發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書汪興強(qiáng)張毅王磊畢銳編合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院2005年5月25日發(fā)電廠電氣部分課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書總體要求：根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師的要求，參加設(shè)計(jì)指導(dǎo)課，獨(dú)立完成各項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)成果包括設(shè)計(jì)說明書和圖紙，完成后上交給指導(dǎo)教師。通過課程設(shè)計(jì)，掌握電力系統(tǒng)中主接線設(shè)計(jì)、變壓器選擇、短路電流計(jì)算、主要電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等知識的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。主要參考書：發(fā)電廠電氣部分，熊信銀主編，中國電力出版社，2004年電氣工程基礎(chǔ)，劉滌塵主編，武漢理工大學(xué)出版社，2002年工廠供電，劉介才主編，機(jī)械工業(yè)出版社，1998年電力系統(tǒng)分析，何仰贊、溫增銀主編，中

2、國電力出版社，1997年0、220kV變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)一、原始資料1、由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，需要將某大型水電站的電能送往某市區(qū)而擬建一變電所。2、水電站以220kV電壓把電能送往該變電所，該變電所的容量按規(guī)定240MVA考慮，cos懺0.8,電能主要送往110kV電網(wǎng)。3、該變電所有三個(gè)電壓等級。220kV進(jìn)出線4回（兩回出線兩回入線），每回線路最大輸送容量為250MVA。110kV出線8回，每回線路最大輸送容量為120MVA。10kV出線20回。4、變電所位于10kV的負(fù)荷中心，10kV供電對象為石油及輕紡工業(yè)，各回路負(fù)荷大小不等，但最大一回負(fù)荷不超過5000kW。5、主變壓器各側(cè)最大負(fù)

3、荷利用小時(shí)數(shù)：220kV側(cè)和110kV側(cè)取5000小時(shí)；10kV側(cè)取4500小時(shí)。6、系統(tǒng)電抗（以100MVA為基準(zhǔn)）：220kV系統(tǒng)為0.064,110kV系統(tǒng)為0.51,水電站為0.132二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)對原始資料的分析和本變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位，擬定本變電所的電氣主接線方案。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦方案。2、進(jìn)行短路電流計(jì)算。3、導(dǎo)體和電氣主設(shè)備（各電壓等級斷路器、隔離開關(guān)、母線）的選擇和校驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)成品1、設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書（整理過的計(jì)算過程）。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；

4、布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。1、電力系統(tǒng)接線簡圖:2、系統(tǒng)情況：待設(shè)計(jì)變電所于系統(tǒng)聯(lián)結(jié)的110kv單回線路的最大輸送功率均不大于80MW。3、負(fù)荷情況：35kv負(fù)荷數(shù)據(jù)見下表名稱Pmax(KW)cos線長(km)回路數(shù)供電方式變電所A100000.9401架空線路變電所B100000.9401架空線路鋼鐵廠20000.8152架空線路化肥廠50000.8201架空線路機(jī)器廠60000.85101架空線路合計(jì)33000考慮到同時(shí)系數(shù)Kt=0.8最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=4200h10kv負(fù)荷數(shù)據(jù)見下表名稱Pmax(KW)cose線長(km)回路數(shù)供電方式配電站甲2

5、0000.85101電纜配電站乙30000.8591電纜配電站丙20000.881電纜水廠20000.861電纜化工廠20000.85102電纜農(nóng)藥廠20000.8101電纜電化廠10000.861電纜醫(yī)院10000.8541電纜紡織廠10000.871電纜合計(jì)考慮到同時(shí)系數(shù)Kt=0.85,最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h110kv負(fù)荷同時(shí)率為0.8,負(fù)荷年增長率5%4、環(huán)境條件地區(qū)年最高溫度40C,年最低溫度-14C，年平均氣溫17C,最熱月平均最高溫度31C,海拔34.6m,年平均氣壓760mmHg二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)對原始資料的分析和本變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位，擬定本變電

6、所的電氣主接線方案。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦方案。2、進(jìn)行短路電流計(jì)算。3、導(dǎo)體和電氣主設(shè)備（各電壓等級斷路器、隔離開關(guān)、母線）的選擇和校驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)成品1、設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書（整理過的計(jì)算過程）。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。1、設(shè)計(jì)容量：規(guī)劃設(shè)計(jì)容量80MVA2、進(jìn)出線及負(fù)荷情況：(1)、110kV側(cè)：進(jìn)出線4回，其中兩回為電源進(jìn)線，每回最大可輸送50000kVA,功率因數(shù)為0.85,一回停運(yùn)后，另一回最大可輸送100000kVA負(fù)荷；另2

7、回為出線，正常時(shí)每回最大功率為35000kVA,最小為25000kVA,功率因數(shù)為0.85,最大負(fù)荷利用時(shí)間為4200h。(2)、35kV側(cè)：出線4回，每回最大負(fù)荷12000kVA,無電源進(jìn)線。負(fù)荷功率因數(shù)為0.8,最大負(fù)荷利用小時(shí)為4000h,一類負(fù)荷占20%,二類負(fù)荷占20%,其余為三類負(fù)荷。(3)、l0kV側(cè)：出線共計(jì)14回，其中2回為站用變出線，無電源進(jìn)線，為電纜出線，每回負(fù)荷1600kVA,負(fù)荷功率因數(shù)為0.8左右，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5000h以上，其中一、二類負(fù)占總最大負(fù)荷的50%。3、系統(tǒng)阻抗：歸算到110kV母線上(Uj=Upj、Sj=100MVA):X110大=0.0821

8、;X110小=0.1365、環(huán)境條件當(dāng)?shù)刈罡邭鉁?0攝氏度，最低氣溫-25攝氏度，最熱月份平均溫度23.3攝氏度，變電所所處海拔高度700m。污穢程度中級。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)對原始資料的分析和本變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位，擬定本變電所的電氣主接線方案。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦方案。3、進(jìn)行短路電流計(jì)算。3、導(dǎo)體和電氣主設(shè)備(各電壓等級斷路器、隔離開關(guān)、母線)的選擇和校驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)成品1、設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書(整理過的計(jì)算過程)。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)

9、確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。3、中間變電所一次部分設(shè)計(jì)1、電力系統(tǒng)情況：系統(tǒng)供電至110kV母線，變電所35kV、10kV側(cè)無電源。系統(tǒng)阻抗歸算到110kV母線上。（Uj=Upj、Sj=100MVA）。X110大=0.0821;X110小=0.136110kV最終兩進(jìn)四出，每回50MVA,本期兩進(jìn)兩出；35kV最終四回出線，本期工程一次建成，Tmax=4800H,負(fù)荷同時(shí)率為0.80;10kV最終十回出線，本期八回出線。Tmax=4500H,負(fù)荷同時(shí)率為0.85,最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的75%;負(fù)荷增長率為4%。2、所址情況：歷年最高氣溫+39C,歷年平均最高氣溫+36C；海拔高度1100m；無污染。二

10、、設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)對原始資料的分析和本變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位，擬定本變電所的電氣主接線方案。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦方案。2、進(jìn)行短路電流計(jì)算。3、導(dǎo)體和電氣主設(shè)備（各電壓等級斷路器、隔離開關(guān)、母線）的選擇和校驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)成品1、.設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書（整理過的計(jì)算過程）。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。一、原始資料1、電力系統(tǒng)接線簡圖：2、系統(tǒng)及負(fù)荷情況：(1)、35kv負(fù)荷數(shù)據(jù)表如下:負(fù)荷名稱P(KW)供電方式線路長度回路數(shù)cos。

11、變電所A5000架空進(jìn)線2020.9變電所B5000架空進(jìn)線1520.9變電所C10000架空進(jìn)線3010.8變電所D5000架空進(jìn)線3010.85排灌站8000架空進(jìn)線2020.7535KV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率為0.80,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h。(2)、10kv負(fù)荷數(shù)據(jù)表如下:負(fù)荷名稱P(KW)供電方式線路長度回路數(shù)cos。配電站甲2000架空進(jìn)線2010.8配電站乙2000架空進(jìn)線1020.8配電站丙2000架空進(jìn)線1510.8配電站丁1500電纜1.510.8醫(yī)院1000架空進(jìn)線520.9劇院1500架空進(jìn)線1020.9學(xué)校500電纜510.810KV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率為0.9,年最

12、大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h。3、110KV側(cè)負(fù)荷同時(shí)系數(shù)Kts=0.8,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h,負(fù)荷年增長率：5%。4、環(huán)境條件：、最高溫度：40C;、最熱月平均最高溫度：35C;、年平均雷暴日數(shù)：48天；、所址標(biāo)高：50.0-55.0m,覆冰厚度:、地震基本烈度：7度。最低溫度：10C;30年一遇最大風(fēng)速為25m/s;50年一遇洪水水位：44.5m;5mm1、根據(jù)對原始資料的分析和本變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位，擬定本變電所的電氣主接線方案。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦方案。4、進(jìn)行短路電流計(jì)算。3、導(dǎo)體和電氣主設(shè)備（各電壓等級斷路器、隔離開關(guān)、母線）的選擇和

13、校驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)成品1、設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書（整理過的計(jì)算過程）。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。5、某中型發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計(jì)1、凝汽式發(fā)電廠的規(guī)模(1)、裝機(jī)容量：裝機(jī)4臺，容量分別為2X50MW,UN=10.5kV,2X300MW,UN=15.75kV。(2)、機(jī)組年利用小時(shí)：取Tmax=6500小時(shí)/年。(3)、氣象條件：最高溫度42C,年平均溫度25C,氣象條件一般無特殊要求(臺風(fēng)、地震、海拔等)(4)、廠用電率：按6%來考慮。2、電力負(fù)荷及

14、如電力系統(tǒng)連接情況(1)、10.5kV電壓級：電纜饋線6回，每回平均輸送容量3600kW。10kV最大負(fù)荷20MW,最小負(fù)荷15MW,功率因數(shù)為0.8,Tmax=5200小時(shí)/年。(2)、220kV電壓級：架空線5回，每回平均輸送容量5000kW。220kV最大負(fù)荷250MW,最小負(fù)荷200MW,功率因數(shù)為0.85,Tmax=4500小時(shí)/年。(3)、500kV電壓級：架空線4回，備用線1回。500kV與電力系統(tǒng)連接，接受該發(fā)電廠的剩余功率。電力系統(tǒng)容量為3500MW,當(dāng)取基準(zhǔn)容量為100MVA時(shí)，系統(tǒng)歸算到500kV母線上的電抗為0.021。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、主電路設(shè)計(jì)(1)選擇主變壓器臺數(shù)、

15、容量及型式；(2)主接線設(shè)計(jì)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定主接線方案；2、進(jìn)行各電壓等級的短路電流計(jì)算；3、選擇各電壓級主要電氣設(shè)備，并校驗(yàn)各電壓級的開關(guān)設(shè)備；4、繪制圖紙：發(fā)電廠升壓站一次接線圖。三、設(shè)計(jì)成品1、.設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書(整理過的計(jì)算過程)。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。1、電力系統(tǒng)接線簡圖：50KM45KMA杳橋線E系統(tǒng)I無力大系統(tǒng))S=1Q口AfZ牯建110KV發(fā)電所I條出線OKVX條出線2、系統(tǒng)及負(fù)荷情況：(1)、35kv負(fù)荷數(shù)據(jù)表

16、如下：負(fù)荷名稱P(KW)供電方式.線路長度回路數(shù)cos。負(fù)荷18000架空進(jìn)線1610.9負(fù)荷26000架空進(jìn)線1720.9負(fù)荷36000架空進(jìn)線2920.9負(fù)荷42000架空進(jìn)線22.510.8負(fù)荷55000架空進(jìn)線12.510.8負(fù)荷6600架空進(jìn)線9.810.8535KV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率為0.85年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h(2)、10kv負(fù)荷數(shù)據(jù)表如下:負(fù)荷名稱P(KW)供電方式；線路長度回路數(shù)cos。負(fù)荷12000架空進(jìn)線510.85負(fù)荷23000架空進(jìn)線1510.85負(fù)荷32000架空進(jìn)線2110.8負(fù)荷42000架空進(jìn)線1520.8負(fù)荷52000架空進(jìn)線820.85負(fù)荷6

17、2000架空進(jìn)線1220.8負(fù)荷72000架空進(jìn)線1020.8負(fù)荷81000架空進(jìn)線1010.8510KV側(cè)負(fù)荷同時(shí)率為0.9年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=4000h3、110KV側(cè)負(fù)荷同時(shí)系數(shù)Kts=0.8,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax=5500h,年荷年增長率：6%4、環(huán)境條件：、最高溫度：40C;、年平均雷暴日數(shù)：48天；、所址標(biāo)高：50.0-55.0m,覆冰厚度:、設(shè)計(jì)任務(wù)最熱月平均最高溫度：35。C30年一遇最大風(fēng)速為25m/s;5mm1、根據(jù)對原始資料的分析和本變電所的性質(zhì)及其在電力系統(tǒng)中的地位，擬定本變電所的電氣主接線方案。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定推薦方案。3、進(jìn)行短路電流計(jì)算。3

18、、導(dǎo)體和電氣主設(shè)備（各電壓等級斷路器、隔離開關(guān)、母線）的選擇和校驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)成品1、設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書（整理過的計(jì)算過程）。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。7、多臺機(jī)組發(fā)電廠廠用電部分設(shè)計(jì)1、電力系統(tǒng)接線圖發(fā)電機(jī)容量為2X125MW,發(fā)電機(jī)出口電壓為13.8kV,功率因數(shù)為0.85。2、系統(tǒng)情況220kV系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的等效電抗標(biāo)么值為0.2(基準(zhǔn)容量為1000MVA)。110kV系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的等效電抗標(biāo)么值為0.3(基準(zhǔn)容量為600

19、MVA)。發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗為0.35(以發(fā)電機(jī)容量為基準(zhǔn)值)，發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電勢為1。3、廠用負(fù)荷數(shù)據(jù)(1號廠用變負(fù)荷與2號廠用變負(fù)荷相同)：設(shè)備名稱額定容量(kW)平均功率因數(shù)為0.81號廠用高壓變壓器臺數(shù)工作容量(kW)電動給水泵320023200循環(huán)水泵125021250引風(fēng)機(jī)7002700送風(fēng)機(jī)7802780排粉機(jī)4402440磨煤機(jī)47541425灰漿泵5602560電除塵變壓器800kVA1800kVA低廠變壓器1000kVA22000kVA4、本發(fā)電廠所在地區(qū)的自然條件：(1)環(huán)境溫度為1042C;即最高溫度為42C,最低溫度為-10C,年平均溫度18c(2)最熱月平均最高溫度為3

20、0C;(3)設(shè)計(jì)風(fēng)速為30m/s；(4)覆冰厚度為：設(shè)備為10mm,導(dǎo)線為5mm；(5)海拔高度小于1000m；(6)地震烈度為7度；(7)污穢等級為2級；1、主電路設(shè)計(jì)(1)選擇高壓廠用變壓器臺數(shù)、容量及型式；(2)選擇高壓備用變壓器臺數(shù)、容量及型式；(3)廠用電6kV主接線設(shè)計(jì)，確定主接線方案;2、進(jìn)行6kV廠用工作母線的短路電流計(jì)算；3、選擇并校驗(yàn)高廠變6kV出口開關(guān)電器。4、繪制圖紙：發(fā)電廠廠用電部分一次接線圖。三、設(shè)計(jì)成品1、 .設(shè)計(jì)說明書：每人一份，獨(dú)力完成所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容。書寫工整，簡明扼要，分析論證條理清晰。且附必要的數(shù)據(jù)計(jì)算書(整理過的計(jì)算過程)。2、圖紙一張：整潔，線條粗細(xì)

21、分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準(zhǔn)確、尺寸標(biāo)注規(guī)則無誤。8、多臺機(jī)組發(fā)電廠升壓站一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、原始資料1、電力系統(tǒng)接線圖2回220KV出線GG發(fā)電機(jī)容量為2X125MW,發(fā)電機(jī)出口電壓為13.8kV,功率因數(shù)為0.85。2、系統(tǒng)情況220kV系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的等效電抗標(biāo)么值為0.2(基準(zhǔn)容量為1000MVA)。110kV系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下的等效電抗標(biāo)么值為0.3(基準(zhǔn)容量為600MVA)。發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗為0.35(以發(fā)電機(jī)容量為基準(zhǔn)值)，發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電勢為1。3、出線數(shù)據(jù)：(1) 220kV出線數(shù)據(jù)：為考慮今后發(fā)展，220kV母線擬采用雙母帶旁路接線形式，本期出線數(shù)為2回。(2) 110kV出線數(shù)據(jù)：本期出線數(shù)為3回，接線形式自行設(shè)計(jì)。4、本發(fā)電廠所在地區(qū)的自然條件：(1)環(huán)境溫度為1042C;即最高溫度為42C,最低溫度為-10C,年平均溫度18c(2)最熱月平均最高溫度為30C;(3)設(shè)計(jì)風(fēng)速為30m/s；(4)覆冰厚度為：設(shè)備為10mm,導(dǎo)線為5mm；(5)海拔高度小于1000m；(6)地震烈度為7度；(7)污穢等級為2級；二、設(shè)計(jì)任務(wù)1、主電路設(shè)計(jì)(1)選擇主變壓器臺數(shù)、容量及型式；(2)主接