110kv變電站初步設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計成果</b></p><p>　　Graduation practice achievement</p><p>　　設(shè)計項目名稱 110KV變電站初步設(shè)計 </p><p><b>　　序</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是我們完成大

2、學(xué)學(xué)習(xí)的最后一次總結(jié)與學(xué)習(xí)的機會，是對我們所學(xué)各門功課的綜合運用與提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計，鞏固與加深了我們所學(xué)的理論專業(yè)知識，鍛煉了我們分析與解決實際工程問題的能力培養(yǎng)和提高了我們綜合實用技術(shù)規(guī)范，技術(shù)資料和進行有關(guān)計算，設(shè)計和繪圖，編寫技術(shù)文件的初步技能，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　這次的畢業(yè)設(shè)計是由仇新艷老師帶領(lǐng)的，在設(shè)計期間老師和我們共同討論，一起學(xué)習(xí)，對我的啟發(fā)良多。對此我很感

3、謝仇老師的耐心指導(dǎo)，尤其是仇老師碰到問題時那積極解決問題的態(tài)度很值得我學(xué)習(xí)。</p><p>　　最后我還要感謝我們這組同學(xué)，在設(shè)計期間，大部分都是經(jīng)過我們的仔細討論我才解決了我的一些疑惑。通過短路電流的計算，教會了我對于高壓電氣的具體選型及校驗方法；對于在設(shè)計過電壓防護中我學(xué)會了如何來確定避雷針的高度；對于廠用變壓器的選擇，我也有了很深刻的認識。以上種種問題的解決，才使我的畢業(yè)設(shè)計最后能按時的完成，對此我很感謝

4、。</p><p>　　這期間我查閱了大量的資料，極大的鍛煉了我搜集資料和分析資料的能力，為我以后的就業(yè)提供了很大的幫助。最后我很感謝學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師們對我這三年的教育和關(guān)懷。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序</b></p><p>　　第一章 原始資

5、料…………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1 水能資料……………………………………………………………………………4</p><p>　　1.2 電力系統(tǒng)資料………………………………………………………………………4</p><p>　　第二章 電氣主接線設(shè)計………………………………………………………………6</p&

6、gt;<p>　　2.1 電氣主接線設(shè)計概述…………………………………………………………6</p><p>　　2.2 主接線方案的選擇……………………………………………………………7</p><p>　　第三章 短路電流計算…………………………………………………………………9</p><p>　　3.1 短路電流計算的目的……………………………

7、…………………………………9</p><p>　　3.2 短路電流計算的一般規(guī)定…………………………………………………………9</p><p>　　3.3 短路電流計算的內(nèi)容………………………………………………………………9</p><p>　　3.4 短路電流計算方法………………………………………………………………10</p><p>

8、;　　3.5 短路電流的計算………………………………………………………………10</p><p>　　第四章 廠用電的設(shè)計…………………………………………………………23</p><p>　　4.1 廠用電設(shè)計的基本要求…………………………………………………………23</p><p>　　4.2 水電站廠用電的特點……………………………………………………………

9、23</p><p>　　4.3 統(tǒng)計原則及計算分析過程………………………………………………………23</p><p>　　4.4 廠用電氣的選擇…………………………………………………………………26</p><p>　　4.5 校驗……………………………………………………………………27</p><p>　　第五章 電氣設(shè)備的選擇及校驗

10、……………………………………………………28</p><p>　　5.1 35KV斷路器選擇與校驗…………………………………………………………28</p><p>　　5.2 35KV隔離開關(guān)選擇與校驗 ………………………………………………………29</p><p>　　5.3 35KV電流互感器選擇與校驗……………………………………………………30</

11、p><p>　　5.4 35KV電壓互感器選擇與校驗……………………………………………………31</p><p>　　5.5 熔斷器的選擇與校驗……………………………………………………………32</p><p>　　5.6 避雷器的選擇 ……………………………………………………………………33</p><p>　　5.7 母線的選擇 ……

12、…………………………………………………………………33</p><p>　　5.8 6.3KV開關(guān)柜及電氣設(shè)備的選擇…………………………………………………34</p><p>　　第六章 過電壓保護…………………………………………………………………37</p><p>　　6.1 造成水電站事故的原因…………………………………………………………37</p&

13、gt;<p>　　6.2 感應(yīng)雷和雷電侵入波的防護……………………………………………………37</p><p>　　6.3 直擊雷的防護 ……………………………………………………………………37</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………39</p><p><b>　　附圖</b>&l

14、t;/p><p>　　第一章 設(shè)計有關(guān)原始資料</p><p><b>　　1.1 水能資料</b></p><p>　?。ㄒ唬┧啓C型號：HL240－LH－140 4臺</p><p>　　額定功率 3000KW 額定轉(zhuǎn)速 273轉(zhuǎn)/分</p><p

15、>　　最大水頭 36.6m 設(shè)計水頭 29.3m</p><p>　　最小水頭 21.2m</p><p>　?。ǘ┌l(fā)電機型號：TS－325/44－22 4臺</p><p>　　總裝機容量 4×3000KW 功率因數(shù) cosφ=0.8</p>&

16、lt;p>　　額定電壓 6.3KV 額定電流 342.66A</p><p>　　保證出力 2750KW 年平均發(fā)電量 4100萬度</p><p>　　年利用小時 3417小時 次暫態(tài)電抗 Xd* =0.21</p><p>　　水庫為不完全年調(diào)節(jié)，梯級開發(fā)情況下游已建塔下水電

17、站。</p><p>　　1.2 電力系統(tǒng)資料</p><p>　　（1）電力網(wǎng)的地理接線圖和負荷分布情況，（見電力系統(tǒng)接線圖）。</p><p>　?。?）該水電站為地區(qū)電力系統(tǒng)的主力電站，豐水期擔(dān)任電力系統(tǒng)的基荷、腰荷、枯水期擔(dān)任峰荷，系統(tǒng)對該電站所有組均有調(diào)相運行的要求。</p><p>　?。?）該電站建成后主要向縣電力系統(tǒng)供電，高

18、壓側(cè)35KV出線有三回，一回連接已建成下游電站（塔下水電站），另二回連接縣城變電站，詳見電力系統(tǒng)接線圖。</p><p>　?。?）該電站預(yù)測近期負荷400KW，遠期負荷為800KW，供附近數(shù)鄉(xiāng)及本站壩區(qū)生活用電。</p><p>　　1.3 水電站廠用電（負荷）統(tǒng)計資料，參見表1。</p><p>　　1.4 電力系統(tǒng)最大運行方式：南昌電網(wǎng)按無窮大系統(tǒng)考慮；聯(lián)

19、網(wǎng)水電群Smax＝10000KVA，Xs.min.*=0.5；各水電站按滿發(fā)電考慮。</p><p>　　1.5 電力系統(tǒng)最小運行方式：南昌電網(wǎng)按無窮大系統(tǒng)考慮；聯(lián)網(wǎng)水電群Smin＝6000KVA, Xs.max.*=0.6；設(shè)計電站開二機一變；其他水電站各開一機一變。</p><p>　　1.6 6KV設(shè)備全部采用屋內(nèi)裝置，已知硬母線支持絕緣子間距離l＝100cm，相間距離a＝20c

20、m；35KV設(shè)備全部采用屋外裝置。</p><p>　　1.7 已知本設(shè)計電站升壓站尺寸為：長60m，寬40m。</p><p>　　表1 水電站廠用電（負荷）統(tǒng)計表</p><p><b>　　電氣主接線設(shè)計</b></p><p>　　2.1 電氣主接線設(shè)計概述<

21、/p><p>　　1.水電站的一次接線是用來表示生產(chǎn)、匯集、變換、傳輸和分配電能的電路，圖中的所有設(shè)備均為一次設(shè)備。確定電氣一次主接線方案的過程通常又稱為電氣主接線設(shè)計。</p><p>　　2.電氣主接線是整個水電站電氣部分的主干，它將發(fā)電機送來的電能匯集并分配給廣大的電力用戶。電氣主接線方案的確定，對水電站電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，二次接線、繼電保護及自動裝置的配置，運行的可靠性、靈

22、活性、經(jīng)濟性和安全性等都有重大的影響，而且也直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。</p><p>　　3.設(shè)計電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求。</p><p>　　1.）必須滿足電力系統(tǒng)和電力用戶對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求。</p><p>　　為了向用戶提供持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標準是運行實踐，要充分做好調(diào)研

23、工作，力求避免決策失誤，鑒于進行可靠性的定量計算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯得尤為重要。主接線的可靠性不僅包括開關(guān)、母線等一次設(shè)備，而且包括相應(yīng)的繼電保護、自動裝置等二次設(shè)備在運行中的可靠性，不要孤立地分析一次系統(tǒng)的可靠性。為了提高主接線的可靠性，選用運行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟性兩方面，做出切合實際的決定。</p><p>　　2.）應(yīng)具有一定的靈活性。</p

24、><p>　　電氣主接線的設(shè)計，應(yīng)當(dāng)適用在運行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運行要求。在調(diào)度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負荷。在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及二次設(shè)備，并方便地設(shè)置安全措施，不影響電網(wǎng)的正常運行和度對其他用戶的供電。</p><p>　　3.）操作要力求簡單、方便。</p><p><b>　　

25、4.）經(jīng)濟合理。</b></p><p>　　方案的經(jīng)濟性主要體現(xiàn)以下三方面：</p><p>　　1．）投資省。主接線要力求簡單，以節(jié)省一次設(shè)備的使用數(shù)量；繼電保護和二次回路在滿足技術(shù)要求的前提下，簡單配置、優(yōu)化控制電纜的走向，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜的長度；采取措施，限制短路電流，得以選用價廉的輕型設(shè)備，節(jié)省開支。</p><p>　　2．）占地面積

26、小。主接線的選型和布置方式，直接影響到整個配電裝置的占地面積。</p><p>　　3．）電能損耗小。經(jīng)濟合理地選擇變壓器的類型（雙繞組、三繞組、自藕變、有載調(diào)壓等）、容量、臺數(shù)和電壓等級。</p><p>　　4．）具有發(fā)展和擴建的可能性。</p><p>　　主接線可以容易地從初期接線方式過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，完成過渡期的改擴建

27、，且對一次和二次部分的改動的工作量最少。</p><p>　　4.設(shè)計電氣主接線時的依據(jù)</p><p>　　1.）水電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用。</p><p>　　2.）負荷大小和重要性。</p><p>　　3.）系統(tǒng)備用容量大小。</p><p>　　4.）系統(tǒng)對電氣主接線提供的原始資料。</p>

28、<p>　　2.2 主接線方案的選擇</p><p>　　1．根據(jù)原始資料確定初步方案：</p><p>　　2．二種方案的經(jīng)濟與技術(shù)比較：</p><p>　　綜合分析 上述兩種接線方案，再結(jié)合原始資料及該電站在地區(qū)建立系統(tǒng)的地位，方案一和方案二都滿足這項要求，但結(jié)合實際情況及經(jīng)濟性和靈活性等方面的考慮故應(yīng)選擇方案一。</p>

29、<p>　　3．經(jīng)過初步計算選擇下述型號的變壓器</p><p>　　發(fā)電機電壓母線上的供電負荷為最小時，應(yīng)能將水電站的剩余功率送入電力網(wǎng)，即</p><p>　　Wr=PG-PGMIN/cosΦH</p><p>　　Wr——所需變壓器的容量，KVA；</p><p>　　PG——發(fā)電機機組總有功功率，KW；</p>

30、<p>　　PGMIN——發(fā)電機電壓母線側(cè)最小負荷值，KW；</p><p>　　cosΦH——發(fā)電機額定功率因數(shù)，一般為0.8；</p><p>　　發(fā)電機電壓母線側(cè)最小負荷側(cè)可以忽略不計，Wr=4×3000/0.8/2=7500,應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠?，所以變壓器容量選8000.</p><p>　　Stn=4·Sgn/2=7500（K

31、VA）</p><p>　　型號：SZ9-8000 臺數(shù)：2</p><p>　　高壓：38.5kv 分接范圍：±3×2.5%</p><p>　　低壓：6.3kv 連接組別：Y,d11</p>

32、<p>　　空載損耗：9.84kW 空載電流（%）：0.9</p><p>　　短路阻抗（%）：7.5</p><p>　　第三章 短路電流計算</p><p>　　3.1 短路電流計算的目的</p><p>　　1.在設(shè)計電氣主接線時，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要采取限

33、制短路電流的措施等，需要進行短路電流的計算。</p><p>　　2.在進行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時，為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運行時和故障情況下都能安全、可靠的工作，同時又要力求節(jié)約，減少投資，需要根據(jù)短路電流對電氣設(shè)備進行動、熱穩(wěn)定的校驗。</p><p>　　3.在選擇繼電保護裝置及進行整定計算時，必須以各種不同類型短路時的短路電流作為依據(jù)。</p><p

34、>　　4.涉及屋外高壓配電裝置時，要按短路條件檢驗軟導(dǎo)線的相間、相對的安全距離。</p><p><b>　　5.設(shè)計接地裝置。</b></p><p>　　6.進行電力系統(tǒng)運行及故障分析等。</p><p>　　3.2 短路電流計算的一般規(guī)定</p><p>　　1.驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷

35、電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計規(guī)劃容量計算。</p><p>　　2.對供電導(dǎo)體和電器選擇用的短路電流，其短路計算點的選擇，應(yīng)以正常接線方式時短路電流最大為原則。</p><p>　　3.3 短路電流計算的內(nèi)容</p><p>　　1．短路點的選?。焊骷夒妷耗妇€、各級線路末端。</p><p>　　2. 短路時間的確定：根據(jù)電氣設(shè)備

36、選擇和繼電保護整定的需要，確定計算短路電流的時間。</p><p>　　3. 短路電流的計算：最大運行方式下最大短路電流：最小運行方式下最小短路電流;各級電壓中性點不接地系統(tǒng)的單相短路電流。計算的具體項目及其計算條件，取決于計算短路電流的目的。</p><p>　　3.4 短路電流計算方法</p><p>　　供配電系統(tǒng)某處發(fā)生短路時，要算出短路電流必須首先

37、計算出短路點到電源的回路總電抗值。短路電流的計算可以用有名值法，也可以用標么值法。</p><p>　　有名值法，就是在短路電流計算中，各物理量都采用有名值。它的特點是直接利用各物理量的有名值進行計算。在小型系統(tǒng)的短路電流計算中比較直接、方便。</p><p>　　標么值法，是在短路電流的計算中，各阻抗、電壓、電流量都采用標么值，即用將實際值與所選定的基準值的比值來計算。其優(yōu)點是在多電壓等

38、級的系統(tǒng)中計算比較方便。</p><p><b>　　短路電流的計算</b></p><p>　　3.5.1 各電抗的標么值:Uj=Uav Sj=100MVA</p><p>　　垌坊水電站發(fā)電機電抗的標么值：</p><p>　　X1=X2=Xd”·Sj/Sgn=0.21·100·1

39、000·0.8/400=42</p><p>　　垌坊水電站變壓器電抗的標么值：</p><p>　　X3=X4=Uk%·Sj/100·Stn=6.5·100·1000/100·500=13</p><p>　　垌坊水電站線路電抗的標么值：</p><p>　　X5=XοL·

40、;Sj/Uj²=0.42·20·100/37²=0.614</p><p>　　下源水電站發(fā)電機電抗標么值：</p><p>　　X6=X7=X8=X9=Xd”·Sj/Sgn=0.21·100·1000/1250=16.8</p><p>　　下源水電站變壓器電抗的標么值：</p>

41、<p>　　X10=X11=Uk%·Sj/100·Stn=7·100·1000/3150·100=2.22</p><p>　　下源水電站線路電抗的標么值：</p><p>　　X12=XοL·Sj/Uj²=0.42·7·100/37²=0.215</p><p

42、>　　聯(lián)網(wǎng)水電站群發(fā)電機電抗的標么值：</p><p>　　X13=X*t·Sj/Sn=0.5·100·1000/10000=5</p><p>　　聯(lián)網(wǎng)水電站和芳溪變電站線路電抗的標么值：</p><p>　　X14=X17=XοL·Sj/Uj²=0.42·30·100/37²=

43、0.92</p><p>　　大電網(wǎng)發(fā)電機的電抗標么值為：</p><p>　　X25=X*t·Sj/Sn=0.5·100·1000/100000=0.5</p><p>　　大電網(wǎng)線路的電抗標么值為：</p><p>　　X24= XοL·Sj/Uj²=0.43·80·1

44、00/115²=0.26</p><p>　　芳溪變電站變壓器的阻抗標么值：</p><p>　　X19=X22=X1*j=（U12%+U13%-U23%）·Sj/200·Sn</p><p>　　=（10.4+16.23-5.62）·100·1000/200·7500=1.401</p>&

45、lt;p>　　X18=X21=X2*j=(U23%+U12%-U13%)·Sj/200·Sn</p><p>　　=(10.4+5.62-16.23) ·100·1000/200·7500=0</p><p>　　X20=X23=X3*j=(U13%+U23%-U12%)·Sj/200·Sn</p>

46、<p>　　=(16.23+5.62-10.4) ·100·1000/200·7500=0.76</p><p>　　設(shè)計水電站發(fā)電機電抗的標么值：</p><p>　　X28=X29=X30=X31= Xd”·Sj/Sgn=0.21·100·1000·0.8/3000=5.6</p><p

47、>　　設(shè)計水電站變壓器電抗的標么：</p><p>　　X26=X27= Uk%·Sj/100·Stn=7.5·100·1000/100·8000=0.938</p><p>　　設(shè)計水電站線路電抗的標么值：</p><p>　　X15=X16= XοL·Sj/Uj²=0.42·2

48、2·100/37²=0.675</p><p>　　塔下水電站發(fā)電機電抗的標么值為：</p><p>　　X36=X35= Xd”·Sj/Sgn=0.21·100·1000·0.8/1000=16.8 </p><p>　　塔下水電站變壓器電抗的標么值為：</p><p>　　

49、X33=X34= Uk%·Sj/100·Stn=6.5·100·100·1000/1250=5.2</p><p>　　塔下水電站線路電抗的標么值為:</p><p>　　X32=XοL Sj/Uj²=0.42·7·100/37²=0.215</p><p>　　3.5.2 電

50、網(wǎng)化簡：</p><p>　　1）垌坊和下源水電站：</p><p>　　X37=X1+X3/2=42+13/2=55/2=27.5</p><p>　　X38=X6/4=16.8/4=4.2</p><p>　　X39=X10/2=2.22/2=1.11</p><p>　　X40=X37+X5=27.5+0.614

51、=28.114</p><p>　　X41=X38+X39=4.2+1.11=5.31</p><p>　　X42=(1/X40+1/X41+1/X12)·X40·X12</p><p>　　=（1/28.114+1/5.31+1/0.215）·28.114·0.215</p><p><b>

52、;　　=29.467</b></p><p>　　X43=(1/X40+1/X41+1/X12)·X41·X12</p><p>　　=(1/28.114+1/5.31+1/0.215)·5.31·0.215</p><p><b>　　=5.566</b></p><p&

53、gt;　　2)塔下和設(shè)計水電站</p><p>　　X44=X33+X35/2=16.8+5.2/2=11</p><p>　　X45=X46=X28/2=5.6/2=2.8</p><p>　　X47=X44+X32=11+0.215=11.215</p><p>　　X48=X45+X27/2=2.8+0.938/2=1.869</

54、p><p>　　3）聯(lián)網(wǎng)小水電站群和大電網(wǎng)</p><p>　　X49=X50=X18+X19+X18·X19/X20=0+1.401+0=1.401</p><p>　　X51=X49/2=1.401/2=0.7005</p><p>　　X52=X24+X25+X51=0.5+0.26+0.7005=1.4605</p>

55、<p>　　3.5.3綜上可得：</p><p>　　X53=X15·X14/[X14+X15+（X16+X17）]</p><p>　　=0.675·0.92/[0.675+0.92+(0.675+0.92)]</p><p><b>　　=0.19467</b></p><p>　　

56、X54=X15·(X16+X17)/[X14+X15+(X16+X17)]</p><p>　　=0.675·(0.675+0.92)/[0.675+0.92+(0.675+0.92)]</p><p><b>　　=0.3375</b></p><p>　　X55=X14·(X16+X17)/[X14+X15+(

57、X16+X17)]</p><p>　　=0.920·(0.675+0.92)/[0.675+0.92+(0.675+0.92)]</p><p><b>　　=0.46</b></p><p>　　X56=(1/X42+1/X43+1/X53)·X42·X53</p><p>　　=(1/

58、29.467+1/5.566+1/0.19467)·29.467·0.19467</p><p><b>　　=30.6923</b></p><p>　　X57=(1/X42+1/X43+1/X53)·X42 ` X53</p><p>　　=(1/29.467+1/5.566+1/0.19467)·5

59、.566·0.19467</p><p><b>　　=5.797</b></p><p>　　X58=(1/X13+1/X52+1/X55)·X13·X55</p><p>　　=(1/5+1/1.4605+1/0.46)·5·0.46</p><p><b>

60、;　　=7.0348</b></p><p>　　X59=(1/X13+1/X52+1/X55)·X52·X55</p><p>　　=(1/5+1/1.4605+1/0.46)·1.4605·0.46=2.0549</p><p>　　X60=(1/X56+1/X57+1/X58+1/X59+1/X54)

61、3;X56·X54</p><p>　　=(1/30.6923+1/5.797+1/7.0348+1/2.0549+1/0.3375)·30.6923·0.3375</p><p><b>　　=39.33</b></p><p>　　X61=(1/X56+1/X57+1/X58+1/X59+1/X54)·

62、;X57·X54</p><p>　　=(1/30.6923+1/5.797+1/7.0348+1/2.0549+1/0.3375)·5.797·0.3375</p><p><b>　　=7.428</b></p><p>　　X62= (1/X56+1/X57+1/X58+1/X59+1/X54)·X

63、58·X54</p><p>　　=(1/30.6923+1/5.797+1/7.0348+1/2.0549+1/0.3375)·7.0348·0.3375</p><p><b>　　=9.0146</b></p><p>　　X63=(1/X56+1/X57+1/X58+1/X59+1/X54)·X5

64、9·X54</p><p>　　=(1/30.6923+1/5.797+1/7.0348+1/2.0549+1/0.3375)·2.0549·0.3375</p><p><b>　　=2.6332</b></p><p>　　各電站的等值電抗即為各電站與短路點的組合電抗（如上圖所示）</p><

65、;p>　　3.5.4 計算電抗的公式見《水電站變電所電氣設(shè)備》第四章第四節(jié)P46</p><p>　　垌坊 X60·js=X∑·SN∑/Sj=39.33·2·400/0.8·100·1000=0.3933</p><p>　　下源 X61·js=X∑·SN∑/Sj=7.428·4

66、3;1250、100·1000=0.3714</p><p>　　聯(lián)網(wǎng) X62·js=X∑·SN∑/Sj=9.0146·10000/100·1000=0.90146</p><p>　　大電網(wǎng) X63·js=X∑·SN∑/Sj=2.6332·100000/100·1000=2.6332</p

67、><p>　　塔下 X47·js=X∑·SN∑/Sj=11.215·2·1000/0.8·100·1000=0.280375</p><p>　　設(shè)計 X48·js=X∑·SN∑/Sj=1.869·4·3000/0.8·100·1000=0.28035</p&g

68、t;<p>　　3.5.5 根據(jù)以上計算電流在《小型水電站機電設(shè)計手冊》電氣一次P145查水輪發(fā)電機運算曲線數(shù)字表可得：</p><p>　　3.5.6 各電站的短路電流可由公式：</p><p>　　I”=I”*t0S N∑/Uav√3</p><p>　　I∞=I”*t4 S N∑/Uav√3</p><p>　　沖擊短

69、路電流：當(dāng)短路發(fā)生在水電站高壓側(cè)母線故Kim=1.85</p><p>　　當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機端時，取Kim=1.9</p><p>　　iim=√2Kim I”</p><p>　　3.5.7 各電站的額定電流為：</p><p>　　垌坊 I=S/ Uav3=2·400/37·0.8·√3=15.60（A

70、）</p><p>　　下源 I=S/ Uav√3=4·1250/37·√3=78.02（A）</p><p>　　聯(lián)網(wǎng) I=S/ Uav√3=10000/37·√3=156.04（A）</p><p>　　南昌 I=S/ Uav√3=100000/37·√3=1560.41（A）</p><p>

71、;　　塔下 I=S/ Uav√3=2·1000/37·0.8·√3=39.01（A）</p><p>　　設(shè)計 I=S/ Uav√3=4·3000·37·0.8·√3=234.06（A）</p><p>　　3.5.8當(dāng)設(shè)計變電站的低電壓側(cè)K2點發(fā)生短路時：網(wǎng)絡(luò)化簡，求出組合電抗。</p><p&

72、gt;　　X63=X46+X26=2.8+0.938=3.738</p><p>　　設(shè)A=（1/X60+1/X61+1/X62+1/X63+1/X47+1/X63+1/X27）·X27</p><p>　　=(1/39.33+1/7.428+1/9.0146+1/2.6332+1/11.215+1/3.738)·0.938</p><p>&l

73、t;b>　　=1.945</b></p><p>　　X64=A·X60=1.945·39.33=76.4969</p><p>　　X65=A·X61=1.945·7.428=14.4475</p><p>　　X66=A·X62=1.945·9.0146=17.5334</p&g

74、t;<p>　　X68=A·X47=1.945·11.215=21.8132</p><p>　　X69=A·X63=1.945·3.738=7.2704</p><p>　　則各計算電抗分別為:</p><p>　　X64js=X61∑·SN∑/Sj=76.4969·2·400/0

75、.8·100·1000=0.765</p><p>　　X65js=X62∑·SN∑/Sj=14.4475·4·1250/100·1000=0.7224</p><p>　　X66js=X63∑·SN∑/Sj=17.5334·10000/100·1000=1.753</p><p&

76、gt;　　X67js=X64∑·SN∑/Sj=5.1246·100000/100·1000=5.1216</p><p>　　X68js=X65∑·SN∑/Sj=21.8132·2·1000/0.8·100·1000=0.5453</p><p>　　X69js=X66∑·SN∑/Sj=7.2704&

77、#183;2·3000/0.8·100·1000=0.5453</p><p>　　X45js=X45∑·SN∑/Sj=2.8·2·3000/0.8·100·1000=0.21</p><p>　　可見X67js=5.1216?3.45故可作無窮大系統(tǒng)處理，其短路電流的標么值I*=1/5.1216=0.1953

78、</p><p>　　3.5.9 根據(jù)以上計算電抗，查《小型水電站機電設(shè)計手冊》電氣一次，P145查</p><p>　　水輪發(fā)電機運算曲線數(shù)字表可得：</p><p>　　3.6.0 各電站的短路電流及沖擊電流的計算公式如3.56</p><p>　　各電站的額定電流為：</p><p>　　垌坊 I=

79、S/ Uav√3=2·400/6.3·0.8·√3=91.64（A）</p><p>　　下源 I=S/ Uav√3=4·1250/6.3·√3=458.21（A）</p><p>　　聯(lián)網(wǎng) I=S/ Uav√3=10000/6.3·√3=916.43（A）</p><p>　　南昌

80、 I=S/ Uav√3=100000/6.3·√3=9164.2（A）</p><p>　　塔下 I=S/ Uav√3=2·1000/6.3·0.8·√3=229.11（A）</p><p>　　設(shè)計 I=S/ Uav√3=4·3000·37·0.8·√3=687.32（A）

81、</p><p>　　設(shè)計短路 I=S/ Uav√3=4·3000·37·0.8·√3=687.32（A）</p><p>　　將以上結(jié)果填入表格：</p><p>　　Iz”=I*”·SnΣ/Uav·√3</p><p>　　Sz”= I*”·SnΣ</p>

82、;<p>　　Ich=√2·Kim·Iz”</p><p>　　第四章 廠用電的設(shè)計</p><p>　　4.1 廠用電設(shè)計的基本要求</p><p>　　水電站的廠用電主要給各種廠用機械的電動機供電，是保證電站正常工作的基本電源，是電力生產(chǎn)的基本保障，其重要性是極其明顯的。廠用電接線除應(yīng)滿足正常運行的安全、可靠、；靈活、經(jīng)濟和

83、檢修、維護方便等一般要求外，還應(yīng)滿足下列特殊要求：</p><p>　　盡量縮小廠用電系統(tǒng)的故障影響范圍，并應(yīng)盡量避免引起全廠停電事故。</p><p>　　充分考慮水電站正常、事故、檢修、啟動等運行方式下的供電要求、切換操作簡便。</p><p>　　便于分期擴建或連續(xù)施工。對公用負荷的供電，要結(jié)合遠景規(guī)模統(tǒng)籌安排。 </p><p>

84、　　4.2 水電站廠用電的特點</p><p>　　1）水電站廠用電負荷較小，廠用負荷的容量，一般只占全站總裝機容量的1%-3%。而且，廠用設(shè)備一般均為380/220V低壓設(shè)備。</p><p>　　2）水電站的廠用電負荷一般約有50%-70%的容量不經(jīng)常運轉(zhuǎn)，只有少數(shù)負荷是經(jīng)常運行的，且其中大部負荷是間歇運行的，因同時率及負荷率均較低，故最大負荷年利用小時數(shù)也較低。</p>

85、<p>　　3）水電站廠用電設(shè)備一般比較簡單，因而廠用電接線也可相應(yīng)簡化。</p><p>　　4）水電站廠用負荷，不但與水電站的容量有關(guān)，而且與水電站的樞紐布置、機組型式以及水頭大小有關(guān)。</p><p>　　5）水電站不同運行方式對廠用電負荷有影響。</p><p>　　6）水電站廠用電設(shè)備易于實現(xiàn)較高水平的自動控制。</p><

86、p>　　4.3 統(tǒng)計原則及計算分析過程</p><p>　　4.3.1一般考慮電站全部機組運行和一臺機組檢修其余機組運行兩種情況，以最大負荷為廠用電系統(tǒng)計負荷：</p><p>　　1）短時而不經(jīng)常運行或斷續(xù)而不經(jīng)常運行的負荷，可不計入計算負荷內(nèi)。</p><p>　　2）連續(xù)而不經(jīng)常運行的負荷，應(yīng)計入計算負荷內(nèi)。</p><p>　

87、　3）互為備用的用電設(shè)備，只計入同時運行的電動機臺數(shù)。</p><p>　　4.3.2 計算分析過程</p><p>　　1）不經(jīng)常、斷續(xù)運行負荷：橋式起動機（主鉤、小車）、油系統(tǒng)（真空濾油機、油泵、油箱）、氣系統(tǒng)（高壓氣機、一臺低壓氣機）、水系統(tǒng)（消防水泵、油泵）、油系統(tǒng)（檢修時不計兩排）。</p><p>　　2）經(jīng)常連續(xù)運行負荷 </p>&l

88、t;p>　　ηd-對應(yīng)于軸功率的電動機效率</p><p>　　COSφd-對應(yīng)于軸功率的電動機功率因數(shù)</p><p>　　付 鉤 Pjd=Ped/ηd·COSφd=16/0.8·0.85=23.53（KVA）</p><p>　　大 車 Pjd=Ped/ηd·COSφd=7.5/0.8

89、83;0.85=11.03（KVA）</p><p>　　壓力濾油機 Pjd=Ped/ηd·COSφd=1.1/0.8·0.85=1.62(KVA)</p><p>　　萬用電爐 Pjd=Ped/COSφd=1·1/1=1(KVA)</p><p>　　低壓空氣機 Pjd=Ped/ηd·COSφd=

90、16/0.8·0.85=23.53(KVA)</p><p>　　排水泵 Pjd=Ped/ηd·COSφd=2.8/0.8·0.85=41.18（KVA）</p><p>　　油 泵 Pjd=Ped/ηd·COSφd=7.5/0.8·0.85=11.03（KVA）</p><p>　

91、　直流整流 Pjd=Ped/ηd·COSφd=7/0.8·0.85=10.29（KVA）</p><p>　　蓄電整流 Pjd=Ped/ηd·COSφd=5/0.8·0.85=7.35(KVA)</p><p>　　3）照明配電箱：在統(tǒng)計負荷時，一般取其容量的50%-80%。</p><p>　　4）發(fā)

92、電機層插座電流應(yīng)全部計入，取其容量的80%。</p><p>　　Pjd=40·80%=32（KVA）</p><p>　　5）主閥油壓裝置：I類，不經(jīng)常斷續(xù)運行，本不應(yīng)考慮進去，但為了滿足互為備用的用電設(shè)備，只計入同時運行的電動機臺數(shù)這一條件，所以考慮進去，以便選擇有適當(dāng)裕度的變壓器。</p><p>　　綜上所述： ∑P=KfKvKt∑P

93、j=0.72·1.05·0.75·263.94=149.6</p><p>　　S=∑P/COSΦ=149.6/0.85=176（KVA）</p><p>　　Kt-同時系數(shù) 取0.75；Kv-網(wǎng)絡(luò)損失系數(shù) 取1.05；Kf-負荷系數(shù) 取0.72</p><p><b>　　廠用電氣的選擇</b></p&g

94、t;<p>　　廠用電器選擇的一般原則</p><p>　　低壓電氣的額定電壓應(yīng)不低于其供電網(wǎng)絡(luò)的額定電壓，其額定頻率應(yīng)符合供</p><p><b>　　電網(wǎng)絡(luò)的額定頻率。</b></p><p>　　低壓電氣的額定電流應(yīng)不低于其供電回路的持續(xù)工作電流。</p><p>　　所選低壓電器還應(yīng)滿足在短路條件

95、下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求。</p><p>　　對于斷開短路電流的低壓電器應(yīng)校驗其在短路條件下的分析能力。</p><p>　　4.4.2 廠用變壓器的選擇</p><p>　　廠用變壓器有油浸式和干式兩種，根據(jù)運行經(jīng)驗一般選用干式變壓器。</p><p>　　當(dāng)廠用變壓器裝設(shè)兩臺干式變壓器：</p><p>　　Sn

96、b≥Sjs=176（KVA）</p><p>　　據(jù)此查手冊選用：SG9-200/6.3型</p><p>　　參數(shù)：高壓：6.3KV 阻抗電壓%：4</p><p>　　低壓：0.4KV 連接組：Dyn0</p><p><b>　　4.5 校驗</b></p><p

97、>　　在廠用電消失后，為使機組能迅速恢復(fù)正常運行，當(dāng)備用電源投入時，應(yīng)能保證重要的廠用電負荷能自起動，經(jīng)計算表明，當(dāng)廠用變壓器阻抗為4%，自起動時母線電壓允許值為額定電壓的65%-70%時：</p><p>　　Pnd =｛（Ux%-Um%）/Um%·Uz｝·ηp·COSφ·Snb/Kq</p><p>　　=｛（100%-60%）/60%&#

98、183;4%｝·0.75·200/6</p><p>　　= 416.7（KVA）</p><p>　　Pn = 200(KVA)</p><p>　　Pnd-廠用電變壓器允許電動機自起動容量，KW；</p><p>　　Snb-廠用電變壓器額定容量，KVA；</p><p>　　Ux%-電源電壓對

99、于廠用電壓的百分數(shù)，普通變壓器可取100%；</p><p>　　Um%-自起動時母線允許電壓百分值，一般可取60%；</p><p>　　Uz-廠用電變壓器阻抗百分值；</p><p>　　Kq-自起動電動機的平均啟動電流倍數(shù)，一般可取6～7；</p><p>　　ηpCOSΦ-自起動電動機平均效率和平均功率因數(shù)的乘積，一般可取0.75.&

100、lt;/p><p>　　uz對于小型水電站廠用電變壓器阻抗百分值一般為4%。</p><p>　　Pnd 〉Pn（合格）</p><p>　　第五章 電氣設(shè)備的選擇與校驗</p><p>　　5.1 35KV斷路器的選擇與校驗</p><p>　　5.1.1 斷路器的作用</p><p>　　斷

101、路器是電力系統(tǒng)中非常重要的控制和保護設(shè)備，是用于接通或開斷電路的電氣設(shè)備。在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用；二是保護作用。其選擇的好壞，不但直接影響變電所的正常運行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分斷。</p><p>　　5.1.2 斷路器的選擇</p><p>　　1）按額定電壓選擇 斷路器的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即</p><p&g

102、t;<b>　　Un ≥ Ug</b></p><p>　　式中 Un-所選斷路器額定電壓；</p><p>　　Ug-電網(wǎng)工作電壓。</p><p>　　2）按額定電流選擇 斷路器的額定電流，應(yīng)大于所在回路的最大持續(xù)工作電流，即</p><p>　　In ≥ Ig·max</p>&l

103、t;p>　　式中 In-所選斷路器額定電流；</p><p>　　Ig·max-所在回路的最大持續(xù)工作電流。</p><p>　　3）按開斷電流選擇 斷路器的額定Ikkd應(yīng)大于或等于斷路器觸頭剛分開時，實際開斷的短路電流周期分量有效值Izk來選擇，即斷高壓斷路器的額定開斷電流應(yīng)滿足</p><p>　　Ikkd ≥ Izk</p>

104、;<p>　　式中 Izk-斷路器觸頭剛分開時實際開斷的短路電流周期分量有效值。</p><p>　　5.1.3 結(jié)合5.1.2可知</p><p>　　選擇 ZW8-40.5/1000型戶外真空斷路器。</p><p><b>　　其 校驗如下：</b></p><p>　　Ug=35（KV）≤40

105、.5（KV） 合格；</p><p>　　Imax=1.05In=1.05·Pn/√3·Un·COSφ</p><p>　　=1.05·14000/√3·37·0.8=286.72（A）〈1000（A） 合格；</p><p>　　I”=2.157（KA）〈I”=20（KA） 合格；<

106、;/p><p>　　取 t=2s Qk=（I”²+10Izt1²+It²）·t/12</p><p>　　=（2.157²+10·1.898²+1.912²）·2/12</p><p>　　=7.389（KA²·S）〈 20²·4=1600（

107、KA²·S） 合格；</p><p>　　ish=5.643（KA）〈ish=50（KA） 合格；</p><p>　　35KV隔離開關(guān)的選擇與校驗</p><p>　　5.2.1 隔離開關(guān)的作用 </p><p>　　隔離開關(guān)的重要用途是保證電壓在1000V以上的高壓裝置中檢修工作的安全，用隔離開

108、關(guān)將高壓裝置中需要檢修的部分，與其他帶電部分可靠地隔離；隔離開關(guān)經(jīng)常用來進行電力系統(tǒng)運行方式改變時的倒閘操作，也可以接通或切斷小電流電路。</p><p>　　電壓互感器和避雷器電路。</p><p>　　母線和直接與母線相連設(shè)備的電容電路。</p><p><b>　　空載變壓器電路。</b></p><p><

109、b>　　空載線路。</b></p><p>　　特別強調(diào)，隔離開關(guān)在任何情況下，均不能切、合負荷電流和短路電流，并應(yīng)設(shè)法避免可能發(fā)生的誤操作。</p><p>　　5.2.2 35KV隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　1）按額定電壓選擇 隔離開關(guān)的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即 </p>&

110、lt;p><b>　　Un ≥ Ug</b></p><p>　　式中 Un-所選隔離開關(guān)額定電壓；</p><p>　　Ug-電網(wǎng)工作電壓。</p><p>　　2）按額定電流選擇 隔離開關(guān)的額定電流，應(yīng)大于所在回路的最大持續(xù)工作電流，即</p><p>　　In ≥ Ig·max</p&g

111、t;<p>　　式中 In-所選隔離開關(guān)額定電流；</p><p>　　Ig·max-所在回路的最大持續(xù)工作電流。</p><p>　　綜上選擇 GW27-40.5/630型戶外隔離開關(guān)</p><p><b>　　其 校驗如下：</b></p><p>　　Ug=35（KV）≤40.5（K

112、V） 合格；</p><p>　　Imax=1.05In=1.05·Pn/√3·Un·COSφ</p><p>　　=1.05·14000/√3·37·0.8=286.72（A）〈630（A） 合格；</p><p>　　取 t=2s Qk=（I”²+10Izt1²+It²

113、;）·t/12</p><p>　　=（2.157²+10·1.898²+1.912²）·2/12</p><p>　　=7.389（KA²·S）〈 20²·4=1600（KA²·S） 合格；</p><p>　　5.3 35KV電流

114、互感器的選擇與校驗</p><p>　　5.3.1 電流互感器的作用</p><p>　　電流互感器TA用于各種電壓的交流裝置中，其一次繞組串聯(lián)于被測量電路內(nèi)，二次繞組與一次測量儀表和繼電器的電流線圈串聯(lián)鏈接。</p><p>　　1）在技術(shù)方面，電流互感器將一次系統(tǒng)的大電流變成小電流，便于實現(xiàn)對一次系統(tǒng)的測量和保護作用，也易于實現(xiàn)自動化和遠動化。</p>

115、;<p>　　2）在經(jīng)濟方面，電流互感器使二次測量儀表和繼電器標準化和小型化，使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜。二次連接可采用低電壓、小截面的電纜，使屏內(nèi)布線簡單，安裝調(diào)試方便，并可降低造價。</p><p>　　3）在安全方面，電流互感器使測量儀表和繼電器等二次設(shè)備與高壓的一次系統(tǒng)在電氣方面隔離，保證了人身和設(shè)備的安全。其次，一次系統(tǒng)發(fā)生短路時。能夠保護測量儀表和繼電器免受大電流的損害，保證了設(shè)備的安全。&

116、lt;/p><p>　　5.3.2 電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器的一次額定電壓和電流必須滿足</p><p><b>　　Un≥Unw</b></p><p>　　In1≥Ig·max</p><p>　　式中 Unw-電流互感器所在電網(wǎng)的額定電壓；</p>

117、<p>　　Un-電流互感器的一次額定電壓；</p><p>　　In1-電流互感器的一次額定電流；</p><p>　　Ig·max-電流互感器一次回路最大工作電流。</p><p>　　5.3.3 35KV線路及變壓器高壓側(cè)電流互感器的選擇與校驗</p><p>　　結(jié)合5.3.2選擇 LZZB-35型電流互感器&

118、lt;/p><p><b>　　其 校驗如下：</b></p><p>　　Un=35（KV）≥Unw=35(KV) 合格；</p><p>　　In1=400(A)≥Ig·max=286.72（A） 合格；</p><p>　　取 t=2s Qk=（I”²+10Izt1²+It&

119、#178;）·t/12</p><p>　　=（2.157²+10·1.898²+1.912²）·2/12</p><p>　　=7.389（KA²·S）〈 16²·4=1024（KA²·S） 合格；</p><p>　　5.3 互感

120、器的選擇與校驗</p><p>　　5.4.1 電壓互感器的作用</p><p>　　電壓互感器PT用于380V及其以下的交流裝置中，其一次繞組與一次被測電力網(wǎng)并聯(lián)，二次繞組與二次測量儀表和繼電器的電壓線圈并聯(lián)連接。</p><p>　　1）在技術(shù)方面，電壓互感器將一次系統(tǒng)的高電壓變成低電壓，便于實現(xiàn)對一次系統(tǒng)的測量和保護作用，也易于實現(xiàn)自動化和遠動化。</p

121、><p>　　2）在經(jīng)濟方面，電壓互感器使二次測量儀表和繼電器標準化和小型化，使其結(jié)構(gòu)輕巧、價格便宜。二次連接可采用低電壓、小截面的電纜，使屏內(nèi)布線簡單，安裝調(diào)試方便，并可降低造價。</p><p>　　3）在安全方面，電壓互感器使測量儀表和繼電器等二次設(shè)備與高壓的一次系統(tǒng)在電氣方面隔離，保證了人身和設(shè)備的安全。其次，一次系統(tǒng)發(fā)生短路時。能夠保護測量儀表和繼電器免受大電流的損害，保證了設(shè)備的安

122、全。</p><p>　　5.4.2 電壓互感器的選擇</p><p>　　為了確保電壓互感器安全和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓應(yīng)在Un1范圍內(nèi)變動，即應(yīng)滿足下列條件：</p><p>　　1.1Un1〉Uw〉0.9Un1</p><p>　　式中 Un1-電壓互感器額定一次線電壓。</p><

123、;p>　　35KV母線電壓互感器的選擇與校驗</p><p>　　結(jié)合 5.4.2選擇 JDZXW-35-35/√3|0.1/√3|0.1/3</p><p><b>　　其 校驗如下：</b></p><p>　　0.9Un=31.5（KV）〈Uns=35（KV）〈1.1Un=38.5(KV) 合格</p>

124、<p>　　5.5 熔斷器的選擇與校驗</p><p>　　5.5.1 熔斷器的作用</p><p>　　熔斷器是一種最簡單的保護電氣， 它串接在電路中，當(dāng)電路發(fā)生短路或過負荷時，熔斷器自動斷開電路，使其他電氣設(shè)備得到保護。熔斷器分為低壓熔斷器和高壓熔斷器。</p><p>　　熔斷器的工作過程大致可分為以下四個階段：</p><p&

125、gt;　　熔斷器的熔件因過載或短路而加熱到熔化溫度；</p><p><b>　　熔件的熔化和氣化；</b></p><p>　　觸頭之間的間隙擊穿和產(chǎn)生電??；</p><p>　　電弧熄滅，電路被斷開。</p><p>　　5.5.2 熔斷器的選擇</p><p>　　為了保證熔斷器外殼不致?lián)p壞

126、，高壓熔斷器的額定電壓應(yīng)大于或等于所保護線路的額定電壓： Un≥Uks</p><p>　　Un-所選擇熔斷器的額定電壓；</p><p>　　Uks-所保護線路的額定電壓。</p><p>　　5.5.3 35KV側(cè)高壓熔斷器的選擇與校驗</p><p>　　結(jié)合5.5.2選擇 RW5-35/0.5型高壓熔斷器</p>

127、<p>　　Un=35（KV）≥Uks=35（KV） 合格；</p><p>　　斷流容量：Sns=50（MVA）〉S”=（155.65+933.9）·0.001·37</p><p>　　=40.313（MVA） 合格</p><p><b>　　避雷器的選擇</b></p>&l