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1、目 录前 言1第一章 电气主接线设计21.1 设计原原则21.2 各方案案比较3第二章 厂用电电设计82.1 厂用电电设计原则8第三章 短路电电流计算93.1 对称短短路电流计算93.2 非对称称短路电流计计算19第四章 电器主主设备选择304.1对方案II的各主设备备选择304.2 对方案案的各主设备选择44第五章 发电机机继电保护原原理设计及保保护原理465.1 初步分分析465.2 对F11 的保护整整定计算475.3 对F55的保护整定定计算：50第六章 计算机机监控系统方方案论证选择择546.1 系统功功能546.2 监控对对象566.3 系统结结构56前 言随着我国经济的的不断发展
2、，对对能源的需求求量也越来越越大，然而能能源的不足与与需求之间的的矛盾在近几几年不断恶化化，国家急需需电力事业的的发展，为我我国经济的发发展提供保障障。就我国目目前的电力能能源结构来看看，我国主要要是以火电为为主，但是火火电由于运行行过程中污染染大，在煤炭炭价格高涨的的今天，火电电的运行成本本也较高，受受锅炉和其他他火电厂用电电设备的影响响，其资源利利用率较低，一一般热效率只只有30%-50%左右右。与之相比比水电就有很很多明显的优优势。因此，关关于电力系统统水电站设计方方面的论文研研究就显得格格外重要。本毕业设计（论论文）课题来来源于青海省省直岗拉卡水水电站。主要要针对直岗拉拉卡水电站在在电
3、力系统的的地位，拟定定本电厂的电电气主接线方方案，经过技技术经济比较较，确定推荐荐方案，对其其进行短路电电流的计算，对对电厂所用设设备进行选择择，然后对各各级电压配电电装置及总体体布置设计。并并且对其发电电机继电保护护进行设计。在在这些设计过过程中需要用用到各种电力力工程设计手手册，并且借借用AutooCAD辅助助工具画出其其电气主接线线图、室外配配电装置图、发发电机保护的的原理接线图图、展开图、保保护屏的布置置及端子排接接线图。故本本论文属于典典型的针对某某工程进行最最优设计的工工程设计类论论文。通过本论文的研研究，可以使使直岗拉卡水水电站安全可可靠的在系统统中运行，保保证其持续可可靠的供电
4、。也也能提高自己己使用AuttoCAD,word等等软件的能力力，培养出自自己工程设计计的观念，是是对大学四年年所学理论知知识与实践的的融合。第一章 电气主主接线设计1.1 设计原原则电气主接线是水水电站由高压压电气设备通通过连线组成成的接收和分分配电能的电电路。电气主主接线根据水水电站在电力力系统中的地地位、回路数数、设备特点点及负荷性质质等条件确定定，并应满足足运行可靠、简简单灵活、操操作方便、易易于维护检修修、利于远方方监控和节约约投资等要求求。在电气主接线设设计时，综合合考虑以下方方面： 保证必要的供电电可靠性和电电能质量安全可靠是电力力生产的首要要任务，保证证供电可靠和和电能质量是是
5、对主接线最最基本的要求求。在设计时时，除对主接接线形式予以以定性评价外外，对于比较较重要的水电电站需要进行行定量分析和和计算。直岗岗拉卡水电站站虽然是一个个中小型水电电站，但是由由于担负了许许多工业企业业，及农业抗抗旱排涝等供供电任务，因因而必须满足足必要的供电电可靠性。 具有经济性在主接线设计时时，主要矛盾盾往往发生在在可靠性与经经济性之间。欲欲使主接线可可靠、灵活，将将导致投资增增加。所以必必须把技术与与经济两者综综合考虑，在在满足供电可可靠、运行灵灵活方便的基基础上，尽量量使设备投资资费用和运行行费用为最少少。 具有一定的灵活活性和方便性性，并能适应应远方监控的的要求。主接线应能适应应各
6、种运行状状态，并能灵灵活地进行方方式的转换。不不仅正常运行行时能安全可可靠地供电，而而且无论在系系统正常运行行还是故障或或设备检修时时都能适应远远方监控的要要求，并能灵灵活、简单、迅迅速地倒换运运行方式，使使停电时间最最短，影响范范围最小。显显然，复杂地地接线不会保保证操作方便便，反而使误误操作机率增增加。但是过过于简单的接接线，则不一一定能满足运运行方式的要要求，给运行行造成不便，甚甚至增加不必必要的停电次次数和停电时时间。 具有发展和扩建建的可能性随着经济的发展展，已投产的的水电站可能能需要扩大机机组容量，从从主变压器的的容量、数量量到馈电线路路数均有扩建建的可能，有有的甚至需要要升压，所
7、以以在设计主接接线时应留有有发展余地，不不仅要考虑最最终接线的实实现，同时还还要兼顾到分分期过渡接线线的可能和施施工的方便。根据以上几点，对对直岗拉卡水水电站的主接接线拟定以下下几种方案。1.2 各方案案比较方案本方案采用了两两个扩大单元元接线和一个个单元接线，1110kv侧侧采用了双母母接线。双母母接线的供电电可靠性较高高，可以轮流流检修一组母母线而不致使使供电中断，检检修任一组母母线上的隔离离开关也不需需要中断供电电，且调度灵灵活，各个电电源和各回路路负荷可以任任意分配到一一组母线上，能能灵活适应电电力系统中各各种运行方式式调度和潮流流变化的需要要。扩建性也也非常号，可可以向母线左左右方向
8、任意意扩建，且施施工过程也不不会停电，只只是双母接线线多了一台旁旁路断路器，投投资有所增加加。图1-1 电气气主接线方案案方案本方案采用了两两个扩大单元元接线和一个个单元接线与与110kvv侧直接相连连。110kkv侧为单母母分段带专用用旁路断路器器的旁路母线线接线方式。其其特点是：扩扩大单元接线线接线方式简简单清晰，运运行维护方便便，且减少了了主变压器高高压侧出现，简简化了高压侧侧接线和布置置，使整个电电气接线设备备较省。单元元接线的接线线简单、清晰晰、运行灵活活、维护工作作量少且继电电保护简单，但但由于主变压压器与高压电电气设备增多多，高压设备备布置场地增增加，整个电电气接线投资资也增大。
9、其其110kvv侧的单母分分段带专用旁旁路断路器的的母线接线方方式中,由于于增加了分段段其全厂停电电的可能性为为0，且任一一台断路器检检修时都不会会引起停电，其其供电可靠性性较高图1-2 电气气主接线方案案方案本方案采用了两两个扩大单元元接线，一个个单元接线，1110kv侧侧采用了双母母带旁母的接接线方式。此此种接线方式式大大提高了了供电的可靠靠性，但是由由于有了专用用的旁路母线线，多装了价价高的断路器器和隔离开关关，大大增加加了投资，此此种接线方式式对于供电可可靠性有特殊殊需要的场合合是十分必要要的，但是对对于供电可靠靠性要求不是是很高的中小小型水电站来来说不是很适适用。图1-3 电气气主接
10、线方案案方案本方案采用了两两个扩大单元元接线和一个个单元接线，1110kv侧侧采用了单母母接线的方式式，此种接线线虽然接线方方式简单，投投资很少，但但是其供电可可靠性大大降降低，其母线线一旦出现故故障就会造成成全厂停电，严严重影响了持持续供电。图1-4 电气气主接线方案案方案本方案采用了一一个发电机单单母接线和两两个单元接线线，11100kv侧采用用双母接线的的方式。发电电机单母接线线使主变压器器数量减少，投投资节省，接接线简单明了了，运行方便便，但是发电电机电压配殿殿装置元件多多，增加检修修工作量，母母线或与母线线所相连的隔隔离开关故障障或检修时，三三台发电机都都要停电，可可靠性及灵活活性较
11、差。图1-5 电气气主接线方案案综合分析上述五五种方案，再再结合该水电电站为中小型型水电站的实实际情况，拟拟定的主接线线应以经济性性为主，但其其可靠性也需需要考虑，方方案一和方案案二最能满足足这两项要求求，故最终选选定方案一和和方案二为最最终比较方案案。方案的可靠性比比方案一高，如如果在投资相相差不多的情情况小应该首首选方案，如果在方案案比方案投资低较多多则从经济性性的角度出发发应选择方案案。第二章 厂用电电设计2.1 厂用电电设计原则厂用电接线的设设计应按照运运行、检修和和施工的要求求，考虑全厂厂发展规划，积积极慎重地采采用成熟地新新技术和新设设备，使设计计达到经济合合理，技术先先进，保证机
12、机组安全经济济地运行。其其具体有如下下一些要求： 接线方式和电源源容量，应充充分考虑厂用用设备在正常常、事故、检修、启动、停运等方式式下地供电要要求，并尽可可能地使切换换操作简便，使使启动（备用用）电源能迅迅速投入。 尽量缩小厂用电电系统的故障障影响范围，避避免引起全厂厂停电故障。各各台机组的厂厂用电系统应应独立，以保保证在一台机机组故障停运运或其辅助机机发生电气故故障时，不影影响其他机组组的正常运行行。 充分考虑电厂分分期建设和连连续施工过程程中厂用电系系统的运行方方式，特别主主要对公用厂厂用负荷的影影响。要方便便过渡，尽少少改变接线和和更换设备。根据上述要求，结结合本水电站站为中小型水水电
13、站，以及及厂用电分为为6kV和3380kV两两个电压等级的实际际情况，其厂厂用电设计祥祥见附录：第三章 短路电电流计算3.1 对称短短路电流计算算发电机，变压器器及系统的主主要参数如下下：发电机参数：445MW，ccos，额定电压压10.5kkV变压器参数：33台，1T:50MVAA, 2T: , 1000MV系统参数：1110kV出线线四回，正序序阻抗（标么么值）：0.917166，零序阻抗抗（标么值）11.12355，三相短路路容量：25543MVAA，单相短路路容量：25529.9MMVA。对方案的系统统正序阻抗网网络等值图为为1：图3-1 正序序阻抗网络等等值图取基准值：，时时，, ，
14、5.0220kA,445MW功率率因素为0.95的机组组容量为; 发电机:=0.233变压器:= 系统阻抗：对点进行短路计计算2：网络简化如下：图3-2 网络络简化图 继续简化上图：图3-3 网络络简化图再化简得：图3-4 网络络简化图三相短路电流周周期分量计算算：系统A侧：B侧（）的计算算电抗为由计算电抗查水水轮机短路电电流运算曲线线得： 10.5kV侧侧额定电流为为：因此： C侧（）的计算算电抗为： 由计算电抗查短短路电流运算算曲线得： 其10.5kVV侧的额定电电流为：因此： 所以，点的三相相短路电流为为： 点三相短路冲击击电流及全电电流最大有效效值计算:(1).系统AA侧和三电源源B侧的值采采用远离发电电机地点发生生短路时的数数值，则11.80，0.97=1.80(16.0336+5.8876)=555.7799KA (16.0336+5.8876) (2)C侧二电电源的，值采用发电电机机端短路路时的值，故故1.90，0.931.90226.498871.2200KA26.498(3) 总的冲冲击电流及全全电流为：55.779971.22001226.9799KA=33.36666+35.608=668.9744KA点短路电流热效效应计算： 其中
