《发电厂》课设指导书

《发电厂电气部分》课程设计指导书

电力工程学院

电气工程及其自动化教研室

一、设计的目的和要求

课程设计是本科教学过程中的重要环节。

通过发电厂、变电所电气主接线的设计及主要电气设备的选择达到以下目的。

（1）将?发电厂变电所电气主系统?和?发电厂变电所电气设备?的理论知识进行综合运用，达到巩固、加深及扩大专业知识，使之系统化。根据设计的要求，确定技术经济性、可靠性比较合理的主接线，写出设计说明书，画出主接线图。

（2）培养正确的设计思想、工程观点并掌握设计的基本方法。

（3）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，理论联系实际的能力，技术与经济全面考虑的观点，初步学习工程设计的方法。

（4）培养作为工程技术人员必须具备的计算、绘图、使用规程、手册、资料及编写设计说明书等的技能。

二、设计的题目和内容

(一)、设计题目

（1）变电所电气一次设计

（2）水电站电气一次设计

（二）、设计内容

（1）已知发电厂（变电所）性质，与系统的连接情况，独立位置，自然条件及负荷资料；

（2）根据已知的技术条件选择变压器的台数、容量、型号与参数；

（3）根据已知的技术条件，选择几种可能的主接线的方案，进行技术经济比较，选择技术经济性比较合理的一种方案作为主接线方案；

（4）根据所设计出的一次主接线方案，确定短路点并做短路电流计算，根据系统的工作电流、电压及负荷的情况选择一次设备，包括汇流母线，进出线，断路器，隔离开关；

（5）绘制图纸（A1）；

（6）编写设计说明书（附计算书）。

三、设计步骤

1、电气主接线方案设计

变电所是电力系统的重要组成部分，是联系发电厂和用户的中间环节，它起着变换和分配电能的作用。变电所的设计，必须从全局利益出发，正确处理安全与经济，基本建设与生产运行，近期需要与今后发展等方面的关系，从实际出发，结合国情采

用中等适用水平的建设标准，有步骤地推广国内外先进技术，并采用经试验鉴定合格的新设备、新材料、新结构。根据需要与可能，逐步提高自动化水平。

电气一次主接线的设计将直接影响各不同电压侧电气设备的总体布局，并影响各进出线的安装间隔分配，同时还对变电站的供电可靠性和电气设备运行、维护的方便性产生很大的影响。主接线方案一经确定，各进出线间隔和电气设备的相对位置便固定下来。所以变电所一次主接线方案设计是变电所电气设计中重要和关键的部分。

电气主接线的设计应按以下步骤进行：

（1）初拟方案认真研究任务书、原始资料、设计手册、设计规程等相关技术参考资料，进行综合分析后初步拟出符合国家有关技术经济政策法规的、技术先进、经济合理、安全可靠、可行的数个主接线方案（本设计要求不少于2-3个）。对每一个初拟出的方案，须明确所考虑的主变台数、形式（各相关技术参数），各级电压母线的接线方式，各回路的断路器及其它开关电器。必须绘制出全部初拟方案的示意草图，包括接线形式、主变台数、参数、站用变电源引接及参数。

（2）选定方案定性地从数个初拟出的主接线方案中比较选择出一个技术性相对合理的确定方案。对确定方案除须明确主变台数、形式、接入间隔，各级电压母线的接线方式、各回路的断路器及其它开关电器外，还必须明确测量用电压互感器、电流互感器，避雷器，无功补偿装置、载波通讯用线路设备等的接入间隔位置，进出线间隔配置。绘制主接线选定方案示意草图。

2、短路电流计算短路电流计算结果是电气设备选择的主要依据。主接线方案确定之后，根据确定方案进行短路电流计算，要求采用《电力工程设计手册》（一次部分）的工程算法进行。

（1）确定短路电流计算点（一般为母线、机端等公共点）。

（2）作等值阻抗图。

（3）进行短路电流计算。

1）确定基准容量S

j 、基准电压V

j

。

2）计算各支路等值电抗标幺值X

*

。

3）计算各支路三相短路电流标幺值I*"，有名值I",

4）计算三相短路电流冲击电流有效值I ch、最大值

ch

i、短路容量S"。

5）列出短路计算结果表。

3、导体与电气设备选择校验

（1）选择校验方法参见《电力工程电气设计手册》、《发电厂电气部分》教材等技术参考资料。在短路电流计算的基础上，对变电所的主要电气设备进行选择校验计算设计，选出所需电气设备型号及主要参数，包括接于电气一次主接线上的所有电气一次设备，如：开合、测量、限流限压设备、补偿设备、各种导体等。主要有：变压器；断路器；隔离开关；避雷器；电抗器；电流互感器；电压互感器；高压熔断器；母线；电力电缆；输电线。无功功率补偿电容器。

（2）编制出设备选择结果汇总比较表。表中应列出电气设备装设地点的正常运行值、短路计算值、设备技术参数等。

（3）提出拟采用的配电装置形式，如地点、型式。

4、编制设计说明书按规定编制目录，内容应包括：前言(设计目的、内容、完成计划等)、设计方案确定的依据比较论证、短路电流计算方法过程和汇总结果表、导体与电气设备选择校验过程和汇总结果表、设计总结体会、参考文献。

5、绘制设计图纸绘制一张标准电气主接线图，含设备导体标注。采用A1图纸，可手绘或计算机绘制。

（1）、图纸外框用细实线画，尺寸见下表：

图号尺寸图号尺寸

0#1189×841 3#420×297

1#841×5944#297×210

2#594×4205#210×148

（2）、图纸内框用粗实线画，尺寸见下图：

说明：图中细实线框为外框线，粗线框为内框线，a=25mm，b=10mm(0#~2#图)或5mm(3#~5#)图。

每张工程图上应有图签，位于图纸内框右下角，其外形尺寸为60mm×150mm，第一行16mm，第二行8mm，第三行12mm，其余三行8mm，格式如下：

昆明理工大学电力工程学院

专业电气工程及其自动化课程设计

设计

变电所电气一次设计

题目

评阅(评阅人) (日期 )

变电所电气主接线图

校核(指导教师) (日期 )

设计(学生) (日期 ) 比例图号

15mm 25mm 20mm 15mm 20mm 15mm 40mm

150mm

图号用XXXXXX-XX的形式，前一组数字为学生的学号，后一组数字为图纸的编号如01、02……。

三、时间安排

（1）阅读分析原始资料，确定接线方案（4天）；

（2）短路电流计算（2天）；

（3）导体和电气设备选择（2天）；

（4）绘制电气主接线图（2天）；

（5）编写说明书（2天）；

（6）成绩考核（1天）

四、设计成绩考核

成绩评定采用优秀、良好、中等、及格和不及格五级计分的方法。每个自然班成绩优秀学生的比例一般控制在10~15%。

评分时既要看学生上交的材料质量，也要考虑学生在设计进行过程中的表现（如设计思想、独立工作能力、创新精神、遵守纪律等）。

根据学生的平时成绩，说明书及图纸质量，设计完成时的口试成绩等进行综合评定。

五、参考资料

1、熊信银.发电厂电气部分(第四版)，北京，中国电力出版社，2009.7；

2、黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料.北京，中国电力出版社，1998；

3、王士政.电力工程类专题课程设计与毕业设计指导教程，北京，中国水电出版社，2007.6；

4、郭琳. 发电厂电气部分课程设计.北京，中国电力出版社，2009.8；

5、西北电力院编.电力工程电气设计手册（电气一次部分）.北京，水利电力出版社，1994；

6、西北电力院编.电力工程电气设备手册（电气一次部分）.北京，中国电力出版社，1998；

7、手册编写组.水电站机电设计手册（电气一次部分）.北京，水利电力出版社，1982；

8、丁毓山.变电所设计（10~220kV）沈阳，辽宁科学技术出版社，1993；

9、电力部.3~110kV，220~500kV变电所设计技术规程；GB50059-92，SDJ2-1988

10、电力部.导体和电器选择设计技术规定，SDGJ14-1986；

11、水电部.电测量仪表装置设计技术规程[S]. 北京：水利电力出版社，1987.