湖北某110KV水力發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計(jì)

程兵

摘 要 針對(duì)110KV水電站電氣部分，探究水電站主接線的設(shè)計(jì)，短路電流，電氣設(shè)備選擇，電氣設(shè)備模型和參數(shù)的確定等。

關(guān)鍵詞 電氣主接線 短路電流 電氣一次設(shè)備

中圖分類號(hào)：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1課題的研究背景和設(shè)計(jì)目的

中小型水電站主接線設(shè)計(jì)，設(shè)備配置等， 應(yīng)結(jié)合實(shí)際整體分析原則，依據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位和作用、負(fù)荷特征、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)、周圍環(huán)境及電站預(yù)期容量等具體情況，既滿足供電可靠性、功能性，又具有一定靈活性、擴(kuò)建前景等，在此前提下盡量選擇經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用的電氣主接線以及設(shè)備配置。

湖北某水電站裝機(jī)容量為4？000KW，年利用小時(shí)數(shù)為 TMAX=5000h，電站裝機(jī)容量只占系統(tǒng)總?cè)萘康?.85%；為中、小型水力發(fā)電站，在電網(wǎng)總格局中作用和地位的占比偏中，因此該廠主接線設(shè)計(jì)應(yīng)更多從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和靈活特性考量。根據(jù)上述資料，設(shè)計(jì)出一個(gè)在確保重要用戶的供電可靠性得到保證同時(shí)又可以把剩余的電能輸入電網(wǎng)的主接線方案，使系統(tǒng)負(fù)荷得到合理分配利用，從而充分規(guī)劃利用水資源。

2電氣主接線設(shè)計(jì)及變壓器選擇

2.1電氣主接線概述

發(fā)電廠的主接線圖是由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、電纜等構(gòu)成表示電能生產(chǎn)的流程電氣圖。從電氣主接線可看出各種電氣設(shè)備的規(guī)范、數(shù)量、連接方式和作用，以及各電力回路的相互關(guān)系和運(yùn)行條件，它是電力系統(tǒng)構(gòu)成的重要環(huán)節(jié)。電氣主接線選擇對(duì)電氣設(shè)備選擇、配置裝置的布置、運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等都有重要影響。

2.2廠內(nèi)各電壓等級(jí)電氣主接線設(shè)計(jì)

本電廠110KV母線只有2條進(jìn)線和1條出線，因此110KV側(cè)選用單母線接線，6.3KV側(cè)是發(fā)電機(jī)機(jī)端母線，采用單母線分段，在母線中增設(shè)母聯(lián)斷路器與隔離開關(guān)，不但保持了單母線接線接線簡(jiǎn)單，操作方便，投資成本低等優(yōu)點(diǎn)，而且在一定程度上提高系統(tǒng)供電可靠性。

2.3變壓器的選擇

1T 、2T為主變，高壓側(cè)為110KV，低壓側(cè)為6.3KV，接于匯流主母線上的主變，其容量接近總?cè)萘拷鼌^(qū)負(fù)荷的最小值，而油浸式變壓器有30%的過載能力，選用型號(hào)為SF11-31500/110可達(dá)要求。3T為廠用變，高壓側(cè)為6.3KV，低壓側(cè)為0.4KV，小型電站自用電只占總?cè)萘康?.5%-2.9%，選型為SZ9-800/6.3可實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

3短路電流計(jì)算結(jié)果表

4電氣一次設(shè)備的選擇

4.1母線的選擇

母線由傳輸性佳、損耗低的銅質(zhì)或鋁質(zhì)等材料制成，用以傳輸、分配發(fā)電機(jī)或者變壓器發(fā)出的電能，具有匯集和分配電能的作用，通過母線，可將發(fā)電機(jī)或者變壓器發(fā)出的電能運(yùn)送到附近各個(gè)用戶以及大型負(fù)荷。因各地域電壓等級(jí)差異，使用母線材料有所不同，常用母線為裸露式，對(duì)于裸露母線，一般按照材料、橫截面積、熱穩(wěn)定性等進(jìn)行校驗(yàn)選擇。由于電壓等級(jí)與要求不同，導(dǎo)致使用導(dǎo)體類型較多?？紤]到水電站廠房空間小，在機(jī)械強(qiáng)度足夠的前提下，站內(nèi)所有母線選鋁母線--LMY。最終選擇母線如下：

4.2斷路器、隔離開關(guān)的選擇

高壓斷路器是系統(tǒng)電網(wǎng)中用來通斷和保護(hù)設(shè)備的重要器件，他擁有良好的滅弧能力，可以切除故障狀態(tài)引起的負(fù)荷電流，斷開故障線路，有時(shí)候還做繼電保護(hù)裝置的作用，用來保障非故障線路的正常運(yùn)行不被干擾。擬選擇斷路器：6—10KV側(cè)選用高壓真空斷路器，110KV側(cè)選用GIS組合裝置。

4.3互感器的選擇

為了測(cè)量和保護(hù)線路和電氣設(shè)備，發(fā)電廠和變電站的每個(gè)回路中等都裝設(shè)型號(hào)不同的互感器，它是用來連接一次部分和二次部分的接洽器件，跟電力變壓器性質(zhì)差不多。電壓電流互感器的一次側(cè)加裝熔斷器以及二次側(cè)應(yīng)可靠接地然后保障電力設(shè)備和維護(hù)工作人身的安全。

5結(jié)論

本文對(duì)湖北某110KV水電站展開探究與分析，設(shè)計(jì)出水電廠高低兩級(jí)電壓電氣主接線的擬訂方案，提出不同電壓等級(jí)主要配電裝置的選擇參考，得出電氣接線方案滿足電力資源配備優(yōu)越性的特點(diǎn)，電氣設(shè)備的優(yōu)化選擇符合主接線運(yùn)行要求，整體設(shè)計(jì)為中小型水電站建造和合理選擇研究提供一定理論依據(jù)。

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