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1、红河学院本科毕业论文 (设计)2011年度本科生毕业论文（设计）水电站发电机继电保护及电气一次设计（电气一次设计）院 系： 工学院 专 业： 年 级： 学生姓名： 学 号： 导师及职称： 2011年5月12011 Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate The designs of hydropower station generator relay protection and electrical once（electrical once） Department: Major: Grade: Stude
2、nts Name: Student No.: Tutor: June, 2011毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解XX学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许
3、论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名职称单位备注主席（组长）摘 要本次毕业设计的主要内容是对水电站电气一次的设计，根据电力系统相关要求规范进行设计。电气一次设计首先是根据所给出的原始资料拟定一个合理的电气主接线方案，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。通过本毕业设计，初步掌握一个中小型水电站工程设计的思想、内容、方法和步骤。关键词：电气一次；短路电流；变压器；设备选择ABSTRACTThe
4、 main graduation project is the design of an electrical station, according to the relevant requirements of power system design specifications. First of all electrical design is based on raw data given to develop a reasonable program of the main electric connection, and then the calculation of the sh
5、ort circuit current, high voltage electrical equipment selection and validation, and finally draw the main electrical wiring diagram.Through the graduation project, a small hydropower project initially grasp the thinking of the design, content, methods and steps.Key words: Electrical time; short-cir
6、cuit current; transformer; equipment selection目 录前言1. 水电站电气一次设计的初步分析11.1 水力发电的意义11.2 设计目的11.3 设计的有关资料11.4 设计的总体要求22. 水电站电气一次主接线的设计32.1 电气主接线原则32.2 水电站电气主接线方案比较32.3 水电站电气主接线方案确定53. 主变压器容量选择及确定63.1 变压器选择的一般原则63.2 变压器的选择63.2.1 容量的选择63.2.2 相数的选择63.2.3 绕组数63.2.4 中性点接地方式63.2.5 绕组接线组64. 电气一次短路电流计算84.1 电气一次
7、短路电流计算条件84.2 10.5KV母线d1点进行短路计算84.2.1 三相短路电流周期分量计算114.2.2 d1点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算124.3 10.5KV母线d3点进行短路计算124.3.1 三相短路电流周期分量计算134.3.2 d3点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算154.4 110KV母线d2点进行短路计算154.4.1 三相短路电流周期分量计算164.4.2 d2点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算174.5 三相短路电流计算成果汇总175. 主要电气设备选择185.1 高压电气设备选择的一般原则185.2 系统各个回路的最大工作电流185.2.1
8、 主变压器高压侧的最大工作电流185.2.2 主变压器低压侧的最大工作电流185.2.3 发电机出口的最大工作电流195.3 断路器的选择和校验195.3.1 对发电机(F1-F4)出口断路器(D1-D4)的选择195.3.2 对发电机（F5F6）出口断路器（D5D6）的选择205.3.3 对主变压器（B1B2）高压侧断路器(D7D8)的选择215.3.4 对主变压器(B3)高压侧断路器(D9)的选择225.4 隔离开关的选择和校验225.4.1 对发电机(F1-F4)出口隔离开关(G1G2G5G6)的选择225.4.2 对发电机(F5F6)出口隔离开关(G8G9)的选择235.4.3 对主变
9、压器(B1B2)低压侧隔离开关(G3G4G10G11)的选择245.4.4 对主变压器(B3)低压侧隔离开关(G7G12)的选择255.4.5 对主变压器(B1B2)高压侧(G13G14)隔离开关的选择255.4.6 对主变压器(B3)高压侧(G15)隔离开关的选择265.5 电流互感器的选择275.5.1 10.5kV发电机出口处电流互感器的选择275.5.2 110kV主变压器高压侧电流互感器的选择275.6 电压互感器的选择285.6.1 型号的选择285.7 母线选择285.7.1 10.5kV母线选择285.7.2 110kV主母线的选择29参考文献30致 谢31附 录32红河学院本
10、科毕业论文 (设计)前 言电力作为一个国家的重要能源，电能是否有质量，直接关系一个国家的发展，也密切关系到每一个人的生活和工作。近二十年来，随着我国国民经济快速增长，对电力的需求越大。我国是一个水力源丰富的大国，应大力发展水力发电。水力发电就是利用水能发电的一种方式。水能是可再生能源，几乎没有污染，可综合利用，水电建设受地理位置的影响，投资大，工期长，发电效率高，运行成本低。为节省能源，在丰水期应多发水电，减少弃水；枯水期多发火电，弥补水电的不足。水电机组启动快，宜在电力系统中担任调峰、调频和紧急备用。且可调节负荷范围大，水电机组从静止，起动到满负荷运行，正常情况下只要35min，事故情况可缩
11、到12min左右。本次设计可以分为几个部分，第一电气主接线的设计，第二主变压器选择，第三短路电流的计算，第四主要电气设备选择。1. 水电站电气一次设计的初步分析1.1 水力发电的意义 随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为我国经济的发展提供保障。就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今天，火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的优势。我国是一个水力源丰富的大
12、国，应大力发展水力发电。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。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，初步掌握一个中小型水电站工程设计的思想、内容、方法和步骤。1.3 设计的有关资料该水电站为中小型水电站，年平均气温为29.1，正常蓄水位75.0 m，额定水头12
13、0 m，根据本电站的水文水能特点，装机容量可达85MW，单机最大出力 15 MW。为了有利于梯级电站之间的流量匹配及协调运行，发挥梯级电站统一调度运行的优势，所以本电站经研究确定采用6台机组方案，机组采用竖井式水轮机，型号为SF15-8/3250单机容量为15 MW的4台和型号为SF10-8/2600单机容量为10.5 MW的2台，发电机额定电压都为10.5kv，额定功率因数为0.8，额定频率为50 Hz。年利用小时数为7200h，厂用电耗电率约为0.5%-1.0%。由以上资料分析在上游采用四台为15 MW的发电机组，下游采用二台为10.5 MW的发电机组，丰水季节6台机组满发，枯水季节考虑上游4台机组运行。根据该地方电网编制要求电站采用110kV电压等级接入电力系统，共一回路，送到5km电力系统，电站带系统基荷，无调相、调频要求。1.4 设计的总体要求设计完后所提交的毕业设计论文应包括如下内容。（1）主接线方案设计、评价、比较与选择（2）主变压器的选择；（3）短路设计计算过程及结果汇总表；（4）主要高压电气设备的选择、校验计算2. 水电站电气一次主接线的设计2.1 电气主
