专业课程设计

专业课课程设计。

题目： 2*15mw水电厂电气一次部分设计。

院系名称：电气工程学院专业班级：电气f1104

学生姓名学号。

指导教师：吴杰教师职称：讲师

该课程设计是专业课程设计，对应的专业课正是发电厂电气部分，主要是设计发电厂或变电所的电气主接线，提高电力网及整个电力系统的供电可靠性。

该课题设计的是水电厂的一次主接线，水电厂是国家大力倡导和发展的，主要因为水电厂有以下的特点：

1)可综合利用水能资源。除发电以外，还有防洪、灌溉、航运、供水、养殖及旅游等多方面综合效益；

2)发电成本低、效率高。

3)运行灵活。易于实现自动化，机组启动快，从静止到带满负荷运行只需4~5min，紧急情况可只用lmin。适应负荷的急剧变化，适合系统调峰、调频和作为事故备用。

4)水能可储蓄和调节。

5)水力发电不污染环境。

6)水电厂建设投资较大，工期较长。

7)受河流的地形、水量及季节气象条件限制，发电量也相应制约，有丰水期和枯水期之别，因而发电不均衡。

8)由于水库兴建，淹没土地，移民搬迁，给农业生产带来一些不利，还可能在一定程度破坏自然界的生态平衡。

水电厂是世界大力发展的电厂，对它的发展状况世界都很重视，以下是世界上技术比较先进和发电容量较大的水电厂：

中国三峡水电站1820万kw（目全世界最大的水电厂）

巴西/伊泰普/巴拉那河/1260万kw

美国/大古力/哥伦比亚河/1083万kw

委内瑞拉/古里/卡罗尼河/1030万kw

巴西/图库鲁伊/托坎廷斯河/800万kw

加拿大/拉格兰德二级/拉格兰德河/732.6万kw

俄罗斯/萨扬舒申斯克/叶尼塞河/640万kw

俄罗斯/克拉**雅尔斯克/叶尼塞河/600万kw

其中中国的三峡应该算是世界上发电容量最大的水电厂。我国的发展水平是领先的。

该课程设计是关于主接线的问题，这是输电网络的开端，是远距离输电的一个根本，很重要，决定电力系统运行的稳定性。

这正是我们进行了《发电厂电气部分》专业课的学习之后的实际的运用，通过本次课程设计真的是让我们理论联系实际，可以说是检验了我们每个人的综合的素质，考察我们理论与实际的结合能力，培养分析问题的能力，了解工程实际，初步掌握水电站电气部分的方法，并在计算分析和解决工程实际问题等方面得到训练，为将来从事电力系统及发电厂有关工作打下基础。

课程设计得内容：给一个2*15mw容量大小的水电厂设计一个合适的电气主接线，要求如下：

自己选择合理的电压等级。

确定主接线的方案。

选择适当的主设备。

提交主接线图。

电气主接线设计是水电站电气设计的主体。它与电力系统、枢纽条件、电。

站动能参数以及电站运行的可靠性、经济性等密切相关，并对电气布置、设备选。

择、继电保护和控制方式等都有较大的影响，必须紧密结合所在电力系统和电站。

的具体情况，全面地分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，通过技术经。

济比较，合理地选定接线方案。

电气主接线的主要要求为：

1、可靠性：要考虑发电厂在电力系统中的低位和作用。考虑负荷性质。

和类别。设备制造水平。长期运行实践经验。

2、灵活性：操作的方便性、调度的方便性、扩建的方便性。

3、经济性：、节省一次投资、占地面积小、电能损耗少。

按国家规定，发电厂和变电站基本建设的程序一般分为：初步可行设计、可。

电气主接线设计的各个阶段中随着要求、任务的不同，其深度、广度也有所。

行性研究、初步设计、施工图设计四个阶段。

差异，但总的设计步骤内容如下：

1、对原始资料的分析：工程情况：包括发电厂类型，设计规划容量，单机容量及台数，最大负荷利用小时数及可能的运行方式。

电力系统情况：包括电力系统近期及远景发展规划，发电厂在电力系统分中的地位及作用。

等。负荷情况、包括负荷的性质及其地理位置、输电电压等级、出线回。

路数及输送容量等。环境条件、包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、

2、风向、水文、地质、海拔高度及**等因素。设备供货情况。

3、主接线的方案的拟定与选择：根据设计任务书的要求，在原始资料分析的基础上，根据对电源和出线回路数、电压等级、变压器台数、容量以及母线结构等的不同考虑，可以拟定若干个主接线方案。依据对主接线基本要求，从技术上论证并淘汰一些明显不合理的方案，最后保留2-3个技术上相当、又能满足任务数要求的方案。

在进行经济的比较、及可靠性的比较，最终确定出在经济上合理在技术上可行的方案。

4、短路电流计算和主要设备选择：按不同电压等级各类电气设备选择与校验的要求，确定电气设备的个短路计算点，进行短路电流计算，并合理选择电气设备。

5、绘制电电气主接线图：将最终的电气主接线按工程要求绘制施工图。

6、编制工程预算。

对水电厂原始资料分析：、待设计发电厂的类型：水力发电厂（厂用电率低），水电厂的容量大小2*15mw.

=30mw，在电力系统中占得比重相对较小，很小的一部分，一般年利用小时数不是很大，在考虑主接线时应考虑可靠性和经济性。

由已知条件：水电厂、及2*15mw知道这应该是个远离负荷中心的及偏远的小型发电厂。且低压侧的地方负荷应该是很少或者说没有，除一部分厂用电外。

由此可得发电厂与电力系统的地理位置和供电范围如下图所示：

图2—1地理位置和供电关系。

经过上面的分析知道，发电厂距离送电端有一定的距离，加上机组容量较小，考虑电能的损耗，所以选择110kv作为高压侧的电压等级，而发电机端的电压一般在10kv。用两回进线四回出线进行输电。

根据我国现行的规范和成熟的运行经验，联系本小水电站的工程实际，满足可靠性、灵活性和经济性的前提下，发电机电压接线可采纳的接线方式有以下四种：

一）单母线接线。

图2-2 单母线接线接线图。

1）优点：设备少，接线清晰，经济性好，操作简单方便，不易误操作，便于采用成套配电装置，并且母线便于向两端延伸，方便扩建。

2）缺点：可靠性偏差，母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是要造成全厂长期停电。调度是很不方便，电源只能并列运行，不能**运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。

3）一般适用范围：一般只用在出现回路少，并且没有重要负荷的发电厂。

二）发电机——双绕组变压器扩大单元接线。

图2-3 扩大单元接线接线图。

1）优点：接线简单清晰，运行维护方便；与单元接线比较，减少主变压器台数及其相应的高压设备，缩小布置场地，节省投资；与单元接线比较，任一机组停机，不影响厂用电源供电，本单元两台机组停机，仍可继续有系统主变压器倒送；减少主变压器高压侧出线，可简化布置和高压侧接线。

2）缺点：主变压器故障或检修时，两台机组容量不能送出；增加两台低压侧断路器，且增大发电机电压短路容量，对大型变压器低压侧可用**线圈以限制短路容量。

3）一般适用范围：适应范围较广，能较好的适应水电站布置的特点，只要电力系统运行和水库调节性能允许，一般都可使用；当水电站只有一个扩大单元时，除满足系统允许条件外，应注意避免在主变压器回路故障或检修时造成大量弃水、损失电能和影响下游供水，同时还应考虑有可靠的外来厂用电源。

三）单母线分段接线。

图2-4 单母线分段接线图。

1）优点：将母线分成几段，电源分别接到分段的母线上，出现也分别接到适当的母线上，提高了供电可靠性和灵活性。

2）缺点：当ⅰ段母线及与之相联的母线隔离开关检修或发生故障时，断开分段断路器1qf，电站有半数电源及引出线停电。

3）一般适用范围：这种接线在机组台数为4台及以上且重要性较高的电站中得到采用。

四）发电机-变压器-线路单元接线。

2-5 发电机-变压器-线路单元接线接线图。

1）优点：发电机与主变压器容量相同，接线最简明清晰，故障影响范围最小，运行可靠、灵活；发电机电压设备最少，布置最简单方便，维护工作量也最小；继电保护简单。

2）缺点：主变压器与高压断路器数量多，增加布置场地与设备的投资；主变压器高压侧出线回路多，布置复杂，对简化高压侧接线不利；主变压器故障时影响机组送电。

3）一般适用范围：单机容量一般在100mw及以上机组，且台数在6台及以下者；单机容量在45mw～80mw之间，经经济比较采用其它接线方式不合适时。

五) 关于单元接线中装设断路器问题。

单元接线的发电机电压回路中，具备下列情况之一者，可考虑装设断路器：

1）担任尖峰负荷的水电站，经常有可能全厂停机，而机组启动、排水、照明等需通过变压器向厂用变倒送电，此时，可在接有厂用变压器的单元中装设断路器。

2）在单元回路分支线上接有近区负荷者。

3）当单元之间要求设置联络母线时，应考虑加装发电机电压断路器。

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