沙滩水电站工程电气工程设计方案.doc
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1、沙滩水电站工程电气工程设计方案1.1 电站与电力系统的连接沙滩水电站发电厂房位于梧州市苍梧县沙头镇东安江枫木冲支流沙滩村附近,总装机容量26300kw, 沙滩电站多年平均发电量4153万kWh,电站保证出力1358 kw(P=80%),年利用小时为3296h,建成后的电力主要输送至广东开封。沙滩电站装机容量26300kw,按装机容量选择16000kVA主变压器1台。 从技术方面考虑各级电压线路的一般输送容量与送电距离,按照本电站的规模,电站以35kV电压等级与系统连接,电站设35kV等级出线一回,送电线路总长12 km,接至新建电站,从而把电力送入系统。1.2 电气主结线1.2.1 电气主结线
2、方案比较沙滩电站装机2台,容量为26300kW,发电机额定电压为6.3kV,送电电压为35kV,35kV出线一回,设计提出了两个主接线方案进行技术经济比较。方案一:一机一变单元接线方式,其优缺点如下: (1)可靠性较好,运行灵活,方便简单,当一台主变检修时或故障时,仍可有一台机组向系统送电。(2)35kV设备元件较多,主变两台,断路器三台,升压站占地面积较大,发电机电压设备元件较少,布置简单,七面6.3kV开关柜,建筑面积较小。(3)继电保护较简单。(4)建设投资及年运行费都较大。 方案二:两机一变扩大单元接线,其优缺点如下:(1)可靠性较差,当主变检修或故障的时,全部机组必须停机。(2)35
3、kV设备元件较少,主变一台,断路器三台,升压站占地面积较小,发电机电压设备元件较多,九面6.3kV开关柜,建筑面积稍大。(3)继电保护较复杂。(4)建设投资及年运行费用都较小。 综合上述技术经济比较分析,方案二比方案一具有较好的经济性,而在技术上,由于变压器故障率较低,方案一比方案二除具有较好的运行灵活性外并无较大优势,所以本电站推荐方案二为电站主接线方案。1.2.2 厂用电源连接方式本电站厂用电源采用两台厂用变压器互为明备用供电并设置电源自动投切装置向厂区供电,其电源分别取自两台发电机的电压母线。一台拟从6.3kV发电机母线接出,型号选用SC9型,容量为315kVA,变比为6.35%/0.4
4、kV;另一台接于35kV母线上,型号为S9型,容量为315kVA,变比为38.55%/0.4kV。两厂用变不同时投入,一台工作(以6.3kV电压级的站用变为主),一台备用。厂用母线电压采用380V三相四线制系统,中性点直接接地。详细参阅“厂用电接线图”。1.3 主要电气设备1.3.1 短路电流计算成果根据电力系统资料,假设35kV高压侧为无限大电源系统。电站按最大运行方式考虑,选择电气主接线图的35kV母线和6.3kV母线两处作短路点。经计算结果见表7-1。表7-1 三相短路电流计算成果表名称短路点次暂态电流冲击短路电流冲击电流有效值短路功率I (kA)ich(kA)Ich(kA)Sd(MVA
5、)6.3kV母线2.6986.8804.10129.45335 kV母线0.7801.9891.18641.250短路电流计算主要为电气设备选择提供依据。1.3.2 主要电气设备 本电站主要电气设备按正常工作条件(额定值)选择,按上述短路电流效验,均满足要求。水轮发电机的选择根据水轮机的基本运行参数选取配套的水轮发电机,发电机型号为SF6300-10/2600型,其技术参数见表7-2。表7-2 水轮发电机参数表型 号额定容量(kVA)额定电压(kV)额定转速(rad/s)功率因数数量(台)SF6300-10/260063006.3kV6000.82(2)主变压器的选择根据装机容量及接线方式,主
6、变压器按所接发电机容量确定,变压器选用节能好的SF9-16000/35型双绕组变压器,其技术参数见表7-3。表7-3 主变压器技术参数表型 号额定容量(kVA)额定变比(kV)阻抗 (%)运输重量(t)总重(t)数量(台)SF9-16000/351600038.522.5%/6.38%21.223.571(3)厂用变压器的选择 厂用变压器装置两台,厂用变压器的容量由全厂最大计算负荷决定,经计算,厂用变的容量选择315kVA,选用SC9型和S9型变压器,技术参数见表7-4。表7-4 厂用变压器技术参数表型 号额定容量(kVA)额定变比 (kV)阻抗电压(%)总重(t)数量(台)SC9-315/6
7、3156.35%/0.44%1.251S9-315/3531538.55%/0.46.5%1.721(4)断路器a) 35kV真空断路器设计选用性能较好的真空断路器,型号为ZW21-40.5/1250-31.5 。b) 6.3kV真空断路器6.3kV设备采用室内布置,选用XGN4-10QZ型成套真空高压开关柜,断路器型号为ZN28-10/1250型。表7-5 断路器技术参数表型 号额定电压(kV)额定电流 (A)额定开断电 流 (KA)额定关合电流(KA)额定热稳定时间(S)数量(台)ZW21-40.5/1250-31.540.51250256341ZN28-10Q/1250121250205
8、042以上主要电气设备均根据技术先进、经济合理、运行维护方便和安全可靠的原则进行选择。1.4 防雷接地1.4.1 防雷保护方案沙滩电站处在多雷区。年平均雷暴日在90日以上。为了避免直击雷对电站电气设备袭击造成损坏,装设两支30m高的避雷针,作为升压站防直击雷的保护措施。避雷针要求装设独立接地装置,不与开关站主接地网连接。为了防止35kV线路雷电侵入波破坏电气设备,35kV开关站的进线段,架设12km长的避雷线,避雷线的保护角不宜大于20,最大不应超过30。在开关站35kV的母线上,装设氧化锌避雷器,型号为:Y5WZ-51/134;在6.3kV的母线上,装设氧化锌避雷器,型号为:HY5WZ1-1
9、2.7;两台发电机中性点均装一只Y1W-4.6避雷器,所有避雷器应以最短的接地线与电站或开关站主接地网连接,同时应在其引下线点装设集中接地装置。主副厂房的防雷保护,按民用建筑要求,装设避雷针和避雷带,并设两点以上接地引下线与主接地网连接。1.4.2 全厂接地装置 为了保护人身和设备的安全,电力设备必须有效地接地或接零,所有的电气设备金属外壳均需接地,因此开关站和电站厂房均装设接地网。开关站设接地均压带,间距为5m;开关站接地网以水平接地体为主,垂直接地体为辅。接地材料采用角钢和扁钢(圆钢),垂直接地体为垂直打入地中的角钢,型号6362500。水平接地体用12圆钢焊成钢筋网水平埋入地下。钢筋间距
10、5m,埋深0.8m,水平接地体于垂直接地体应牢固焊接。接地电阻不宜大于4。电站厂房及升压站地下均埋有独立主接地网,其接地电阻不大于4.当实测大于4时,须加装接地体,直至达到要求为止。接地网外缘应闭合,外缘各角应做成圆弧形,圆弧半径为2.5m。接地网内的人行巡视道应铺设砾石、沥青路面。为了降低主接地网的接地电阻,其接地装置应尽可能与线路的避雷线相连,但应有便于分开的连接点,以便测量接地电阻。厂内接地网大致形成与开关站接地网相同,铺设于厂房建基面上,同时与厂房结构的全部钢筋电焊连成一体,每条主钢筋焊接点不应少于两点。1.5 综合自动化1.5.1 电站与电网调度管理关系及调度内容和范围本电站的自动控
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