题目2：135MW水电厂继电保护设计

西昌学院汽车与电子工程学院

课程设计任务书

2015 年 06月 16日至 2015年 06月 29日

题 目： 3×45MW水电厂继电保护设计

专业班级： 2012级电气工程及其自动化

姓 名：

学 号：

指导教师 ： 褚晓锐

3×45MW水电厂继电保护设计

1 原始资料

1.1 负荷资料

本厂类型属于引水式水电站，共有3台发电机组，容量为45MW/台，

UN=10.5kV，Tmax=6780小时/年，厂用电率为0.75%。4回出线均为110kV电压等级，2回送入系统，且其中1回直接送入系统，1回经过水电厂1再送入系统；1回送入另一降压变电站，属于Ⅲ类负荷；预留1回，负荷未知。

1.2 系统主接线

图1 系统接线图

根据图1及负荷资料可知，本厂属于中小型水电厂，并入系统中，形成环网。本厂容量对系统容量无影响，同时另一降压变电站属于Ⅲ类负荷，在本厂故障时可由系统或者水电厂1对降压变电站送电。除本厂预留1回外，无其他扩建计划。

1.3 环境条件

本厂所在地海拔1470m，当地年最高温41℃，年最低气温-1℃，年平均气温25℃。设计场地布置不受限制，交通情况较好，土壤电阻率为950Ω?m。

1.4 电气主接线

1.4.1 本厂主接线分析

本厂机端电压为10.5kV，4回出线均为110kV，厂用电电压为0.4kV，因此，在无中压侧的情况下，该厂选择双绕组变压器，为了减少故障影响范围和保证供电可靠性，每台发电机机端都采用单元接线方式。110kV母线选择：本厂在无穷大系统所占比重很小，可以忽略不计，同时地区降压变电站属于Ⅲ类负荷，对供电可靠性要求不高，因此采用双母线接线方式。

1.4.2 电气主接线设计

根据以上电气主接线的分析，本厂选择发电机电压接线为单元接线的双母线接线方式。该接线方式故障影响范围小，可靠性高，布置简单，维护工作量小，继电保护简单。如图2所示。

图2 电气主接线图

1.5 厂用电气主接线

本厂厂用电率为0.75%，UN?0.4kV，因此选择两台厂用变压器。由于发电机电压接线都采用的单元接线，厂用变压器可直接接在发电机机端。厂用变压器

1与发电机机组1、2连接，厂用变压器2与发电机机组3连接，接线图如图2所示。

1.6 本厂主变压器容量计算及设备选择

当发电机电压母线侧有直配负荷时，则发电机总容量扣除发电机电压母线最小负荷，等于变压器的容量。然后据以选定制造厂家所生产的变压器的标准容量

[2]

。

S?P??Pmin?110%?Sn

cos?n式中：S—所需变压器容量，MVA；P?—发电机组总有功功率，MW；

MW；cos?n—发电机额定功率因素； Pmin—发电机电压母线侧最小负荷值，

Sn—变压器标准容量，MVA。

由于该水电厂的厂用电率为0.75%，功率因数为cos??0.85，有功功率为45MW/台。因此厂用功率S?3?45?0.75%?1.1912(MVA)，在计算主变容量时0.85考虑厂用电，所以，本厂主变压器容量计算为

S?45?135?0.75%?110%?56.925(MVA)。

0.85选用SFP7-63000/110双绕组无励磁调压电力变压器，技术参数如表1所示：

表1 SFP7-63000/110双绕组无励磁调压电力变压器 额定

容量(kVA) 63000

额定电压(kV) 高压 121?2?2.5

%

空载 投耗

低压 （kW

） 10.5

52

负载损阻抗

连接组

耗电压

标号

（kW） （%） 254

10.5

YN.d11

型 号 SFP7-63000/1

10

1.7 发电厂厂用变压器容量计算及设备选择

本厂发电机总有功容量为135MW，厂用电率为0.75%，因此本厂厂用电容量为：S?3?45?0.75%?0.851.1912(M，V厂A)用主变工作电压高压侧为：

Un=10.5kV、低压侧为Un=0.4kV，因此选择2台SZ6-1250/10型电力变压器。其技术参数如下表2所示：

表2 SZ6-1250/10电力变压器

型 号 SZ6-1250/10

额定容量(kVA) 1250

额定电压(kV) 高压 10.5

低压 0.4

空载投负载损阻抗电连接组 耗（kW） 耗（kW） 压（%） 标号 2

11.2

0.45

Y yn0

2 设计要求及内容

（1）完成水电厂的继电保护配置及整定计算（只给出其整定方法） （2）绘制水电厂的继电保护配置图。