电气自动化毕业设计

精选文库精选文库——精选文库—毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （论文）说明书题目某水电站电气一次及发电机继电爱护设计专业电气自动化班级自动化082学生刘云恒指导老师王秀丽2016年目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc138404368"前言PAGEREF_Toc138404368\h1HYPERLINK\l"_Toc138404369"第一章电气主接线设计PAGEREF_Toc138404369\h2HYPERLINK\l"_Toc138404370"1.1设计原则PAGEREF_Toc138404370\h2HYPERLINK\l"_Toc138404371"1.2各 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比较PAGEREF_Toc138404371\h3HYPERLINK\l"_Toc138404372"其次章厂用电设计PAGEREF_Toc138404372\h8HYPERLINK\l"_Toc138404373"2.1厂用电设计原则PAGEREF_Toc138404373\h8HYPERLINK\l"_Toc138404374"第三章短路电流计算PAGEREF_Toc138404374\h9HYPERLINK\l"_Toc138404375"3.1对称短路电流计算PAGEREF_Toc138404375\h9HYPERLINK\l"_Toc138404382"3.2非对称短路电流计算PAGEREF_Toc138404382\h19HYPERLINK\l"_Toc138404385"第四章电器主设备选择PAGEREF_Toc138404385\h30HYPERLINK\l"_Toc138404386"4.1对方案I的各主设备选择PAGEREF_Toc138404386\h30HYPERLINK\l"_Toc138404387"4.2对方案Ⅱ的各主设备选择PAGEREF_Toc138404387\h44HYPERLINK\l"_Toc138404388"第五章发电机继电爱护原理设计及爱护原理PAGEREF_Toc138404388\h46HYPERLINK\l"_Toc138404389"5.1初步 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 PAGEREF_Toc138404389\h46HYPERLINK\l"_Toc138404390"5.2对F1的爱护整定计算PAGEREF_Toc138404390\h47HYPERLINK\l"_Toc138404391"5.3对F5的爱护整定计算：PAGEREF_Toc138404391\h50HYPERLINK\l"_Toc138404392"第六章计算机监控系统方案论证选择PAGEREF_Toc138404392\h54HYPERLINK\l"_Toc138404393"6.1系统功能PAGEREF_Toc138404393\h54HYPERLINK\l"_Toc138404394"6.2监控对象PAGEREF_Toc138404394\h56HYPERLINK\l"_Toc138404395"6.3系统结构PAGEREF_Toc138404395\h56HYPERLINK\l"_Toc138404396"小结PAGEREF_Toc138404396\h58HYPERLINK\l"_Toc138404397"致谢PAGEREF_Toc138404397\h59HYPERLINK\l"_Toc138404398"参考文献PAGEREF_Toc138404398\h60HYPERLINK\l"_Toc138404399"附录ⅠPAGEREF_Toc138404399\h62HYPERLINK\l"_Toc138404400"附录ⅡPAGEREF_Toc138404400\h63前言随着我国经济的不断进展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的冲突在近几年不断恶化，国家急需电力事业的进展，为我国经济的进展供应保障。就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今日，火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的优势。因此，关于电力系统水电站设计方面的论文争辩就显得格外重要。本毕业设计（论文）课题来源于青海省直岗拉卡水电站。主要针对直岗拉卡水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，经过技术经济比较，确定推举方案，对其进行短路电流的计算，对电厂所用设备进行选择，然后对各级电压配电装置及总体布置设计。并且对其发电机继电爱护进行设计。在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 ，并且借用AutoCAD帮助工具画出其电气主接线图、室外配电装置图、发电机爱护的原理接线图、开放图、爱护屏的布置及端子排接线图。故本论文属于典型的针对某工程进行最优设计的工程设计类论文。通过本论文的争辩，可以使直岗拉卡水电站平安牢靠的在系统中运行，保证其持续牢靠的供电。也能提高自己使用AutoCAD,word等软件的力量，培育出自己工程设计的观念，是对高校四年所学理论学问与实践的融合。第一章电气主接线设计1.1设计原则电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和安排电能的电路。电气主接线依据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行牢靠、简洁机敏、操作便利、易于维护检修、利于远方监控和节省投资等要求。在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：保证必要的供电牢靠性和电能质量平安牢靠是电力生产的首要任务，保证供电牢靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。直岗拉卡水电站虽然是一个中小型水电站，但是由于担负了很多工业企业，及农业抗旱排涝等供电任务，因而必需满足必要的供电牢靠性。具有经济性在主接线设计时，主要冲突往往发生在牢靠性与经济性之间。欲使主接线牢靠、机敏，将导致投资增加。所以必需把技术与经济两者综合考虑，在满足供电牢靠、运行机敏便利的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。具有肯定的机敏性和便利性，并能适应远方监控的要求。主接线应能适应各种运行状态，并能机敏地进行方式的转换。不仅正常运行时能平安牢靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能机敏、简洁、快速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。明显，简单地接线不会保证操作便利，反而使误操作机率增加。但是过于简洁的接线，则不肯定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。具有进展和扩建的可能性随着经济的进展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有进展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的便利。依据以上几点，对直岗拉卡水电站的主接线拟定以下几种方案。1.2各方案比较方案Ⅰ本方案接受了两个扩大单元接线和一个单元接线，110kv侧接受了双母接线。双母接线的供电牢靠性较高，可以轮番检修一组母线而不致使供电中断，检修任一组母线上的隔离开关也不需要中断供电，且调度机敏，各个电源和各回路负荷可以任意安排到一组母线上，能机敏适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。扩建性也格外号，可以向母线左右方向任意扩建，且施工过程也不会停电，只是双母接线多了一台旁路断路器，投资有所增加。图1-1电气主接线方案Ⅰ方案Ⅱ本方案接受了两个扩大单元接线和一个单元接线与110kv侧直接相连。110kv侧为单母分段带专用旁路断路器的旁路母线接线方式。其特点是：扩大单元接线接线方式简洁清楚，运行维护便利，且削减了主变压器高压侧消灭，简化了高压侧接线和布置，使整个电气接线设备较省。单元接线的接线简洁、清楚、运行机敏、维护工作量少且继电爱护简洁，但由于主变压器与高压电气设备增多，高压设备布置场地增加，整个电气接线投资也增大。其110kv侧的单母分段带专用旁路断路器的母线接线方式中,由于增加了分段其全厂停电的可能性为0，且任一台断路器检修时都不会引起停电，其供电牢靠性较高图1-2电气主接线方案Ⅱ方案Ⅲ本方案接受了两个扩大单元接线，一个单元接线，110kv侧接受了双母带旁母的接线方式。此种接线方式大大提高了供电的牢靠性，但是由于有了专用的旁路母线，多装了价高的断路器和隔离开关，大大增加了投资，此种接线方式对于供电牢靠性有特殊需要的场合是格外必要的，但是对于供电牢靠性要求不是很高的中小型水电站来说不是很适用。图1-3电气主接线方案Ⅲ方案Ⅳ本方案接受了两个扩大单元接线和一个单元接线，110kv侧接受了单母接线的方式，此种接线虽然接线方式简洁，投资很少，但是其供电牢靠性大大降低，其母线一旦消灭故障就会造成全厂停电，严峻影响了持续供电。图1-4电气主接线方案Ⅳ方案Ⅴ本方案接受了一个发电机单母接线和两个单元接线，1110kv侧接受双母接线的方式。发电机单母接线使主变压器数量削减，投资节省，接线简洁明白，运行便利，但是发电机电压配殿装置元件多，增加检修工作量，母线或与母线所相连的隔离开关故障或检修时，三台发电机都要停电，牢靠性及机敏性较差。图1-5电气主接线方案Ⅴ综合分析上述五种方案，再结合该水电站为中小型水电站的实际状况，拟定的主接线应以经济性为主，但其牢靠性也需要考虑，方案一和方案二最能满足这两项要求，故最终选定方案一和方案二为最终比较方案。方案Ⅰ的牢靠性比方案一高，假如在投资相差不多的状况小应当首选方案Ⅰ，假如在方案Ⅱ比方案Ⅰ投资低较多则从经济性的角度动身应选择方案Ⅱ。其次章厂用电设计2.1厂用电设计原则厂用电接线的设计应依据运行、检修和施工的要求，考虑全厂进展规划，乐观慎重地接受成熟地新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证机组平安经济地运行。其具体有如下一些要求：接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下地供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用）电源能快速投入。尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避开引起全厂停电故障。各台机组的厂用电系统应独立，以保证在一台机组故障停运或其帮助机发生电气故障时，不影响其他机组的正常运行。充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特殊主要对公用厂用负荷的影响。要便利过渡，尽少转变接线和更换设备。依据上述要求，结合本水电站为中小型水电站，以及厂用电分为6kV和380kV两个电压等级的实际状况，其厂用电设计祥见附录Ⅰ：第三章短路电流计算3.1对称短路电流计算发电机，变压器及系统的主要参数如下：发电机参数：45MW，cos，，额定电压10.5kV变压器参数：3台，1T:50MVA,2T:,100MV系统参数：110kV出线四回，正序阻抗（标么值）：0.91716，零序阻抗（标么值）1.1235，三相短路容量：2543MVA，单相短路容量：2529.9MVA。对方案Ⅰ的系统正序阻抗网络等值图为[1]：图3-1正序阻抗网络等值图取基准值：，时，,，＝＝5.020kA,45MW功率因素为0.95的机组容量为;发电机:======0.23变压器:==系统阻抗：对点进行短路计算[2]：网络简化如下：图3-2网络简化图连续简化上图：图3-3网络简化图再化简得：图3-4网络简化图三相短路电流周期重量计算：系统A侧：B侧（）的计算电抗为由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：10.5kV侧额定电流为：因此：C侧（）的计算电抗为：由计算电抗查短路电流运算曲线得：其10.5kV侧的额定电流为：因此：所以，点的三相短路电流为：点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算:(1).系统A侧和三电源B侧的值接受远离发电机地点发生短路时的数值，则＝1.80，＝0.97＝=1.80(16.036+5.876)=55.779KA＝(16.036+5.876)(2)C侧二电源的，值接受发电机机端短路时的值，故＝1.90，＝0.93＝＝1.9026.498＝71.200KA26.498(3)总的冲击电流及全电流为：＝55.779＋71.200＝126.979KA=33.3666+35.608=68.974KA点短路电流热效应计算：＝其中t取4S==6491.953k点短路电流计算.网络简化如下，并结合其正序阻抗图得，图3-5点正序阻抗网络图＝三相短路电流周期重量计算：系统A侧：B侧（）的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：其110kV侧得额定电流为：因此：C侧（）的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：其110kV侧得额定电流为：因此：所以，点的三相短路电流为：点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算：由于点在发电厂高压侧母线上，所以＝1.80，＝0.97===7.426短路电流热效应计算：＝其中t取4s==202.001k对点短路电流计算：网络简化如下图，并结合其正序阻抗图，得：图3-6正序阻抗网络等值图＝连续简化得：图3-7网络简化图三相短路电流周期重量计算：系统A侧：B侧（）的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：10.5kV侧的额定电流为：因此：C侧的计算电抗为：由计算电抗查水轮机短路电流运算曲线得：10.5kV侧的额定电流为：因此：所以，点的三相短路电流为：点三相短路冲击电流及全电流最大有效值计算：A侧和B侧接受远离发电厂地点，故＝1.80，＝0.97＝＝C侧接受发电机机端，故＝1.90，＝0.93＝＝所以，总的和为：＝39.194＋33.682＝72.876kA=23.445+20.774=44.219Ka短路电流热效应计算：＝其中t取4s==2442.920k三相短路电流计算成果汇总见附录Ⅱ：SHAPE\*MERGEFORMAT3.2非对称短路电流计算该系统的负序阻抗与正序阻抗图相比只是发电机出口端的负序阻抗是正序阻抗的1.45倍，故负序阻抗如下[3]：图3-8负序阻抗网络图该系统的零序阻抗为，由原始资料可知线路的零序阻抗为1.1235，故其零序阻抗图为：图3-9零序阻抗网络图正序网络的变换[4]短路点等效后的正序阻抗图为：图3-10点正序阻抗网络图短路点等效后的正序阻抗图为：图3-11点正序简化图短路点等效后的正序阻抗图为;图3-12点正序简化图(二).负序网络的变换短路点等效后的负序阻抗图为：图3-13点负序阻抗等值图再简化得,图3-14点负序简化图短路点等效后的负序阻抗图为：图3-15点负序简化图短路点等效后的负序阻抗图为：图3-16点负序简化图再化简得：图3-17点负序简化图（三）零序网络的变换：短路点等效后的零序阻抗图为：图3-18点零序简化图再化简为：图3-19点零序简化图短路点等效后的零序阻抗图为：图3-20点零序简化图短路点等效后的零序阻抗图为：图3-21点零序简化图再化简得：图3-21点零序简化图不对称短路电流计算（一）点短路正序综合阻抗负序综合阻抗零序综合阻抗单相短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值单相短路电流单相短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值两相短路电流两相接地短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值两相接地短路电流(二)点短路正序综合阻抗负序综合阻抗零序综合阻抗单相短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值单相短路电流单相短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值两相短路电流两相接地短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值两相接地短路电流(三)点短路正序综合阻抗负序综合阻抗零序综合阻抗单相短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值单相短路电流单相短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值两相短路电流两相接地短路电流正序电流的标么值正序电流的出名值两相接地短路电流不对称短路计算结果如下：表3.1不对成短路电流计算结果短路点单相短路电流(kA)两相短路电流(kA)两相接地短路电流(kA)34.8067.92321.11436.0015.82521.33439.9627.85423.947由于方案Ⅱ的等效阻抗图与方案Ⅰ相同，故方案Ⅱ的短路电流计算结果与方案Ⅰ也相同。第四章电器主设备选择4.1对方案I的各主设备选择其接线方式如下图：图4-1方案Ⅰ主接线图断路器和隔离开关的选择[5]对D1～D4断路器和G1～G4隔离开关的选择A.对10.5kVD1～D4断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即（3）按开断电流选择若在D1～D4上侧短路时流过D1～D4的短路电流为F1流过的短路电流，即为26.498/2＝13.249kA，而在D1～D4下侧短路时流过D1～D4的短路电流为系统和F2～F5的短路电流之和，即16.036＋5.876＋13.249＝35.161kA，故应按D1～D4下侧短路时来选择设备，其短路电流为35.161kA。断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期重量。即（4）按动稳定电流选择电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即（5）按热稳定度校验代入上式，得则B.对10.5kVG1～G4隔离开关的选择（1）按额定电压选择：（2）按额定电流校验：（3）按动稳定度校验：（4）按热稳定度校验：选择D1～D4为型断路器选择G1～G4为型隔离开关表4.1所选各设备技术数据与计算数据设备参数计算数据10101030003000273543．3——35.1613938.1413016094.58由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足对D5，D6断路器和G6～G9隔离开关选择A．对110kVD5，D6断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即（3）按开断电流选择若在D5，D6上侧短路时流过D5，D6的短路电流为F1和F2流过的短路电流为1.445kA，而在D5，D6下侧短路时流过D5，D6的短路电流为系统和F3～F5的短路电流之和，即3.832＋2.149＝5.981kA，故应按D5，D6下侧短路时来选择设备，其短路电流为5.981kA。断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期重量。即（4）按动稳定电流选择电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即（5）按热稳定度校验代入上式，得则B.对110kVG6～G9隔离开关的选择（1）按额定电压选择：（2）按额定电流选择：（3）按动稳定选择：（4）按热稳定度校验：选择D5，D6为SW6－110型断路器选择G6～G9为GW4－110D型隔离开关表4.2所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW6－110GW4－110D计算数据1101101101200120052231．5——5．981132．425808015．225由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数能满足对10.5kVG5断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即（3）按动稳定电流选择若在G5上侧短路时流过G5的短路电流为F5流过的短路电流为12.535kA，而在G5下侧短路时流过G5的短路电流为系统和F1～F4的短路电流之和，即9.125＋6.376＝15.501kA，15.501>12.535，故按G5下侧短路时来选择设备，其短路电流为15.501kA。电器允许通过的动稳定电流不小于短路冲击电流，即（4）按热稳定度校验：其中代入上式得则表4.3所选各设备技术数据与计算数据设备参数GN2－10计算数据1010300027351011．50010041．649由上表可知所选断路器和隔离开关的技术参数符合要求对D7断路器和G10,G11隔离开关选择.对110kV侧D7断路器的选择（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即IN≥Imax＝＝kA（3）按开断电流选择若在D7上侧短路时流过D7的短路电流为F5流过的短路电流，即为2.149－1.445＝0.704kA，而在D7下侧短路时流过D7的短路电流为系统和F1～F4的短路电流之和，即3.832＋21.445＝6.722kA，故应按D7下侧短路时来选择设备，其短路电流为6.7221kA。断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期重量。即≥Id’’＝6.722kA（4）按动稳定电流校验：电器允许通过动稳定电流ies不小于短路冲击电流ish即ies≥ish=×6.722＝17.111kA（5）按热稳定校验：Qk=其中＝6.722kA,=3.832+21.301=6.434kA=3.832+21.335=6.502kA带入上式得，Qk＝167.1kA2.s,则Qt≥Qk=167.1kA2.sB对110kV侧G10，G11隔离开关的选择：1、按额定电压选择：UN≥110kV.2、按额定电流选择：IN≥0.261A；3、按动稳定校验：ies≥ish=17.11kA4、依据热稳定校验Qt≥Qk＝167.1kA2.s,选择D7为SW6-110型断路器选择G10G11为GW4－110D型隔离开关表4.4所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW6-110GW4－110D计算数据UN（kV）110110UN（kV）110IN（A）12001000Imax（A）261INbr(kA)31.5--Id’’(kA)6.722It2×t31.524=39692524＝2500Qk(kA2.s)167.1ies(kA)8080ish(kA)17.11由上表可知所选断路器隔离开关符合技术参数要求对于D8～D11断路器，和G12～G23隔离开关的选择A对110kV侧D8～D11断路器选择：（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即UN≥110kV；（2）按额定电流选择：断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即IN≥Imax＝＝0.326kA（3）按开断电流选择：若在D8～D11下侧短路电流时流过D8～D11的短路电流为系统侧短路电流即为3.832kA,而在D8～D11上侧短路时流过D8～D11短路电流为5台发电机短路电流之和，即为1.445＋2.149＝3.549kA，3.832>3.594，所以依据D8～D11下侧短路的短路电流来选择设备，其短路电流为3.832kA断路器的额定开断电流不应小于断路器开断瞬间的短路电流周期重量。即断路器额定开断电流INbr≥Id’’＝3.832kA（4）按动稳定电流校验：电器允许通过动稳定电流ies不小于短路冲击电流ish即ies≥ish=×3.832＝9.756kA（5）按热稳定校验：Qk=其中＝==3.832kA带入上式得Qk=58.739kA2.s则Qt≥Qk=58.739kA2.sB.对G12～G23隔离开关的选择：1、按额定电压选择：UN≥110kV；2、按额定电流选择：IN≥Imax＝0.326kA3、按动稳定电流校验ies≥ish=9.756kA4、按热稳定校验：Qt≥Qk=58.739kA2.s选择D8～D11为SW4-110型断路器选择G12～G23为GW4－110型隔离开关表4.5所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW4-110GW4－110计算数据UN（kV）110110UN（kV）110IN（A）1000630Imax（A）326INbr(kA)18.4--Id’’(kA)3.832It2×t31.524=39692024＝1600Qk(kA2.s)58.739ies(kA)5550ish(kA)9.756对D12断路器和G24,G25隔离开关选择.对母联断路器D12的选择：（1）按额定电压选择：断路器的额定电压不小于安装地点电网额定电压，即UN≥110kV；（2）按额定电流选择断路器的额定电流不小于流过断路器的长期负荷电流，即IN≥Imax＝＝kA（3）按开断电流选择：若在D12上，下侧短路时，其短路电流都是7.426kA，断路器的开断电流INbr不应小于断路器开断开断瞬时的短路电流周期重量。即断路器额定开断电流INbr≥Id’’＝7.426kA（4）按动稳定电流校验：电器允许通过动稳定电流ies不小于短路冲击电流ish即ies≥ish=×7.426＝18.9kA（5）按热稳定校验：Qk=其中＝7.426kA=7.069kA=7.152kA带入上式得Qk=202.001kA2.s则Qt≥Qk=202.001kA2.sB.对母联隔离开关G24～G25的选择：1、按额定电压选择：UN≥110kV；2、按额定电流选择：IN≥Imax＝261kA3、按动稳定电流校验ies≥ish=18.9kA4、按热稳定校验：Qt≥Qk=202.001kA2.s选择D12为SW6-110型断路器选择G24～G25为GW4－110D型隔离开关表4.6所选各设备技术数据与计算数据设备参数SW6-110GW4－110D计算数据UN（kV）110110UN（kV）110IN（A）12001000Imax（A）261INbr(kA)31.5--Id’’(kA)7.426It2×t31.524=39692524＝2500Qk(kA2.s)200.001ies(kA)8080ish(kA)18.9对方案Ⅰ所选断路器，隔离开关汇总如下：表4.7方案Ⅰ所选各断路器隔离开关技术数据断路器断路器型号隔离开关隔离开关型号SW6－110GW4－110DSW4－110GW4－110SW6－110GW4－110DGN2－10电流互感器的选择[6]（1）110kV侧电流互感器的选择①型号的选择选择LVQB-110型S气体绝缘电流互感器，其参数如下：表4.8所选电流互感器技术数据电流互感器额定电压额定电流短时热稳定电流（kA）耐受冲击电流LVQB-110110150050115②按额定电流选择依据该水电站主变压器容量为250＋100＝200MVA，其额定电压为110kV，则主变压器110kV侧的工作电流为，所选电流互感器一次额定电流为1500A，满足该水电站一次负荷电流变化的要求。③按动稳定校验LVQB-110型电流互感器的动稳定电流为＝115kA,大于该水电站110kV侧短路时的冲击电流,满足动稳定要求。④按热稳定校验LVQB-110型电流互感器热稳定电流为＝50kA，大于该水电站110kV,侧短路时的稳定电流7.152kA，满足热稳定要求。（2）10.5kV发电机出口处电流互感器的选择①型号的选择选择LZZBJ9-12/175b/2s型电流互感器，其参数如下：表4.9所选电流互感器技术数据电流互感器额定电压额定电流短时热稳定电流（kA）耐受冲击电流LZZBJ9-12/175b/2s10.5315080160②按额定电流选择依据发电机的容量47.368MVA, 其额定电压为10.5kV，则发电机出口处的工作电流为，所选电流互感器一次额定电流为3150A，满足该水电站一次负荷电流变化的要求。③按动稳定校验LZZBJ9-12/175b/2s型电流互感器的动稳定电流为＝160kA,大于该水电站发电机出口处的冲击电流，满足动稳定要求。④按热稳定校验LZZBJ9-12/175b/2s型电流互感器热稳定电流为＝80kA，大于该水电站发电机出口处的热稳定电流39.912kA电压互感器的选择型号的选择110kV侧选择WVB110-20(H)型电压互感器10.5kV侧选择JDZX10-12BG型电压互感器其各参数如下：表4.10所选电压互感器技术数据电压等级选择型号额定电压额定绝缘水平110kVWVB110-20(H)一次/二次选择最高电压126kV选择绝缘耐压185kV额定雷电冲击电压450kV10.5kVJDZX10-12BG选择最高电压12kV选择绝缘耐压185kV额定雷电冲击电压450kV避雷器的选择[7]110kV侧避雷器的选择(1)避雷器型号的选择：选择Y10W5-110/260型无间隙氧化锌避雷器。其参数为：表4.11所选避雷器技术数据型号系统额定电压（kV）避雷器额定电压（kV）避雷器持续运行电压（kV）雷电冲击电流下残压（峰值）不大于（kV）陡波冲击电流下残压（峰值）不大于（Kv）Y10W5-110/26011010073260291(2)按额定电压选择：110kV系统最高电压为126kV，避雷器相对地电压为0.75＝0.75,所选避雷器额定电压为110kV大于94.5kv，满足额定电压要求。(3)按持续运行电压选择：110kV系统相电压为126/,所选避雷器持续运行电压有效值为73kV，大于72.75kV，故满足持续运行电压要求。(4)按雷电冲击残压选择：110kV变压器额定电流冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）450kV，避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为：,所选避雷器雷电冲击电流下残压（峰值）不大于260kV，该值小于321kV,故满足雷电冲击残压的要求。(5)按陡波冲击电流选择：110kV变压器的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为550kV，其陡波冲击电流下残压为，所选避雷器陡波冲击电流下残压（峰值）不大于291kV,该值小于393kV,故满足陡波冲击电流下的残压要求10.5kV侧避雷器的选择(1)避雷器型号的选择：选择Y5WS5-17/50L型避雷器。其参数为：表4.12所选避雷器技术数据型号系统额定电压（kV）避雷器额定电压（kV）避雷器持续运行电压（kV）雷电冲击电流下残压（峰值）不大于（kV）陡波冲击电流下残压（峰值）不大于（Kv）Y5WS5-17/50L10178.65051.8(2)按额定电压选择：10kV系统最高电压为11.5kV，避雷器相对地电压为0.75＝0.75,所选避雷器额定电压为17kV大于8.6kv，满足额定电压要求。(3)按持续运行电压选择：10kV系统相电压为11.5/,所选避雷器持续运行电压有效值为8.6kV，大于6.64kV，故满足持续运行电压要求。(4)按雷电冲击残压选择：10kV发电机额定电流冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）75kV，避雷器标称放电电流引起的雷电冲击残压为：,所选发电机雷电冲击电流下残压（峰值）不大于51.8kV，该值小于53.57kV,故满足雷电冲击残压的要求。(5)按陡波冲击电流选择：10kV发电机的内绝缘截断雷电冲击耐受电压为75kV，其陡波冲击电流下残压为，所选避雷器陡波冲击电流下残压（峰值）不大于51.8kV,该值小于53.57kV,故满足陡波冲击电流下的残压要求。绝缘子的选择：10.5kV侧发电机出口端绝缘子选择ZD-10F型110kV侧母线和线路侧选择ZS2-110/1500型母线选择[8]：110kV主母线的选择.母线类型的选择：110kV主母线选择LF－21Y－80/72型铝锰合金管母线。按母线长期工作电流选择110kV主母线的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为1900A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为19000.81＝15.39A，大于110kV主母线的长期工作电流1305A，故满足母线长期工作电流要求。按热稳定校验要求选最小截面：110kV侧三相短路周期重量稳态值为7.152kA，热稳定系数C=87，时间＝0.2s，则代入 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 得：＝＝36.8mm而所选母线的截面S＝954mm，大于热稳定最小截面，故所选母线满足热稳定的要求。按电晕电压校验：由于晴天不行消灭可见电晕要求管型母线最小截面为30mm,选择管型母线的型号为80，满足电晕校验要求。110kV进线选择线类型的选择：110kV主变压器出线选择LGJ－400/50钢芯铝绞线按母线长期工作电流选择较大容量变压器出口处的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为898A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为8980.81＝727A，大于551A.故满足母线长期工作电流要求。按热稳定校验要求选最小截面：由＝36.8mm，所选导体的截面为S=51.82mm，大于热稳定最小截面，故所选母线满足热稳定的要求。按电晕电压校验：由于有电晕电压校验的110kV软导体型号为LGJ－70，所选母线比此大，，故满足电晕校验要求。10.5kV发电机出口处的母线选择：母线类型的选择：10.5kV发电机出口处的母线选择LF－21Y－130/116型铝锰合金管型母线。按母线长期工作电流选择发电机出口处的长期工作电流为,所选母线的长期允许电流为3511A。环境温度为34.5,可得温度校正系数0.81，则导体长期允许电流为35110.81＝2844A，大于2735A.故满足母线长期工作电流要求。按热稳定校验要求选最小截面：由＝=1441mm，所选导体的截面为S=2705mm，大于热稳定最小截面，故所选母线满足热稳定的要求按电晕电压校验：由于晴天不行消灭可见电晕要求管型母线最小截面为30mm,选择管型母线的型号为130，满足电晕校验要求。4.2对方案Ⅱ的各主设备选择其接线图如下：图4-2方案Ⅱ主接线图分析：由于方案Ⅰ和方案Ⅱ除主接线外其余部分接线形式相同，故方案Ⅱ的与方案Ⅰ的相对应，故其型号也相同。方案Ⅱ的的校验与方案Ⅰ的校验相同，故其相对应的型号也相同，方案Ⅱ的与方案Ⅰ的校验相同，故其对应的型号也相同。对断路器和隔离开关的选择。左侧短路时的短路电流为3.832＋2.149＝5.981kA，右侧短路时的短路电流为3.832＋1.445＝5.277kA，其左侧短路时的短路电流大于右侧短路时的短路电流，故应按左侧短路时来选择设备。但的短路电流小于短路时的短路电流，两者电压等级又相同，所以也适用于也适用于.综合上述分析，方案Ⅱ所选断路器和隔离开关型号如下：表4.13方案Ⅱ各断路器隔离开关技术数据断路器断路器型号隔离开关隔离开关型号SW6－110GW4－110DSW4－110GW4－110SW6－110GW4－110DSW6－110GW4－110DGN2－10技术经济比较由方案Ⅰ和方案Ⅱ的断路器和隔离开关设备表可看出，两方案的隔离开关台数相同，但方案Ⅱ比方案Ⅰ多一台SW6－110型断路器，所以方案Ⅱ比方案Ⅰ投资较大，且由于方案Ⅰ是双母接线，其牢靠性又比方案Ⅱ的单母分段带旁母牢靠性高，综合考虑方案Ⅰ比方案Ⅱ即经济又牢靠，故选择方案Ⅰ为最终主接线方案。第五章发电机继电爱护原理设计及爱护原理5.1初步分析发电机的平安运行对电力系统和本水电厂供电系统的稳定运行起着打算性的作用。因此，在发电机上必需装社比较完善的继电爱护装置。依据有关规程，应对下列故障及特别运行方式设置继电爱护装置[9]。1定子绕组相间短路；2定子绕组匝间短路；3定子绕组接地短路；4外部短路引起的过电流；5对称过负荷；6励磁回路一点或两点接地故障；本水电厂发电机爱护装置的设置可依据以上原则并结合具体状况进行，一般可以设置下列爱护：表5.1配置的爱护类型纵差爱护主爱护跳闸复合电压启动的过电流爱护作差动爱护后备及外部故障远后备跳闸横差爱护定子绕组匝间的爱护跳闸过负荷爱护特别运行延时动作发出信号定子单相接地防备定子单相接地的爱护跳闸励磁回路两点接地爱护转子一点或两点接地，投入爱护装置跳闸由于5台发电机型号一样，且F1,F2,F3,F4,对称，故只需对F1进行爱护整定，F2,F3,F4的爱护整定与F1相同，再对F5进行爱护整定，就可完成该水电站5台发电机的爱护整定。5.2对F1的爱护整定计算1短路电的分析计算及电压电流互感器的变比选定:由短路电流的计算结果可知，F1的最大短路电流为13.249kA,而F1出口额定电流为＝2.605kA,所以电流互感器的变比级次应当为3000/5，即电流互感器变比为＝600，电流互感器变比为10.5/0.1＝105。2各种爱护的整定计算[10]：纵差爱护的整定:动作电流Idz应按躲过外部短路时流过爱护装置的最大不平衡电流Ibp即Idz＝KkIbp.js=KkkfzqktxfiId.zd=1.3×1×0.5×0.1×13.249×103=1.3×662.45＝861.17A。Kk牢靠系数，接受1.3;Ibp.js计算不平衡电流；kfzq非周期重量影响的系数，取＝1；ktx电流互感器的同型系数，取ktx＝0.5；Id.zd发电机外部三相短路时,流过爱护最大周期性短路电流，Id.zd＝13.249kA为避开爱护在电流互感器二次回路断线时误动作，爱护动作电流应当大于发电机最大负荷电流；Idz＝KkINf＝1.3×2.605＝3385.9AKk牢靠系数，取Kk＝1.3;INf发电机的额定电流；取以上计算中较大者，作爱护的动作电流，故Idz＝3385.9A,则差动继电器动作电流为Idz.j＝5.64A。nl电流互感器的变比；kjx接线系数，取kjx＝1c.灵敏度：klm==3.39>2满足灵敏度要求。Id.min最小短路电流，即在单机运行状况下，发电机出口两相短路电流；差动回路断线监视器的动作电流应大于正常运行时的最大不平衡电流Ibp，可依据一下阅历公式整定：Idz.j＝0.2×Inf/nl==0.868A.2)横差爱护的整定：爱护动作电流依据躲过外部短路故障最大不平衡电流整定，由于不平衡电流很难确定，因此在工程设计中依据运行积累的数据计算。即Idz＝0.2Inf=0.2×2605＝521A则继电器动作电流为：Idz.j＝521/600＝0.868A3）定子单相接地爱护整定爱护动作电流依据外部发生单相接地并伴随外部两相短路的选择性来选择，需要躲过发电机固有电容电流和不平衡电流，且一次动作电流不超过5A.Idz=Ijdf被爱护发电机的接地稳态电容电流，对45MW额定容量电压为10.5kV，发电机取Ijdf＝1.21AIbp.bs.1闭锁继电器一次不平衡电流取Ibp.bs.1=0.9AKk’’牢靠系数，取1.5；Kh返回系数，取0.85；故Idz===4.43,小于5A。4）励磁回路两点接地爱护当发电机励磁回路发生两点接地故障时，部分励磁线圈将被短路，由此由于气隙磁势的对称性遭到破坏，可能使转子产生猛烈振动，因此在发电机上需要装设励磁回路两点接地爱护，该装置只设一套,并仅在励磁回路中消灭稳定性的一点接地时才投入工作。5）复合电压闭锁过电流爱护的整定校验：复合电压闭锁过电流爱护是发电机后备爱护，它选择性是用阶梯时限特性来满足的，因此，在整定电流电压元件时只需要考虑躲过正常运行时相应值就够了，其整定计算如下：a电流计电器动作电流为：Idz.j=＝1.2×2.6×103/(0.85×600)=6.12AKk牢靠系数,取kk=1.2；kh返回系数，取kh＝0.85；nl电流互感器变比；INf发电机额定电流b.依据躲过正常运行时不平衡电压降为条件整定，负序电压继电器动作电压，Udz.j=0.06UNf/nY=0.06×1.05×103/1.05=6V,UNf发电机额定电压；nY电压互感器变比；c.动作时限：作为远后备爱护，发电机过电流爱护时限应当比连接在发电机电压母线上的其他设备的爱护装置最大时限还要大1－2个时间级差△t(一个△t一般为0.5s),即t＝tmax+(1～2)△t。6．过负荷爱护整定校验：过负荷爱护是动作于信号的爱护，考虑到过负荷对称性，该爱护只有一相中装设，并与过电流爱护共用一组互感器，爱护由电流继电器准时间继电器组成。电流继电器动作值依据下式计算：Idz.j=5.35AKk牢靠系数，取=1.05；Kh返回系数，取=0.85INf发电机额定电流nl电流互干器变比；过负荷爱护动作时限比过电流爱护长，一般为9～10s.5.3对F5的爱护整定计算：1短路电的分析计算及电压电流互感器的变比选定:由短路电流的计算结果可知，F1的最大短路电流为12.535kA,而F5出口额定电流为＝2.605kA,所以电流互感器的变比级次应当为3000/5，级电流互感器变比为＝600，电流互感器变比为10.5/0.1＝105。2各种爱护的整定计算[11]：纵差爱护的整定:动作电流Idz应躲过外部短路时流过爱护装置的最大不平衡电流Ibp即Idz＝KkIbp.js=KkkfzqktxfiId.zd=1.3×1×0.5×0.1×12.535×103=1.3×626＝814.78A。Kk牢靠系数，接受1.3;Ibp.js计算不平衡电流；kfzq非周期重量影响的系数，取＝1；ktx电流互感器的同型系数，取ktx＝0.5；Id.zd发电机外部三相短路时,流过爱护最大周期性短路电流，Id.zd＝12.535kA为避开爱护在电流互感器二次回路断线时误动作，爱护动作电流应当大于发电机最大负荷电流；Idz＝KkINf＝1.3×2.605＝3385.9AKk牢靠系数，取Kk＝1.3;INf发电机的额定电流；取以上计算中较大者，作爱护的动作电流，故Idz＝3385.9A,则差动继电器动作电流为Idz.j＝5.64A。nl电流互感器的变比；kjx接线系数，取kjx＝1c.灵敏度：klm=.=3.2>2，满足灵敏度要求。Id.min最小短路电流，即在单机运行状况下，发电机出口两相短路电流；差动回路断线监视器的动作电流应大于正常运行时的最大不平衡电流Ibp，可依据以下阅历公式整定：Idz.j＝0.2×Inf/nl==0.868A.2)横差爱护的整定：爱护动作电流依据躲过外部短路故障最大不平衡电流整定，由于不平衡电流很难确定，因此在工程设计中依据运行积累的数据计算。即Idz＝0.2Inf=0.2×2605＝521A则继电器动作电流为：Idz.j＝521/600＝0.868A3）定子单相接地爱护整定爱护动作电流依据外部发生单相接地并伴随外部两相短路的选择性来选择，需要躲过发电机固有电容电流和不平衡电流，且一次动作电流不超过5A.Idz=Ijdf被爱护发电机的接地稳态电容电流，对45MW额定容量电压为10.5kV，发电机取＝1.21AIbp.bs.1闭锁继电器一次不平衡电流取Ibp.bs.1=0.9AKk’牢靠系数，取1.5；Kk’’牢靠系数，取Kk’’=1.2Kh返回系数，取0.85；故Idz===4.43,小于5A。4）励磁回路两点接地爱护当发电机励磁回路发生两点接地故障时，部分励磁线圈将被短路，由此由于气隙磁势的对称性遭到破坏，可能使转子产生猛烈振动，因此在发电机上需要装设励磁回路两点接地爱护，该装置只设一套,并仅在励磁回路中消灭稳定性的一点接地时才投入工作。5）复合电压闭锁过电流爱护的整定校验：复合电压闭锁过电流爱护是发电机后备爱护，它选择性是用阶梯时限特性来满足的，因此，在整定电流电压元件时只需要考虑躲过正常运行时相应值就够了，其整定计算如下：a电流计电器动作电流为：Idz.j=＝1.2×2.6×103/(0.85×600)=6.12AKk牢靠系数,取kk=1.2；kh返回系数，取kh＝0.85；nl电流互感器变比；INf发电机额定电流b.依据躲过正常运行时不平衡电压降为条件整定，负序电压继电器动作电压，Udz.j=0.06Unf/nY=0.06×1.05×103/1.05=6V,Un发电机额定电压；nY电压互感器变比；c.动作时限：作为远后备爱护，发电机过电流爱护时限应当比连接在发电机电压母线上的其他设备的爱护装置最大时限还要大1－2个时间级差△t(一个△t一般为0.5s),即t＝tmax+(1～2)△t。6）．过负荷爱护整定校验：过负荷爱护是动作于信号的爱护，考虑到过负荷对称性，该爱护只有一相中装设，并与过电流爱护共用一组互感器，爱护由电流继电器准时间继电器组成。电流继电器动作值依据下式计算：Idz.j==5.35AKk牢靠系数，取=1.05；Kh返回系数，取=0.85Inf发电机额定电流nl电流互干器变比；过负荷爱护动作时限比过电流爱护长，一般为9～10s.第六章计算机监控系统方案论证选择6.1系统功能该水电站计算机监控系统应当实现以下一些功能[12]：1.数据的采集与处理通过现地把握单元(LCU)和现场智能把握单元对实时数据(全厂的开关量、模拟量、脉冲量、电气量、温度量等)进行采集、运算并以肯定的格式存入实时数据库，供计算机系统实现画面显示及更新、把握调整、记录检索、操作指导、事故记录分析、制表打印及完成各种计算、把握等设计功能时使用。系统不仅将各类信息汇总到简报窗口，而且依据信息的不同类型进行分类，自动完成大事挨次记录、故障信息记录、开关量变位记录、越限报警记录、系统自诊断记录等，形成定长的历史存盘以便查询。2.人机联系功能在进行把握操作的人机联系时，具有操作权限的判别:有关把握操作的人机联系，充分利用显示画面、鼠标、把握窗口三者相结合的方式，操作过程中有牢靠性校核与闭锁功能。操作提示应全部汉化。3.报表与打印功能监控系统应能依据用户要求，将数据由数据库自动取出，存入相应的报表数据区，形成各类生产统计报表。另外，监控系统应能将各类报警信息、趋势记录等数据自动保存，存放在计算机硬盘上，形成各类报警记录历史数据。系统打印通常可分为随机打印、定时自动打印和召唤打印三种方式。随机打印用以记录系统的各种操作、事故、故障等各类报警语句，自动打印。定时打印用来打印各类统计报表、运行记录及运不行日志等，定时自动进行。召唤打印为运行人员调用，随机召唤打印，调用方式为鼠标。4.指令把握与调整功能通过中控室的监控系统人机联系设备，运行人员可对电站设备进行手动把握、调整、工况转换及参数设置等操作。重要的操作指令包括:机组工况转换如开停机、有功功率和无功功率调整，断路器、隔离开关分合操作、闸门提降、阀门开关、重要设备投切等。5.系统运行方式设定功能水电站监控系统可按以下三种运行方式运行:1,自动把握方式，如由AGC/AVC进行机组的自动开停机把握，或由运行人员通过操作员工作站进行机组的有功功率或无功功率调整;2、现地把握方式，现地把握方式的实现一般由监控系统的LCU设备自动完成;3、现地手动方式，在LCU屏上设有“现地/远方”位置和“手动准同期/自动准同期”位置等切换开关。6.自动发电把握（AGC）计算机监控系统可依据调度给定或本厂运行策略给定的总有功功率的设定值，按平安、牢靠、经济的原则确定最佳运行的机组台数、机组的组合方式和机组间最佳有功功率安排，进行电厂机组处理的闭环调整，并自动开、停机组;或在显示器上显示供运行人员参考，确定每一台机组的启、停和有功设定值。7.自动电压把握(AVC)依据给定的高压母线的电压把握曲线，监视高压母线的电压变化，合理安排机组间的无功功率，确定机组无功功率设定值，自动调整机组的无功功率，使母线电压维持在给定的把握范围内;或在显示器上显示上述数据供运行人员操作参考。8.运行指导功能运行指导是计算机监控系统有别于一般常规把握系统的一个特殊功能。运行指导可以将电厂的一些重要而又简单的操作的闭锁操作条件以及进行这些操作形成的专家阅历输入计算机，当进行这些操作时，计算机依据当前的状态进行条件推断，提出操作指导意见，可以大大减轻运行人员的紧急程