毕业设计（论文）
题
目
道谭水电站一次
及发电机保护设计
专
业
电气工程及其自动化（电力）
班
级
电
力
1 0 2
学
生
指导教师
2014
年
系:
系 主 任:
批准日期:
毕
业
设
计（论
文）任
务
书
电力 系 电气工程及其自动化专业 102 班
学生
一、毕业设计(论文)课题 道谭水电站一次及发电机保护设计
二、毕业设计(论文)工作自 2010 年 3 月 1 日起至 2010 年 06 月 15 日止 三、毕业设计(论文)进行地点
教 2 楼 330
四、毕业设计(论文)的内容要求
（一）设计内容
1 、查阅文献资料，了解水电站在国内外的发展现状 ；阅读外文资料并至少翻译一篇与设计内容相关的外文文献。
2、分析原始资料，根据道谭水电站的特点，拟定水电站电气一次主接线方案；并进行技术，经济等方面的论证比较，选择最优方案。
3、根据道谭水电站的实际情况以及特点，设计出其厂用电系统，并绘制出厂用电接线图。
4、根据最终确定的道谭水电站主接线方案，选择短路点和进行短路电流计算，并根据短路电流计算结果对一次设备进行选型。
5、发电机保护设计、继电保护定值计算等；并依据计算结果选择继电保护元件。
6、完成下列图。
（1）电气主接线一次展开图及布置图。
（2）继电保护展开图，原理图及其接线图。
（二）设计要求
1、设计方案要进行论证、比较，综合择优。
2、设计计算原理、公式、图表、引用资料来源要详细完整。
3、文字要简练明确。
4、选型、计算结果要表格化。
5、图纸制作规范，计算机绘图，图形、标号要符合标准。
6、装订、打印、页码等要规范、完整，文字大约 60 页左右。
负责指导教师
指导教师
接受设计论文任务开始执行日期 2014.3.1
学生签名
毕业设 计（ 论 文）
进度表 表
电力
系 月 日 周次 任 务 阶 段 名 称 及 详 细 项 目 检查 检
查
结
果 2 3
4
5
24 2 1 收集论文所需资料
3 16 2 3 撰写开题报告
17 23 4 翻译英文文献
24 31 5 分析原始资料并拟定电气主接线方案
1 7 6 对电气主接线进行经济技术比较，确定最终的电气一次主接线方案
8
14 7 选择短路点，分析计算短路电流
15 21 8
电气一次设备选型
22 5 9 10 画出电气一次布置图、接线图
6
19 11 12 继电保护设计及保护定值计算
月 日 周次 任 务 阶 段 名 称 及 详 细 项 目 检查 检
查
结
果
20 26 13 画出继电保护接线原理图及展开图
6
6
27 9 14 15 整理打印毕业设计稿、计算机绘图
10 16 16 修改存在问题、答辩
指导教师(签名)
田录林
学生(签名)
2014 年 2 月 24 日
摘 要
电气主接线是发电厂电气的核心部分，是构成电力系统的重要环节。其接线方式设计的合理与否对发电厂本身，甚至对整个电力系统的可靠供电、灵活运行、方便检修以及经济合理性均起着决定性的作用。同时也影响电气设备选择、配电装置布置、继电保护与控制方式的确定。故主接线方案的合理确定是十分必要的。本论文综合考虑了各方面因素，通过对道谭水电站电气主接线的设计以及发电机保护的整定计算，加深了对大学所学专业理论知识的理解与掌握。
本论文首先从分析道谭水电站的原始资料出发，给出了可能适合的几种电气主接线方案，并对其进行了较为详细的论证比较，从其中选出一种最合理的主接线方案作为道谭水电站的最终主接线方式。然后根据原始资料数据，进行短路电流计算、电气设备选择及校验和配电装置的设计。最后以发电机 G1、G2 和 G3、G4 为例，分析其故障、不正常运行方式，并参考发电机保护配置相关规程，选择合理的保护配置，并对所选保护设备进行了整定计算，绘制了保护原理接线图及展开图。
关键词: 电气主接线，短路电流，发电机，继电保护
ABSTRAC
The electrical host wiring is the core of the power plant electrical part, constitutes the electrical power system key link. Its connection way determinate to the whole electrical power system as well as the power plant itself power supply reliability, the movement flexibility, the overhaul convenience or not and the economical rationality is playing the decisive role, simultaneously also to the power plant electrical equipment choice, the power distribution equipment arrangement, the relay protection and the control mode draws up has the very tremendous influence. Therefore determined reasonably the host wiring plan is extremely essential. The present paper research electrical host wiring overall evaluation various aspects factor, by setting calculation of the electrical host wiring and the bus protection of the Station to inforce the professional knowledge. This paper first analyzes the raw data of Dao Tan hydropower station,Several possible electrical main wiring program will been given and carried on the detailed comparison proof to its, to choose an ideal main Connection as the finally the main wiring way of the Dao Tan hydropower station. And then based on the raw data to carry on the short-circuit current the computation and the electrical equipment choice and the verification,As well as the design of power distribution devices; Finally, take the generator G1、G2、G3、G4 as a example, Through to its breakdown movement way and unnormal operation way analysis, referencing generator protection disposition related regulations,
to choose its reasonable protection disposition form, and to choose the equipment to carry on the setting and calculation , has drawn the principle wire diagram and expand diagram.
KEYWORDS : electrical host wiring，short-circuit current，generators， relay protection
目录
第 1 章 绪论 ................................................... 1 1.1
毕业设计（论文）课题来源 ................................. 1 1.2
选题的目的及意义 ......................................... 1 1.3
本课题在国内外的研究状况及发展趋势 ....................... 1 1.3.1 水电站的发展 ......................................... 1 1.3.2 电气一次设计的现状及发展 ............................. 1 1.3.3 继电保护的现状与发展 ................................. 2 1.4
本课题主要研究内容 ....................................... 2 1.4.1 设计内容 ............................................. 2 1.4.2 设计要求 ............................................. 3 第 2 章 电气主接线设计 ......................................... 4 2.1
原始资料分析 ............................................. 4 2.2
电气主接线设计技术基础 ................................... 5 2.3
主接线方案的拟定 ......................................... 5 2.4 主接线方案的比较 ......................................... 9 2.5
主接线方案的确定 ........................................ 10 第 3 章 厂用电设计 ............................................ 12 3.1
厂用电设计原则 .......................................... 12 3.2
厂用电负荷的分类 ........................................ 12 3.3 厂用电接线形式 .......................................... 13 3.4 厂用变压器的选择 ........................................ 13 3.5
厂用电系统设计图 ........................................ 14 第 4 章 短路电流分析计算 ...................................... 15 4.1
计算说明 ................................................ 15 4.1.1 基本资料 ............................................ 15 4.2 各元件电抗标幺值的计算 .................................. 17 4.2.1 电抗有名值和标幺值变换的计算公式：
.................. 17 4.2.2 各元件电抗标幺值 .................................... 18 4.3
系统主接线简化图 ........................................ 19 4.3.1 短路点的选择 ........................................ 19 4.3.2 主接线单线图 ........................................ 19 4.3.3 等值电抗图 .......................................... 19
4.4
各短路点短路电流计算 .................................... 20 4.4.1 d1 点短路 ............................................ 20 4.4.2 d2 点短路 ............................................ 25 4.4.3 d3 点短路 ............................................ 29 4.4.4 d4 点短路 ............................................ 33 4.5 路电流计算表 ............................................ 39 第 5 章 电气一次设备的选择 ..................................... 41 5.1
电气设备选择的一般原则 .................................. 41 5.1.1 按正常工作条件选择 .................................. 41 5.1.2 按短路状态校验 ...................................... 42 5.2
电气设备的选择 .......................................... 42 5.2.1 高压断路器和隔离开关的选择 .......................... 42 5.2.2 互感器的选择 ........................................ 46 5.2.3 母线的选择 .......................................... 52 5.2.4 避雷器的选择 ........................................ 56 第 6 章 发电机继电保护 ......................................... 60 6.1
概述 .................................................... 60 6.1.1 继电保护的基本作用 ................................... 60 6.1.2 继电保护的基本原理 ................................... 60 6.1.3 继电保护的基本要求 .................................. 61 6.1.4 继电保护装置的组成 .................................. 61 6.2
发电机保护 .............................................. 61 6.2.1 发电机故障和非正常运行状态 .......................... 61 6.2.2 发电机保护装设类型 .................................. 62 6.2.3 发电机保护配置 ...................................... 63 6.3
发电机保护原理 .......................................... 64 6.3.1 纵差动保护原理 ....................................... 64 6.3.2 横差动保护原理 ....................................... 65 6.3.3 发电机定子单相接地保护 .............................. 65 6.3.4 发电机零序电压保护原理 .............................. 66 6.3.5 发电机负序过电流及低电压起动的过电流保护原理 ........ 66 6.3.6 发电机定子绕组过负荷保护 ............................ 66 6.3.7 发电机过电压保护 .................................... 66 6.3.8 发电机转子一点接地保护 .............................. 67 6.3.9 发电机失磁保护 ...................................... 67 6.4
微机保护装置的选择 ..................................