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1、湖南水利水电职业技术学院 Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power毕业设计成果Graduation practice achievement设计项目名称 小型水电站电气设计 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指导老师： 任务下达日期: 2009年 12月 27 日设计完成日期： 2009年 01月13日 电力工程系编前言本毕业设计说明书是按湖南水利水电职业技术学院电力工程系2010年毕业设计要求，经小组共同研究，老师精心指导下，由个人独立编写的。本书属小型水电站电气设计课题，题目要求先拟定一个合理的电气主接线方案
2、，再进行短路电流的计算，高压电气设备的选择和校验，最后再画出电气主接线图。虽然此题有一定的难度和挑战性，但在小组成员的共同努力下，查阅大量相关资料，在加上老师的指导，使我们明确自己的方向。在设计的过程中，我们首先熟悉了黄坪水电站的一些原始资料，再根据原始资料确定了一个合理的方案，在短路电流的计算过程中，我们找到了合理的短路点，避免过多的重复工作量。本设计以通俗易懂的文字，加上图形表达，系统地阐述了黄坪水电站所有的信息。本设计令读者便于理解和接受，本书极具有重要的参考价值。本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样计算短路电流，高压电气设备如何选择，如何画电气主接线图，为我们即将走上工作岗位的毕业
3、生打基础。毕业设计小组成员由 、 、 、 、 、 组成，在编写过程中得到了禹老师的大力支持和帮助，在此表达诚挚的感谢！由于编者水平有限，错误及不当之处在所难免，恳请广大师生、读者批评指正。 编者 2010年1月目录前言第一章 毕业设计任务书1.1 设计题目11.2 设计目的11.3 设计有关原始资料1第二章 电气一次部分设计21 主接线方案的拟定722 变压器容量确定723 电气一次短路电流计算8231当6.3kv母线即K1点发生三短路时10232当35kv母线即K2点发生三短路时12233短路电流计算成果表12第三章 高压电气设备的选择和校验3.1 高压电气设备选择的一般条件133.2 高压
4、断路器的选择和校验153.3 隔离开关的选择和校验173.4 电流互感器的选择和校验193.5 电压互感器的选择203.6 高压熔断器的选择213.7 避雷器的选择213.8 支柱绝缘子和穿墙套管的选择213.9 母线的选择与校验223.10开关柜的选择243.11 厂用变压器的选择24附录参考文献附图 第一章 毕业设计任务书1.1设计题目51600KW低水头径流式水电站1.2设计目的毕业设计是完成本专业教学计划的最后一个重要的教学环节，是对各门课程的综合运用和提高。通过毕业设计，巩固和加深学生所学专业理论知识，锻炼学生分析和解决实际工程问题能力。培养和提高学生综合使用技术规范、技术资料，进行
5、有关计算、设计、绘图和编写技术文件的初步技能，为今后参加水电站和变电所电气设计、安装、运行、检修、试验打下基础。通过本毕业设计，初步掌握一个小型水电站工程设计的思想、内容、方法和步骤。1.3 有关的原始资料黄坪电站为低水头径流式水电站，座落于茶陵县虎踞镇黄坪村，距茶陵县城25km，装机容量51600 kw，年利用小时数4833h，发电机的型号为SF1600-60/4850，发电机额定电压为6.3kv。电站取大输送功率为8000 kw。根据茶陵县小水电网络规划和业主意向，电站出线等级为35kv，共三回路，一回路送到9km平水变并入茶陵县新组建小水电网，一回路送到近区新建的虎踞镇工业区，一回路备用
6、。其输电导线型号为LGJ-120。1.4 设计的总体要求集中布置，明确要求，提倡讨论，独立完成，严禁抄袭，严禁拷贝现象。第二章 电气一次部分设计2.1 电气主接线方案的拟定分析设计原始资料，全面考虑所设计电站在系统中所处地位、所供负荷性质、地理位置以及电站本身的总容量和机组台数，拟出二至三个可行的方案，进行一般的技术经济比较，通过论证，确定一个合理的主接线方案。 方案一：发电机电压接线采用单母线不分段，设置一台变压器，其容量为10000KW。35KV线路采用单母线不分段。方案二：发电机电压接线采用单母线不分段，设置2台变压器，其容量为10000KW，35KV线路采用单母线分段。（1）供电可靠性
7、方案一供电可靠性较差方案二供电可靠性较好（2）运行上的安全和灵活性方案一母线或母线侧隔离开关故障或检修时，整个配电装置必须退出运行，而任何一个断路器检修时，其所在回路也必须退出运行，灵活性也较差。方案二单母线分段接线便于分别对各母线段进行检修，减少了母线检修时的停电范围，提高了运行的灵活性。（3）接线简单、明显维护和检修方便很显然方案一最简单、明显维护和检修方便。（4）经济方面的比较方案一最经济。综合比较：选方案二最合适。2.2 变压器容量的确定因为发电机的容量为1600KW，所以变压器的容量应大于等于8000KW。变压器的选择型号额定容量（KVA）额定电压（KV）阻抗电压（%）连接组高压低压
8、SL7-10000/35100003567.5Y/-112.3 电气一次短路电流计算对选定的主接线方案，按电气设备选择、校验的需要进行短路电流的计算。在教师指导下，力求合理选择短路点，以避免过多的重复工作量。按个别变化法，用运算曲线计算短路电流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
9、列）。（2）短路种类一般按三相短路验算，若其他种类短路较三相短路严重时，即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。短路电流的计算电网工业备用K2K1 选取基准值: 发电机：有阻尼绕组的水轮发电机 变压器： 经查表选择SFL1-10000/35型号 查得 线路： 35kv选择 2.3.1当6.3KV母线即k1点发生三相短路时：35kV63kVk1当K1发生短路时无限大容量稳态短路电流：冲击短路电流：有限大容量： t=0s I1=2.38+5.064=7.444（KA）t=1s I2=2.38+3.265=5.645（KA）t=2s I3=2.38+
10、3.096=5.476（KA）t=4s I4=2.38+2.964=5.344（KA）短路冲击电流：总的冲击电流：i=13.605+6.069=19.674(KA) 2.3.2当35KV母线即k2点发生三相短路时：当点发生短路时无限大容量 稳态短路电流：冲击短路电流：有限大容量短路电流：t=0s t=1s t=2s t=4s t=0s I1=5.5706+0.691=6.2616（KA）t=1s I2=5.5706+0.504=6.0746（KA）t=2s I3=5.5706+0.495=6.0656（KA）t=4s I4=5.5706+0.487=6.0576（KA）短路冲击电流: 总的冲击电流：i=14.205+1.759=15.964(KA)短路：当时. 短路：当. 2.3.3 短路电流计算成果表短路点分支回路额定容量（MVA）计 算 电 抗T=0sT=1sT=2sT=4sT=0s冲击短路电流（kA）6kV母线大电网0.6551.52672.381.52672.381.52672.381.52672.386.069水电站20.215.5265.0643.5633.2653.3783.0963.2342.96413.605合计7.4445.6455.476
