水电站的设计.doc

PAGE 1.绪论 1.1课题的背景和发展情况 1.1.1背景 电力工业是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，正常运行，发出来的电能顺利输送到电网的非常重要的环节。因此，电厂设备和元器件选择和保护设计方案的确定，对于电厂的安全稳定运行有重要的意义。对发电厂电气部分及元件保护设计进行科学的设计很有必要[2]。 1.1.2 当前国际上全球范围的电力体制逐步打破垄断、非管制化，引入竞争机制，形成有限电力市场己成为必然趋势。最大限度的在电力系统中引入竞争，己被大多数国家所接受。在这种情势下，电力系统优化设计以及火电厂电气部分设计己成为许多国家的一项主要研究课题。整个电力工业可以划分为发电、输电、配电和供电四大领域。发电部分属于理论兼实践研究领域。对整个电力系统起着至关重要的作用，火电厂电气部分设计是关系到整个电力系统运行可靠性的最关键一步。对于火电机组运行优化，从国外的发展趋势看，其优化计算机模块程序的应用起到了真正指导运行，降低能耗的目的。美国、德国等先进国家在机组运行优化管理方面的工作己有近十年的经验。例如，德国斯蒂亚克电力公司的机组运行优化管理系统，通过系统优化及控制，可对各个薄弱环节及整个过程经济性的影响做出评价。目前我国电力市场的改革趋向是“厂网分开，竞价上网”，即将电网经营企业拥有的发电厂与电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电实体，市场也只对发电侧开放。发电的电力市场的主体是各独立发电企业与电网经营企业，电网经营企业负责组织各发电公司的竞争，政府负责对电力市场进行监督管理。与英国、澳大利亚等目的电力市场不同，中国电力市场继续保持着输、配一体的模式，保留供电营业区，每个供电营业区只有一个指定的供电机构向终端用户供电。同时，根据“省为实体”的方针，我国的电力市场以省级电力市场为主，各省电力公司是其省内电力市场竞争的组织者。电力工业经过长期的改革和发展，目前从技术、人员、观念等方面对于火力发电厂电气设计创造了有利的条件。但是，技术方面并为达到差强人意的要求[3]。 1.2设计任务 1.2.1 （1）培养学生综合运用所学理论和技能解决实际问题的能力； （2）学习专业工程设计的方法，进行设计技能、设计方法的初步训练，进行科学研究方法的初步训练，发挥学生的创造性，培养学生的思维能力和分析能力。 1.2.2 某南方山区建设一座装机容量为5×50 MW的水电站，附近30 km处某国防厂及邻近小镇用电负荷为25 MW，其余功率经200 km的220 kV线路送入系统。 站内空气清洁，最高日平均气温32℃，最低0℃，海拔1700m，非地震区，6、7、8月有雷雨，由于山势陡峭，建设场地十分狭窄。 厂区最大负荷同时系数0.85，最小负荷系数0.7，60%Ⅰ类负荷，20%Ⅱ类负荷,T max=4500h。 1.2.3工作要求 （1）电站电气一次接线的设计。主接线部分包括互感器的配置，保护通讯设备配置和防雷设备的配置；厂用电接线设计至380/220V母线；绘制电气主接线图。 （2）电气设备的选择与配电装置的设计。电气设备选择：正常工作电流与短路电流计算；发电机、变压器、开关电器、互感器、限流电器、导体的定型定量计算选择、防雷设备的配置选择；列出电气设备选择总表。配电装置：全站配电装置形式、户内（或户外）配电装置的布置；绘制总平面布置图与典型间隔断面图（含道路与电缆沟道）。 （3）编写说明书宇计算书。 （4）书面翻译与外文资料 1.2.4电力系统接线图 图1.1电力系统接线图  2主接线的设计 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。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，所以主接线设计的好坏，也影响到工农业生产和人民生活。因此，主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策前提下，正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。 电气主接线是发电厂电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的设计方案与电力系统整体及发电厂本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备的选择，配电装置布置，继电保护和控制方式的拟定有较大的影响。因此必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案。 2.1主接线设计依据 电气主接线设计的基本原则是结合工程实际情况，在保证供电可靠、调度灵活、满足各项技术要求的前提下，兼顾运