发电厂课程设计水电厂部分火电可参考Word格式文档下载.docx
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与220kV电力系统相连。
2、拟建水电厂情况
（1）发电机
额定电压：
10.5kV，额定容量（2×
15+2×
12.5）万KW；
额定功率因数:
0.85；
电抗:
x=0.38，
x'
=0.35，x?
=0.32。
水电厂厂用电率为1~2%。
（2）系统
水电厂通过共6回220kV线路，其中2回与系统相连，系统容量2800MVA，xs=xs'
=x
s?
（3）负荷资料：
110kV线路9回，其中备用2回，最大负荷利用时间为5000h，负荷情况如下表1所示：
表1110kV线路负荷情况
110kV负荷同时系数为0.82。
10kV线路共12回线路，其中2回备用，最大负荷利用时间为5500h，负荷负荷情况如
下表2所示：
表210kV线路的负荷情况
10kV负荷同时系数为0.82。
110kV负荷与10kV负荷同时系数0.85。
0.4kV负荷如下表3所示。
表30.4kV负荷情况
其余水电厂自用负荷为10.5kV负荷，其中2回线至4km外的大坝（最大容量1000kW，功
率因数0.8），2回线至4.5km外船闸（最大容量1200kW，功率因数0.8），1回线备用。
（6）保护：
各电器主保护动作时间为0，后备保护的动作时间为4秒。
3、地区自然条件
年最高气温：
41℃；
年最低气温：
-3℃；
年平均气温：
20℃
二、课题任务要求：
根据所学的知识、参考文献和给定的课题内容（原始资料）对2×
15+4×
5万KW水电站的
电气一次部分进行设计。
按时独立完成设计任务书规定的内容，对设计中所出现的问题进行综
合分析并加以解决；
按设计要求撰写课程设计论文报告书，文字通顺，排版合理，图纸符合国
家规范。
具体为：
1．确定水电厂电气主接线（进行3～4种方案比较论证）
2．确定水电厂主变压器的台数和容量
3．确定水电厂自用电接线（进行2～3种方案比较论证）
4．确定水电厂自用变压器的台数和容量
5．确定各电压级配电置
6．短路电流计算
7．确定各电压级各主要的电气设备
8．确定电压互感器和电流互感器的配置
三、课题完成后应提交的文件（或图表、设计图纸）
1.课程设计论文一份（打印件），论文中应包含有：
设计任务书、设计说明书（各电压级各主要的电气设备结果表、短路电流计算结果表）计
算说明书（负荷计算、各支路最大负荷电流计算、短路电流计算等）、绘制的各种图纸（电气主
接线图和110kV配电装置的配置图）和总结等
2.参考文献
四、主要参考文献与外文翻译文件
[1]山西电业局.电气工程设计手册（上、下）.［TM］，北京：
中国水利电力出版社，1998
[2]熊信银.发电厂电气部分.［TM］,北京：
中国电力出版社，2001
[3]陈跃.电气工程专业毕业设计指南?
?
电力系统分册.［TM］，北京：
中国水利电力出版社，2003
[4]丁山.变电所设计（10～220kV）［TM］，辽宁：
辽宁科学技术出版社，1993
[5]王川波，徐绪椿.发变电站一次系统.［TM］，北京：
［6］傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算.[TM]，北京：
中国电力出版社，2004
［7］卓乐友.电力电力工程电气设计200例.[TM]，北京：
[8]宋继成.220~500kV变电所电气接线设计.[TM]，北京：
中国电力出版社，2004
五、同组设计者
六、课程设计（论文）工作进度计划表
学生送交全部文件日前
学生（签名）
2水力发电厂电气主接线的确定
2.1概述
电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。
主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身的运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关。
并且对电气设备选择、配电装置配置、继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。
因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。
发电厂的电气主接线是保证电力网安全可靠、经济运行的关键，是电气设备布置、选择、自动化水平和二次回路设计的原则和基础。
2.2电气主接线的选择
电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。
主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。
因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定于电压等级和出线回路数。
电气主接线是由高压电气设备连成的接收和分配电能的电路，是发电厂和变电所最重要的组成部分之一，对安全可靠供电至关重要。
因此设计的主接线必须满足如下要求：
（1）满足对用户供电必要的可靠性和电能质量的要求；
（2）接线简单、清晰，操作简便；
（3）必要的运行灵活性和检修方便；
（4）投资少，运行费用低；
（5）具有扩建的可能性。
发电厂的主接线的基本环节是电源（发电机或变压器）和引出线。
母线（又称汇流母线）是中间环节，它起着汇总和分配电能的作用。
由于多数情况下引出线数目要比电源数目多好几倍，故在二者之间采用母线连接既有利于电能交换，还可以使接线简单明了和运行方便。
2.2.1主接线的设计
1、课程设计的技术背景和设计依据
（1）电厂规模：
装机容量:
装机2+2台，容量分别为150MW以及125MW,UN=10.5KV；
气象条件：
年最高温度42度，平均气温19度，气象条件一般，无特殊要求
厂用电率：
1~2%。
（2）原始数据初步处理：
发电机：
2
150MW
2
125MW
系统：
2回220kv系统相连系统容量2800MVA
0.4kv负荷：
10kv负荷：
同时系数为：
0.82
110kv负荷：
同时系数为0.82
110kv与10kv同时系数为0.85
所有负荷计算:
（3）各电压级情况：
a.220KV电压等级：
出线6回，其中2回与系统相连，其中220KV系统容量为2800MVA。
b.110KV电压等级：
出线9回，其中2回为备用；
总最大负荷为167.3MVA，为Ⅰ和Ⅱ类负荷，负荷利用小时数5000h。
c.10KV电压等级：
出线12回，其中2回为备用；
总最大负荷为8.5MVA，为Ⅰ和Ⅱ类负荷，负荷利用小时数5500h。
2、主接线的方案
220KV电压等级的方案选择。
220kv部分的接线方式，拟选择如下一些接线方式：
（1）双母线（如图2.1）：
双母线接线有2组母线，并且可以互为备用。
它的特点是：
供电可靠，调度灵活，扩建方便，能广泛用于出线带电抗器6-10KV配电装置；
35-60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大时；
110KV-220KV出线为4回及以上时。
图2.1双母线接线方式
（2）双母线分段（如图2.2）：
用于缩小母线故障的停电范围，分段短路器将母线分为WI段和WII段，每段工作母线用各自的母线断路器与备用母线相连，电源和出线回路均匀的分布在两段工作母线上。
优点是可靠性比双母线接线更高，并且具有很高的灵活性。
图2.2双母线分段接线
（3）双母线带专用旁路（如图2.3）：
用旁路断路器代替检修中的回路工作，使该回路不致停电。
图2.3双母线带旁母接线
所以，综合了可靠性，灵活性和经济性三方面来看，220KV部分的母线接线方式还是选择双母线带专用旁路母线分段接线方式。
发电机侧（10.5kv）主接线的设计
推荐方案：
双母线分段接线
单元接线：
（1）优点：
①接线简化,使用的电器最少,操作简便,降低故障的可能性,提高了工作的可靠性;
②配电装置简单,投资少,占地小;
③发电机出口短路电流小;
④继电保护简单.
（2）缺点：
任一元件故障或检修全停,检修时灵活性差
（3）适用范围：
①台数不多的大（b接线除外）中型区域发电厂;
②分期投产或装机容量不等的无机压负荷的小型水电站。
扩大单元接线：
比单元接线少接一台主变压器，从而更加简单经济，并节省配电装置占地面积，一发电机停电不影响厂用电，厂用供电较可靠和灵活。
主变压器故障或检修要全停
系统有备用容量时大中型水电厂有2～4台发电机，单机容量仅为系统容量的1%~2%或更小，而电厂的升高压等级又较高的情况。
其接线图如下图2.3.1所示：
图2.3.1单元接线和扩大单元接线混合接线
备用方案1：
采用单母线分段接线
⑴优点：
①具有不分段单母线简单，清晰，经济，方便等优点；
②缩小了母线故障和母线检修时的停电范围（停一半）；
③提高了供电可靠性，灵活性。
⑵缺点：
①当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。
②当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。
⑶适用范围：
分段的数目，取决于电源数量和容量。
段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用断路器的数量亦越多，且配电装置和运行也越复杂，通常以2~3段为宜。
这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站的6~10kv接线中。
接线图如下图2.3.2：
图2.3.2 单母线分段接线
备用方案2：
采用单母线接线
⑴优点:
简单,经济.
①接线简单（设备少）,清晰,明了;
②布置,安装简单,配电装置建造费用低;
③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,
操作安全,方便,母线故障的几率低;
④易扩建和采用成套式配电装置.
⑵缺点:
不够可靠灵活.
①主母线,母隔故障或检修,全厂停电;
②任一回路断路器检修,该回路停电.
⑶适用范围
①小型骨干水电站4台以下或非骨干水电站发电机电
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