应考虑发电厂、变电站在电力系统中的地位和作用、分期和最终建设规模、负荷的大小和重要性、系统备用容量的大小、系统对应电气主接线提供的具体资料、环境条件等。三、主变压器的选择：主变压器的选择包括主变压器的容量、台数的确定和相数、绕组数等型式结构的选择。1变压器容量和台数的确定原则：主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应依据电力系统510年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。2 变压器相数的确

9、定电力变压器按相数可分为单相变压器和三相变压器两类，三相变压器与同容量的单相变压器组相比较，价格低、占地面积小，而且运行损耗减少1215。因此，在330kV及以下电力系统中，一般都选用三相变压器。3变压器绕组数的确定变压器按其绕组数可分为双绕组普通式、三绕组式、自耦式以及低压绕组分裂式等型式。当机组为125MW及以下容量的发电厂有两级升高电压时，一般优先考虑采用三绕组变压器。在大容量发电厂中，自耦变压器长被用于高压系统和中压系统之间的联络变压器，自耦变压器的中性点必须直接接地。在中小发电厂中，可用三绕组变压器作为125MW及以下发电机的升压变压器。当中压为中性点不直接接地电网时，只能选用普通三

10、绕组变压器。四、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510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，若其它种类短路较三相短路严重时，则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。一般情况下，三相短路电流产生的热效应的电动力较大，所以选择三相短路

11、电流进行计算。五、三相短路电流的计算步骤：1. 根据发电厂主接线图画出电气接线图；2. 确定所用的短路计算点；3. 计算各电气元件的标幺值，画出等值电路图；4. 对各计算点进行网络简化；5. 求出计算电抗，即而求出各短路计算点的三相短路电流；六、电气设备选择的原则：正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验其动稳定和热稳定。电气设备选择包括选型和确定技术参数。设备的选型和技术参数应能保证变电站的安全运行和供电可靠性，并留有适当的发展裕度，应尽量选用轻型设备和常用产品。在同一站内，应尽量减少设备和材料

12、的种类。七、参考文献：1冯金光 王士政编 发电厂电气部分 中国水利水电出版社 20082李光琦主编 电力系统暂态分析 中国电力出版社 20023西北电力设计院 电力工程电气一次手册 水利电力出版社 19894陈跃主编 电气工程专业毕业设计指南 中国水利水电出版社 20015陈珩主编 电力系统稳态分析 中国电力出版社 19986许建安主编 中小型水电站电气设计手册 中国水利水电出版社20027沈克昌主编 葛洲坝工程丛书电气 水利电力出版社 19938 刘健主编 电力英语阅读与翻译 中国水利水电出版社 1999预期的成果及形式一、预期成果1. 电气主接线方案设计合理，主接线方案论证与比较不少于两个

13、方案。2. 短路电流及电气设备选择计算方法正确。3. 主接线图形符号、线条及图签符合规范，接线正确，图面布局合理，参数标注正确，图形清晰美观。4. 论文格式应符合要求，结构严谨，逻辑性强，层次分明，文理通顺，无错别字，要求打印，统一用A4纸。5. 独立完成，严禁抄袭或请人代作。6. 按分配时间阶段完成相应任务。7. 专业相关文献翻译（原件及译文2000字以上）附：发电厂电气主接线图、220kV开关站平面布置图（要求计算机绘图A3 各一份和手工绘制1号图纸 发电厂电气主接线图）,主接线图形符号、线条及图签符合规范，接线正确，图面布局合理，参数标注正确，图形清晰美观。二、预期形式（装订次序）1毕业

14、设计（论文）任务书；2毕业设计（论文）开题报告；3目录；4毕业设计（论文）正文；5图纸发电厂电气主接线图(计算机绘图A3和手工绘图1号图纸 各一份)，220kV开关站平面图(计算机绘图A3一份)。 时间安排1、熟悉设计题目，阅读、学习相关资料及设计规程 2周2、电厂电气主接线设计 2周3、短路电流计算 2周4、电气设备选择 1周5、绘图 （AutoCAD及手工绘图） 2周6、整理说明书、计算书 1周7、外文文献翻译 1周8、答辩 1周共 计 12周指导教师意见签 名：年 月 日备注 华北水利水电学院毕业设计摘 要本设计为水电厂电气一次部分设计，它是将本专业所学知识进行一次综合运用的过程。从理论

15、上来说它涉及到电力系统课程的多方面内容。根据具体设计而言，其主要内容为:通过本设计原始资料来选择发电厂发电机、主变压器型号；根据电压等级、出线回数、负荷情况设计本电厂的电气主接线，选出两个比较满意的电气主接线方案，然后进行技术分析以及经济综合比较，确定一个较佳方案；根据主接线画出等值电路图，合理选择短路点，对等值电路图进行网络化简，按三相短路情况进行短路电流计算；依据正常工作状态选择所需的母线与电气设备，并在三相短路情况下，按短路状态对所选母线与电气设备进行校验。本设计所选电气设备包括：断路器、隔离开关、母线、电压互感器以及避雷器；然后对本发电厂进行合理的高压配电装置以及防雷保护设计。本设计的

16、重点研究问题是电气主接线图的选择、短路电流的计算以及各电气设备的选择与校验。关键词：水电厂；电气主接线；短路电流；电气设备 AbstractThis is the electrical once part design of a hydroelectric power plant. It is a process to put the knowledge we studied in our major into use comprehensively. Theoritically speaking it involves to various content of electrical pow

17、er system curriculum. According to the concrete design, its primary coverage is: choose the main transformer model and main generator model of the power plant, through this firsthand information of the design. According to the voltage class, the number of line that connect to the bus, the load situa

18、tion design this substation the electrical main wiring, selects two quite satisfied electrical main wiring plan, then carries on the technical analysis as well as the economical synthesis comparison, determines a better plan; Draw the equivalent circuit diagram according to the main wiring, chooses

19、the short-circuit dot reasonably, simplify the equivalent circuit diagram , carries on the short-circuit current calculation according to the three-phase short circuit situation; Choose the bus bar and electrical equipment needed according to the normal work condition, and verify them in three-phase

20、 short circuit situation.To chooses according to the short circuit condition. The electrical equipment selected in this design including: Circuit breakers, isolator, bus bar, voltage transformer, and lighting arrester; Then carrie on the reasonable high voltage power distribution equipment plan desi

21、gn as well as the lighting protecting. This designs key research question is the choice of the main electrical line, the calculation of the short-circuit current as well as various electrical equipments choice and the verification.Key words: Hydropower plant;Electrical main wiring; Short-circuit cur

22、rent; Electrical equipment前 言毕业设计是学生毕业前的最后一个理论与实践相结合的重要环节，是让学习的知识深化和提高的重要过程。是让学生运用所学的知识进行一次全面总结和综合训练，是素质与工程实践能力培养效果的全面检验。在指导老师的指导与帮助下，通过查阅文献、搜集资料、综合分析、计算比较等，较好地完成了本次设计学习。并在此过程中对以前学习的知识有了更深、更系统的了解, 进一步巩固与提高了对专业知识的理解和运用能力，为以后的学习与工作打下了良好的基础。在本次设计过程中，得到了各位指导老师的热忱指导与帮助，在即将离开校园之际，在此向各位指导老师说声：谢谢您！您辛苦了！III目

23、 录摘 要IAbstractII前 言III第一部分 设计说明书11 概述11.1 设计工作应遵循的主要原则12 水力发电厂电气主接线设计12.1 电气主接线方案设计12.1.1 电气主接线设计的基本要求12.1.2 水力发电厂电气主接线设计的特点22.1.4 各种接线形式的特点42.1.5 电气主接线方案的比较及确定72.2 发电机的选择92.3 变压器的选择93 短路电流的计算103.1 短路的类型103.2 短路计算的目的103.3 短路计算的步骤103.4 短路电流的计算结果104 导体与电气设备的选择114.1 电气设备选择的一般条件114.1.1 按正常工作条件选择电气设备124.

24、1.2 按短路状态校验设备124.2 具体电气设备的选择及结果134.2.1 断路器134.2.2 隔离开关144.2.3 母线154.2.4 电压互感器164.2.5 避雷器17第二部分 设计计算书191 短路电流的计算191.1 参数化简191.2 点短路201.3 点短路241.4 点短路271.5 点短路302 导体与电气设备的选择与校验332.1 断路器332.1.1 220kV侧断路器及母联断路器332.1.2 220kV侧出线断路器342.1.3 联络变压器220kV侧断路器352.1.4 110kV侧断路器及母联断路器352.1.5 110kV侧出线断路器362.1.6 联络变

25、压器110kV侧断路器372.2 隔离开关382.2.1 220kV侧发电机出口隔离开关382.2.2 220kV侧隔离开关及母联隔离开关392.2.3 220kV侧出线处隔离开关392.2.4 联络变压器220kV侧隔离开关402.2.5 110kV侧发电机出口隔离开关412.2.6 110kV侧隔离开关及母联隔离开关412.2.7 110kV侧出线处隔离开关422.2.8 联络变压器110kV侧隔离开关432.3 母线442.3.1 发电机出口引出母线442.3.2 110kV侧母线452.3.3 220kV侧母线472.4 电压互感器482.4.1 220kV侧电压互感器482.4.2

26、110kV侧电压互感器492.4.3 发电机出口处电压互感器49结束语50参考文献51附录一 外文原文52附录二 外文译文57附录三 发电厂电气主接线图附录四 220kV开关站平面图 华北水利水电学院毕业设计第一部分 设计说明书1 概述1.1 设计工作应遵循的主要原则（1）要遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家经济建设的方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高综合经济效益和促进技术进步的方针。（2）要运用系统工程的方法从全局出发，正确处理中央与地方、工业与农业、沿海与内地，城市与乡村、远期与近期、平时与战时、技改与新建、生产与生活、安全与经济等方面的关系。（3）要根据国家规范、标准与有关规定

27、，结合工程的不同性质、不同要求，从我国实际情况出发，采用中等适用的先进技术，合理地确定设计标准。对生产工艺、主要设备和主体工程要做到可靠、适用、先进；对非生产性的建设，应坚持适用、经济、在可能条件下注意美观的原则。（4）要实行资源的综合利用，要节约能源、水源，要保护环境，要注意专业化和协作，要节约用地，要合理使用劳动力，要立足于自力更生。2 水力发电厂电气主接线设计2.1 电气主接线方案设计2.1.1 电气主接线设计的基本要求现代电力系统是一个巨大的、严密的整体。各类发电厂、变电站分工完成整个电力系统的发电、变电和配电的任务。其主接线的好坏不仅影响到发电厂、变电站和电力系统本身，同时也影响到工

28、农业生产和人民日常生活。因此，电气主接线必须满足以下三项基本要求。（1） 可靠性要求电气主接线不仅要保证在正常运行时，还考虑到检修和事故时，都不能导致一类负荷停电，一般负荷要尽量减少停电时间。为此，应考虑设备的备用，并有适当的裕度。（2） 灵活性要求主接线正常运行时可以根据调度的要求灵活的改变运行方式，达到调度的目的，而且在各种事故或设备检修时，能尽快地退出设备。切除故障停电时间最短、影响范围最小，并且在检修时可以保证检修人员的安全。由于我国工农业的高速发展，电力负荷增加很快。因此，在选择主接线时还要考虑到具有扩建的可能性。（3） 经济性要求主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投

29、资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。此外，主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。2.1.2 水力发电厂电气主接线设计的特点水力发电厂电气主接线设计的特点如下：（1）水力发电厂建在有水能资源处，一般离负荷中心很远，当地负荷很小甚至没有，电能绝大部分要以较高电压输送到远方。因此，主接线中可不设发电机电压母线，多采用发电机变压器单元接线或扩大单元接线。单元接线能减少配电装置占地面积，也便于水电厂自动化

30、调节。（2）水力发电厂的电气主接线应力求简单，主变压器台数和高压断路器数量应尽量减少，高压配电装置应布置紧凑、占地少，以减少在狭窄山谷中的土石方开挖量和回填量。（3）水力发电厂的装机台数和容量大都一次确定，高压配电装置也一次建成，不考虑扩建问题。（4）水利发电机组启动快，启停时额外耗能少，常在系统中担任调频、调峰及调相任务，因此机组开停频繁，运行方式变化大，主接线应具有较好的灵活性。（5）运行方式控制比较简单，较易实现自动化，为此，电气主接线应尽力避免以隔离开关为操作电器。2.1.3 电气主接线方案的拟订电气主接线方案的拟订：（1） 220kV母线220kV侧出线为两回，电压等级高，故可以采用

31、的方案有双母线接线以及双母线带旁路母线接线。（2） 110kV母线110kV侧出线为六回，由于年利用小时数较高，故可以采用的方案有单母线分段带旁路母线接线以及双母线带旁路母线接线。通过以上分析、筛选、组合，可保留两种可能接线方案。方案一：110kV侧采用单母线分段带旁路母线接线；220kV侧采用双母线带旁路母线接线。方案二：110kV侧采用双母线带旁路母线接线；220kV侧采用双母线接线。各方案主接线图如下所示：方案一：图2.1 方案一方案二：图2.2 方案二2.1.4 各种接线形式的特点2.1.4.1 单母线分段带旁路母线接线图2.3 单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线的优缺点

32、:优点：（1）接线简单清晰，操作方便，经济合理。可靠性相对于单母线有一定程度的提高，因此在中、小型发电厂和变电所中仍被广泛应用。（2）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出二个回路，有两个电源供电。 （3）当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。适用范围：（1）610kV屋内配电装置一般情况下不装设旁路母线。因为其容量不大，供电距离短，易于从其它电源点获得备用电

33、源，还可以采用易于更换的手车式断路器。只有架空出线很多且用户不允许停电检修断路器时才考虑采用单母分段加旁路母线的接线。（2）35kV配电装置一般不设置旁路母线，因为重要用户多为双回路供电，允许停电检修断路器。如果线路断路器不允许停电检修，在采用单母线分段接线时可考虑增设旁路母线，但多用分段断路器兼作旁路断路器。（3）110220kV如果采用单母分段，一般应设旁路母线且以专用旁路断路器为宜。（4）凡采用许多年内都不需检修的SF6断路器者，可不装设旁路母线。旁路母线的作用:断路器经过长期运行或者开断一定次数的短路电流之后,其机械性能和灭弧性能都会下降,必需进行检修以恢复其性能。一般情况下,该回路必

34、需停电才能检修。设置旁路母线的目的就是可以不停电的检修任一台出线断路器。特别指出:旁路母线不能代替母线工作。2.1.4.2 双母线接线双母线接线的运行状况和特点：（1）正常运行时，工作母线带电，备用母线不带电，所有电源和出线回路都连接到工作母线上（工作母线隔离开关在合上位置，备用母线隔离开关在断开位置），母联断路器亦断开，这是一种运行方式。此时相当于单母线运行。工作母线发生故障将导致全部回路停电，但可在短时间内将所有电源和负荷转移到备用母线上，迅速恢复供电。（2）正常运行时，为提高供电可靠性，也常采用另一种运行方式，即工作母线和备用母线个点一部分电源和负荷，母联断路器合上，这种运行方式相当于单

35、母分段运行。若一组母线故障，担任分段的母联断路器跳开，接于另一组母线回路不受影响。同时，接于故障母线的回路经过短时停电后也能迅速转移到完好母线上恢复供电。（3）检修任一组母线不必停止对用户供电。如欲检修工作母线，可经“倒闸操作”将全部电源和线路在不停电的前提下转移到备用母线上继续供电。图2.4 双母线接线双母接线的优缺点:（1）优点：停电的机会减少了，必需的停电时间缩短了，运行的可靠性和灵活性有了显著的提高。另外，双母线在扩建时也比较方便，施工时可不必停电。（2）缺点：使用设备较多，投资较大，配电装置较为复杂。同时，在运行中需将隔离开关作为操作电器。如未严格按规定顺序操作，会造成严重事故。适用

36、范围：（1）610kV配电装置，当短路电流较大，出线需带电抗器时；（2）3560kV配电装置当出线回路超过8回时，或连接的电源较多、负荷较大时； （3）110220kV配电装置出线回路为5回及以上时，或者出线回路为4回但在系统中地位重要时。2.1.4.3 双母线带旁路母线接线图2.5 双母线带旁路母线接线在双母线接线的基础上，增设旁路母线。其特点是具有双母线接线的优点，当线路（主变压器）断路器检修时，仍有继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器。2.1.4.4

37、 单元接线 单元接线就是将发电机与变压器或者发电机变压器线路都直接串联起来，中间没有横向联络母线的接线。这种接线大大减少了电器的数量，简化了配电装置的结构，降低了工程投资。同时也减少了故障的可能性，降低了短路电流值。当某一元件故障或检修时，该单元全停。单元接线的优缺点：(1)主变压器与发电机容量相同;故障影响范围小,可靠性高;(2)接线简单、清晰、运行灵活;(3)发电机电压设备较少,布置简单,维护工作量小;(4)继电保护简单;(5)主变压器与高压电气设备增多,高压设备布置场地增加,整个电气接线投资大；2.1.5 电气主接线方案的比较及确定 由以上可进行如下方案比较：表 2.1 主接线方案技术经

38、济比较 方案 电压等级方案一方案二220kV双母线带旁路母线接线双母线接线技术性不仅具有双母线的优点，而且设置旁路母线就是可以不停电的检修任一台出线断路器。但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化，投资费用较大，一般为了节省断路器及设备间隔，当出线达到5个回路以上时，才增设专用的旁路断路器。可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障后能迅速恢复供电；检修任一进出线的母线隔离开关时，只需断开该回路及与此隔离开关相连的一组母线，所有其它回路均可不停电地转移到另一组母线上继续运行。另外，双母接线在扩建时也比较方便，施工时可不必停电。经济性所用设备增多，增加了投

39、资和占地面积，对于只有两回出线的220kV侧来说，不宜采用。双母线接线比双母线带旁路母线接线节省了一台断路器、一条母线和数台隔离开关，故大大节省了投资。110kV单母线分段带旁路母线双母线带旁路母线接线技术性不设专用的旁路母线，而由分段断路器兼任。正常运行时，旁母处于无电状态，运行于单目分段状态。当欲检修某出线断路器时，分段断路器要退出分段功能，临时担任旁路断路器工作，可靠性和灵活性不太高。运行方便灵活，但投资较大。当线路（主变压器）断路器检修时，仍可以继续供电，但旁路的倒换操作比较复杂，增加了误操作的机会，也使保护及自动化系统复杂化。但是110kV出线较多，且在系统中所占地位较重，故可靠性、

40、灵活性要求高。经济性单母线分段带旁路母线接线比双母线带旁路母线接线投资较少。综上所述，通过技术性和经济性对每个电压等级电气主接线方案的比较，方案二的可靠性、灵活性比方案一要高，而经济性上相差不多，故综合分析，选用方案二为最终设计方案，即220kV采用双母线接线和110kV采用双母带旁路母线形式。 2.2 发电机的选择 由设计任务书可得已知数据：发电机额定有功功率, 选择水轮发电机组如下，附上水轮发电机的技术参数。表 2.2 水轮发电机的技术参数发电机型号额定容量（MW）额定电压（kV）额定功率因数（cos）次暂态电抗SF13536/920013513.80.850.2152.3 变压器的选择单

41、元接线的主变压器选择采用发电机双绕组变压器单元接线时，变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。综上所述，本设计可选用3台SFP9180000/110 和3台SFP10180000/220 双绕组变压器。技术参数如下表所示： 表 2.3 单元接线的主变压器型号参数安装地点变压器型号额定容量（kVA）额定电压（kV）联结组标号阻抗电压（%）高压低压110kV侧SFP9-180000/11018000012113.8YN,d1110.5220kV侧SFP10-180000/22018000024213.8YN,d1113联络变压器一般选用三绕组变压器,其第三绕组可

42、接发电厂厂用启动/备用变压器；并可接大功率无功设备。联络变压器的台数一般只装设一台，最多不超过两台。这是考虑到布置和引线的方便。联络变压器容量应能满足两种电压网络在各种不同运行方式下有功功率和无功功率交换。本设计中110kV和220kV系统用三绕组自耦变压器相连。技术参数如下表所示：表 2.4 联络变压器型号参数名称三相自耦变压器额定电 压（kV）阻抗电压（%）变压器型号OSFPSZ9-120000/220高压中压低压高-中高-低中-低容量比100/100/10022081.5%12110.59.530.5203 短路电流的计算3.1 短路的类型短路故障分为对称短路和不对称短路。三相短路是对称

43、短路，造成的危害最为严重，但发生的机会较少。其它的短路都是不对称短路，其中单相短路发生的机会最多，约占短路总数中的70以上。所以在做短路计算时，选择最严重的一种，三相短路计算。3.2 短路计算的目的为了保证电力系统安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。3.3 短路计算的步骤一般三相短路电流产生的热效应和电动力最大，所以只对三相短路短路电流进行计算。计算步骤如下：（1） 画出以标幺值电抗表示的等值电

44、路图；（2） 网络化简(消去中间节点),得到各电源对短路点的转移阻抗；（3） 求各电源到短路点的计算电抗；（4） 查运算曲线,得到各电源送至短路点电流的标幺值；（5） 求各电源送至短路点电流的有名值之和,即为短路点的短路电流。3.4 短路电流的计算结果系统的等值电路图如下： 图3.1 系统的等值电路图短路电流计算结果(：表 3.1 短路电流计算结果短路点短路位置短路电流（kA）冲击电流（kA）基准电压(kV)110kV侧发电机出口88.87576.63575.718231.17513.8110kV母线处28.33827.71627.7772.533115220kV侧发电机出口77.84181.

45、19885.736201.02913.8220 kV母线处10.4519.5399.61926.9782304 导体与电气设备的选择4.1 电气设备选择的一般条件4.1.1 按正常工作条件选择电气设备（1） 额定电压 在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于装置地点电网额定电压的条件选择，即 （2） 额定电流 电气设备的额定电流是指在额定环境温度下，电气设备的长期允许电流。应不小于该回路在各种合理运行方式下的最大持续工作电流，即 （3） 环境条件对设备选择的影响 温度和湿度 一般高压电气设备可在温度为20，相对湿度为90的环境下长期正常运行。当环境的相对湿度超过标准时，应选用型号后

46、带有“TH”字样的湿热带型产品。 污染情况 安装在污染严重，有腐蚀性物质烟气粉尘等恶劣环境中的电气设备，应选用防污型产品或设备布置在室内。 海拔高度 一般电气设备的使用条件为不超过1000m。当用在高原地区时，由于气压较低，设备的外绝缘水平将相应降低。因此，设备应选用高原型产品或用外绝缘提高一级的产品。现行电压等级为110kV及以下的设备，其外绝缘都有一定的裕度，实际上均可使用在海拔不超过2000m的地区。 安装地点 配电装置为室内布置时，设备应选户内式；配电装置为室外布置时，设备应选户外式。此外，还应考虑地形、地质条件以及地震影响等。4.1.2 按短路状态校验设备（1） 短路热稳定校验 通常

47、制造厂直接给出设备的热稳定电流（有效值）及允许持续时间t。热稳定条件为 式中设备允许承受的热效应，; 所在回路的短路电流热效应，。（2） 短路动稳定校验 制造厂一般直接给出设备的动稳定峰值电流，动稳定条件为式中所在回路的冲击短路电流，kA；设备允许的动稳定电流（峰值），kA。4.2 具体电气设备的选择及结果 本设计要求选择的设备有断路器、隔离开关、互感器、避雷器以及母线等。根据电气设备选择的一般原则，按照正常运行情况选择设备，按短路情况校验设备。同时兼顾今后的发展，选用性价比高，运行经验丰富，技术成熟的设备，尽量减少选用设备的类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等工作。4.2.1 断路器（

48、1） 额定电压和电流选择 ，式中、分别为电气设备和安装处电网的额定电压，kV 、分别为电气设备的额定电流和所在回路的最大长期工作电流，A（2） 校验开断电流 式中断路器的额定开断电流，kA 断路器实际开断瞬间的短路全电流有效值，kA 当断路器的较系统短路电流大很多时，简化计算时可用进行选择，为短路电流值。（3） 校验动稳定和热稳定 ， 短路电流产生的热效应； 、t电气设备允许通过的热稳定电流和时间。 短路冲击电流幅值； 电气设备允许通过的动稳定电流峰值。设备选择如下所示：表 4.1 220kV侧断路器型号参数型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）动稳定电流（kA）3s热稳定电流

49、（kA）固有分闸时间（s）LW-220/1600220160040100400.04表 4.2 110kV侧断路器型号参数型号额定电压（kV）额定电流（A）额定开断电流（kA）动稳定电流（kA）4s热稳定电流（kA）固有分闸时间（s）LW14-11011020004010031.50.0354.2.2 隔离开关 隔离开关与断路器相比，额定电压、额定电流的选择及短路短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用接通和切断短路电流，故无需进行开断电流的校验。 表 4.3 发电机出口处隔离开关型号参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流（kA）5s热稳定电流（kA）20800025080表 4.4 110kV侧隔离开关型号参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流（kA）4s热稳定电流（kA）110160010031.5表4.5 220kV侧隔离开关型号参数型号额定电压（kV）额定电流（A）动稳定电流（kA）