发电厂电气部分设计指导书

1、发电厂电气部分课程设计指导书班级：-3 人数： 137人 指导教师：程坦(28人)、朱更辉（27人）、刘豪（28人）、 何国锋（27人）、王广（27人） 时 间：第16周（6月15日-6月21日）发电厂电气部分课程设计指导书一、 课程设计的性质、地位和任务本课程设计是电力系统自动化技术专业学生在完成发电厂电气部分的理论学习之后进行的与课程配套的设计环节 ，是本专业集中实践教学的主要内容之一。通过发电厂电气部分课程设计的教学实践，使学生运用所学的理论并遵循行业电气设计岗位的设计程序、方法，进行发电厂或变电站电气一次部分设计的初步训练，巩固基础理论和专业知识，强化工程设计中计算和绘图的基本能力以及

2、专业综合能力的应用，培养学生的综合设计能力，达到能独立地设计中小型发电厂或变电站电气一次部分的能力，为后续的毕业设计及毕业后从事本专业的设计工作做好必要的准备。二、课程设计目标通过课程设计，要求学生掌握设计的步骤和方法；学会运用规程、规范、手册和参考资料。通过课程设计应使每个学生都受到较全面的训练，在教师的具体指导下独立完成规定的设计任务，为毕业后从事本专业的设计工作打下良好的基础。三、时间分配阶段 设计内容 设计任务 时间（天)1 电气主接线设计 根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的 2 个方案，经过概略分析比较，确定一个较优方案。并进行详细的负荷计算 1 2 短路电流实

3、用计算 根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。 1 3 主要电气设备选择 主要电气设备的选择包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号等等设备的选择及校验；选用设备型号、数量，汇成设备一览表。 1 4 写说明书 说明书的编写按设计内容，分章、节、项写出设计的依据、条件、过程、方法、结果等。文字简明扼要、字迹清楚、结论明确，各种数据，尽量利用表格，以期一目了然。 1 5 答辩 6月19日1 四、考核方式和成绩评定标准课程设计完成后的全部图纸及说明书应有设计者和指导教师的签名。未经指导教师签字的设计，不能参加答辩。答辩时每人提交一本“发电厂变电站

4、课程设计报告”（手写，计算机打印无效），由指导教师组成答辩小组，答辩时按说明书编写顺序，设计者本人首先对自己的设计进行5-10分钟的讲解，讲明设计中主要解决的问题，然后回答教师提问。每位学生答辩总时间一般不超过20-25分钟。课程设计考核方式包括：一次原理图、设备选型表以及设计说明书的完成情况；主接线设计的是否合理、短路电流计算是否正确；独立工作能力以及答辩情况综合衡量，其中，出勤10%；设计内容40%;图面质量30%;答辩情况20%，由答辩小组讨论评定。 五、参考资料 1 杨宛辉等 . 发电厂、变电所电气一次部分设计参考图册 .2 导体和电器选择设计技术规定 SDGJ14-86. 中国电力出

5、版社 .3 水利电力部西北电力设计院编 . 电力工程电气设计手册（电气一次部分上、下） . 北京：中国电力出版社 ,1998 4 工厂常用电气设备手册（第 2 版） . 北京：中国电力出版社， 1997 题目一：200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计1、设计原始资料：1） 某地区根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，1台100MW机组，发电机端电压为10.5KV,电厂建成後以10KV电压供给本地区负荷，其中有机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷48MW,最小负荷为24MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，

6、每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3-6KM，并以110KV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时，要求剩余功率全部送入220KV系统，负荷中类负荷比例为30%，类负荷为40%，类负荷为30%。2） 计划安装两台50MW的汽轮发电机组，型号为QFQ-50-2，功率因数为0.8，安装顺序为#1、#2机；安装一台100MW的起轮发电机组，型号为TQN-100-2，功率因数为0.85，安装顺序为#3机；厂用电率为6%，机组年利用小时Tmax=5800。3） 按负荷供电可靠性要求及线路传输能力已确定各级电压出现列于下表：10

7、KV110KV220KV名称回路数名称回路数名称回路数机械厂2化肥厂2系统2钢厂4煤矿2棉纺厂2市区4预留2预留2预留1合计14合计6合计34） 本厂与系统的简单联系如下图所示：220KV系统220KV 新建电厂 110KV10KV5） 计算短路电流资料：220KV电压级与容量为2000MW的电力系统相连，以100MVA为基数值归算到本厂220KV母线上阻抗为0.048，系统功率因数为0.85。6） 厂址条件：厂址位于江边，水源充足，周围地势平坦，具有铁路与外相连。7） 气象条件：绝对最高温度为400C；最高月平均温度为260C；年平均温度为10.7；风向以东北风为主。2、设计基本内容：1）发

8、电厂电气主接线的设计；2）短路电流计算；3）主要电气设备选择；4）配电装置规划及设计。3、设计成果1）设计说明书一份2）电气主接线图一张3）10KV配置图一张4）220KV进出线断面图一张题目二：某市 110KV 中心变电所电气一次部分初步设计1.2 原始资料1 ）设计变电所建在城西 2KM 处，建成后，除向周围地区负荷供电外，还输送部分系统的交换功率。2 ）变电所的地理位置如下图所示： 3 ）系统电源情况如下：综合小水电： S=24MVA ， L1= 20KM ， 35KV 双回路送入变电所，丰水期满发电，枯水期只发三分之一容量，近区用电及站用电占发电容量的 10% ，最大运行方式时的综合电

9、抗折算至 SJ=100MVA 时， XJ*=3 。 本市火电厂：发电机两台， Pe=5MW ， cose=0.8 ， Xd=0.18, 经一台双绕组变压器 SL712500KVA ， 6.3KV/35KV ， Ud%=8 ， L2= 5KM 用架空线输入变电所，其厂用电占 5% ，近区用电占 15% 。 省电网：由西南方向经 110KV ， L3= 65KM 的输电线路与变电所相连，对本市的发供电起综合平衡作用。4 ）变电所最大负荷利用小时数 TMAX=6000h, 同时率取 0.9 。 5 ） 10KV 用户负荷资料如下表所示： 序号 用户名称 最大负荷 负荷性质 功率因数 1 市城区 8M

10、W 0.95 2 化肥厂 2MW 0.90 3 工业区 3.5MW 0.90 4 农机厂 1.5MW 0.85 5 开发区 4MW 0.85 变电所建成后第五年总负荷增加到 30.6MW ，建成后第十年总负荷增加到 49.3MW 。6 ）变电所自用负荷以 2 台 100KVA 考虑。 7 ）气象及地质条件：设计变电所地处半丘陵区，无污染影响，年最高温度 40 度，最热月平均温度 34 度，年最低温度 40 度，最热地下 0.8M 处土壤平均温度 30.4 度，海拔高度为 50M 。 1.3 设计任务 1 ）选择变电所主变台数、容量及型式。 2 ）设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案

11、进行技术经济比较，确定一个最佳方案。 3 ）进行必要的短路电流计算。 4 ）选择和校验所需的电气设备。 5 ）设计本变电所的自用电接线。 1.4 设计成果 1 ）设计说明书及计算书各一份。 2 ）变电所电气主接线图一张。 3 ）变电所自用电接线图一张。 题目三：900MW火电厂电气部分设计一、 发电厂情况（1）类型：火电厂（2）发电厂容量与台数3200+1300MW，发电机电压15.75kv，cos=0.85（3）发电厂年利用小时数Tmax=5300h；（4）发电厂所在地最高温度40 摄氏度，年平均温度20 摄氏度，气象条件一般，所在地海拔高度低于1000m。二、 电力负荷情况1)发电机电压负

12、荷：最大40MW，最小30MW，cos=0.85，Tmax=6000h。2)220kv 电压负荷：最大100MW，最小50MW，cos=0.85，Tmax=5000h。3)其余功率送入500kv 系统，系统容量10000MVA。归算到500kv 母线阻抗为0.03，其中Sj=100MVA。4）自用电8%。5）供电线路数目。（1）发电机电压，架空线路10 回，每回输送容量5MW，cos=0.85（2）220kv 架空线路6 回，每回输送容量80MW，cos=0.8（3）500kv 架空线路2 回，与系统连接。三 、设计成果1 课程设计说明书 1 份2 发电厂电气主接线图 1 张。3 课程设计计算

13、书 1 份。题目四：650 MW火电厂主接线设计1、设计原始资料：本设计中电厂址位于新建的大型煤矿区内，为一坑口电厂，所用燃煤由煤矿直接供给。厂址地区条件较好，地势较为平坦，属于5级地震区，冻土层深1.5m，复冰厚10mm，最大风速18m/s，年平均气温+5，最高气温+35，最低-25，该厂生产的电力有110kV电压等级8回线向4个较大的负荷供电，综合最大负荷200MW，另外220kV电压等级有4回和系统联络。发电厂主要技术指标装机容量2200MW+2125MW=650MW机组年利用小时数：Tmax=6000h。电厂生产的电能除厂用电外全部以双回线路送入系统和负荷。厂用电率8%发电机组参数采集

14、 该厂发电机组有QFS-200-2和QFS-125-2两种型号，发电机组参数如表1-1所示表1-1 发电机组参数型 号额定容量(MW)额定电压(kV)功率因数(COS)次暂态电抗Xd定子结线QFS-200-220015.750.850.146YYQFS-125-212515.750.80.12YY2、设计内容：1、对电气主接线进行论述 2、选择电气主接线方式，并说明3、对主接线主要电气设备选型计算，校验计算4、主要点短路电流计算5对厂用电6KV段设计3、设计要求：主接线论证，方案比较主接线设计设备选型科学并有依据图纸规范独立完成参阅相关资料题目五：2*300MW火电厂厂用电系统设计1、设计原始

15、资料：厂用电负荷见下表负荷类别设备名称电压（kv）额定容量（kw）台数汽轮机负荷电动给水泵655002循环水泵612506凝结水泵63154锅炉负荷和输煤负荷引风机622404送风机610004一次风机63004排粉机66808磨粉机610008凝结水升压泵66304主汽机调速油泵63501碎煤机63202喷射水泵626021号皮带机630024号皮带机63002低压负荷机炉变压器1600（kv.A）4电除尘变压器1250（kv.A）4化水变压器1000（kv.A）2公用变压器1000（kv.A）3输煤变压器1000（kv.A）3灰浆变压器1000（kv.A）1负压风机房变压器1000（kv.

16、A）1污水变压器315（kv.A）2修配变压器800（kv.A）1水源地变压器1000（kv.A）2照明变压器315（kv.A）22、设计内容1）厂用电系统接线设计 2）厂用电系统负荷计算3）高压变压器选型计算4）对厂用电系统一次电气设备选型计算3、 设计成果1）课程设计说明书 1 份2）厂用电系统接线图 1 张。3）课程设计计算书 1 份。题目六：110kV变电站电气部分规划设计一、 原始资料：1、本变电站的电源进线：两路独立的110kV电源进线，最大运行方式时的综合电抗（标幺值）分别为： 进线一： X1=3 （SB=50MVA） ; 进线二： X2=3（SB=50MVA ）。2、本变电站的

17、负荷资料35kV侧负荷如表2.1表2.1 35kV侧负荷表序 号用户名称用户类别最大负荷（MW）1钢铁厂一类6.02城区变二或三类16.8预计远期新增负荷 6MW。其中：35kV及10kV负荷功率因数均取为cos=0.85有功功率同时系数：35kV侧取为0.9，10kV侧取为 0.85无功功率同时系数：对于变电站总计算负荷，的取值一般为0.951，本次设计中取值为1站用电负荷为50kW，cos=0.88 10kV侧负荷如表2.2 表2.2 10kV侧负荷表序 号用户名称用户类别最大负荷（MW）备 注1铁路用电一类0.98已有备用电源2医院一类0.53已有备用电源3工业区二类2.204铝厂二类1

18、.055连城变三类2.706电镀厂三类1.40预计远期新增负荷 5MW。二、设计任务本次设计的课题是110kV变电站电气部分规划设计，主要进行负荷分析及变电站主变压器容量、台数和型号的选择；确定主接线的最佳方案；计算短路电流；主要电气设备的选择（可以仅对高压侧断路器进行选择）。三、 设计成果1）课程设计说明书（含计算部分）1 份。2）主接线图 1份。题目七：60万吨采输卤工程10KV变配电工程设计（一）基础资料本工程负荷等级为三级。采用一回10KV线路，架空敷设然后电缆埋地引入。矿部主要用电设备为10KV高压电机四台、380V低压电机三台、低压潜水泵两台和照明用电，电压为380V/220V，相

19、数为三相。动力负荷相对集中在中心泵房车间，因此设计考虑在配电所旁离中心泵房30米设置一座10/0.4kV变配电室，设置两台800kVA变压器,其负荷率为0.78，满足变压器要求。功率因数采用集中补偿方案补偿后10kV侧cos0.9。 1、采卤泵：单机容量710kw 总容量：3710=2130kw常用容量（两开一备）：2*710=1420kw (查表得：Kd=0.8 =0.672)采卤泵2：一台容量355 kw Pe=355kw2、供低配变压器：两台容量1600KVA (查资料：Kd=0.8=0.672)3、自用变压器： 一台容量50KVA =30kw =40var =50KVA4、0.4kv低

20、配： （1）输卤泵：三台（单台132kw,两开一备）容量264kw (查资料：Kd=0.8 =0.672 )（2）建槽泵：一台容量160kw (查资料：Kd=0.8 =0.672)（3）起水泵：两台容量为18.5kw 和22k （查资料：Kd=0.8 =0.672）（4）生活用电：容量50kw （查资料：Kd=1 =0.5 )（二）设计任务1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验题目八 热电厂电气一次部分设计1电厂性质与规模该热电厂服务对象是一个以轻工业为主的新兴城市。以发电机电压直接供电的用户主要有：棉纺、印

21、染、纺织、机械农副产品加工及市区用电（包括商业，交通，居民生活等）等，厂址位于主要电、热用户附近，交通方便，水源丰富，燃煤充足。为减少燃料运输、电厂建在动力资源较丰富的地方，为了减少电能输送损耗，发电厂应建在负荷中心，电能大部分都用发电机电压直接馈送给地方用户，只将剩余的电能以升高电压送往系统，并与系统相连。它不仅生产电能还兼供热能，可提高发电厂热效率。本电厂拟采用1条110KV输电线路（厂系线）直接与系统联系；另一条110KV输电线路（厂甲线）经过变电站甲与系统构成环网。该电厂还以双回110KV线路（厂乙线I，厂乙线II）向变电站乙供电。甲，乙变电站的主要用户是煤矿，化肥厂，钢铁厂及一些乡镇

22、工业，农副产品加工业，农业，居民生活用电等。该热电厂属于地方性火电厂。热电厂通常建设在城市附近或工业负荷中心，多为热力发电厂，以推行热电联产 ，由于受供热距离的限制，一般热电厂的单机容量多为中、小型机组。通常，它们的电气主接线包括发电机电压接线形式及12级升高电压级接线形式，且与系统相连接。 电厂装机容量 2*25MW+2*50MW其中 QF2-25-2，10.5KV，2台 QFQ-50-2，10.5KV，2台 2 厂址地理位置以及环境条件 （1）厂址地理位置图（如图1-1所示）。（2）负荷分析该地区年最高温度40，年最低温度-16，最热月平均最高温度为+32，海拔高度200m，地震烈度6度。

23、厂区无严重污染，土壤热阻率t=120/w，土壤温度为20。3负荷资料负荷资料如表1-1所示。厂用电率：25MW机组取10%，50MW机组取8%表1.1 负荷资料表电压线路名称最大功率COS距离（km）Tmax(h/y)其他110kv厂系线80联络线厂甲线30MW0.8605000东北方厂乙线20MW0.8305000西方10kv棉一厂线3000KW0.82.55500棉二厂线3000KW0.825500农机厂线3000KW0.844000印染厂I线2000KW0.81.55000印染厂II线2000KW0.81.55000纺机厂I线2500KW0.82.54500纺机厂II线2500KW0.8

24、2.54500市区I线3000KW0.834000市区II线3000KW0.844000市区III线2000KW0.83.53500食品厂线3000KW0.844000注：表中数据为最大负荷值，最小负荷为70%最大负荷；同时率取0.850.95东 市 区流河热电厂农机厂棉一厂印染厂棉二厂食品厂纺机厂图1-1 厂址地理位置图注： 变电站甲在热电厂东北方60KM；变电站乙在热电厂西部30KM；区域变电站在热电厂正北方80KM处。北4电力系统接线简图电力系统接线简图如图1-2所示。设计任务：1、电厂主接线 2、主要电气设备选择题目九：110KV变电站一次部分设计（一）建设性质及规模本所位于市边缘，供

25、给城市和近郊工业、农业及生活用电，系新建变电所。电压等级：110/10KV线路回数：110KV：2回，备用2回10KV：13回，备用2回（二）电力系统简图附注：（1）图中系统容量、系统阻抗均相当于最大运行方式 （2）最小运行方式时：， ，;(3)系统可保证本站110kV母线电压波动在以内。 （4）甲变、乙变主要负荷为煤矿。供电可靠性要求较高。（三）负荷资料电压等级负荷名称最大穿越功率（MW）最大负荷（MW）负荷组成（%）cosTmax(h)线长(km)同时率线损近期远景近期远景一级二级三级110kVBZ线1015BI线1015备用（一）10备用（二）1010kV市区一2330500.8185%

26、5%市区二2330500.82.5食品厂11.520400.840001.75针织厂11.520400.7840001.8棉纺厂一2330400.7555001棉纺厂二印染厂一34.535400.7855002印染厂二柴油机厂一23.530400.855002.5柴油机厂二水泥厂1.5225300.835002.5机修厂1.5220300.7530002郊区变1.5215300.81.5备用一23备用二23注：1、表中空缺负荷数据由学生自行分析（四）所址条件1、地理位置示2、地形、地质、水文、气象等条件 所址地区平均海拔100m，地势平坦，交通方便，有充足水源，属轻地震区。年最高气温+42，年

27、最低气温-18，年平均温度+16，最热月平均最高温度+32。最大风速35m/s,主导风向西北，覆冰厚度。微风风速3.5 m/s, 属于我国VII类标准气象区。土壤热阻系数.CM/W，土温20。（五）、设计成果1 课程设计说明书 1 份2 发电厂电气主接线图 1 张。3 课程设计计算书 1 份。题目十：110KV降压变电站一次部分设计一、所址概况变电所位于某城市， 地势平坦，交通便利，空气污染轻微，区平均海拔200米，最高气温40，最低气温-18，年平均气温14，最热月平均最高气温30，土壤温度25。二、系统情况如下图待设变电所10KV230km110KV4240MVA4200MW(1200MW

28、)75km80km220KVXc=0.04Sj=1000MVA2120MVAcos=0.06Xd=0.167注：括号内为最小运行方式 三、负荷情况：电压负荷名称每回最大负荷（KW）功率因数回路数供电方式线路长度（km）35KV乡镇变160000.91架空15乡镇变270000.921架空8汽车厂43000.882架空7砖厂50000.851架空1110KV乡区变10000.93架空5纺织厂17000.891电缆3纺织厂28000.882架空7纺织厂36000.881架空4加工厂7000.91架空5 材料厂8000.92架空2四 、设计成果1 课程设计说明书 1 份2 发电厂电气主接线图 1 张

29、。3 课程设计计算书 1 份。 题目十一：220KV变电所一次部分设计一、所在变电所的建设规模 、类型：220KV枢纽变电所 、最终容量：根据工农业负荷的增长,需要安装两台220KV/110KV/10KV，容量为120MVA，容量比为100/100/50的变压器。一次设计，两期建设。二、变电所与系统的连接情况 、变电所与220KV和110KV两个电力系统相连，并担负一个地区的供电，是一个枢纽变电所。、变电所用两回线路与220KV系统连接，用3回线路与110KV系统相连。、将来有一座大型水电厂建成后，有两回220KV线路连至本变电所。另有一座火电厂建成后，用2回110KV线路连至本变电所。、本变

30、电所有2回110KV线路与110KV地区电网相连。、为了将来负荷发展需要，在220KV和110KV侧各留一回线路作为备用。、本变电所地理位置如（图一）所示。、电力系统总装机容量465万千瓦，在最大运行方式下的阻抗如（图二）所示。三、负荷情况 、220KV进出线回路数最终为5回，本期兴建2回，每回最大输送容量为KVA，其余3回线路每回最大输送主KVA，Tmax5000h为一级负荷。、110KV进出线回路数最终为8回，本期只兴建5回，其中3回与110kv系统连接，每回的最大输送容量为4100KVA，Tmax4000h，为一级负荷；其余5回每回的最大输送容量为3010KVA，Tmax4000h。、1

31、0KV出线回路数共有4条，本期一次建成，每回线路的最大输送容量为2020KVA,10KV无电抗，预留2个扩建间隙作为备用。、环境条件： 、变电所周围地势平坦；、当地每年最高气温41.70C，年最低气温20.60C；、海拔高度：396.8m；、雷电日数：25.1日/年；220KV系统110KV系统10KV系统220KV枢纽变电所大型水电厂大型火电厂220KV枢纽变电所地理位置接线图四 、设计成果1 课程设计说明书 1 份2 发电厂电气主接线图 1 张。3 课程设计计算书 1 份。题目十二：ZY市110KV变电所一次部分设计（一） 设计依据省电力公司号文件关于ZY市郊110KV变电所设计任务其电力系统接线简图 附注：1图中，系统容量、系统阻抗均相当于最大运行方式； 2最小运行方式下： S1=1300MVA Xs1=0.65S2=170MVA Xs2=0.75 3系统可保证本所110KV母线电压波动在5以内。（二） 建设性质及其规模随着ZY市经济的迅猛发展及人民群众生活的日益提高和改善，新企业、新用户用电量和大大增加，用电质量要求不断地提高，因此为了搞好本市的经济建设的高速发展以及满足人民群众生活的需要，在位于本市市郊建立110KV变电所已经成为必然，它向市区工业、生活及郊区乡镇与农户供电，以满足不同用户用电的需求。 电压等级：110/35