GZB水电站电气一次设计说明书Word文件下载.doc
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2.1主变压器台数及额定容量的确定 -5-
2.2主变压器型号的确定 -5-
第三章电气主接线设计 -7-
3.1电气主接线的设计 -7-
3.2主接线的接线方式选择 -8-
3.3中性点接地方式 -12-
第四章短路电流计算 -12-
4.1短路电流计算的目的 -12-
4.2短路电流计算的一般规定 -13-
第五章主要电气设备选择与校验 -13-
5.1发电厂主要电气设备 -13-
5.2电气设备选择的一般条件 -14-
5.3原始数据 -15-
5.4断路器的选择与校验 -16-
5.5隔离开关的选择与校验 -17-
5.6互感器的选择与校验 -19-
5.7母线的选择与校验 -23-
5.8绝缘子和穿墙套管的选择与校验 -25-
5.9避雷器的配置选择及校验 -26-
5.10中性点设备的选择 -28-
第六章防雷保护与接地 -28-
6.1防雷保护 -28-
6.2接地装置的说明 -30-
6.3主变中性点放电间隙保护 -31-
第七章厂用变压器的选择 -31-
7.1厂用电源引接方式 -31-
7.2厂用变压器型式选择 -32-
7.3厂用变额定电压的选择 -32-
7.4厂用变压器容量及台数选择 -32-
第八章二次回路的设想 -33-
8.1配电装置的设置 -33-
8.2继电保护配置规划 -35-
8.3无功补偿 -36-
参考文献 -38-
致谢 -39-
摘要
发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响整个电力系统的安全与运行。
在发电厂中,一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。
在本次设计中,主要针对了一次接线的设计。
从主接线方案的确定到厂用电的设计,从短路电流的计算到电气设备的选择以及配电装置的布置,都做了较为详尽的阐述。
二次回路的设想则以发电机的继电保护及母线保护设计为专题。
设计过程中,综合考虑了经济性、可靠性和可发展性等多方面的因素,在确保可靠性的前提下,力争经济性。
设计说明书中所采用的术语、符号也都完全遵循了现行电力工程标准中所规定的术语和符号。
第一部分设计说明书
第一章原始设计资料
一电站名称:
GZB水电厂
二电厂概况:
该电厂位于长江中游,为河床式水电站。
三气象、水文资料
1.该电厂建在海拔107m的丘陵地带;
2.全年最高月平均温度26.2℃,全年最低月平均温度6℃,全年平均温度18.8℃;
3.相对湿度:
80%;
4.风霜冰冻情况:
正常最大风速20m/s;
5.地震级:
7级;
6.全年平均降水量:
1200~1600mm;
7.雷暴活动情况:
该站处在多雷区,且该站位置相对空旷。
四电力系统及负荷情况
该电厂通过四回220KV线路分别与两个变电站(变电站A和变电站B)相连,本电厂及各变电站情况如下:
1.该电厂装机容量为2×
17.5+5×
12.5万KW,发电机技术参数如下:
SF125-96/1560五台,发电机出口额定电压U=13.8KV,额定功率因数为cos=0.875,直轴同步电抗为Xd=0.97,直轴次暂态电抗Xd"
=0.215,SF170-110/1760两台,发电机出口额定电压U=13.8KV,额定功率因数为cos=0.875,直轴同步电抗为Xd=0.751,直轴次暂态电抗Xd"
=0.197,最大负荷利用小时数Tmax=6800小时。
厂用电率为2%;
发电机均采用可控硅自复励方式励磁。
开关站设在坝后左岸,主变设在尾水平台上。
两者空中距离约为150米至200米。
2.该电厂由两回220kv线路为变电站A供电,二者距离为15公里,线路单位长度电抗值为0.4Ω/KM,而变电站A则通过标幺值为0.36(SB=1000MVA,500KV线路)阻抗接入无限大容量系统;
3.该电厂由另两回220kv线路为变电站B供电,二者距离为100公里,线路单位长度电抗值为0.4Ω/KM,而变电站B则通过标幺值为0.6(SB=1000MVA,500KV线路)阻抗接入无限大容量系统;
4.该电厂发电机出口,除了接有厂用变外,还接有为水库管理处的船闸及泄洪闸提供电力的3150KVA,13.8/6KV两台变压器。
第二章主变压器的选择
2.1主变压器台数及额定容量的确定
1.主变台数的确定
变压器是一个比较可靠的电气设备,发生事故的几率很低,但在电站发、变、送的整个过程中,它又是一个重要的中间环节,一旦发生事故,其严重性和影响都比较大。
主变压器台数的选择因数较多,主要取决于该电站在电力系统的重要性和电站的装机台数。
由于该电厂装机容量为2×
12.5万KW则益采用单元接线。
单元接线就是将发电机与变压器或者发电机-变压器-线路都直接串联起来,中间没有横向联络母线的接线。
这种接线大大减少了电器的数量,简化了配电装置的结构,降低了工程投资。
同时也减少了故障的可能性,降低了短路电流值。
故本次设计选用七台主变压器。
2.主变容量的确定
采用发电机-变压器单元接线时,主变压器容量与发电机容量相配套,主变容量应不小于或等于一台发电机的视在功率。
单元接线时的变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后,留有10%的欲度来确定。
例如100MW发电机陪120MVA主变压器;
300MW发电机陪360MVA主变压器;
600MW发电机陪720(3×
240)MVA主变压器等。
故本次设计选用主变压器容量为ST1=150MVA和ST2=240MVA(计算详见设计计算书)。
2.2主变压器型号的确定
1.主变压器相数的选择
容量为300MW及以下机组单元接线的变压器和330kV及以下电力系统中,一般都应选用三相变压器。
因为单相变压器组相对投资大,占地多,运行损耗也较大。
同时配电装置以及断路保护和二次接线的复杂化,也增加了维护及倒闸操作的工作量。
本次设计的电厂,位于海拔107m长江中游丘陵地带,交通便利,不受运输的条件限制,应尽量减少占地面积,故本次设计选用三相变压器。
2.绕组个数的选择
最大机组容量为125MW及以下的发电厂,当有两种升高电压向用户供电或与系统连接时,宜采用三绕组变压器,但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的15%及以上。
否则绕组未能充分利用,反而不如选择两台双绕组变压器合理。
而本电厂装机容量为2×
12.5万KW,只有一级升高电压(由13.8KV直接升至220KV)且为小接地电流系统,中性点绝缘。
200MW及以上的机组采用双绕组变压器加联络变压器更为合理。
故本次设计选用双绕组变压器。
3.主变调压方式的选择
为了保证发电厂的供电质量,电压必须维持在允许范围内,通过主变的分接开关切换,改变变压器高压侧绕组匝数。
从而改变其变比,实现电压调整。
切换方式有两种:
一种是不带电切换,称为无载调压。
调整范围通常在±
2×
2.5%以内;
另一种是带负荷切换,称为有载调压。
调整范围可达30%,但结构复杂,价格昂贵,只有在两种情况下才予以选用:
接于出力变化大的发电厂主变压器,特别是潮流方向不固定,且要求变压器二次电压维持在一定水平时;
接于时而为送电端,时而为受电端,具有可逆工作特点的联络变压器,为保证供电质量要求母线电压恒定时。
为了满足用户的用电质量和供电的可靠性,220KV及以上网络电压应符合以下标准:
①枢纽变电所二次侧母线的运行电压控制水平应根据枢纽变电所的位置及电网电压降而定,可为电网额定电压的1~1.3倍,在日负荷最大、最小的情况下,其运行电压控制在水平的波动范围不超过10%,事故后不应低于电网额定电压的95%。
②电网任一点的运行电压,在任何情况下严禁超过电网最高电压,变电所一次侧母线的运行电压正常情况下不应低于电网额定电压的95%~100%。
由于该电厂通过四回220KV线路分别与两个变电站相连,调节范围较小,一般在±
5%以内,一年只能调节1~2次,故本次设计选用无载调压变压器。
4.联接组的选择
发电厂中大多数大容量主变压器都采用Y,d接线或者Y,y,d接线。
其低绕组总是接成三角形。
如果没有这个Δ绕组,变压器铁芯中的主磁通就会形成平顶波,其中包含较大的三次谐波磁通分量,会使变压器铁轭部件及油箱等磁通物体产生附加铁损,从而降低变压器的效率并引起局部过热。
另一方面,线路上如果出现三次谐波电流则会对通信线路造成干扰。
同时Δ绕组内部流通的三次谐波电流,对主磁通中的三次谐波分量产生强烈的去磁作用,从而使主磁通的波形变为正弦波,也使各相电压波形为正弦波。
全星形接线虽然有利于并网时相位一致的优点,而且全星形接法,零序电流没有通路,相当于和外电路断开,即零序阻抗相当于无穷大,对限制单相及两相接地短路都有利,同时便于接消弧线圈限制短路电流。
但是三次谐波无通路,将引起正弦波的电压畸变,对通讯造成干扰,也影响保护整定的准确度和灵敏度。
如果影响较大,还必须综合考虑系统发展才能选用。
我国规定110KV以上的电压等级的变压器绕组常选用中性点直接地系统,变压器都采用Yo连接;
而且要考虑到三次谐波的影响,会使电流、电压畸变,采用△接法可以消除三次谐波的影响,35KV以下电压变压器都采用Δ连接。
故本次设计选用Yo/△-11接线的变压器。
5.主变压器冷却方式的选择
主变压器一般采用的冷却方式有:
自然风冷却,强迫油循环风冷却,强迫油循环水冷却。
自然风冷却:
一般只适用于小容量变压器。
强迫油循环水冷却,虽然散热效率高,节约材料减少变压器本体尺寸等优点。
但是它要有一套水冷却系统和相关附件,冷却器的密封性能要求高,维护工作量较大。
所以,选择强迫油循环风冷却。
本次设计变压器选择结果(见下表)
型号
额定电压(KV)
额定容量(MVA)
联接组标号
损耗(KW)
阻抗电压(%)
空载电流(%)
高压
低压
短路
空载
SFP7-150000/220
242±
2.5%
13.8
150
Yo/△-11
450
140
12-14
0.8
SFP7-240000/220
240
630
200
0.7
6.水库管理处变压器选择
该电厂发电机出口,除了接有厂用变外,还接有为水库管理处的船闸及泄洪闸提供电力的3150KVA,13.8/6KV两台变压器。
选择环氧树脂浇注干式电力变压器,冷却方式为自然空气冷却。
(见下表)
额定容量(KVA)
负载
SC-3150/13.8
13.8±
6.3
3150
△/Yo-11
23
5.4
7
1.1
第三章电气主接线设计
3.1电气主接线的设计
主接线是电厂电气设计的主体,它是由
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- GZB 水电站 电气 一次 设计 说明书