电气及其自动化毕业设计

{管理信息化OA自动化}电气及其自动化毕业设计目录前言1第一章电气主接线设计21.1设计原则21.2各方案比较3第二章厂用电设计82.1厂用电设计原则8第三章短路电流计算93.1对称短路电流计算93.2非对称短路电流计算19第四章电器主设备选择304.1对方案I的各主设备选择304.2对方案Ⅱ的各主设备选择44第五章发电机继电保护原理设计及保护原理465.1初步分析465.2对F1的保护整定计算475.3对F5的保护整定计算：50第六章计算机监控系统方案论证选择546.1系统功能546.2监控对象566.3系统结构56前言只有30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的优势。因此，关于电力系统水电站设计方面的论文研究就显得格外重要。本毕业设计（论文）课题来源于青海省直岗拉卡水电站。AutoCAD属于典型的针对某工程进行最优设计的工程设计类论文。通过本论文的研究，可以使直岗拉卡水电站安全可靠的在系统中运行，保证其持续可靠的供电。也能提高自己使用AutoCAD,word等软件的能力，培养出自己工程设计的观念，是对大学四年所学理论知识与实践的融合。第一章电气主接线设计1.1设计原则电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分要求。在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：①保证必要的供电可靠性和电能质量靠性。②具有经济性量使设备投资费用和运行费用为最少。③迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。④具有发展和扩建的可能性根据以上几点，对直岗拉卡水电站的主接线拟定以下几种方案。1.2各方案比较方案Ⅰ110kv侧采用所增加。图1-1电气主接线方案Ⅰ方案Ⅱ本方案采用了两个扩大单元接线和一个单元接线与110kv侧直接相连。110kv侧为单母分段带专用旁路断路器的旁路母线接线便，且减少了主变压器高压侧出现，简化了高压侧接线和布置，设备增多，高压设备布置场地增加，整个电气接线投资也增大。其110kv侧的单母分段带专用旁路断路器的母线接线方式中,由于增加了分段其全厂停电的可能性为0都不会引起停电，其供电可靠性较高图1-2电气主接线方案Ⅱ方案Ⅲ110kv侧采用小型水电站来说不是很适用。图1-3电气主接线方案Ⅲ方案Ⅳ110kv侧停电，严重影响了持续供电。图1-4电气主接线方案Ⅳ方案Ⅴ本方案采用了一个发电机单母接线和两个单元接线，1110kv侧检修时，三台发电机都要停电，可靠性及灵活性较差。图1-5电气主接线方案Ⅴ资低较多则从经济性的角度出发应选择方案Ⅱ。第二章厂用电设计2.1厂用电设计原则些要求：①接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、换操作简便，使启动（备用）电源能迅速投入。②③充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别主要对公用厂用负荷的影响。要方便过渡，尽少改变接线和更换设备。分为6kV和380kV附录Ⅰ：第三章短路电流计算3.1对称短路电流计算发电机，变压器及系统的主要参数如下：发电机参数：45MW，cos10.5kV变压器参数：3台，1T:50MVA,2T:,100MV系统参数：110kV出线四回，正序阻抗（标么值）：0.91716，零序阻抗（标么值）1.1235，三相短路容量：2543MVA，单相短路容量：2529.9MVA。对方案Ⅰ的系统正序阻抗网络等值图为[1]：图3-1正序阻抗网络等值图取基准值：，时，,，＝＝5.020kA,45MW功率因素为0.95的机组容量为;发电机:======0.23变压器:==系统阻抗：对点进行短路计算[2]：网络简化如下：图3-2网络简化图继续简化上图：图3-3网络简化图再化简得：图3-4网络简化图三相短路电流周期分量计算：系统A侧：B侧（）的计算电抗为由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：10.5kV侧额定电流为：因此：C侧（）的计算电抗为：由计算电抗查短路电流运算曲线得：其10.5kV侧的额定电流为：因此：所以，点的三相短路电流为：点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算:(1).系统A侧和三电源B侧的值采用远离发电机地点发生短路时的数值，则＝1.80，＝0.97＝=1.80(16.036+5.876)=55.779KA＝(16.036+5.876)(2)C侧二电源的＝1.900.93＝＝1.9026.498＝71.200KA26.498(3)总的冲击电流及全电流为：＝55.779＋71.200＝126.979KA=33.3666+35.608=68.974KA点短路电流热效应计算：＝其中t取4S==6491.953k点短路电流计算.网络简化如下，并结合其正序阻抗图得，图3-5点正序阻抗网络图＝三相短路电流周期分量计算：系统A侧：B侧（）的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：其110kV侧得额定电流为：因此：C侧（）的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：其110kV侧得额定电流为：因此：所以，点的三相短路电流为：点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算：因为点在发电厂高压侧母线上，所以＝1.80，＝0.97===7.426短路电流热效应计算：＝其中t取4s==202.001k对点短路电流计算：网络简化如下图，并结合其正序阻抗图，得：图3-6正序阻抗网络等值图＝继续简化得：图3-7网络简化图三相短路电流周期分量计算：系统A侧：B侧（）的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：10.5kV侧的额定电流为：因此：C侧的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：10.5kV侧的额定电流为：因此：所以，点的三相短路电流为：点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算：A侧和B侧采用远离发电厂地点，故＝1.80，＝0.97＝＝C侧采用发电机机端，故＝1.90，＝0.93＝＝所以，总的和为：＝39.194＋33.682＝72.876kA=23.445+20.774=44.219Ka短路电流热效应计算：＝其中t取4s==2442.920k三相短路电流计算成果汇总见附录Ⅱ：3.2非对称短路电流计算该系统的负序阻抗与正序阻抗图相比只是发电机出口端的负序阻抗是正序阻抗的1.45倍，故负序阻抗如下[3]：图3-8负序阻抗网络图该系统的零序阻抗为，由原始资料可知线路的零序阻抗为1.1235，故其零序阻抗图为：图3-9零序阻抗网络图（一）正序网络的变换[4]短路点等效后的正序阻抗图为：图3-10点正序阻抗网络图短路点等效后的正序阻抗图为：图3-11点正序简化图短路点等效后的正序阻抗图为;图3-12点正序简化图(二).负序网络的变换短路点等效后的负序阻抗图为：图3-13点负序阻抗等值图再简化得,图3-14点负序简化图短路点等效后的负序阻抗图为：图3-15点负序简化图短路点等效后的负序阻抗图为：图3-16点负序简化图再化简得：图3-17点负序简化图（三）零序网络的变换：短路点等效后的零序阻抗图为：图3-18点零序简化图再化简为：图3-19点零序简化图短路点等效后的零序阻抗图为：图3-20点零序简化图短路点等效后的零序阻抗图为：图3-21点零序简化图再化简得：图3-21点零序简化图不对称短路电流计算（一）点短路正序综合阻抗负序综合阻抗零序综合阻抗1.单相短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值单相短路电流2.单相短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值两相短路电流3.两相接地短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值两相接地短路电流(二)点短路正序综合阻抗负序综合阻抗零序综合阻抗1.单相短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值单相短路电流2.单相短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值两相短路电流3.两相接地短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值两相接地短路电流(三)点短路正序综合阻抗负序综合阻抗零序综合阻抗1.单相短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值单相短路电流2.单相短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值两相短路电流3.两相接地短路电流正序电流的标么值正序电流的有名值两相接地短路电流不对称短路计算结果如下：表3.1不对成短路电流计算结果短路点单相短路电流两相短路电流两相接地短路(kA)(kA)电流(kA)34.8067.92321.11436.0015.82521.33439.9627.85423.947算结果与方案Ⅰ也相同。第四章电器主设备选择4.1对方案I的各主设备选择其接线方式如下图：图4-1方案Ⅰ主接线图断路器和隔离开关的选择[5]对D1～D4断路器和G1～G4隔离开关的选择A.对10.5kVD1～D4断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即（3）按开断电流选择若在D1～D4上侧短路时流过D1～D4的短路电流为F1流过的短路电流，即为26.498/2＝13.249kA，而在D1～D4下侧短路时流过D1～D4的短路电流为系统和F2～F5的短路电流之和，即16.036＋5.876＋13.249＝35.161kA，故应按D1～D4下侧短路时来选择设备，其短路电流为35.161kA。断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即（4）按动稳定电流选择电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即（5）按热稳定度校验代入上式，得则B.对10.5kVG1～G4隔离开关的选择（1）按额定电压选择：（2）按额定电流校验：（3）按动稳定度校验：（4）按热稳定度校验：选择D1～D4为型断路器选择G1～G4为型隔离开关表4.1所选各设备技术数据与计算数据设备参数计算数据10101030003000273543．3——35.1613938.1413016094.58由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足对D5，D6断路器和G6～G9隔离开关选择A．对110kVD5，D6断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即（3）按开断电流选择若在D5D6上侧短路时流过D5D6的短路电流为F1和F2流过的短路电流为1.445kAD5D6下侧短路时流过D5D6的短路电流为系统和F3～F5的短路电流之和，即3.832＋2.149＝5.981kA，故应按D5，D6下侧短路时来选择设备，其短路电流为5.981kA。断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即（4）按动稳定电流选择电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即（5）按热稳定度校验代入上式，得则B.对110kVG6～G9隔离开关的选择（1）按额定电压选择：（2）按额定电流选择：（3）按动稳定选择：（4）按热稳定度校验：选择D5，D6为SW6－110型断路器选择G6～G9为GW4－110D型隔离开关表4.2所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW6－110GW4－110D计算数据1101101101200120052231．5——5．981132．425808015．225由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足对10.5kVG5断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即（3）按动稳定电流选择若在G5上侧短路时流过G5的短路电流为F5流过的短路电流为12.535kA，而在G5下侧短路时流过G5的短路电流为系统和F1～F4的短路电流之和，即9.125＋6.376＝15.501kA，15.501>12.535G515.501kA。电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即（4）按热稳定度校验：其中代入上式得则表4.3所选各设备技术数据与计算数据设备参数GN2－10计算数据1010300027351011．50010041．649由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数符合要求对D7断路器和G10,G11隔离开关选择.A．对110kV侧D7断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即IN≥Imax＝＝kA（3）按开断电流选择若在D7上侧短路时流过D7的短路电流为F5为2.149－1.445＝0.704kA，而在D7下侧短路时流过D7的短路电流为系统和F1～F4的短路电流之和，即3.832＋21.445＝6.722kA，故应按D7下侧短路时来选择设备，其短路电流为6.7221kA。断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即≥Id’’＝6.722kA（4）按动稳定电流校验：电器允许通过动稳定电流ies不小于短路冲击电流ish即ies≥ish=×6.722＝17.111kA（5）按热稳定校验：Qk=其中＝6.722kA,=3.832+21.301=6.434kA=3.832+21.335=6.502kA带入上式得，Qk＝167.1kA2.s,则Qt≥Qk=167.1kA2.sB对110kV侧G10，G11隔离开关的选择：1、按额定电压选择：UN≥110kV.2、按额定电流选择：IN≥0.261A；3、按动稳定校验：ies≥ish=17.11kA4、按照热稳定校验Qt≥Qk＝167.1kA2.s,选择D7为SW6-110型断路器选择G10G11为GW4－110D型隔离开关表4.4所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW6-110GW4－计算数据110DUN（kV）110110UN（kV）110IN（A）12001000Imax（A）261INbr(kA)31.5--Id’’(kA)6.722It2×t31.524=39692524＝Qk(kA2.s)167.12500ies(kA)8080ish(kA)17.11由上表可知所选断路器隔离开关符合技术参数要求对于D8～D11断路器，和G12～G23隔离开关的选择A对110kV侧D8～D11断路器选择：（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即UN≥110kV；（2）按额定电流选择：断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即IN≥Imax＝＝0.326kA（3）按开断电流选择：若在D8～D11下侧短路电流时流过D8～D11的短路电流为系统侧短路电流即为3.832kA,而在D8～D11上侧短路时流过D8～D11短路电流为5台发电机短路电流之和，即为1.445＋2.149＝3.549kA，3.832>3.594，所以按照D8～D11下侧短路的短路电流来选择设备，其短路电流为3.832kA断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期分量。即断路器额定开断电流INbr≥Id’’＝3.832kA（4）按动稳定电流校验：电器允许通过动稳定电流ies不小于短路冲击电流ish即ies≥ish=×3.832＝9.756kA（5）按热稳定校验：Qk=其中＝==3.832kA带入上式得Qk=58.739kA2.s则Qt≥Qk=58.739kA2.sB.对G12～G23隔离开关的选择：1、按额定电压选择：UN≥110kV；2、按额定电流选择：IN≥Imax＝0.326kA3、按动稳定电流校验ies≥ish=9.756kA4、按热稳定校验：Qt≥Qk=58.739kA2.s选择D8～D11为SW4-110型断路器选择G12～G23为GW4－110型隔离开关表4.5所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW4-110GW4－计算数据110UN（kV）110110UN（kV）110IN（A）1000630Imax（A）326INbr(kA)18.4--Id’’(kA)3.832It2×t31.524=39692024＝Qk(kA2.s)58.7391600ies(kA)5550ish(kA)9.756对D12断路器和G24,G25隔离开关选择.A.对母联断路器D12的选择：（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即UN≥110kV；（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即IN≥Imax＝＝kA（3）按开断电流选择：若在D12上，下侧短路时，其短路电流都是7.426kA，断路器的开断电流INbr不应小于断路器开断开断瞬时的短路电流周期分量。即断路器额定开断电流INbr≥Id’’＝7.426kA（4）按动稳定电流校验：电器允许通过动稳定电流ies不小于短路冲击电流ish即ies≥ish=×7.426＝18.9kA（5）按热稳定校验：Qk=其中＝7.426kA=7.069kA=7.152kA带入上式得Qk=202.001kA2.s则Qt≥Qk=202.001kA2.sB.对母联隔离开关G24～G25的选择：1、按额定电压选择：UN≥110kV；2、按额定电流选择：IN≥Imax＝261kA3、按动稳定电流校验ies≥ish=18.9kA4、按热稳定校验：Qt≥Qk=202.001kA2.s选择D12为SW6-110型断路器选择G24～G25为GW4－110D型隔离开关表4.6所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW6-110GW4－计算数据110DUN（kV）110110UN（kV）110IN（A）12001000Imax（A）261INbr(kA)31.5--Id’’(kA)7.426It2×t31.524=39692524＝Qk(kA2.s)200.0012500ies(kA)8080ish(kA)18.9对方案Ⅰ所选断路器，隔离开关汇总如下：表4.7方案Ⅰ所选各断路器隔离开关技术数据断路器断路器型号隔离开关隔离开关型号SW6－110GW4－110DSW4－110GW4－110SW6－110GW4－110DGN2－10电流互感器的选择[6]（1）110kV侧电流互感器的选择①型号的选择选择LVQB-110型S气体绝缘电流互感器，其参数如下：表4.8所选电流互感器技术数据电流互感器额定电压额定电流短时热稳耐受冲击kA）电流LVQB-110110150050115②按额定电流选择根据该水电站主变压器容量为250＋100＝200MVA，其额定电压为110kV110kV一次额定电流为1500A③按动稳定校验LVQB-110型电流互感器的动稳定电流为＝115kA,大于该水电站110kV侧短路时的冲击电流,满足动稳定要求。④按热稳定校验LVQB-110型电流互感器热稳定电流为＝50kA，大于该水电站110kV,侧短路时的稳定电流7.152kA，满足热稳定要求。（2）10.5kV发电机出口处电流互感器的选择①型号的选择选择LZZBJ9-122s型电流互感器，其参数如下：表4.9所选电流互感器技术数据电流互感器额定电压额定电流短时热稳耐受冲定电流击电流（kA）LZZBJ9-122s10.5315080160②按额定电流选择根据发电机的容量47.368MVA,其额定电压为10.5kV，则发电机出口处的工作电流为，所选电流互感器一次额定电流为3150A，满足该水电站一次负荷电流变化的要求。③按动稳定校验LZZBJ9-122s型电流互感器的动稳定电流为＝160kA,大于该水电站发电机出口处的冲击电流，满足动稳定要求。④按热稳定校验LZZBJ9-122s型电流互感器热稳定电流为＝80kA发电机出口处的热稳定电流39.912kA电压互感器的选择①型号的选择110kV侧选择WVB110-20(H)型电压互感器10.5kV侧选择JDZX10-12BG型电压互感器其各参数如下：表4.10所选电压互感器技术数据电压等级选择型号额定电压额定绝缘水平110kVWVB110-20(H)一次/二次选择最高电压126kV选择绝缘耐压185kV额定雷电冲击电压450k10.5kVJDZX10-12BG选择最高电压12kV选择绝缘耐压185kV额定雷电冲击电压450k避雷器的选择[7]110kV侧避雷器的选择(1)避雷器型号的选择：选择Y10W5-110/260型无间隙氧化锌避雷器。其参数为：表4.11所选避雷器技术数据型号系统额避雷器避雷器雷电冲陡波冲定电压额定电持续运击电流击电流（kV）kV）行电压下残压下残压（kV）（峰值）（峰值）不大于不大于（kV）（Kv）Y10W5-110/26011010073260291(2)按额定电压选择：110kV系统最高电压为126kV0.75＝0.75,所选避雷器额定电压为110kV大于94.5kv(3)按持续运行电压选择：110kV系统相电压为126/,所选避雷器持续运行电压有效值为73kV，大于72.75kV，故满足持续运行电压要求。(4)按雷电冲击残压选择：110kV变压器额定电流冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）450kV,所选避雷器雷电冲击电流下残压（峰值）不大于260kV，该值小于321kV,故满足雷电冲击残压的要求。(5)按陡波冲击电流选择：110kV变压器的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为550kV，其陡波大于291kV,该值小于393kV,故满足陡波冲击电流下的残压要求10.5kV侧避雷器的选择(1)避雷器型号的选择：选择Y5WS5-17/50L型避雷器。其参数为：表4.12所选避雷器技术数据型号系统额避雷器避雷器雷电冲陡波冲定电压额定电持续运击电流击电流（kV）kV）行电压下残压下残压（kV）（峰值）（峰值）不大于不大于（kV）（Kv）Y5WS5-17/50L10178.65051.8(2)按额定电压选择：10kV系统最高电压为11.5kV0.75＝0.75,所选避雷器额定电压为17kV大于8.6kv，满足额定电压要求。(3)按持续运行电压选择：10kV系统相电压为11.5/,所选避雷器持续运行电压有效值为8.6kV，大于6.64kV，故满足持续运行电压要求。(4)按雷电冲击残压选择：10kV75kV，避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为：,所选发电机雷电冲击电流下残压（峰值）不大于51.8kV，该值小于53.57kV,故满足雷电冲击残压的要求。(5)按陡波冲击电流选择：10kV发电机的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为75kV，其陡波冲于51.8kV,该值小于53.57kV,故满足陡波冲击电流下的残压要求。绝缘子的选择：10.5kV侧发电机出口端绝缘子选择ZD-10F型110kV侧母线和线路侧选择ZS2-110/1500型母线选择[8]：110kV主母线的选择.①母线类型的选择：110kV主母线选择LF－21Y－80/72型铝锰合金管母线。②按母线长期工作电流选择110kV主母线的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为1900A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为19000.81＝15.39A，大于110kV主母线的长期工作电流1305A，故满足母线长期工作电流要求。③按热稳定校验要求选最小截面：110kV侧三相短路周期分量稳态值为7.152kAC=87，时间＝0.2s，则代入公式得：＝＝36.8mm而所选母线的截面S＝954mm，大于热稳定最小截面，故所选母线满足热稳定的要求。④按电晕电压校验：因为晴天不可出现可见电晕要求管型母线最小截面为30mm,选择管型母线的型号为80，满足电晕校验要求。110kV进线选择①线类型的选择：110kV主变压器出线选择LGJ－400/50钢芯铝绞线②按母线长期工作电流选择较大容量变压器出口处的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为898A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为8980.81＝727A，大于551A.故满足母线长期工作电流要求。③按热稳定校验要求选最小截面：由＝36.8mmS=51.82mm面，故所选母线满足热稳定的要求。④按电晕电压校验：因为有电晕电压校验的110kV软导体型号为LGJ－7010.5kV发电机出口处的母线选择：①母线类型的选择：10.5kV发电机出口处的母线选择LF－21Y－130/116型铝锰合金管型母线。②按母线长期工作电流选择发电机出口处的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为3511A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为35110.81＝2844A2735A.故满足母线长期工作电流要求。③按热稳定校验要求选最小截面：由＝=1441mmS=2705mm面，故所选母线满足热稳定的要求④按电晕电压校验：因为晴天不可出现可见电晕要求管型母线最小截面为30mm,选择管型母线的型号为130，满足电晕校验要求。4.2对方案Ⅱ的各主设备选择其接线图如下：图4-2方案Ⅱ主接线图分析：因为方案Ⅰ和方案Ⅱ除主接线外其余部分接线形式相同，方案Ⅰ的校验相同，故其对应的型号也相同。对断路器和隔离开关的选择。左侧短路时的短路电流为3.832＋2.149＝5.981kA的短路电流为3.832＋1.445＝5.277kA流大于右侧短路时的短路电流，故应按左侧短路时来选择设备。以也适用于也适用于.综合上述分析，方案Ⅱ所选断路器和隔离开关型号如下：表4.13方案Ⅱ各断路器隔离开关技术数据断路器断路器型号隔离开关隔离开关型号SW6－110GW4－110DSW4－110GW4－110SW6－110GW4－110DSW6－110GW4－110DGN2－10技术经济比较隔离开关台数相同，但方案Ⅱ比方案Ⅰ多一台SW6－110型断路器，所以方案Ⅱ比方案Ⅰ投资较大，且由于方案Ⅰ是双母接线，Ⅰ比方案Ⅱ即经济又可靠，故选择方案Ⅰ为最终主接线方案。第五章发电机继电保护原理设计及保护原理5.1初步分析发电机的安全运行对电力系统和本水电厂供电系统的稳定运行电保护装置[9]。1定子绕组相间短路；2定子绕组匝间短路；3定子绕组接地短路；4外部短路引起的过电流；5对称过负荷；6励磁回路一点或两点接地故障；本水电厂发电机保护装置的设置可依据以上原则并结合具体情况进行，一般可以设置下列保护：表5.1配置的保护类型纵差保护主保护跳闸复合电压启动的过电作差动保护后备及外部故障跳闸流保护远后备横差保护定子绕组匝间的保护跳闸过负荷保护异常运行延时动作发出信号定子单相接地防御定子单相接地的保护跳闸励磁回路两点接地保跳闸护护装置因为5F1,F2,F3,F4,F1F2,F3,F4的保护整定与F1F5进行保护整定，就可完成该水电站5台发电机的保护整定。5.2对F1的保护整定计算1短路电的分析计算及电压电流互感器的变比选定:由短路电流的计算结果可知，F1的最大短路电流为13.249kA,而F1出口额定电流为＝2.605kA,所以电流互感器的变比级次应该为3000/5600器变比为10.5/0.1＝105。2各种保护的整定计算[10]：1)纵差保护的整定:a.动作电流Idz应按躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡电流Ibp即Idz＝Kk=Kkkfzqktxfi=1.3×1×0.5×0.1×13.249×103=1.3×662.45＝861.17A。Kk可靠系数，采用1.3;计算不平衡电流；kfzq非周期分量影响的系数，取＝1；ktx电流互感器的同型系数，取ktx＝0.5；发电机外部三相短路时,流过保护最大周期性短路电流，＝13.249kAb.为避免保护在电流互感器二次回路断线时误动作，保护动作电流应该大于发电机最大负荷电流；Idz＝KkINf＝1.3×2.605＝3385.9AKk可靠系数，取Kk＝1.3;INf发电机的额定电流；取以上计算中较大者，作保护的动作电流，故Idz＝3385.9A,则差动继电器动作电流为Idz.j＝5.64A。nl电流互感器的变比；kjx接线系数，取kjx＝1c.灵敏度：klm==3.39>2满足灵敏度要求。d.差动回路断线监视器的动作电流应大于正常运行时的最大不平衡电流Ibp，可按照一下经验公式整定：a)Idz.j＝0.2×Inf/nl==0.868A.2)横差保护的整定保护动作电流按照躲过外部短路故障最大不据运行积累的数据计算。即Idz＝0.2Inf=0.2×2605＝521A则继电器动作电流为：Idz.j＝521/600＝0.868A3）定子单相接地保护整定保护动作电流根据外部发生单相接地并伴随外部两相短流，且一次动作电流不超过5A.Idz=Ijdf被保护发电机的接地稳态电容电流，对45MW额定容量电压为10.5kV，发电机取Ijdf＝1.21A.1闭锁继电器一次不平衡电流取.1=0.9AKk’’可靠系数，取1.5；Kh返回系数，取0.85；故Idz===4.43,小于5A。4）励磁回路两点接地保护套,并仅在励磁回路中出现稳定性的一点接地时才投入工作。5）复合电压闭锁过电流保护的整定校验：过正常运行时相应值就够了，其整定计算如下：a电流计电器动作电流为：Idz.j=＝1.2×2.6×103/(0.85×600)=6.12AKk可靠系数,取kk=1.2；kh返回系数，取kh＝0.85；nl电流互感器变比；INf发电机额定电流b.器动作电压，Udz.j=0.06UNf/nY=0.06×1.05×103/1.05=6V,UNf发电机额定电压；nY电压互感器变比；c.接在发电机电压母线上的其他设备的保护装置最大时限还要大1－2个时间级差△t(一个△t一般为0.5s),即t＝tmax+(1～2)△t。6．过负荷保护整定校验：电流继电器及时间继电器组成。电流继电器动作值按照下式计算：Idz.j=5.35AKk可靠系数，取=1.05；Kh返回系数，取=0.85INf发电机额定电流nl电流互干器变比；过负荷保护动作时限比过电流保护长，一般为9～10s.5.3对F5的保护整定计算：1短路电的分析计算及电压电流互感器的变比选定:由短路电流的计算结果可知，F1的最大短路电流为12.535kA,而F5出口额定电流为＝2.605kA,所以电流互感器的变比级次应该为3000/5，级电流互感器变比为＝600，电流互感器变比为10.5/0.1＝105。2各种保护的整定计算[11]：2)纵差保护的整定:a.动作电流Idz应躲过外部短路时流过保护装置的最大不平衡电流Ibp即Idz＝Kk=Kkkfzqktxfi=1.3×1×0.5×0.1×12.535×103=1.3×626＝814.78A。Kk可靠系数，采用1.3;计算不平衡电流；kfzq非周期分量影响的系数，取＝1；ktx电流互感器的同型系数，取ktx＝0.5；发电机外部三相短路时,流过保护最大周期性短路电流，＝12.535kAb.为避免保护在电流互感器二次回路断线时误动作，保护动作电流应该大于发电机最大负荷电流；Idz＝KkINf＝1.3×2.605＝3385.9AKk可靠系数，取Kk＝1.3;INf发电机的额定电流；取以上计算中较大者，作保护的动作电流，故Idz＝3385.9A,则差动继电器动作电流为Idz.j＝5.64A。nl电流互感器的变比；kjx接线系数，取kjx＝1c.灵敏度：klm=.=3.2>2，满足灵敏度要求。e.差动回路断线监视器的动作电流应大于正常运行时的最大不平衡电流Ibp，可按照以下经验公式整定：a)Idz.j＝0.2×Inf/nl==0.868A.2)横差保护的整定保护动作电流按照躲过外部短路故障最大不据运行积累的数据计算。即Idz＝0.2Inf=0.2×2605＝521A则继电器动作电流为：Idz.j＝521/600＝0.868A3）定子单相接地保护整定保护动作电流根据外部发生单相接地并伴随外部两相短流，且一次动作电流不超过5A.Idz=Ijdf被保护发电机的接地稳态电容电流，对45MW额定容量电压为10.5kV，发电机取＝1.21A.1闭锁继电器一次不平衡电流取.1=0.9AKk’可靠系数，取1.5；Kk’’可靠