渡江水电站电气部分设计(附件)【字数：9155】
摘 要在水电站的设计过程中，电气部分设计是一个重要的构成部分。电气部分设计的好坏、是否合理直接影响着水电站的运行效率和经济效益。文中结合渡江水电站实际情况，选择技术上满足要求的水电站与系统连接输电线路的回路数、电压等级、导线规格，确定了渡江水电站的地方用户供电方案。根据供电可靠性和水电站各种运行方式的要求，拟定了主变压器和主接线的方案并进行了技术经济比较，选定了综合经济指标最优的水电站主变压器、主接线方案。设计了渡江水电站自用电接线方案。通过系统电路等值简化，详细地计算了高压、中压、低压侧短路时的三相短路电流。最后，合理选择并校验了电气设备。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2 原始资料 1
1.3待做工作 3
第二章 接入系统设计 4
2.1意义 4
2.2确定电压等级 4
2.3确定回路数 4
2.4输电线路选择 4
2.4.1导线型号选择 4
2.4.2截面积的选择 4
2.5检验 5
2.5.1电晕校验 5
2.5.2发热校验 5
2.5.3电压损耗校验 5
第三章 供电系统设计 6
3.1回路数的选择 6
3.2线路电压等级选择 6
3.3导线选择 6
3.3.1型号选择 6
3.3.2截面积的选择 6
3.4校验 6
3.4.1电晕校验 6
3.4.2发热校验 6
3.4.3电压损耗校验 7
第四章 主接线设计及主变的选择 8
4.1电气主接线 8
4.2两种可行方案设计 8
4.2.1主接线选择 8
4.2.2主变压器选择 8
4.3经济技术比较 12
4.3.1综合投资计算 12
4.4最终方案图 14
第五章 短路计算 16
5.1短路计算的目的 16
5.2等值电路图 16
5.3短路计算 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
16
5.3.1高压侧短路计算 16
5.3.2中压侧短路计算 19
5.3.3低压侧短路计算 21
第六章 电气设备的选择 25
6.1电气设备选择原则 25
6.2断路器与隔离开关的选择 25
6.3互感器作用 28
6.4电压互感器的选择 28
6.5电流互感器的选择 28
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
附录 33
第一章 绪论
1.1设计背景
我国已进入新的发展时期，在国民经济持续增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面。因此，加快西部地区水力资源开发、实现西电东送，这对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。另外，通过大力发展水电站事业，可以缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定。另外通过水电站还可以把地方资源优势转变为经济优势、产业优以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展[1]。
其中水电的主要优势主要体现在以下几个方面[2]：
（1）水电资源蕴藏量充足，且水力资源是一种可再生能源。
（2）水力发电直接利用水能，几乎没有任何污染物排放。
（3）水力发电发电成本低，也有十分高的能量回报率，提供廉价的电能[3]。
（4）水轮发电机组效率较高，先进机组效率高达90%以上。
（5）水力发电主要动力设备启动、操作灵活。可在几秒钟内可以完成增减负荷的任务，适应电力负荷变化的需要，又不会造成能源损失。
调查显示[4]，水电站年发电量3.045亿千瓦时，占全球技术可开发总量的20%左右。
为了保证电力系统有良好的供电质量，电力系统能够安全稳定地运行[5]。为了保证系统在故障或不正常的运行状态时候，能够采取有效措施及时处理，不会造成事故和损失 [67]所以必须加强对水电站电气部分的设计。
在水电站中,发电机及变压器故障和异常运行状态的发生可能使电力系统正常运行遭到破坏,甚至毁坏电站设备[8]。所以需要保证无故障设备正常可靠地运行,最大限度地保证向用户安全连续供电[9]。这就要求电气部分的设计必须足够严禁，尽可能的降低故障出现的几率 [10]。
目前我国水电方面发展迅速。随着越来越多的水利工程的竣工我国缺电的现状会逐步改变。
1.2原始资料
电站装机和地区负荷方案:
表1.1 电站装机和负荷方案
台数*容量（MW）
4*100
最大负荷占电站装机%数
10
年装机利用小时
3000
供电距离（km）
15
其中地区负COSφ=0.8，其中一二类负荷占据总负荷70%。
渡江水电站位于贵州省中部，建成后向贵阳市供电。如图13电力系统间线图所示。电站建成后，接至相距30公里处贵河变电所。水电站厂用电率0.4%，当地最热月平均气温28摄氏度，年最高温度40摄氏度，其他原始数据建接线图及相关表格如下：
表12 变压器短路电压百分数
发电站名称
台数
单台容量（MVA）
短路电压百分数
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2 原始资料 1
1.3待做工作 3
第二章 接入系统设计 4
2.1意义 4
2.2确定电压等级 4
2.3确定回路数 4
2.4输电线路选择 4
2.4.1导线型号选择 4
2.4.2截面积的选择 4
2.5检验 5
2.5.1电晕校验 5
2.5.2发热校验 5
2.5.3电压损耗校验 5
第三章 供电系统设计 6
3.1回路数的选择 6
3.2线路电压等级选择 6
3.3导线选择 6
3.3.1型号选择 6
3.3.2截面积的选择 6
3.4校验 6
3.4.1电晕校验 6
3.4.2发热校验 6
3.4.3电压损耗校验 7
第四章 主接线设计及主变的选择 8
4.1电气主接线 8
4.2两种可行方案设计 8
4.2.1主接线选择 8
4.2.2主变压器选择 8
4.3经济技术比较 12
4.3.1综合投资计算 12
4.4最终方案图 14
第五章 短路计算 16
5.1短路计算的目的 16
5.2等值电路图 16
5.3短路计算 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
16
5.3.1高压侧短路计算 16
5.3.2中压侧短路计算 19
5.3.3低压侧短路计算 21
第六章 电气设备的选择 25
6.1电气设备选择原则 25
6.2断路器与隔离开关的选择 25
6.3互感器作用 28
6.4电压互感器的选择 28
6.5电流互感器的选择 28
结束语 30
致 谢 31
参考文献 32
附录 33
第一章 绪论
1.1设计背景
我国已进入新的发展时期，在国民经济持续增长、工业现代化进程加快的同时，资源和环境制约趋紧，能源供应出现紧张局面。因此，加快西部地区水力资源开发、实现西电东送，这对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑具有非常重要的意义。另外，通过大力发展水电站事业，可以缩小城乡差距、改善农村生产生活条件，对于推进地方农业生产、提高农民收入，加快脱贫步伐、促进民族团结、维护社会稳定。另外通过水电站还可以把地方资源优势转变为经济优势、产业优以此带动其他产业发展，形成支撑力强的产业集群，有力促进地方经济的全面发展[1]。
其中水电的主要优势主要体现在以下几个方面[2]：
（1）水电资源蕴藏量充足，且水力资源是一种可再生能源。
（2）水力发电直接利用水能，几乎没有任何污染物排放。
（3）水力发电发电成本低，也有十分高的能量回报率，提供廉价的电能[3]。
（4）水轮发电机组效率较高，先进机组效率高达90%以上。
（5）水力发电主要动力设备启动、操作灵活。可在几秒钟内可以完成增减负荷的任务，适应电力负荷变化的需要，又不会造成能源损失。
调查显示[4]，水电站年发电量3.045亿千瓦时，占全球技术可开发总量的20%左右。
为了保证电力系统有良好的供电质量，电力系统能够安全稳定地运行[5]。为了保证系统在故障或不正常的运行状态时候，能够采取有效措施及时处理，不会造成事故和损失 [67]所以必须加强对水电站电气部分的设计。
在水电站中,发电机及变压器故障和异常运行状态的发生可能使电力系统正常运行遭到破坏,甚至毁坏电站设备[8]。所以需要保证无故障设备正常可靠地运行,最大限度地保证向用户安全连续供电[9]。这就要求电气部分的设计必须足够严禁，尽可能的降低故障出现的几率 [10]。
目前我国水电方面发展迅速。随着越来越多的水利工程的竣工我国缺电的现状会逐步改变。
1.2原始资料
电站装机和地区负荷方案:
表1.1 电站装机和负荷方案
台数*容量（MW）
4*100
最大负荷占电站装机%数
10
年装机利用小时
3000
供电距离（km）
15
其中地区负COSφ=0.8，其中一二类负荷占据总负荷70%。
渡江水电站位于贵州省中部，建成后向贵阳市供电。如图13电力系统间线图所示。电站建成后，接至相距30公里处贵河变电所。水电站厂用电率0.4%，当地最热月平均气温28摄氏度，年最高温度40摄氏度，其他原始数据建接线图及相关表格如下：
表12 变压器短路电压百分数
发电站名称
台数
单台容量（MVA）
短路电压百分数
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