水力發(fā)電廠電力一次系統(tǒng)設計.doc
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. 信息工程學院 課程設計報告書 題目: 水力發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)設計 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級： 17 學 號： 學生姓名： 指導教師： 2015年 7月 12 日 精選word范本！ . 綜合課程設計任務 1、題目 水力發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)設計 2、原始資料 1、發(fā)電廠的建設規(guī)模 1：待設計發(fā)電廠類型（水利發(fā)電廠）。 2：發(fā)電廠一次設計并建成，計劃安裝（415MW）的水力發(fā)電機組，最大利用小時數(shù)（5000小時/年）。 2、發(fā)電廠與電力系統(tǒng)連接情況 1：待設計發(fā)電廠接入系統(tǒng)電壓等級為（110kv），出線回路為（3回），其中一回線供20MW的一類負荷，水電站附近負荷3MW。 2：電力系統(tǒng)的總裝機容量為（396MVA），全系統(tǒng)最大負荷340MW，最小負荷225MW。 3、環(huán)境條件 最熱月地面下0.8m土壤平均溫度28.6C，多年最低氣溫-4C；室內最熱月平均溫度34.1C，戶外最低氣溫40.1C。 4、水電站位置和發(fā)展 水電站位于某河流上游，附近有城鎮(zhèn)5座，各城鎮(zhèn)發(fā)展遠景如下： 5、系統(tǒng)連接圖如下： 精選word范本！ 3、設計任務 1：電氣主接線設計 2：廠用電設計 3：短路電流計算和電氣設備選擇 4：配電裝置設計 4、設計成果 1：設計說明書一份 2：圖紙3張（電氣主接線圖、屋內配電裝置圖、屋外配電裝置圖） 摘要 本文為415MW水力發(fā)電廠電氣一次部分設計。通過對原始資料的詳細分析，根據(jù)設計任務書的要求，進行了電氣主接線方案的經(jīng)濟技術比較，廠用電設計，短路電流計算和電氣設備的選擇和校驗，配電裝置設計。編制了設計說明書，繪制了主接線圖，廠用電接線圖。 關鍵字：主接線、短路計算、設備選擇、配電裝置、設計說明書、主接線圖、廠用電 Abstract This article is 4 x 15 mw hydropower plant electrical part design at a time. Through detailed analysis of original data, according to the requirements of the design plan descriptions of the economic and technical comparison, the main electrical wiring scheme design of auxiliary power, short circuit current calculation and selection of electrical equipment and calibration, power distribution equipment design. Compiled the design specification, draw the main wiring diagram, auxiliary power wiring diagram. The keyword :The main connection, short circuit calculation, equipment selection, power distribution equipment, design specifications, main wiring diagram, auxiliary power 精選word范本！ 目錄 1 發(fā)電廠電氣主接線設計 1 1.1主接線的方案設計 1 1.2主接線方案的經(jīng)濟技術比較 3 1.3確定最優(yōu)主接線設計方案 5 1.4發(fā)電機，主變及廠用變容量選擇 6 1.5廠用電設計 7 2 短路電流計算 9 3 導體，電器設備選擇及校驗 13 3.1導體設備選擇概述 13 3.2導體的選擇與校驗 13 3.3導體和電氣設備的選擇成果表 16 4 配電裝置設計 18 參考文獻 19 附錄 20 1 發(fā)電廠電氣主接線設計 1.1主接線的方案設計 簡述：電氣主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分主體結構，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡結構的重要組成部分，其直接影響發(fā)電廠或變電站運行的可靠性、靈活性并對電器選擇、配電裝置布置、繼電保護有決定性的關系。 對電氣主接線的基本要求包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三個方面。 本次設計根據(jù)《水電站機電設計手冊》、《電力工程設計手冊》以及相關參考書目的規(guī)定，結合設計任務的要求擬訂2個可行的主接線方案，進行技術和經(jīng)濟比較，得出最佳接線方案。 （1）：本次設計的重點是：水電廠高低兩級電壓電氣主接線的擬訂和水電廠機端10.5KV電壓配電裝置、110KV高壓配電裝置、廠用電配電裝置等設備的選擇。難點是：對電廠整個電氣主接線的短路電流計算及各種電器的繼電保護配置。 （2）：發(fā)電機與主變壓器的接線形式的確定：本次設計發(fā)電機的形式根據(jù)水電廠實際情況采用合適型號，因其單機容量在15MW，無廠用電分支，其機端電壓等級采用10.5KV， 根據(jù)發(fā)電廠主變壓器確定原則：發(fā)電廠主變臺數(shù)定為2臺總容量應大于或等于電廠總裝機容量。采用10.5KV/110KV兩級電壓，三相兩繞組 （3）：主接線方案初步擬訂 在對設計原始資料分析的基礎上，結合對電力系統(tǒng)電氣主接線的可靠性、經(jīng) 濟性及靈活性等基本要求綜合考慮，在滿足技術、經(jīng)濟政策的前提下，本次設計 力爭使其成為技術先進、發(fā)電可靠、經(jīng)濟合理的主接線方案。 可靠發(fā)電是本設計水電廠應該考慮的首要問題，兼顧到經(jīng)濟性和水電廠升壓站場地狹窄等問題，設計主接線應保證其豐期滿發(fā)，不積壓發(fā)電能力。主接線方案從以下幾個方面考慮： （1）、線路、斷路器、主變或母線故障或檢修時，對機組的影響，對發(fā)電機出力的影響。 （2）、本水電廠有無全廠停電的可能性。 （3）、主接線是否具有足夠的靈活性，能適應各種運行方式的變化，且在檢修事故狀態(tài)下操作方便、調度靈活、檢修安全等。 （4）、在滿足技術要求的前提下。盡可能考慮投資省、占地面積小、電能損失小和年運行費用少。 （5）、是否適宜于實現(xiàn)自動化和實現(xiàn)無人值守。 通過對原始資料的分析，現(xiàn)將各電壓等級可能的較佳方案列出，進而優(yōu)化組合，形成最佳可比方案。 （1） 、10.5KV電壓級，本設計水電廠裝機共4臺，每臺單機容量為15MW。根據(jù)《電力工程設計手冊規(guī)定》，發(fā)電機電壓配電裝置宜采用單母分段或雙母分段接線，其原則是每段母線上發(fā)電機總容量或負荷為24MW及以上時，一般采用雙母線分段接線，考慮到本設計水電廠是小型水電廠，成本不宜過高，在技術允許的情況下可以考慮單母線分段接線，以減少成本。 （2） 、110KV電壓級，由前水電廠出線回路數(shù)和導線選擇可知，本設計110KV 出線3回，考慮到選用主變數(shù)量為2臺，110KV饋線（進出線）最終為5回，考慮選用110KV母線接線形式為雙母線分段接線。根據(jù)以上分析組合，本設計提出兩種可能接線方案： 方案一：10.5kv基端母線-單母接線，110kv母線-雙母分段。 方案二：10.5kv基端母線-雙母分段接線，110kv母線-雙母分段。 主接線方案分析比較 序號 可能的接線方案 優(yōu)點 缺點 1 方案一 ①、發(fā)電機側接線簡單，運行方便； ②、當任一段母線及其所接隔離開關故障檢修時，另一段母線的機組可繼續(xù)向電網(wǎng)供電，可靠性靈活性； ③、易于實現(xiàn)自動化和無人值守。 ① 、發(fā)電機電壓配電裝置元件多，增加檢修工作量； ②、運行方式簡單。 2 方案二 ①、可靠性較高，無論檢修母線或設備故障，全廠停電的概率很小。 ②、運行方式靈活，調度靈活。 ③、易于實現(xiàn)自動化。 ① 、設備較多； ②、主控制室面積增大。 旁路母線 3MW 母線Ⅱ 110KV 母線Ⅰ G G G G 20MW 110KV 10.5kv基端單母線接線-110kv母線雙母線分段接線 從以上分析可以看出，初選兩種方案各有優(yōu)缺點，但均能滿足本設計水電廠作為地方性小型水電廠的生產(chǎn)運行要求。將通過經(jīng)濟技術比較做進一步選擇。 1.2主接線方案的經(jīng)濟技術比較 一、主接線方案經(jīng)濟技術比較的方法 經(jīng)濟計算是從國民經(jīng)濟整體利益出發(fā)，計算電氣主接線各個比較方案的費用和效益，為選擇經(jīng)濟上的最優(yōu)方案提供依據(jù)。 本設計采用初步選擇設備及配電裝置型式進行比較，計算主要設備及配電裝置的綜合投資和年運行費用，運用主接線經(jīng)濟比較的方法：靜態(tài)比較法進行比較。 二、主接線方案的經(jīng)濟初步比較 1、主接線方案的投資初步比較 方案投資比較表 項目 方案一 方案二 10kv接線 15 19.4 110kv接線 75.7 75.7 主變 108 108 本體投資 198.7 203.1 綜合投資 377.53 385.89 由綜合投資比較可知：Z1>Z2 2、 年運行費用計算 主接線中電氣設備的運行費用主要包括主變壓器的電能損耗及設備的檢修、維護折舊等費用。計算公式是 (萬元) 其中為變壓器電能損失，為年運行費用的計算的主要內容其計算公式為 ⑴、方案一年運行費用 ①主變電能損失 主變型號 SFP7-40000KVA 其技術參數(shù)如下表 型號 額定容量（KVA） 額定電壓（KV） 高壓 中壓 低壓 SFP7-40000/110 40000 11022.5％ 10.5 阻抗電壓（％） 連接組別 功率因數(shù) 空載電流（％） 損耗（kw） 空載 短路 10.5 YN,d11 Cosφ=0.8 0.8 46 174 取年運行費用中無功經(jīng)濟當量k=0.02 則計算得 ②、年運行費用據(jù)公式(其中檢修維護費Z1=0.058綜合投資，折舊費Z2=0.022綜合投資)得： U1=72.53（萬元） U2=73.19（萬元） U1
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- 水力發(fā)電廠 電力 一次 系統(tǒng) 設計
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