风江水电站2×65MW设计摘要本毕业设计主要是对风江水电站电气部分进行设计，该水电站的总装机容量为2×65=130MW。
主接线方式采用单母线分段接线。
主要内容包括主接线方案设计、主要设备选择、短路电流计算、电气一次设备的选择、计算。
通过对水电站的一次主接线设计、短路电流的计算及主要电气设备的选行型及参数确定，较为细致地完成了风江水电站的设计。
毕业设计的过程是将理论与实际相结合的实践过程，起到学以致用，巩固和提升了对电气工程及自动化专业所学知识的运用和理解，树立工程设计的观念，提高了电力系统设计的能力。
通过毕业设计，让我们理论联系实际，系统、全面地掌握所学知识，培养我们分析问题、工程计算和独立工作的能力，让我们树立工程观点，初步掌握发电厂电气部分的设计方法。
并在计算、分析和解决工程实际问题等方面得到训练，为今后从事电力行业有关设计、运行、科研等方面的工作奠定坚实的理论基础。
这次毕业设计的课题来源于风江水电站，主要针对风江水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，通过经济技术经济比较，确定推荐的最佳方案，并对其进行短路电流计算，对发电厂用电设备进行选择，然后对各级电压配电装置进行设计。
在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计手册，并借用CAD辅助绘图工具绘制电气主接线图。
通过本论文的研究，可以使风江水电站安全、可靠、经济地在系统中运行，保证其持续可靠、稳定地供电，同时也能提高自己使用CAD、word等软件的能力，培养了自己工程设计的概念，是对大学5年所学理论知识与实践的融会贯通的结晶。
关键词:发电厂变压器主接线短路电流计算设备选型继电保护目录风江水电站基本资料 (4)第一章电气主接线设计 (6)1.1发电站电气主接线的意义 (6)1.2 主接线设计的基本要求 (6)1.3 主接线设计 (6)第二章厂用电和地区供电系统设计 (9)2.1 厂用电接线的设计 (9)2.1.1 厂用电接线的设计原则 (9)2.1.2厂用电接线形式 (9)2.1.3厂用高压变压器的选择 (9)2.1.4厂用电接线 (9)2.1.5厂用变压器的型号选择 (10)2.2 地区供电的设计 (10)第三章短路电流计算 (11)3.1 短路电流计算的主要目的 (11)3.2短路电流计算一般规定 (11)3.2.1 计算的假定条件 (11)3.2.2短路电流计算一般规定 (11)3.3 短路电流计算步骤 (12)3.4 计算公式 (12)3.4.1 元件参数计算 (12)3.4.2 网络变换 (13)3.4.3 计算电抗 (14)3.4.4 短路点短路电流周期分量有效值的计算 (15)3.4.5 短路的冲击电流 (15)3.4.6 电流分布系数及转移电抗 (15)3.5 短路电流计算 (16)第四章电气一次设备的选择 (18)4.1 电气设备选择的一般条件 (18)4.1.1 按正常工作条件选择 (18)4.1.2 按短路状态校验 (19)4.2 220kV、110kV高压设备的选择 (20)4.2.1 高压断路器的选择 (20)4.2.2 隔离开关的选择 (21)4.2.3 电流互感器的选择 (22)4.2.4 电压互感器的选择 (22)4.3 高压开关柜的选择 (23)4.3.1 种类和型式的选择 (23)4.3.2 主开关的选择 (23)4.3.3防护等级的选择 (24)4.3.4 开断和关合短路电流的选择 (24)4.4 裸导体的选择 (24)4.4.1 220kV、110kV母线的选择 (24)河海大学云南函授站毕业设计4.4.2 封闭母线的选择 (25)第五章变压器的选择计算 (26)第六章防雷保护规划设计 (27)6.1 发电厂过电压及防护分析 (27)6.2 避雷器的配置规划 (27)6.3发电厂避雷针配置规划及保护范围计算 (28)6.4 发电厂接地设计 (29)7.1 仪表与继电保护的配置规划概述 (31)7.2 继电保护配置规划设计 (31)一、继电保护的配置 (31)总结与体会 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附图： (37)风江水电站基本资料风江水电站位于湖南省西部，电站建成后将向株州市等地供电。
电力系统接线如图B-2所示。
电站将在相距70公里处的株州变电所接入系统，电站自用电率0.4%，当地最高气温41℃，最热月平均气温28.5℃，电站装机容量为2×65MW,年装机利用小时数为5100h，地区最大负荷占电站装机容量的20%，供电距离为20km，其中地区负荷功率因数为0.8，一类、二类负荷占总负荷的70%，其他原始数据见接线图及相关表格。
表1 变压器短路电压百分数河海大学云南函授站毕业设计第一章电气主接线设计1.1发电站电气主接线的意义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、路器和线路等电气设备的数量、规格、连接方式及可能的运行方式。
电气主接线直接关系着发电厂电气设备的选择、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、输电、变电、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。
1.2 主接线设计的基本要求1、可靠性要求：保证供电的可靠性，是电气主接线最基本要求。
这里所说主接线的可靠性，主要是指当主回路发生故障或电气设备检修时，主接线在结构上能够将故障或检修所带来的不利影响限制在最小范围内，以提高连续供电的能力。
2、灵活性要求：a、满足调度时的灵活性要求；b、满足检修时的灵活性要求；c、满足扩建时的灵活性要求。
d、经济性要求与先进性要求：在确定主接线时，应尽量采用先进的技术和新型的设备，同时在保证安全可靠、运行灵活、操作方便的基础上，还应使投资和年运行费用降低到最小、占地面积最少，应可能的做到经济合理。
1.3 主接线设计风江水电站装机容量为2×65MW，根据电站容量与系统概况，本电站设置220kV和110kV两个电压等级的出线，220kV出线一回，接入省网220kV株州变电所；110kV出线两回，专供地区用电负荷。
为使电站运行灵活，供电可靠，电气主接线拟定了下述三个方案进行比较，详见《电气主接线方案比较图》（见附图：A）。
河海大学云南函授站毕业设计附图 A方案一：2台发电机分别与2台主变组成单元接线，发电机出口装设发电机专用型真空断路器，220kV采用单母线接线，110kV采用单母线接线：两台发电机组均采用“发电机—变压器”单元接线。
此方案发电机与变压器容量匹配，布置简单、接线清晰，故障影响范围小，运行可靠、灵活，继电保护易于实现。
方案二：发电机与变压器采用单元接线，发电机出口采用发电机专用型真空断路器，220kV侧采用三角形接线，110kV采用单母线接线。
此方案接线简单清晰，运行方式灵活，发变组与方案一是一致的。
220kV采用角形接线，所连设备检修及故障不影响供电，与单母线接线相比可靠性更高。
出线可以与任一组母线搭配运行灵活，主变故障不影响线路和另一台主变运行；单个回路故障也可通过倒闸操作将全部功率送出；但开关数量增加，增大了布置面积及投资；线路扩展性差，不存在扩展间隔的余地，在接入系统设计确认前不利于主接线的调整。
方案三：发电机与变压器采用两机一变的接线方式，发电机出口采用发电机专用型真空断路器，220kV及110kV侧均采用线路变压器组接线：此方案接线最简单，最清晰，发电机运行灵活。
电气设备投资少，继电保护简单，操作维护简单；但主变压器容量大，全站仅一台，当该回路任意一台设备检修或故障时，造成全站电能无法送出。
枯水期低负荷运行空载损耗大，运行成本高，10kV母线短路电流大，不利于设备选择。
且110kV只有一回出线，供电可靠性较低，不符合一、二类符合的供电要求。
综合上述方案比较，方案一接线、布置简单清晰，运行灵活可靠；方案二可靠性在3个方案中最高，但继电保护及倒闸操作复杂，且投资较高；方案三投资和占地面积小，接线最简单，但方案三运行可靠性比其他方案低，主变运输重量大，10kV母线额定电流和短路电流较大，不利于设备选择，不能满足地区负荷的供电可靠性要求。
综合以上因素，推荐方案为方案一。
电气主接线详见图《电气主接线》（见附图：B）。
河海大学云南函授站毕业设计第二章厂用电和地区供电系统设计2.1 厂用电接线的设计2.1.1 厂用电接线的设计原则厂用电系统的可靠性，对发电厂乃至整个电力系统的可靠运行都有直接的影响。
在任何情况下，厂用电都是重要的负荷，必须能够满足发电厂的正常运行、事故处理和设备实验等的要求。
尽量缩小厂用电系统发生故障时的影响范围，避免因此造成全厂停电事故。
厂用电接线的设计原则主要有:厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运转；接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求；厂用电源的对应供电性，本机组的厂用负荷由本机组供电，这样，当厂用电系统发生故障时，只影响一台发电机组的运行，缩小故障范围，接线也简单；设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备，使厂用电接线具有可行性和先进性；在设计厂用电接线时，还应对厂用电的电压等级、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析。
2.1.2厂用电接线形式本设计电气主接线推荐采用发电机－变压器单元接线，且在机组回路设置了发电机断路器。
因此宜采用从发电机出口引接厂用分支，这样在机组发电时可由机组提供厂用电源，而机组停机时又可以很方便地由系统倒送厂用电。
2.1.3厂用高压变压器的选择已知：厂用电率=0.4% COSΦ=0.8 P=2×65 =130MW厂用电=2×65×0.004=5.2MW本电站设计2台630kVA变压器来供发电厂厂用电负荷，其电源分别取1号和2号发电机端10.5kV电压母线。
一台厂用变的容量能满足（承担）全部厂用负荷的要求，另一台厂用变作为备用，因此厂用电系统具有足够的可靠性。
2.1.4厂用电接线厂用电接线也采用两个单母线接线的方式，其电源分别取1#和2#发电机端10.5kV电压母线。
一台厂用变的容量能满足（承担）全部厂用负荷的要求，另一台厂用变作为备用，因此厂用电系统具有足够的可靠性。
2.1.5厂用变压器的型号选择为满足场地布置及防火的要求，厂用变压器应选用环氧树脂浇注的干式变压器，因其容量为630kV A，查《电力工程电气设备手册》得。
型号SCB10-630/10满足要求，其电压等级为10.5/0.4kV，具体参数如下表2-1：表2-1选用环氧树脂浇注的干式变压器具有阻燃能力强，防潮性能好，局部放电量小，损耗低，体积小，安装维护方便等优点，相比老式的油浸式变压器减少了许多运行维护的麻烦，且减轻了火灾的隐患，满足了防火的要求，使运行环境干净整洁。