水电站电气部分课程设计

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1、*大学学生毕业论文论文题目： 发电厂电气部分常规设计 学 院： *学院 年 级： *级 专 业： 电气工程及其自动化专业 姓 名： * 学 号： * 指导教师： * 摘 要本篇毕业设计主要是对某水电站电气部分的设计，包括主接线方案的设计，主要设备选择，短路电流计算，电气一次设备的选择计算。通过对水电站的主接线设计，主接线方案论证，短路电流计算，电气设备动、热稳定校验，主要电气设备型号及参数的确定，较为细致地完成电力系统中水电站设计。限于毕业设计的具体要求和设计时间的限制，本毕业设计主要完成了对水电站电气主接线设计及论证，短路电流计算，电气一次设备的选择计算，电气设备动、热稳定校验、电气设备型号

2、及参数的确定做了较为详细的理论设计，而对其他方面分析较少，这有待于在今后的学习和工作中继续进行研究。关键词电气主接线；短路电流；电气一次设备目录摘 要IAbstractII第1章 前言11.1设计题目11.2水电站电气部分研究的背景11.3本课题的研究意义21.3.1 电站电气主接线的论证意义21.3.2 电气一次设备和二次设备选择及计算的意义21.3.3 短路电流计算的意义21.3.4 本课题研究的现实意义31.4本课题的来源31.5论文设计的主要内容3第2章 主接线方案确定42.1电气主接线释名42.2主接线方案的拟定42.2.1 方案一42.2.2 方案二42.2.3 方案三52.2.4

3、 方案比较说明62.3方案确定6第3章 主要设备的选择83.1导线的初步选择83.1.1 与系统相连导线的选择83.1.2 连接近区负荷导线的选择（按电压损耗选择）83.1.3 导线的确定93.2变压器的选择103.2.1 1T变压器高压侧为38.5KV,低压侧为6.3KV103.2.2 2T变压器选择113.2.3 3T变压器的选择113.2.4 4T为厂用变压器123.2.5 5T为厂用变压器123.2.6 最终选定变压器133.3发电机的选择13第4章 短路电流计算154.1短路电流计算目的、规定和步骤154.1.1 短路电流计算的主要目的154.1.2 短路电流计算一般规定154.1.

4、3 计算步骤154.2短路电流的计算164.2.1 等值网络的绘制和短路点选择164.2.2 网络参数的计算164.2.3 短路电流的计算164.3短路电流计算成果表24第5章 电气一次设备的选择计算255.1母线的选择255.1.1 6.3kV母线的选择255.1.2 10kV母线的选择265.1.3 35kV母线的选择275.1.4 最终确定母线285.2电缆的选择285.2.1 发电机机端引出线电缆295.2.2 主变低压侧电缆305.2.3 主变高压侧电缆315.2.4 电缆最终确定325.3断路器的选择325.3.1 断路器选型325.3.2 1号,2号,3号,4号断路器的选择325

5、.3.3 5号,6号断路器的选择345.3.4 7号断路器的选择345.3.5 8号,9号,11号断路器的选择345.3.6 10号,12号,13号,14号,15号断路器的选择355.3.7 16号,17号断路器的选择355.3.8 断路器参数表365.4互感器的选择375.4.1 主接线中互感器配置375.4.2 电流互感器的选择385.4.3 电压互感器的选择44第6章 结论476.1水电站电气部分设计结论476.2设计要点知识总结476.3心得与收获47参考文献48附录49致谢50第1章 前言1.1设计题目1、装机情况：本水力发电厂装机4台容量2.5Mw水轮发电机组（额定电压6.3KV,

6、功率因数0.8，次暂电抗0.2），有近区负荷4回，距电厂6KM, 10KV,每回1MW, 功率因数0.80。2、系统情况本水力力发电厂通过2回架空线路与距12KM地区中心变电站35KV联络，最大运行方式下的短路容量80MVA。3、环境条件： 本水力发电厂处环境条件无严重污染，地质条件良好但场地有限，交通方便，平均雷暴日50天，海拔高度不超过1000m，年平均温度为25C，最高气温为40C，最低气温为0C 。根据以上资料，设计出了一方面能使重要用户的供电可靠性得到保证，另一方面可以把多余的电能输入中心变压站，使其能够得到系统负荷的充分合理利用，从而充分利用水资源的电站。1.2水电站电气部分研究的

7、背景地方中小型水电站的电气主接线选择，以及一次设备和二次设备的选择等等， 应本着具体问题具体分析的原则，根据变电站在电力系统中的地位和作用、负荷性质、出线回路数、设备特点、周围环境及变电站规划容量等条件和具体情况，在满足供电可靠性、功能性、具有一定灵活性、还拥有一定发展裕度的前提下，尽量选择经济、简便实用的电气主接线以及一次设备和二次设备。如终端变电站，我们可根据其进线回路数较少的特点，选择线路变压器组接线，或者是桥型接线；中间变电站，我们可根据其交换系统功率和降压分配功率的双重功能的特点，选择单母线接线、单母线分段、单母线带旁路接线等形式。总之，电力网络的复杂性和多样性决定了我们不能教条地选

8、择电站的电气主接线、一次设备、二次设备等等，要具体问题具体分析，选择具有自己特色的电气主接线和设备。发电厂电气主接线的论证，电气一次设备及二次设备的选择，厂房、配电装置布置，自动装置选择和控制方式对电厂设计的安全性及经济性起着重要作用。同时对电力系统运行的可靠性，灵活性和经济性起决定性作用。1.3本课题的研究意义1.3.1 电站电气主接线的论证意义1.电气主接线图是电厂设计的重要部分。同时也是运行人员进行各种操作和事故处理的重要依据，了解电路中各种电气设备的用途，性能及维护，检查项目和运行操作的步骤等都离不开对电气主接线的掌握。2.电气主接线表明了发电机，变压器，断路器和线路等电气设备的数量，

9、规格，连接方式及可能的运行方式。电气主接线直接关系着全厂电气设备的选择，配电装置的布置。继电保护和自动装置的确定。是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。3.由于电能生产的特点是：发电，变电，输电和用电是在同一时刻完成的，所以主接线的好坏，直接关系着电力系统的安全，稳定，灵活和经济运行，也直接影响到生产和生活。电气主接线的拟订是一个综合性问题，必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力求使其技术先进，经济合理，安全可靠。1.3.2 电气一次设备和二次设备选择及计算的意义为了满足生产和保证电力系统运行的安全稳定性和经济性，发电厂和变电站中安装有各种电气一次设备和二次设备，其主要任务是启动机组、调试

10、负荷、切换设备和线路、监视主要设备的运行状态、发生异常故障时及时处理等。1.3.3 短路电流计算的意义导体通过短路电流产生的热量，全部用于使温度升高。导体发热对电气设备的影响很大，会导致绝缘材料的绝缘性能降低，使金属材料的机械强度下降，使导体接触部分的接触电阻增加，因此短路电流计算的意义很大。1.3.4 本课题研究的现实意义21世纪初20年，是我国电力发展的关键时期，重点是在加强电厂建设，同时继续加强电网建设，加快结构调整。为国民经济各部门和人民生活供给充足、可靠、优质、廉价的电能，是电力工业的基本任务。厂网分开，竞价上网，实现高度自动化，西电东送，南北互送，走向联合电系统，是电力工业的发展方

11、向。这是一项全局性的庞大系统工程。为实现这一目标，还有很多事要做且依赖于以各方面相关技术的全面进步。1.做好电力规划，加强电厂、电网建设；2.电力工业的现代化；3.联合电力系统；4.洁净煤发电技术；5.绿色能源的开发和利用。1.4论文设计的主要内容这次毕业设计的主要内容是对水电站主接线方案的设计，主要设备的选择，短路电流计算，一次设备的选择计算。第2章 主接线方案确定2.1电气主接线释名发电厂的主接线是由发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线、电缆等电气设备按设计要求连接起来，表示生产汇集和分配电能的电路，电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图称为电气主接线图。因此电

12、气主接线的设计必须根据电力系统，发电厂及变电站的具体情况，全面分析通过技术，经济的比较，合理地选择主接线。电气主接线须满足以下要求：1、根据发电厂、变电站在电力系统中的地位、作用和用户性质，保证必要的供电可靠性和电能质量的要求。2、应力求接线简单、运行灵活和操作简便。3、保证运行、维护和检修的安全和方便。4、应尽量降低投资，节省运行费用。5、满足扩建的要求，实现分期过渡。2.2主接线方案的拟定由原始资料知此水电站属于小型电站，没必要运用复杂且昂贵的接线方案，在满足供电可靠性和电能质量的要求得前提下选择接线简单、运行灵活和操作简便的主接线，同时应尽量降低投资，节省运行费用，满足扩建的要求，实现分

13、期过渡。于是确立图2-1的主接线方案，该方案1号、2号、3号、4号发电机出口端接成单母线接线方式，1号、2号变压器将电压升至35kV送至12公里外的中心变压站；3号变压器将电压升至10kV向近区负荷供电。 35KV 10KV 1T 2T 3T 6.3KV G1 G2 G3 G42.5MW图2-1 OJ图2-4 方案三第3章 主要设备的选择3.1导线的初步选择3.1.1 与中心变压站相连导线的选择由公式得：根据额定载流量选择导线：由电力系统分析P283查得，标准导线截面积LGJ-70的额定载流量Ie=275A206.2A。选取导线LGJ-50（r=0.45/km，x=0.343/km）。3.1.

14、2 连接近区负荷导线的选择（按电压损耗选择）因为进去负荷参数相同，所以只需计算其中一回就能得到其他各回路电线参数。1区：，取,根据电力系统分析P283查得，取标准导线LGJ-35（r=0.85/km，x=0.366/km）。3.2变压器的选择3.2.1 1T变压器高压侧为38.5KV,低压侧为6.3KV根据发电厂及变电站电气设备P106，接于发电机汇流主母线上的主变，其输送容量应为该母线上发电机的总容量扣除接在该母线上的近区负荷的最小值，原则选择变压器，由于油浸式变压器有30%的过载能力。所以有以下计算：表3-1 1T变压器主要技术参数名称参数型号额定容量高压侧高压分接范围低压侧联接组标号空载

15、损耗短路损耗空载电流（%）短路电压（%）-15000/38.515000KVA38.5KV22.5%6.3KVY,d1116.5KW93KW1.08.0上网查得：上海尼格自动化设备有限公司变压器：-15000/35，其主要技术参数见3-1表。3.2.2 2T变压器选择与1T变压器相同。3.2.3 3T变压器的选择向近区负荷供电，其高压侧为10.5KV，低压侧为6.3KV。根据发电厂及变电站电气设备P106，“主变容量按所送最大的视在功率确定”，原则选定：上网查得：上海尼格自动化设备有限公司的变压器-5000/10比较适合。其主要技术参数见3-3表：表3-2 3T变压器主要技术参数名称参数型号高

16、压高压分接范围低压联接组标号空载损耗负载损耗空载电流（%）短路阻抗（%）-5000/10KV10KV32.5%6.3KVY，d114800W30700W0.97.03.2.6 最终选定变压器见表3-4所示。表3-3变压器的选择6变压器型号短路阻抗（%）1T、2T3T-15000/35-5000/10KV8.07.03.3发电机的选择根据题目提供的容量为P=2.5MW机组，我们可以查电力系统分析P137表6-3得。根据需求来选择发电机的型号和容量。表3-4发电机参数表11型式水轮机型号适应水头范围适应流量范围混流式HL110-WJ-8474.21842.173.446功率 KW转速r/min水轮

17、发电机型号额定出力 2500KW125050001500SFW2500-8/173013385274通过查询书籍以及网上资料来搜集关于发电机的一些相关资料，在满足题目要求的情况下选择发电机。网上查得四川乐山亚联机械有限公司生产的发电机及其相关数据有附和我们需求的发电机型号其具体情况如表3-4所示。第4章 短路电流计算4.1短路电流计算目的、规定和步骤4.1.1 短路电流计算的主要目的1.电气主接线的比较与选择。2.选择断路器汇流母线等电气设备，并对这些设备提出技术要求。3.为继电器保护的设计以及调试提供依据。4.评价并确定网络方案，研究限制短路电流的措施。5.分析计算送电线路对通讯设施的影响。

18、4.1.2 短路电流计算一般规定1计算的基本情况1) 系统中所有电源均在额定负荷下运行；2) 所有同步电机都自动调整励磁装置；3) 短路的所有电源电动势相位相同。2接线方式计算短路电流所用的接线方式，应是可能发生最大短路电流的正常接线式。3短路种类一般按三相短路计算。4短路计算点选取母线为短路计算点。4.1.3 计算步骤1.选择短路点；2.绘出等值网络，并将各元件电抗统一编号；3.化简等值网络，求出各电源与短路点之间的电抗，即转移电抗；4.计算电抗Xjs；5.由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量的标幺值；6.计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量的标幺值；7.计算短路电流周期分量有名

19、值；8.计算短路电流的周期分量；9.绘制短路电流计算结果表。4.2短路电流的计算4.2.1 等值网络的绘制和短路点选择具体情况见图4-1所示。 10 11 12 13图4-1等值网络的绘制和短路点选择4.2.2 网络参数的计算短路电流的计算采用标幺值进行近似计算，取统一基准容量SB=100MVA，将各级电压的平均额定电压取为基准电压，即UB=UV。4.2.3 短路电流的计算图4-2 d1点短路等值电路图1 d1点短路，其等值电路图见图4-2。系统侧提供短路电流47：发电机侧提供短路电流6：当时，查电力工程电气设计手册P132曲线表得各时刻电流标幺值。 各时刻短路电流的有名值为6：d1点短路时，

20、各时刻的短路电流6 8：根据电力系统P119表6-1，发电机机端Kim=1.90，对应。系统侧：发电机侧：d1点短路时：2. d2点短路.其等值电路图，见图4-3。图4-3 d2点短路等值电路图系统侧短路电流为4 7：发电机侧短路电流为7：当时，查电力工程电气设计手册P132曲线表得各时刻电流标幺值。 各时刻短路电流的有名值为4：d2点短路时，各时刻短路电流的有名值为7：根据电力系统P119表6-1，发电厂高压侧Kim=1.85，对应系统侧：发电机侧：d2点：3. d3点短路，其等值电路图，见图4-4。图4-4 d3点短路等值电路图系统侧提供的短路电流为4 7：发电机侧提供的短路电流为4：当时

21、，查电力工程电气设计手册P134曲线表得各时刻电流标幺值： 各时刻短路电流的有名值4：d3点短路时各时刻短路电流的有名值为7：根据电力系统P119表6-1得Kim=1.80，对应。系统侧：发电机侧：d3点：4.3短路电流计算成果表具体成果见附录。第5章 电气一次设备的选择计算5.1母线的选择选型：考虑到水电站一般处于较偏僻的地方，电站厂房位于河流边，且空间较狭窄。为了节约空间，同时满足机械强度的要求，站内所有母线选铝母线-LMY。5.1.1 6.3kV母线的选择1. 母线最大持续工作电流为：按经济电流密度选择，查电力工程电气设计手册P336，由图8-1查得，以上，。查发电厂电气部分附表2，选用

22、槽形铝导体，截面尺寸为：，即LMY-200-90-10-14，槽形母线，其集肤效应系数，。当周围环境温度为37时，温度修正系数。2. 热稳定校验正常时运行的最高温度：查电气工程电气手册P337，表8-9得C=95，满足短路时发热的最小导体截面为：满足热稳定要求。3. 动稳定校验已知冲击电流的有效值。查发电厂电气部分P344附表2得h=200mm；P203导体水平放置时选取的跨距一般不超过1.5-2m，取L=1.7m。双槽形导体间作用力：查发电厂电气部分P344附表2得，。则条间应力为：满足动稳定要求。(导体相间允许应力，其值查发电厂电气部分P202可得)5.1.2 10kV母线的选择1. 流过

23、母线最大持续工作电流为：按经济电流密度选择，查电力工程电气设计手册P336，由图8-1查得，以上，。查发电厂电气部分P343附表1，选用LMY-254。矩形母线其集肤效应系数，周围环境温度为37时，温度修正系数K=0.91。2.热稳定校验：正常运行时导体最高温度：查发电厂电气部分P202表6-9得C=99。满足短路时发热的最小导体截面为：满足热稳定要求。3.动稳定校验：已知查发电厂及变电站电气设备P136表7-1得a=400mm.查P194得l=1.7m。母线相间应力为：母线的截面系数：满足动稳定要求。(导体相间允许应力，其值查发电厂电气部分P202可得)5.1.3 35kV母线的选择1. 流

24、过母线最大持续工作电流为：按经济电流密度选择，电力工程电气设计手册P336，由图8-1得， 以上，。查发电厂电气部分附表2，选用槽形铝导体，截面尺寸为：，即LMY-75-35-4-6，槽形母线，其集肤效应系数，。当周围环境温度为37时，温度修正系数K=0.91。2. 热稳定校验：正常运行时导体最高温度：查发电厂电气部分P202表6-9得C=99，满足短路时发热的最小导体截面为：满足热稳定要求。3. 动稳定校验：已知查发电厂电气部分P344附表2得h=75mm；P203导体水平置放时选取的跨距一般不超过1.5-2m，取L=1.7m。双槽形导体间作用力：查发电厂电气部分P344附表2得，.则条间应

25、力为：满足动稳定要求。(导体相间允许应力，查发电厂电气部分P202可得)5.1.4 最终确定母线选择结果见表5-1表5-1 母线的选择母线型号6.3kV母线10kV母线35kV母线LMY-200-90-10-14LMY-254LMY-75-35-4-65.2电缆的选择选型：由于发电机位于水轮机上面，周围环境较潮湿，空气湿度大，不利于裸导体的绝缘。同时四台机组出线，空间距离难以满足，事业发电机机端选用电缆。为了节约厂房空间，主变高、低侧也用电缆，电缆选用：YJV22（交联聚乙烯钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆）置于电缆沟内。5.2.1 发电机机端引出线电缆1. 长期流过的负荷电流为：查发电厂及变电站

26、电气设备P192，表9-6，钢芯电缆，根据 输配电设备手册P59表6.3-23，选用2根YJV22-6/32405，。2. 按长期发热允许电流校验当实际温度为20，额定环境温度为40，正常发热允许最高温度为70时当两根电缆间距为200mm,并列敷设时，查电力电缆施工手册附录表C-14得修正系数K=0.9。故两根电缆允许载流量为：3. 热稳定校验短路前电缆最高运行温度：查发电厂电气部分P182表6-9得C=169。热稳定所需要最小截面为：假设发电机到母线距离L=100m，则：故选择2根YJV22-6/4240电缆满足要求3。5.2.2 主变低压侧电缆1. 长期流过的负荷电流为：查发电厂及变电站电

27、气设备P192，表9-6，铜心电缆，。根据发电厂电气部分P59表6.3-23，选用2根YJV22-6/36305，。2. 按长期发热允许电流校验当实际温度为20，额定环境温度为40，正常发热允许最高温度为70时当两根电缆间距为200mm，并列敷设时，查电力电缆施工手册附录表C-14得修正系数K=0.9。故两根电缆允许载流量为：3. 热稳定校验短路前电缆最高运行温度：查发电厂电气部分P182表6-9得C=171。热稳定所需要最小截面为：假设母线到变压器距离L=100m，则：故选择2根YJV22-6/3630电缆满足要求3 10。5.2.3 主变高压侧电缆1. 长期流过的负荷电流为查发电厂及变电站

28、电气设备P192，表9-6，钢芯电缆，。根据输配电设备手册P62表6.3-27，选用YJV22-35/2403 9 。2. 按长期发热允许电流校验当实际温度为20，额定环境温度为40，正常发热允许最高温度为70时故电缆允许载流量为：3. 热稳定校验短路前电缆最高运行温度：查发电厂电气部分P182表6-9得C=174。热稳定所需要最小截面为：假设母线到变压器距离L=100m，则：故选用YJV22-35/240电缆满足要求3 9 10。5.2.4 电缆最终确定根据以上计算结果，我们可以确定发电机机端引出线电缆、主变低压侧电缆、和主变高压侧电缆的型号，查询工具手册最终确定以上电缆型号。电缆选择结果见

29、表5-2表5-2 电缆的选择3 9电缆型号发电机机端引出线电缆主变低压侧电缆主变高压侧电缆2（YJV22-6/3240）2（YJV22-6/3630）YJV22-35/2405.3断路器的选择5.3.1 断路器选型根据断路器的基本要求：1.工作可靠；2.具有足够的开断能力；3.动作快速；4.具有自动重合闸性能；5.结构简单，经济合理。根据短路器选择的基本要求确定：610KV选用ZN-10/1250-3150-40户内手车式高压真空断路器。35KV选用SN39-40.5户内手车式高压真空断路器。5.3.2 1号,2号,3号,4号断路器的选择流过断路器的持续工作电流：通过断路器的短路电流为：短路时

30、电流最大冲击值：短路4s内产生的热量：选择ZN-10/1250-40户内手车式高压真空断路器，设备部分参数如下表：表5-3 断路器参数UeIeIekdIegh10KV1250KA40KA100KA校验(1) 断路器的额定开断电流应满足：IekdId40KA26.22KA(2) 断路器的额定关合电流不应小于短路电流的最大冲击值：IegIch100KA80.16KA(3) 热稳定： 满足热稳定要求。选择结果见表5-4所示。表5-4 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux6.3KVUe10KVIg1018.88AIe1250AId26.22KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt选

31、用ZN-10/1250-40满足要求。相应的配套隔离开关型号为GN1-10/2000。5.3.3 5号,6号断路器的选择在断路器的选择过程中为避免大量的重复性计算，以下所选断路器的数据直接列于下表中。校验见表5-5。表5-5 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux6.3KVUe10KVIg4075.53AIe5000AId29.85KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt选用ZN-10/5000-40满足要求。相应的配套隔离开关型号为GN10-10T/5000。5.3.4 7号断路器的选择采用1号断路器的计算方法和选择方法，同理计算7号断路器的各种电力参数，来选择断路器。校验

32、见表5-6表5-6 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux6.3KVUe10KVIg1018.88AIe1250AId29.85KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt选用ZN-10/1250-40满足要求。相应的配套隔离开关型号为GN19-10/1250。5.3.5 8号,9号,11号断路器的选择采用1号断路器的计算方法和选择方法，同理计算8号、9号、10号断路器的各种电力参数，来选择断路器。校验见表5-6表5-6 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux35KVUe40.5KVIg698.66AIe1250AId18.15KAIekd20KA35.23KAIegh40KA

33、Qt选用ZN35/1250-20满足要求。相应的配套隔离开关型号为GN16-35G/1250。5.3.6 10号,12号,13号,14号,15号断路器的选择采用1号断路器的计算方法和选择方法，同理计算10号、12号、13号、14号、15号断路器的各种电力参数，来选择断路器。校验见表5-7表5-7 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux10KVUe10KVIg611.33AIe630AId2.86KAIekd20KA6.61KAIegh50KAQt选用ZN5-10/630-20满足要求。相应的配套隔离开关型号为GN19-10/630。5.3.7 16号,17号断路器的选择通过调查，发现厂用低压

34、侧用电负荷为3000KW，厂用高压侧用电负荷为30000KW。用上述选择断路器的方法来选择断路器。16号断路器见表5-8，17号断路器见表5-9。校验见表5-8，5-9所示。表5-8 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux6.3KVUe10KVIg323.45AIe600AId29.85KAIekd40KA80.16KAIegh100KAQt表5-9 断路器计算与技术数据计算数据技术数据Ux35KVUe40.5KVIg582.22AIe630AId18.15KAIekd20KA35.23KAIegh40KAQt16号断路器选用ZN-10/600-8.7户内手车式高压真空断路器，相应的配套隔离

35、开关型号为GN1-10/600。17号断路器选用ZN-35/630-8户内手车式高压真空断路器，相应的配套隔离开关型号为GN1-35/600。断路器具体标号和型号见附图1-01。5.3.8 断路器参数表通过以上的计算和校验，最终确定主接线各处的断路器型号和各项电力参数，为断路器的安装提供依据。表5-8、5-9，列出两种型号的断路器的型号，即ZN-10C户内手车式高压真空断路器和ZN-35户内手车式高压真空短路器。其各项项目、单位、数据已经列到表格中，以供选择及参考。表5-8提供的是ZN-10C户内手车式高压真空断路器的参数，表5-9提供的是ZN-35户内手车式高压真空断路器的参数。可以根据需要

36、来选择所要用到的断路器型号及参数。表5-8 ZN-10C户内手车式高压真空断路器的参数表ZN-10C户内手车式高压真空断路器项目单位数据额定电压KV10最高工作电压KV11.5额定电流A630A1250A1250A4000A5000额定短路开断电流KA20/31.5/40额定短路电流开断次数次30额定短路关合电流KA40/50/80/100热稳定电流KA/S20/4 31.5/4 40/4合闸时间S0.15分闸时间S0.06额定电流开断次数次1000机械寿命次10005.4互感器的选择5.4.1 主接线中互感器配置详情如图5-1所示。各互感器的作用9：1TA、6TA用于差动保护；2TA用于后备

37、过流；3TA、4T A用于励磁；5TA用于测量；7TA、10TA用于差动保护；8TA用于后备过流；9TA用于测量；表5-9 ZN-35户内手车式高压真空断路器的参数表ZN-35户内手车式高压真空断路器项目单位数据额定电压KV40.5额定电流A1250 1600额定频率Hz50额定工频耐受电压KV95额定短路关合电流KA50 63额定短路开断电流KA20 25额定短时耐受电流KA20 25额定峰值耐受电流KA50 63额定短路持续时间S4额定短路电流开断次数次8机械寿命次1000合闸时间ms100分闸时间ms10011TA用于测量；12TA用于保护；13TA、16TA用于差动保护；14TA用于后

38、备过流；15TA用于测量；17TA、19TA、21TA、23TA用于测量；18TA、20TA、22TA、24TA用于保护。5.4.2 电流互感器的选择11TA的选择1）所接电网电压图5-1互感器的配置一次回路最大工作电流：电流互感器的一次额定电压和电流必须满足：；查电力工程电气设备手册，选择LZJC-10-1500/5，1s热稳定倍数=30，动稳定倍数=607。2)热稳定校验 (=1.5KA, t=1s) (=29.85KA, =1s)满足热稳定要求。3）动稳定校验满足动稳定要求。结果表明选择LZJC-10-1500/5满足要求，准确等级3级。为了避免大量的重复性计算，现将同额定电流比互感器直

39、接列出如下：2TA选择：LZJC-10-1500/5 准确等级3 查电力工程电气设备手册。3TA、4TA选择：LZZJB6-10-1500/5准确等级B，查电力工程电气设备手册。5TA选择：LZZJB6-10-1500/5准确等级0.5，查电力工程电气设备手册。6TA选择：LZZJB6-10-1500/5准确等级B，查电力工程电气设备手册。2.7TA、8TA的选择1）所接电网电压一次回路最大工作电流：电流互感器的一次额定电压和电流必须满足：；查电力工程电气设备手册，选择LBJ-10-4000/5，1s热稳定倍数=50，动稳定倍数=90。2）热稳定校验： (=4KA, t=1s) (=29.85

40、KA, =1s)满足热稳定要求。3）动稳定校验：满足动稳定要求。结果表明选择LBJ-10-4000/5满足要求，准确等级D级。39TA的选择1）所接电网电压一次回路最大工作电流：电流互感器的一次额定电压和电流必须满足：；查电力工程电气设备手册P484，选择LQZQD-35-600/5，1s热稳定倍数=90,动稳定倍数=1506 8 11。2）热稳定校验：满足热稳定要求12 13 14。3）动稳定校验：满足动稳定要求12 13 14。结果表明选择LQZQD-35-600/5满足要求,准确等级0.5级。同理选择10TA，11TA，12TA如下：10TA: LQZQD-35-600/5，准确等级D级

41、。11TA: LQZQD-35-600/5，准确等级0.5级。12TA: LQZQD-35-600/5，准确等级D级。4.13TA的选择1）所接电网电压。一次回路最大工作电流：电流互感器的一次额定电压和电流必须满足：；查电力工程电气设备手册，选择LQJC-10-400/5，1s热稳定倍数=75，动稳定倍数=1606 8 11。2）热稳定校验： (=0.4KA,t=1s) (=29.85KA,=1s)满足热稳定要求12 13 14。3）动稳定校验：满足动稳定要求12 13 14。结果表明选择LQJC-10-400/5满足要求，准确等级D级15。同理选择14TA如下：14TA：LQJC-10-40

42、0/5，准确等级D级。515TA的选择1）所接电网电压。一次回路最大工作电流：电流互感器的一次额定电压和电流必须满足：；查电力工程电气设备手册，选择LFCQ-10-300/5，1s热稳定倍数=110，动稳定倍数=2506 8 11。2）热稳定校验： (=0.3KA, t=1s) (=2.86KA, =1s)满足热稳定要求12 13 14。3）动稳定校验：满足动稳定要求12 13 14。结果表明选择LFCQ-10-300/5满足要求，准确等级0.5级。同理选择16TA如下：16TA：LFCQ-10-300/5，准确等级D级。6最终选定通过以上计算以及动、热稳定性的校验，可以确定电流互感器的型号及

43、准确等级，详情见下表5-10。表5-10 电流互感器的选择4 7互感器型号准确等级1TA：LZJC-10-1500/53级2TA：LZJC-10-1500/53级3TA：LZZJB6-10-1500/5B级4TA：LZZJB6-10-1500/5B级5TA：LZZJB6-10-1500/50.5级6TA：LZZJB6-10-1500/5B级7TA：LBJ-10-4000/5D级8TA：LBJ-10-4000/5D级9TA：LQZQD-35-600/50.5级10TA：LQZQD-35-600/5D级11TA：LQZQD-35-600/50.5级12TA：LQZQD-35-600/5D级13TA

44、：LQJC-10-400/5D级14TA：LQJC-10-400/5D级15TA：LFCQ-10-300/50.5级16TA：LFCQ-10-300/5D级5.4.3 电压互感器的选择1. 1TV的选择：考虑到保护、测量、同期、绝缘监视的作用，故选用JDZX11型三相五柱式电压互感器。一次回路最大工作电压：电压互感器的一次绕组所接电网电压应在（1.1-0.9）Ue1范围内变动：查电力互感器产品样本，选择JDZX11-6A，变比为。2. 2TV的选择：主要用于励磁调节，查电力互感器产品样本，故选用JDZ11型。型号为：JDZX11-6A，变比为。3. 3TV的选择：考虑到保护测量同期绝缘监视的作

45、用，查电力互感器产品样本，故选用JDZX11型三相五柱式电压互感器。型号为：JDZX11-6A，变比为。4. 4TV的选择：考虑到保护测量同期绝缘监视的作用，查电力互感器产品样本，故选用UNE35型三相五柱式电压互感器。型号为：UNE35，变比为。5. 5TV的选择：考虑到保护测量同期绝缘监视的作用，查电力互感器产品样本，故选用JDZX11型三相五柱式电压互感器。型号为：JDZX11-10A，变比为。6. 6TV的选择:考虑到只用于同期，查电力互感器产品样本，故选用JDJ2-35型电压互感器。型号为：JDJ2-35，变比为。7.最终选定电压互感器通过以上各处电压互感器应用条件的考虑，可以确定电

46、压互感器的型号及变比，各处选定的电压互感器详情见表5-11，已经清楚地将各处的电压互感器的型号及变比列写出来，以便安装时作为参考。表5-11 电压互感器的选择互感器型号变比1TVJDZX11-6A2TVJDZX11-6A3TVJDZX11-6A4TVUNE355TVJDZX11-6A6TVJDJ2-35第6章 结论6.1水电站电气部分设计结论本文通过原始资料的分析，电气主接线的确定，电气设备的选择，短路电流计算，电气一次设备的选择计算，可以得出如下结论：1.电气主接线具有可靠性、灵活性和经济性的特点。2.电气设备的选择完全满足主接线的要求。3.短路电流计算方法合理有效，计算结果参考价值很高，可

47、以在选择电气设备时，保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金。4.电气一次设备的选择计算结果准确合理。6.2设计要点知识总结本设计的基本指导思想及理论来源于大量的相关资料，并通过对比进行了优化配置。所以，本设计涉及了大量电气工程中的各个方面，对电力系统有个较全面、系统的认识。其中电气主接线和短路电流计算是设计的要点。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13 16。短路电流计

48、算是为了在选择电气设备时，保证设备在正常运行和故障情况下都能安全、可靠的工作，同时又力求节约资金，短路电流计算是把电抗归算到同一基准值下通过转移电抗与计算电抗的转换来计算13 16。6.3心得与收获通过本次设计，我们能够巩固所学的基本理论、专业知识，并综合运用所学知识来解决实际的工程问题，学习工程设计的基本技能，基本程序和基本方法。在设计中我们要对所给的原始资料进行详细的分析、研究，并确定研究方法及工程设计程序，这培养我们具有初步的科研和设计的能力。在查阅资料和分析的过程中，也将大大拓宽我们的专业知识领域，独立的分析问题、解决问题，使理论知识与工程实际相联系，并达到对知识的融会贯通及合理应用。

49、参考文献1 熊信银发电厂电气部分M北京：中国电力出版社，2004：28-2102 齐义椂电力线路技术手册M北京：兵器工业出版社，2000：208-2103 编辑委员会输配电设备手册M北京：机械工业出版社，2000：34-884 陈怡、蒋平、万秋兰电力系统分析M北京：中国电力出版社，2005：1-735 弋东方电力工程电气设计手册M北京：中国电力出版社，1996：1-9756 弋东方电力工程电气设备手册M北京：中国电力出版社，2000：146-7527 邱关源电路M北京：高等教育出版社，1999：198-2108 孟宪章、罗晓梅变配电实用技术M北京：机械工业出版社，2007：1-2659 菲利普

50、.凯迈赫电力设备手册M北京：科学出版社，2004：106-13210 Smith, Stanley ParkerElectrical engineering design manuaJISF-99,199911 W Perren Maycockan elementary manual of electrical engineeringJInstruments and Experimental Techniques2002，145(3)：408-41112 徐永根工业与民用配电设计手册M北京：中国电力出版社，1994：53-41913 吴倩、谢珍贵发电厂及变电所电气设备M北京：中国水利水电出版社

51、，2004：16-13214焦留成供配电设计手册M北京：中国电力出版社，1999：26-9715焦留成供配电设计手册M北京：中国电力出版社，1999：16-19716陈慈萱电气工程基础M北京：中国电力出版社，2003：14-52附录短路电流计算成果表短路点d 1d 2d 3额定电压（kV）6.33710.5分组电源种类系统水电站合计系统水电站合计系统水电站合计分组电源额定容量MVA_42.35_42.35_42.35_分组电源额定电流_分组电源支路转移电抗1.725 0.47_1.601.13_9.912.69_分组电源支路计算电抗_0.20_0.25_1.10_t=0标幺值0.585.55_

52、0.634.43_0.100.99_有效值（kA）5.3124.5429.850.9817.1918.150.552.312.86t=0.2标幺值0.583.85_0.633.35_0.100.98_有效值（kA）5.3114.9420.250.9813.0013.980.552.282.83t=1标幺值0.583.55_0.633.24_0.101.10_有效值（kA）5.3113.7719.080.9813.5514.530.552.563.11t=4标幺值0.583.23_0.633.13_0.101.10_有效值（kA）5.3112.5317.840.9812.1413.120.552

53、.563.11冲击短路电流（kA）14.2365.9380.162.5732.6635.233.752.866.61冲击短路电流有效值8.6039.7548.351.5326.8228.352.231.703.93致谢通过对某市水电站电气部分设计，我能够将所学课程进行一次综合运用，并且能用已学知识解决实际问题，巩固和加深了在学校所学的知识也培养了分析，计算，绘图，使用技术资料以及独立工作的能力。 在设计的过程中，我牢固掌握了各种主接线方案的特点及适用范围。全面考虑了设计电站在系统中所处地位，所供负荷性质，地理位置以及电站本身的总容量和机组台数，拟出了二至三个可行的方案并进行比较。熟练的对选定的主接线按电气设备选择，校验和继电保护装置设计等进行短路电流计算。电气设备是按最大持续工作电流，运行工作电压及负荷的情况进行选择；按短路电流进行校验。同时对发电机，变压器，输电线路保护装置的配置，控制，测量及信号系统有更深步的了解。由于我的能力有限，设计中若有错误和不足之处望个位老师批评和指正。我也真心的感谢我的指导老师瞿晓东老师！在近几个月的毕业设计过程中，瞿老师无私，耐心仔细地指导，从而我可以将设计顺利完成，最重要的是在设计初期，我拿到题目而无下手时，瞿老师总是鼓励我，给我耐心讲解，让我树立信心。同时也感谢在大学四年中培养和教导过我的所有老师。