本科生毕业设计（论文）
摘 要
本次设计的内容是小型水利发电厂电气部分设计。通过对某河流的水文进行分析，确定河流的流量和可形成的水头高度，通过这些确定本次设计水电厂的发电容量。通过地形比较和不同类型发电厂的比较确定发电厂的类型。发电机确定主要看发电容量是否满足要求，发电机的适用水头和流速是否匹配来确定。变压器的选择则是通过损耗的大小进行比较来确定。接下来是主接线的确定，主接线的确定主要是经过两种方案进行经济性比较，最后确定为单母线分段的接线形式。对于厂用电，由于小型水电厂用电量比较小本次设计不设立专门的厂用电接线而是通过稳压器把低压侧的电接出来。主接线确定之后进行了短路计算。设备的选择由于发电机发出的电压为0.4千伏，属于低压，所以对所选器件的要求等级不是太高。通过变压器变为10千伏后需要的等级比较高所以10千伏的母线选择时进行了计算。继电保护本次设计主要对变压器进行了保护。主要进行了过流保护、差动保护、瓦斯保护等的继电保护。其中差动保护选择了纵联差动保护。最后是防雷保护，主要有厂房的保护主要是通过房屋自身避雷器进行保护，而户外的保护则需要设立避雷器来保护。设备的接地需要建立独立的接地系统来满足要求。
关键词：1发电厂；2发电机；3变压器；4继电保护
I
本科生毕业设计（论文）
要 旨
今度の設計の内容は小型の水利発電所の電気部分の設計だった。ある川の水文の分析を通じて、川の流量と水の高さを確かめて、これらを通じて、今度の水利発電所の発電容量の設計を確かめた。それに、地形といろいろな発電所の型に比べて、この発電所の型を選んだ。発電機の選択は主に発電容量と発電機の適用できる流速に応じて確定した。変圧器の選択は損耗の大きさで選んだ。次は、主な接線の確定だった。これは主に二つの提案に経済的な比べを通じて、最終に単母線の断片化を選択した。工場の電気の使いにとって、小型の水利発電所は少なく電気を使うから、今度の設計は専門の接線を使わないで、電圧調整器で低い電気の側を接続した。それから、ショートの計算をした。設備の選択は発電機の電圧が０．４キロボルトで、低圧に属した。だから、選択の器具の部分品に要求があまり高くなかった。１０キロボルトの変圧器を通じる要求はちょっと高いから、１０キロボルトの母線の選択に計算した。継電の保護は今度の設計で、主に変圧器の保護だった。例えば、過ぎて流れる保護や差動の保護やガスの保護などだった。この中では、差動の保護は縦方向のを選んだ。最後は、雷を防ぐ保護だった。主に、工場の建物だ。建物は自分の避雷器で行った。でも、屋外の部分は設立した避雷器で保護する。設備のアースは独立のシステムで完成する。
キーワード：1.発電所；2.発電機；3.変圧器；4.継電の保護
II
本科生毕业设计（论文）
目 录
第1章 绪 论 .......................................................................................................... 1 第2章 自然地理水文分析及发电总容量确定 .................................................... 3
2.1 自然地理与水文气候特性 ....................................................................... 3
2.1.1 流域概况 ........................................................................................ 3 2.1.2 气象条件 ........................................................................................ 3 2.1.3 水文资料 ........................................................................................ 3 2.2 发电容量的确定 ...................................................................................... 4 第3章 发电厂位置及类型的确定 ........................................................................ 5
3.1 发电厂位置的确定 ................................................................................... 5
3.1.1 从防洪灌溉上考虑 ........................................................................ 5 3.1.2 从用电需求来考虑 ........................................................................ 5 3.1.3 确定位置 ........................................................................................ 5 3.2 发电厂类型的确定 ................................................................................... 5 第4章 发电机和变压器的台数及容量确定 ........................................................ 8
4.1 水轮发电机的概述 ................................................................................... 8
4.1.1 水轮发电机分类 ............................................................................ 8 4.2 发电机台数及其容量确定 ....................................................................... 9 4.3 变压器的确定： ..................................................................................... 12
4.3.1 变压器的型号的选择 .................................................................. 12 4.3.2 通过比较确定变压器型号 .......................................................... 14
第5章 电气主接线设计 ...................................................................................... 16
5.1 电气主接线的基本要求 ......................................................................... 16
5.1.1 可靠性 .......................................................................................... 16 5.1.2 灵活性 .......................................................................................... 16 5.1.3 经济性 .......................................................................................... 17 5.2 两个方案进行经济性比较 .................................................................... 17
5.2.1 方案一采用单母线分段接线形式 .............................................. 17 5.2.2 方案二采用双母线接线形式 ...................................................... 18 5.2.3 两方案做经济性比较 .................................................................. 19
第6章 短路计算 .................................................................................................. 22
III
本科生毕业设计（论文）
6.1 短路计算时的一般规定 ......................................................................... 22 6.2 短路过程分析 ......................................................................................... 22
6.2.1 三相短路电源的变化规律 .......................................................... 22 6.3 短路计算方法 ......................................................................................... 23 6.4 短路计算 ................................................................................................. 24 第7章 设备选择 .................................................................................................. 28
7.1 熔断器的选择 ......................................................................................... 28 7.2 断路器的选择 ......................................................................................... 29 7.3 负荷开关、隔离开关及其操作机构的选择 ......................................... 31 7.4 电流互感器、电压互感器的选择 ......................................................... 31
7.4.1 电流互感器 .................................................................................. 31 7.4.2 电压互感器 .................................................................................. 32 7.5 导线和电缆的选择 ................................................................................. 33
7.5.1 架空线路导线的选择 .................................................................. 33 7.5.2 母线的选择 .................................................................................. 33
第8章 继电保护设计 .......................................................................................... 35
8.1 概述 ......................................................................................................... 35 8.2 变压器低压侧短路时换算到高压侧的穿越电流 ................................. 35 8.3 变压器的过电流保护、电流速断保护和过负荷保护 ......................... 36
8.3.1 变压器的过电流保护 .................................................................. 36 8.3.2 变压器的电流速断保护 .............................................................. 36 8.3.3 变压器的过负荷保护 .................................................................. 37 8.4 变压器的瓦斯保护 ................................................................................. 37
8.4.1 瓦斯继电器的结构和工作原理 .................................................. 38 8.4.2 变压器瓦斯保护的接线 .............................................................. 38
第9章 防雷保护 .................................................................................................. 40
9.1 雷电的形式及其危害性 ......................................................................... 40 9.2 发电厂的防雷方案 ................................................................................. 40
9.2.1 防雷措施 ...................................................................................... 40 9.2.2 避雷器的分类 .............................................................................. 41 9.2.3 避雷针的确定 .............................................................................. 41 9.3 接地保护 ................................................................................................. 42 结 论 ...................................................................................................................... 43 参考文献 ................................................................................................................ 44
IV
本科生毕业设计（论文）
致 谢 ...................................................................................................................... 45 附 录Ⅰ .................................................................................................................. 46 附 录Ⅱ .................................................................................................................. 51
V