直岗拉卡水电站电气一次及发电机继电保护设计

摘  要
本论文主要对直岗拉卡水电站进行电气一次及发电机继电保护设计。直岗拉卡水电站的总装机功率为5×45=225MW,共四回110kv出线与系统相连。
电气一次部分,首先是根据所给出的原始资料拟定五种电气主接线方案.然后对这五种方案进行可靠性、灵活性和经济性比较后，保留两种较合理的方案，对这两种方案进行短路电流计算；接着是根据短路电流计算结果进行主要电气设备的选型以及校验，包括断路器、隔离开关、母线、绝缘子等；最后再由经济性比较确定最终的电气主接线方案。
发电机继电保护的设计是对5台发电机进行保护保护类型的配置，保护的整定计算及校验，继电器的选型。论文还附有5张AutoCAD的图纸加以说明。包括电气主接线图、室外配电装置图、发电机保护的原理接线图、展开图、保护屏的布置及端子排接线图。
毕业设计的过程是一次将理论与实际相结合的过程,通过这次比较系统全面的进行设计之后，巩固和增强了电力系统学科主干课程的理解，树立了工程设计的观念，提高了电力系统设计的能力。

关键词：电气主接线，短路电流计算，设备选型，继电保护

The electric design and generator protection of Zhi Gang La Ka hydro-electric power

Abstract
The dissertation mainly designs the primary system and the generator ralay protection of Zhi Gang La Ka hydro-electric power.. The total power of Zhi Gang La Ka hydro-electric power is 5×45MW=225MW,connecting to system with 4 outline.
For electric primary system, firstly draw up 5 drafts of main connection lines according to the firsthand information and datum. Then compare the 5 drafts from these aspects such as reliability, flexibility and economy, and keep two more reasonable plans than others. The short circuit current calculation is carried on.. And main electric equipments including circuit breakers、disconnectors、bus、insulator etc are choosed according to the result of short circuit current calculation. Finally the economy of these two plans are compared and main electrical connection plan is determined.
Generator relay protection contains choosing the protection style of the 5 generator, setting calculation as well as the verification and confirm relay style. The dissertation attach to five AutoCAD drawings including the main electric connection, outdoor distribution equipment setting, the relay protection of generator, the decoration of protection scream.
The process of the graduation design is a process of combining the theory with practice. The comprehensive and system training is helpful to enhance and consolidate the understanding and application of the branch curriculum of the electric subject, to set up the project idea and to improve the ability of the electrical system design.

KEY WORDS: Main electrical connection, short circuit current calculation, Equipment selection, Generator relay protection

前 言
随着我国经济的不断发展，对能源的需求量也越来越大，然而能源的不足与需求之间的矛盾在近几年不断恶化，国家急需电力事业的发展，为我国经济的发展提供保障。就我国目前的电力能源结构来看，我国主要是以火电为主，但是火电由于运行过程中污染大，在煤炭价格高涨的今天，火电的运行成本也较高，受锅炉和其他火电厂用电设备的影响，其资源利用率较低，一般热效率只有30%-50%左右。与之相比水电就有很多明显的优势。因此，关于电力系统水电站设计方面的论文研究就显得格外重要。
本毕业设计（论文）课题来源于青海省直岗拉卡水电站。主要针对直岗拉卡水电站在电力系统的地位，拟定本电厂的电气主接线方案，经过技术经济比较，确定推荐方案，对其进行短路电流的计算，对电厂所用设备进行选择，然后对各级电压配电装置及总体布置设计。并且对其发电机继电保护进行设计。在这些设计过程中需要用到各种电力工程设计手册，并且借用AutoCAD辅助工具画出其电气主接线图、室外配电装置图、发电机保护的原理接线图、展开图、保护屏的布置及端子排接线图。故本论文属于典型的针对某工程进行最优设计的工程设计类论文。
通过本论文的研究，可以使直岗拉卡水电站安全可靠的在系统中运行，保证其持续可靠的供电。也能提高自己使用AutoCAD,word等软件的能力，培养出自己工程设计的观念，是对大学四年所学理论知识与实践的融合。

设计原则
电气主接线是水电站由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。电气主接线根据水电站在电力系统中的地位、回路数、设备特点及负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。
在电气主接线设计时，综合考虑以下方面：
① 保证必要的供电可靠性和电能质量
安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠和电能质量是对主接线最基本的要求。在设计时，除对主接线形式予以定性评价外，对于比较重要的水电站需要进行定量分析和计算。直岗拉卡水电站虽然是一个中小型水电站，但是由于担负了许多工业企业，及农业抗旱排涝等供电任务，因而必须满足必要的供电可靠性。
② 具有经济性
在主接线设计时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，将导致投资增加。所以必须把技术与经济两者综合考虑，在满足供电可靠、运行灵活方便的基础上，尽量使设备投资费用和运行费用为最少。
③ 具有一定的灵活性和方便性，并能适应远方监控的要求。
主接线应能适应各种运行状态，并能灵活地进行方式的转换。不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且无论在系统正常运行还是故障或设备检修时都能适应远方监控的要求，并能灵活、简单、迅速地倒换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小。显然，复杂地接线不会保证操作方便，反而使误操作机率增加。但是过于简单的接线，则不一定能满足运行方式的要求，给运行造成不便，甚至增加不必要的停电次数和停电时间。
④ 具有发展和扩建的可能性
随着经济的发展，已投产的水电站可能需要扩大机组容量，从主变压器的容量、数量到馈电线路数均有扩建的可能，有的甚至需要升压，所以在设计主接线时应留有发展余地，不仅要考虑最终接线的实现，同时还要兼顾到分期过渡接线的可能和施工的方便。
根据以上几点，对直岗拉卡水电站的主接线拟定以下几种方案。

厂用电设计原则
厂用电接线的设计应按照运行、检修和施工的要求，考虑全厂发展规划，积极慎重地采用成熟地新技术和新设备，使设计达到经济合理，技术先进，保证机组安全经济地运行。其具体有如下一些要求：
① 接线方式和电源容量，应充分考虑厂用设备在正常、事故、检修、启动、停运等方式下地供电要求，并尽可能地使切换操作简便，使启动（备用）电源能迅速投入。
② 尽量缩小厂用电系统的故障影响范围，避免引起全厂停电故障。各台机组的厂用电系统应独立，以保证在一台机组故障停运或其辅助机发生电气故障时，不影响其他机组的正常运行。
③ 充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别主要对公用厂用负荷的影响。要方便过渡，尽少改变接线和更换设备。






目 录
前 言 1
第一章 电气主接线设计 2
1.1 设计原则 2
1.2 各方案比较 3
第二章 厂用电设计 8
2.1 厂用电设计原则 8
第三章 短路电流计算 9
3.1 对称短路电流计算 9
3.2 非对称短路电流计算 19
第四章 电器主设备选择 30
4.1对方案I的各主设备选择 30
4.2 对方案Ⅱ的各主设备选择 44
第五章 发电机继电保护原理设计及保护原理 46
5.1 初步分析 46
5.2 对F1 的保护整定计算 47
5.3 对F5的保护整定计算： 50
第六章 计算机监控系统方案论证选择 54
6.1 系统功能 54
6.2 监控对象 56
6.3 系统结构 56
小  结 58
致  谢 59
参考文献 60
附 录Ⅰ 62
附 录Ⅱ 63
   
参考文献
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