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目 录
1 引言 ............................................................................................................................ 1 2 发电厂电气主接线的最佳方案 ................................................................................ 2
2.1 概述 ................................................................................................................. 2 2.2 技术比较 ......................................................................................................... 3 2.3 经济性比较 ..................................................................................................... 4 2.4 主变压器的选择 ............................................................................................. 5 3 发电厂厂用电接线的最佳方案 ................................................................................ 6
3.1 方案确定 ......................................................................................................... 6 3.2 厂用变压器的选择 ......................................................................................... 7 4 短路电流的计算 ........................................................................................................ 9
4.1 网络变换 ......................................................................................................... 9 4.2 求计算电抗 ..................................................................................................... 9 4.3 计算电抗求值 ............................................................................................... 14 4.4 短路电流计算 ............................................................................................... 15 4.5 短路冲击电流值的计算 ............................................................................... 17 5 发电机变压器的保护配置 ...................................................................................... 18
5.1 概论 ............................................................................................................... 18 5.2 发电机—变压器组保护配置 ....................................................................... 18 6 电气设备的选择与校验和保护配置 ...................................................................... 20
6.1 保护的配置方案 ........................................................................................... 20 6.2 设备选择（电气主接线部分）(GIS) ......................................................... 22 6.3 厂用电设备选择 ........................................................................................... 29 6.4 支柱绝缘子及避雷器的选择 ....................................................................... 32 7 高压配电装置的设计 .............................................................................................. 35
7.1 设计原则与要求 ........................................................................................... 35 7.2 布置的一般要求 ........................................................................................... 35 7.3 不同型式配电装置的特点 ........................................................................... 36 7.4 管母线布置的优点 ....................................................................................... 37 8 避雷针的保护范围计算 .......................................................................................... 38
8.1 避雷针保护范围的计算步骤 ....................................................................... 38 8.2 避雷针保护范围的计算 ............................................................................... 39 参考文献 ........................................................................................................................ 44 谢 辞 ........................................................................................................................ 45 附录 ................................................................................................................................ 46
Ⅰ
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1 引言
电力的发展对一个国家的发展至关重要，现今300MW及其以上的大型机组已广泛采用，为了顺应其发展，也为了有效的满足可靠性、灵活性、及经济性的要求，本设计采用了目前我国应用最广泛的发电机—变压器组单元接线，主接线型式为双母线接线，在我国已具有较多的运行经验。设备的选择更多地考虑了新型设备的选择，让新技术更好的服务于我国的电力企业。并采用适宜的设备配置及可靠的保护配置，具有较好的实用性，能满足供电可靠性的要求。
本设计的内容包括：
（1） 确定发电厂电气主接线的最佳方案； （2） 确定发电厂厂用电接线的最佳方案； （3） 计算短路电流；
（4） 确定发电厂电流互感器、电压互感器、避雷器、避雷针、继电保护及自动装置的配置方案；
（5） 电气设备的选择和校验； （6） 高压配电装置的设计；
（7） 绘制有关图纸（电气主接线图、、配电装置平面图与断面图、避雷针保护图） （8） 最后进行打印和计算机绘制图纸，并进行不少于5000字的外文资料的翻译工作。 通过参阅《水电站机电设计手册》、《电力工程设计手册》、《电力工程设备手册》《电力工程概算手册》等专业资料，力求对方案的确定，设备的选择及配电装置的设计都有较为详尽的阐述和科学的理论依据，希望能提交一份令人满意的设计书。 在国民经济飞速发展的今天，电力对于一个国家来说更为重要，以设计出技术先进、经济合理的方案为目的，力求设计内容具有实用性及先进性。此次设计虽经严谨认真的设计过程，难免有疏漏和不足之处，望能提出良好的改进意见。
毕业设计是很重要的一次设计，是对我们大学四年的理论知识的应用，是培养我们综合能力一次重要实践。
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2 发电厂电气主接线的最佳方案
2.1 概述
本厂为4台460MW的机组，500KV电压等级，通过三回线与系统相连。对主接线的基本要求包括可靠性，灵活性及其经济性。
电气主接线设计是水电站电气设计的主体，它与电力系统，电站动能参数以及电站运行的可靠性，经济性等密切相关。并对电气布置，设备选择，继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此主接线设计，必须结合电力系统和发电厂的具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。
大机组一般指单相容量在200~300MW及以上的水轮发电机组，对供电可靠性提出了更高的要求。任一设备检修不应影响供电。任何元件故障时，不允许出现全厂停电，其停电容量一般不超过全电站总容量的1/3~1/4，且不影响电力系统稳定。
2.1.1 对主接线设计的基本要求
（1）满足用户或电力系统的供电可靠性和电能质量的要求； （2）接线简单、清晰、操作维护方便； （3）接线应具有一定的灵活性；
（4）满足电站初期发电及最终规模的运行要求，还应考虑便于分期过渡； 技术先进，经济合理。
2.1.2 可行的电气主接线方案
（1）水电站一般距负荷中心较远，在发电机电压侧很少接有大功率用户，而 较高电压送电，故主变压器容量多按机组容量确定。
（2）大型水电站都担负系统调峰，调频和事故备用，利用小时数一般较低，因此开停机比较频繁。
（3）水电站开机程序比较简单，机组起动迅速，并容易实现自动化。
（4）电站规模确定后，一般不考虑扩建，但对规划设计中明确分期建设的电站，则在主接线中应予以考虑。
（5）水电站厂用电负荷较小，一般不从高压侧引接，备用厂用电源可引自地区配电网或保留施工变电所来解决。
（6）水电站地形复杂，电气设备布置及进出线走廊均受到一定限制，应尽可能简化接线，
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避免在水电站设置复杂的变电枢纽。并尽量减少电压等级和进出线回路数。
2.1.3 发变组接线特点
发电机电压接线采用发电机——变压器组接线中的单元接线，其特点为：
（1）发电机与主变压器容量相似，接线最简明清晰，故障影响范围最小，运行可靠、灵活。
（2）发电机电压设备元件最少，布置最简单方便，维护工作量也最小。 （3）继电保护配置简单。
（4）主变压器故障时影响机组送电。 2.2 技术比较
2.2.1 一台半断路器接线的特点：
（1）有高度可靠性：每一回路由两台断路器供电，发生母线故障时，只跳开与次母线相连的所有断路器，任何回路不停电。在事故与检修相重合的情况下停运的回路数不超过两回。
（2）运行调度灵活：正常时两组母线和全部断路器全部投入工作，从而形成多环形供电，运行调度灵活。但停运一个回路需操作两台断路器，母线故障时，接线内潮流变化大。
（3）操作检修方便：隔离开关只作为检修时用，不作为操作电器，避免了将隔离开关作操作时的倒闸操作。检修母线时，回路不需要切换。
（4）继电保护及二次回路的复杂性：由于每个回路连接两台断路器，一台中间断路器连接着两个回路，保护接于两组电流互感器的和电流，因而其电流互感器的二次回路保护装置的跳合闸出口回路等较为复杂。应用于发电厂时，发电机—变压器组与线路公用的中间断路器，只能在单元控制室控制，并在网络控制室设相应的断路器信号，比较复杂。
2.2.2 双母线接线特点 （1） 接线清晰。
（2） 每一进出线各自接一组断路器，互不影响。
（3） 一组母线及所连接设备故障，不影响另一组母线供电，将故障母线所接回路切换到另一组母线后即可恢复供电，运行灵活可靠。
（4） 两组母线可根据各线路负荷情况，通过切换，达到两组母线的负荷大致平衡。 （5） 任一组母线及所连接设备检修，经过切换操作，不影响供电。 （6） 扩建方便。
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（7） 隔离开关数目多，切换母线操作过程比较复杂，容易造成误操作，而且不利于实现自动化和远动化。
（8） 母联断路器故障需短时全厂停电，检修时两组母线解列或按单母线运行。 2.3 经济性比较
图2-1双母线接线
W2W1S1S2S3S4 图2-2一台半断路器接线 表2-1经济性比较
双 母 线 接 线 一台半断路器接线 4