1、- - 1 - - - 1 -设计说明书第一章：电站基本资料介绍1.1 电站地理位置及环境状况介绍“XXX”电站位于山江地区，工程河段有国道 213 公路沿线经过交通比较方便；山江地区平均海拔 800M 地震峰值加速度值为 0.05g，对应地震基本烈度为度。山江地区境内总的气候特点是：气候温和，雨量丰沛、霜雪期短、湿度大、阳光充足、冬季干燥温和，夏季炎热多雨，四季分明，属大陆性季风气候。山江地区多年平均水量蒸发量为 1183.9mm（20cm 蒸发器） ，相对湿度 75.8%，绝对湿度 15.5mb，多年平均日照时间为1438.7h。多年平均风速 1.20m/s，最大风速 15.5m/s，瞬时
2、最大风速 20m/s（风向 NNW） 。多年平均气温 16.2，极端最低气温-6.2 ，极端最高气温 40.4。最低-7。冬季为 80-85 天，多雾；夏季 120-140 天。多年平均降水量约为 1200mm。1.2 电站规模及系统规模介绍山江地区水力资源十分丰富，山江地区电网现总装机 65MW 已建设 220KV 变电站一座；“XXX”电站拟装机组28MW，电厂以一回 110KV 线路接入相邻电站（依乌电站）110KV 母线，线路长度 24.5KM。年利用小时数约为 5000 小时。该电站组建投产后，将成为山江地区电网中较大的水电厂之一，将使山江地区电网的缺点现象得到彻底缓解，并将使得山江
3、电网与百中地区国家的联系更加紧密。第二章：主接线方案设计及方案比较- - 2 - - - 2 -2.1 根据本站实际情况拟定一下几种主接线方式 方 案 一 方 案 二 方 案 三方案一：为两台发电机组成单母线结构，通过一台变压器升压至 110KV，再经一回输电线路将电能输送至 24.5KM 外的依乌电站 110KV 母线。本种接线方式结构简单、清晰、设备少、操作维护方便，配电装置间隙小、造价低。但是可靠性和灵活性较差，母线及靠近母线的任何一个设备或元件发生故障，都会引起全厂停电。方案二：为两台发电机与一台变压器组成扩大的发变单元接线。变压器出线电压 110KV, 经一回输电线路将电能输送至24
4、.5KM 外的依乌电站 110KV 母线。本种接线方式结构简单、清晰、设备少、操作维护方便，配电装置间隙少、造价低。但- - 3 - - - 3 -是可靠性和灵活性较差，母线及靠近母线的任何一个设备或元件发生故障，都会引起全厂停电。方案三：为两台发电机与两台变压器组成发-变单元接线，变压器高压电压 110KV，两个发-变单元组成一个单母线接线方式，再过一回 110KV 线路将电能输送至 24.5KM 外的依乌电站 110KV 母线。本中接线方式有较高的运行可靠性，操作、维护方便，发电机出口比其他方式少两台 10KV 断路器，却多使用一台变压器和一台 110KV 断路器。运行维护的项目更多，运行
5、中损耗更大，在技术上欠合理。在三种拟定的主接线方案中，方案三在技术和经济上欠合理，所以不予考虑，方案二、方案三在技术上都比较合理。下面将方案一与方案二进行经济比较。2.2 主接线经济比较：根据经济方案比较，方案一在运行可靠性，操作、维护，和经济上比较优，最后选择方案一为本电站的主接线。2.3 方案输电线路回数及导线截面积选择：2.31 按照经济电流密度选择：经计算、查手册选择导线截面积为：95 2m2.32 导线电压损耗校验：8.6% 不符合要求。通过计算最终选着 185 的钢芯铝绞线，其型号为：LGJ-185 。则 110KV 输电线路选%U 2m择为一回架空输电线路，其截面积 185 。2
6、m2.33 机械强度校验：- - 4 - - - 4 -因为导线截面积35 机械强度符合要求。2m第三章：设备选型3.1.主要电气设备选择及校验电站主要电气设备选择原则：在满足正常运行、短路和过电压等各种要求的前提下，选择有成熟运行经验、技术先进、运行维护方便和经济合理的设备。1.短路电流计算：10.5KV 母线上为 d1 点，变压器高压侧上为 d2 点，系统出线侧为 d3 点。采用个别变换法，取基准容量为 100MVA，采用平均额定电压。短路电流计算网络图：- - 5 - - - 5 - - 6 - - - 6 -短路计算成果表电源计算数据 最大运行方式：短路电流计算数据t=0s t=0.1
7、s t=0.2s t=2s t=4s平均电压 Up额定容量Se电源额定电流Ie有名值I“短路容量S“有名值 I0.1有名值 I0.2有名值 I2有名值 I4短路容量S4冲击短路电流 ich短路全电流最大有效值 Ich短路点kV电源名称MVA直连电抗 X计算电抗 Xjs （查表）KA标幺值I*“(查表) KA MVA标幺值I*0.1 KA标幺值I*0.2 KA标幺值 I*2KA标幺值 I*4KA MVA KA KA1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21系统 100 0.494 5.499 11.131 202.434 11.13
8、1 11.131 11.131 11.131 202.434 28.335 16.919本站 20 12 0.200 1.100 5.526 6.077 110.520 4.045 4.448 3.856 4.241 3.378 3.715 3.234 3.556 64.671 16.329 9.845d1 10.5 6.599 17.208 312.954 15.579 15.372 14.846 14.687 267.105 44.664 26.764系统 100 0.074 0.502 6.784 1351.277 6.784 6.784 6.784 6.784 1351.277 17.
9、749 10.583本站 20 1.42 0.284 0.100 3.993 0.401 79.874 3.20 0.321 3.096 0.311 3.049 0.306 3.043 0.306 60.951 1.049 0.626d2 115 0.602 7.185 1431.151 7.105 7.095 7.090 7.092 1412.228 18.798 11.209- - 7 - - - 7 -电源计算数据 最小运行方式：短路电流计算数据t=0s t=0.1s t=0.2s t=2s t=4s平均电压 Up额定容量 Se电源额定电流Ie有名值 I“短路容量 S“有名值 I0.1有
10、名值 I0.2有名值 I2有名值 I4短路容量 S4冲击短路电流 ich短路全电流最大有效值 Ich短路点kV电源名称MVA直连电抗 X计算电抗 Xjs （查表）KA标幺值I*“(查表)KA MVA标幺值I*0.1 KA标幺值I*0.2 KA标幺值 I*2KA标幺值 I*4KA MVA KA KA1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21系统 12.25 0.674 2.284 41.538 1.891 1.86 1.936 1.965 35.737 5.814 3.472d1 10.5本站 10 2 0.200 0.550 5.
11、526 3.039 55.269 4.045 2.224 3.856 2.120 3.378 1.857 3.234 1.778 32.336 8.166 4.923系统 12.25 0.062 0.248 49.398 0.197 0.192 0.189 0.187 37.248 0.649 0.387d2 115 本站10 2.42 0.242 0.050 4.61 0.231 46.012 3.59 0.180 3.45 0.173 3.22 0.162 3.16 0.159 37.671 0.604 0.360系统 12.25 0.062 0.255 43.864 0.203 0.19
12、6 0.191 0.189 37.646 0.685 0.413d3 115本站 10 2.494 0.249 0.050 4.48 0.225 44.817 3.5 0.176 3.38 0.170 3.17 0.159 3.12 0.157 31.272 0.573 0.3423.2.主要设备选择（1）水轮发电机选择：由电站流量、水头确定水轮机布置方式及台数，确定发电机组采用 2 台卧式机组，其型号均为 SFW8000-10/2600，额定参数分别为PN=8000KW， UN=10.5KV，COS =0.8，I N=550A。（2）电力变压器选择：初步拟定可选方案有两个：干式变压器和油浸式
13、变压器。干式变压器特点：其优点是变压器无油化无污染，无燃烧爆炸危险，损耗小，效率高。其缺点是散热差，过载能力差，需室内安放，价格相对较高。油浸式变压器特点：过载能力强，散热好，造价低。其缺点是有燃烧爆炸危险，空载损失大，能耗高等。根据本站特点，考虑扩建可能性，变压器容量定为 25000KVA 和电压等级达 110KV，若是使用干式变压器，则其体积很大，而且需要修建单独房间放置变压器，投资增加，综合考虑，使用油浸式变压器为宜。其型号为的变压器。12.5%105/,/1,0.50kSFKVYNdU（3）开关柜选择：初步拟定可选方案有两个：固定式和手车式。手车式：手车式开关柜具有可靠性高，设备使用寿
14、命长，检修维护时手车可拉出柜外，检修安全方便。固定式：固定式柜体检修时人不可进入，检修相对不太方便。综合考虑选安全性相对较高检修方便的手车式开关柜。查阅相关资料，确定 10.5KV开关柜选择 KYN8-10-型的开关柜，其柜体尺寸为：84023001500。（4）断路器选择：初步拟定可选方案两个：真空断路器和少油式断路器。真空断路器特点寿命长，无油化，防火防爆，体积小重量轻，检修间隔时间长，维护方便。但其价格较昂贵。少油式断路器特点：检修周期短，成本较低。但其灭弧能力差，有燃烧爆炸危险。综合考虑后，选用真空断路器，考虑到同柜体间断路器的可互换性，故 10.5KV 开关柜使用 ZN28-10/6
15、30 的断路器，并配 CD10的电磁操作机构。户外配置考虑高电压等级，选用六氟化硫断路器，型号为 LW6-110/3150。（5）电流互感器选择：按电压等级、工作条件选择，10.5KV 开关柜选用 LZZBJ10-10 型电流互感器，户外选用 LQZ-35-型电流互感器，其变比和准确度按各回路电流选配。（6）高压隔离开关选择：按电压等级和用途，查相关资料，机端初选 GN30-10/400，出线电压互感器初选GW4-110/630，出线侧初选带接地刀闸的 GW4-110D/630 的隔离开关满足使用要求。（7）高压熔断器选择：根据机端电压大小和保护对象是电压互感器，初选 RN2-10/0.5 的
16、熔断器作保护使用。（8）避雷器选择：根据工作条件选择电站用复合外套无间隙氧化锌避雷器 HY5WZ 系列。经过相关计算，初选 HY5WZ-12.7/45 的避雷器。（9）电压互感器选择：根据用途及安装布置方式，查相关资料，10.5KV 侧选用 JDZJ-10 和 JDZ-10 的电压互感器。110KV 侧选用 JCC1-110 的电压互感器，其变比由其所在电压等级选配。（10）电力电缆选择：根据工作电压、载流能力、发热条件、电压降不大于 10%的要求和敷设环境选择电力电缆。2 台机端拟选用 YJV22-10-3400 型，变压器的低压侧选用 YJV22-10-1800 型交联聚乙烯绝缘钢带铠装带
17、护套电力电缆，电缆敷设时应注意避开水管，煤气，通信电缆管道。（11）主母线选择：根据计算校验，确定 10.5KV 采用 LMY-8010 的硬铝排。（12）配电变压器选择：为提高厂用电可靠性，本站采用两台厂变，引至 10.5KV 母线和 10KV 外接电源线。根据厂用负荷统计，查相关手册，确定两台厂变型号、参数分别为 S9-200/10，Y/yn0，10.55%/0.4kV，Ud%=4.0 。由于本站取水口采用 10KV 供电经降压变降压使用，由于取水口仅有泄洪闸、进水闸与照明的负荷，经过统计，初选使用 S9-100/10，Y/yn0，10.55%/0.4kV，Ud%=4.0 的厂变。3.3主
18、要电气设备动、热稳定校验：1G、2G 出口断路器校验计算数据 技术数据（保证值）计算参数 计算值 额定参数 ZN28-10/630I”(KA) 14.170 IKN(KA) 20(KA) 36.5 (KA) 50QK(KA2S) 684.857 (KA2S) 2000结论：合格变压器低压侧断路器校验计算数据 技术数据（保证值）计算参数 计算值 额定参数 ZN28-10/1250I”(KA) 11.131 IKN(KA) 25(KA) 28.335 (KA) 63QK(KA2S) 495.597 (KA2S) 3125结论：合格变压器高压侧断路器校验计算数据 技术数据（保证值）计算参数 计算值
19、额定参数 LW6-110/3150I”(KA) 6.784 IKN(KA) 31.5(KA) 17.749 (KA) 100QK(KA2S) 184.091 (KA2S) 4961.25结论：合格出线电压互感器侧隔离开关校验计算数据 技术数据（保证值）计算参数 计算值 额定参数 GW4-110/630I”(KA) 6.784 IKN(KA) 20(KA) 17.749 (KA) 50QK(KA2S) 184.091 (KA2S)12500结论：合格出线侧隔离开关校验计算数据 技术数据（保证值）计算参数 计算值 额定参数 GW4-110D/630I”(KA) 6.784 IKN(KA) 20(K
20、A) 17.749 (KA) 50QK(KA2S) 184.091 (KA2S) 12500结论：合格机旁隔离开关校验计算数据 技术数据（保证值）计算参数 计算值 额定参数 GN30-10/400I”(KA) 6.784 IKN(KA) 12.5(KA) 17.749 (KA) 31.5QK(KA2S) 184.091 (KA2S) 781结论：合格3.4主要电气一次设备统计：主要电气一次设备统计表序号 名 称 型 号 及 规 格 单位 数量 备注1 水轮发电机 SFW8000-10/2600,Pn=8000kW,Un=10.5kV,COS=0.8,I=550A 台 22 电力变压器 SF10-25000/110,12125%/10.5KV,YN/d11, Uk%=10.5 台 13 配电变压器 S9-200/10,10.55%/0.4KV,Y/yn0 台 24 配电变压器 S9-100/10,10.55%/0.4KV,Y/yn0 台 1 供取水口用5 隔离变压器 S9-100/10,115%/10.5KV,Y/d11 台 16 励磁变压器 台 2 厂家提供7 柴油发电机组 50kW 台 1 取水口应急8 高压开关柜 KYN8-10-5 面 39 高压开关柜 KYN8-10-49 面 210 高压开关柜 KYN8-10-38 面 1
