水电站电气一次系统设计.pdf

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1、EXPLORATION实践与探索水电站电气一次系统设计文/胡美华一、电气主接线的设计1.概述电气接线分为一次接线（电气主接线）和二次接线。发电厂主接线是指将发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电流互感器和线路等相互连接，以保证电能的生产、变换和输送。它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性、检修方便以及经济性等都起着决定性的作用。主接线是发电厂的主体，它直接关系到发电厂的技术和经济指标。由于本设计的水电站有三个电压等级，所以在设计中首先单独考虑各自的母线情况及各自的出线方向，根据负荷来决图1②方案二如图2所示。定变压器容量和台数，论证是否需要限制短路电流及采取什么措施，拟出几个把三个电压等级

2、和变压器连接的方案，对选出来的方案进行技术和经济的综合比较，确定最佳主接线方案。2.接线形式电气主接线根据电力系统和水电站的具体情况确定，它以电源和出线为主体，在进出线较多时（一般超过4回），为便于电流的汇集和分配，常设置母线作为中间环节，使接线简单清晰、运行方便，有利于安装和扩建。10～110kV高压配电装置的接线形式分为如下两种。图2有汇流母线的接线形式：包括单母线、单母线分段、方案一与方案二比较：方案一发电机母线采用双母线双母线、增设旁路母线或旁路隔离开关等。分段，其可靠性比较高，调度也比较灵活；在方案二中当联无汇流母线的接线形式：包括变压器—线路单元接络变压器出现故障时，35kV母线未

3、能并网运行，当联络变压线、桥形接线、多角形接线等。器出现故障且发电机1、2中任一机组故障时，35kV母线功率接线方式取决于电压等级、出线回路数、输送功率和不能满足负荷要求，故优先选择方案一。穿越功率。根据原始资料，该水电站的设计将选择有汇流母③方案三如图3所示。线的接线。（1）接线选择。有汇流母线的接线形式在10kV、35kV、110kV中的选用情况如下。①单母线接线。配电装置的出线回路数不超过两回。②单母线分段接线。母线出现故障或检修时，不会导致全部停电。短路器检修会造成回路停电。但该接线方式接线简单，操作维修方便，设备较少，经济性好，广泛用于中小容量发电厂和变电站的6～10kV接线，且出线

4、回路数较少的情况。③双母线接线。该接线方式供电可靠，调度灵活。当母图3线检修时可以不停电；母线出现故障时，回路短时停电；母线④方案四如图4所示。侧隔离开关检修时只停本回路的电。但该接线方式设备多，投资大，接线复杂，占地面积大，广泛用于出线带电抗器的6～10kV的配电装置、110～220kV出线在5回以上的情况。④增设旁路母线或旁路隔离开关的接线。该接线方式是为了保证采用单母线分段或双母线的配电装置在进出线断路器检修时，不用中断对用户的供电，常用于110kV出线在6回及以上、220kV出线在4回以上的情况。（2）水电站主接线的设计与比较。①方案一如图1所示。图4OCCUPATION1242012

5、02实践与探索EXPLORATION方案三与方案四比较：由于该水电站主要向周边负荷供靠性，避免某台变压器出现故障或检修时影响对用户的供电。电，负荷主要集中在35kV母线和10kV发电机母线，方案三中（2）主变容量确定。主变压器容量选择计算如下：35kV母线由两台发电机经两主变压器单元接线供电，另有两负荷统计台发电机经发电机母线和系统母线经三绕组变压器供电；但由已知电机条件：PG=4×20MW=80MW额定功率因数P方案四中功率传输效率低，且故障发生率也较高，当其联络S=G=8080÷0.8=100.ACOSφ=0.8得：GCOSϕMVNN10Pmax10Pmin线1或2发生故障时，只有一条联络

6、线向35kV母线供电，容易①10kV负荷Smax=∑=16.546MVMVA.ASmin=∑=10.38MVAMV.Acosϕcosϕ引起联络线负荷过重而导致事故发生。故选择方案三。②35kV负荷35Pmax6+10+735Pmin4+3+3⑤方案五如图5所示。Smax=∑=0.82×()=25.845MVMVA.ASmin=∑==10.75MVMVA.Acosϕ0.89cosϕ0.93③厂用负荷对经常、连续运行的设备和连续而不经常运行的设备：P=PN；生活用电：P=0.5PN，一次换算系数K=1，则：S厂∑KP=10×66×25×2+2×1+200×2×0.5+100+1000+1200=3

7、.212MW（其中0.4kV厂用负荷为1.012MW，10kV负荷为2.2MW）0.4P10P11.2图5S=∑=0.265MVMVA.AS厂=∑=+=2.75MVAMV.Acosϕcosϕ0.80.8⑥方案六如图6所示。扣除厂用电和10kV发电机母线上的最小负荷功率，发电机的输出视在功率为：0.41010S视=SG-S-S厂-Smin=100-1.265-2.75-10.38=85.605MV.