目录一 选题背景 31.1原始资料 31.2设计任务 3二 电气主接线设计 32.1对原始资料的分析计算 32.2电气主接线设计依据 42.3 主接线设计的一般步骤 42.4 技术经济比较 42.4.1 发电机电侧电压（主）接线方案 42.4.2 主接线方案拟定 4三 变压器的选择 73. 1主变压器的选择 73.1.1相数的选择 73.1.2绕组数量和连接方式的选择 73.2 厂用变压器的选择 8四．短路电流的计算 94.1电路简化图8： 94.2计算各元件的标么值 104.3短路电流计算 114.3.1 d1点短路电流计算 114.3.2 d2点短路 13五 电气设备选择与校验 155.1电气设备选择的一般规定 155.1.1 按正常工作条件选择 155.1.2 按短路条件校验 165.2 导体、电缆的选择和校验 165.3 断路器和隔离开关的选择和校验 175.4 限流电抗器的选择和校验 175.5 电流、电压互感器的选择和校验 185.6 避雷器的选择和校验 185.6.1 避雷器的选择 185.6.2 本水电站接地网的布置 19六.设计体会 19附录 20参考文献 22一 选题背景1.1原始资料（1）、待设计发电厂为水力发电厂；发电厂一次设计并建成，计划安装2×15MW的水力发电机组，利用小时数4000小时／年； （2）、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回； （3）、电力系统的总装机容量为600MVA、归算后的电抗标幺值为0.3，基准容量Sj＝100MVA; （4）、低压负荷：厂用负荷（厂用电率）1.1%； （5）、高压负荷：110kV电压级，出线4回, Ⅲ级负荷，最大输送容量60MW，cosφ＝0.8； （6）、环境条件：海拔＜1000m；本地区污秽等级2级；地震裂度＜7级；最高气温36℃；最低温度－2.1℃；年平均温度18℃；最热月平均地下温度20℃；年平均雷电日T＝56日／年；其他条件不限。
1.2设计任务（1）、根据对原始资料的分析和本变电所的性质与其在电力系统中的地位，拟定本水电站的电气主接线方案经过技术经济比较，确定推荐方案 （2）、选择变压器台数、容量与型式 （3）、进行短路电流计算 （4）、导体和电气主设备（各电压等级断路器、隔离开关、母线、电流互感器、电压互感器、电抗器（如有必要则选）、避雷器）的选择和校验 （5）、厂用电接线设计 （6）、绘制电气主接线图 二 电气主接线设计2.1对原始资料的分析计算为使发电厂的变压器主接线的选择准确，我们原始资料对分析计算如下；根据原始资料中的最大有功与功率因数，算出最大无功，可得出以下数据电压等级线路名称最大有功（MW）最大无功（MVAr）COSФ负荷级别Tmax110KV回路11511.20.814000回路2回路3回路42.2电气主接线设计依据电气主接线的主要要求为:1、可靠性：衡量可靠性的指标，一般是根据主接线型式与主要设备操作的可能方式，按一定的规律计算出“不允许”事件的规律，停运的持续时间期望值等指标，对几种接线形式的择优。
2、灵活性：投切发电机、变压器、线路断路器的操作要可靠方便、调度灵活3、经济性：通过优化比选，工程设计应尽力做到投资省、占地面积小、电能损耗小2.3 主接线设计的一般步骤1、对设计依据和基础资料进行综合分析2、确定主变的容量和台数，拟定可能采用的主接线形式3、论证是否需要限制短路电流，并采取合理的措施4、对选出来的方案进行技术和经济综合比较，确定最佳主接线方案2.4 技术经济比较2.4.1 发电机电侧电压（主）接线方案110Kv侧由于本电站是小水电，不承担主要负荷，没有重要机端负荷，从接线的可靠性、经济性和灵活性考虑，在我国运行的成熟经验一般采用单母线接线方式所以本电站，110Kv侧采用单母线接线2.4.2 主接线方案拟定（一）根据我国现行的规和成熟的运行经验，结合本设计水电站的实际，现拟定以下三种电气主接线方案(单相示意图)： (1)单母线接线其接线示意图如图4：图4 单母线接线方案（2）单元接线其接线示意图如图5图5 单元接线方案（3）扩大单元接线其接线示意图如图6图6 扩大单元接线（二）主接线方案初步比较：由以上三种接线方案的优缺点分析和接线示意图，本着可靠性、灵活性和经济性的原则，结合电厂实际综合分析，可以得出：单母线和扩大单元接线相比较，其可靠性和灵活性都很相近，厂用电都是在发电机10.5KV侧取得，然而本电站只有两台发电机，比较特殊，所以单母线和扩大单元接线形式相近。
单母线接线灵活性低所以可以明显淘汰单母线接线方案从而保留扩大单元接线和单元接线方案三）主接线方案的确定（1）技术比较方案的技术特性分析，一般从以下几个方面进行分析：①从供电的可靠性：对于方案2，厂用电从两台发电机上取得，即使检修其中一台变压器和两机组停机电厂也不会停电，然而两台变压器同时故障的可能性非常小相比方案3，若检修变压器电厂就会停电，否则要另外接入厂用电源，这样投资就增加了这样，方案2的可靠性相对高些 ②从运行安全和灵活性：方案2的变压器的短路容量比方案3小，对变压器和发电机的绝缘水平要求相对较低，安全性相对较高，其灵活性也比较好③从接线和继电保护：方案3的接线和继电保护都相对方案2较复杂④从维护与检修：方案3的维护相比方案2较复杂，方案3的检修相比方案2较方便说明：在比较接线方案时，应估计到接线中发电机、变压器、线路、母线等的继电保护能否实现与其复杂程度对任何接线方案都能实现可靠的继电保护，由于一次设备投资远远大于二次设备的投资，所以即使某个别元件保护复杂化，也不能作为不采用较经济接线方案的理由2）经济比较经济比较中，一般只计算各方案不同的一次性投资与年运行费1、一次性投资一次性投资包括主变压器、配电装置的综合投资。
电气设备的综合投资是电气设备出厂价格、运输机安装费用的总和，又称电气设备的基建投资费一次性综合投资式中：—主体设备基价，主要包括主变压器、开关设备； d—设用于运输基础加工，土石方附加费的比例系数，通常对110KV取值90，35KV取值100②、年运行费用年运行费用，包括个电气设备的每年折旧费与维护检修费电气设备年折旧费、维修费可以通过查表得到经过计算比较结果，选定方案2（单元接线）为主接线方案三 变压器的选择3. 1主变压器的选择该水电站远离负荷中心，水电站的厂用电很少（1.1%），且没有地区负荷，因此，选择主变压器的容量应大致等于与其连接的发电机容量水电厂多数担任峰荷，为了操作方便，其主变压器经常不从电网切开，因此要求变压器空载损耗尽量小3.1.1相数的选择主变采用三相或单相，主要考虑变压器的可靠性要求与运输条件等因素根据设计手册有关规定，当运输条件不受限制时，在330KV与以下的电厂与变电所均选用三相变压器因为三相变压器比一样容量的单相变压器具有节省投资，占地面积小，运行过程损耗小的优点，同时本电厂的运输地理条件不受限制，因而选用三相变压器3.1.2绕组数量和连接方式的选择（1）绕组数量选择：根据《电力工程电气设计手册》规定：“最大机组容量为125MW与以下的发电厂，当有两种升高电压向用户供电与或与系统相连接时，宜采用三绕组变压器。
结合本电厂实际，因而采用双绕组变压器2）绕组连接方式选择：我国110KV与以上的电压，变压器绕组都采用连接，35KV一下电压，变压器绕组都采用连接结合很电厂实际，因而主变压器接线方式采用YN,d113.1.3主变压器的台数、容量与型式在比较的三个方案中，需要两台同容量的110KV双绕组有载调压电力变压器：20MVA（两台）结合本电厂实际，从经济性的角度出发，选择型式为：双绕组有载调压电力变压器通过查阅《电力工程电气设备手册，电气一次部分》可知其主变压器的参数如下表电力变压器技术参数型号额定容量（KVA）额定电压（KV）空载电流（%）空载损耗KW负载损耗KW阻抗电压（%）高压低压SFZL7—20000/11020000110±8×1.25%10.51.23010410.53.2 厂用变压器的选择选择原则：为满足厂各种负荷的要求，装设两台厂用变压器，厂用电容量得确定，一般考虑厂用负荷为发电厂总负荷的1%~2%,此发电厂的厂用负荷为总负荷的1.1%S＝1.1%×30000KVA＝330KVA根据选择原则，并通过查找《电力工程电气设备手册，电气一次部分》选出厂用的两台变型号都为S=440KV.A：型号额定容量（KVA）额定电压（KV）空载电流（%）损耗W阻抗电压（%）连接组标 号高压低压空载短路SZ6—400/1040010.50.4387042004Y，yn0SZ7—400/1040010.50.43.292058004通过对比两台厂用变压器的型号定为SZ6—400/10双绕组有载调压电力变压器，两台厂用变分别接于主变低压侧，互为暗备用，平时半载运行，当一台故障时，另一台能够承但变电所的全部负荷。
由于厂用变压器是两台，互为暗备用，平时半载运行，当一台故障时，另一台能够承但变电所的全部负荷所以其母线可采用单母线分段接线；接线图如下图7：图7接线图四．短路电流的计算4.1电路简化图8：图8电路简化4.2计算各元件的标么值取查得发电机 变压器 线路电抗 等值短路阻抗图9：图9等值短路阻抗4.3短路电流计算4.3.1 d1点短路电流计算①将X1和X2串联得X7; 因系统与电站1、2发电机电源通过公共阻抗X3供电；故须进行简化，并按分布系数法求出短路点到各电源间的转移阻抗想X10、X11X6与X7并联为；②计算阻抗发电机系统 ③求短路电流发电机1～2为 查得运。