1、發電廠電氣部分課程設計指導書汪興強 張毅 王磊 畢銳 編合肥工業大學電氣與自動化工程學院2011 年 5 月 總體要求 ：根據設計指導教師的要求， 參加設計指導課， 獨立完成各項設計任務， 設計成果包括設計說明書和圖紙，完成后上交給指導教師。通過課程 設計，掌握電力系統中主接線設計、變壓器選擇、短路電流計算、主 要電氣設備的選擇和校驗、 發電廠廠用電系統的設計等知識的基本原 理和實現方法。主要參考書：發電廠電氣部分第四版，熊信銀主編，中國電力出版社， 2009 年 電氣工程基礎，劉滌塵主編，武漢理工大學出版社， 2002 年 工廠供電第 5 版，劉介才主編，機械工業出版社， 2010 年 電力

2、系統分析，何仰贊、溫增銀主編，中國電力出版社， 2010 年 電力工程電氣設計手冊 ，水利電力部西北電力設計院， 1996 年220kV 變電所電氣一次部分設計一、原始資料1、由于工農業生產發展，需要將某大型水電站的電能送往某市區而擬建一變電所。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定240MV A 考慮，cos護0.8，電能主要送往 110kV電網。3、該變電所有三個電壓等級。 220kV 進出線 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

3、電所位于 10kV 的負荷中心， 10kV 供電對象為石油及輕紡工業， 各回路負荷大小不等， 但最大一回負荷不超過 5000kW 。5、 主變壓器各側最大負荷利用小時數： 220kV 側和 110kV 側取 5000 小時； 10kV 側取 4500 小時。6、系統電抗（以 100MVA為基準）：220kV系統為0.064, 110kV系統為0.51，水電站為0.132二、設計任務1、根據對原始資料的分析和本變電所的性質及其在電力系統中的地位，擬定本變電所的電氣主接線方案。經過技術經濟比較，確定推薦方案。2、進行短路電流計算。3、導體和電氣主設備（各電壓等級斷路器、隔離開關、母線）的選擇和校驗

4、。三、設計成品1 、設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論證 條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸標 注規則無誤。某工廠總降壓變電所設計一、原始資料1變電所的規模和性質：（1） 、待設計變電所年負荷增長率4.5%，以五年后的情況作為遠期負荷資料。（2） 、本廠有大型高壓電器設備及高頻或整流裝置，除一些輔助車間為三類負荷外，其他負荷均為二類負荷。（3） 、根據全廠用電情況，初步擬定四個車間變電所，由10Kv電纜供給。除此之外，降壓變電所通過10Kv電纜直接供給兩個高

5、壓負荷，負荷同時率0.85，Tmax=4000h。（4） 、該廠除本廠負荷外，給相鄰化工廠用架空線提供備用電源，化工廠架空線長3km。2、氣象資料：地面下0.71米處全年最熱月最高溫度為200C，土壤熱阻系數為 60。最熱月環境平均溫度為300C;全年最高溫度 400C,最低溫度-350C，全年雷暴日為 30天。3、電源：正北方向30公里處有35Kv電源，雙回線路供電，該處最大運行方式下的短路容量為 500MVA，最小運行方式下的短路容量為200MVA。4、全廠負荷分配情況：車間名稱設備容量kW備注組裝車間8001號車間變實驗室500氧氣站300電鍍車間8002號車間變鍋爐房210熱處理車間5

6、00維修車間300焊接車間19603號車間變焊接車間21200鍛壓車間10004號車間變金工車間800工具車間600廠部辦公樓50高壓站600 ( cos =0.8)高壓泵房500( cos =0.85)化工廠2000( cos =0.8)轉供電能二、設計任務1、按需要系數法進行負荷統計，選擇主變臺數、容量及型號。2、根據對原始資料的分析，擬定變電所的電氣主接線方案，經過投資概算和方案的技術經 濟比較，確定一個最佳方案。3、選擇短路點、繪制等值電路、進行短路電流計算。4、 進行電氣主設備選擇（斷路器、隔離開關、母線等）。三、設計成品1、設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，

7、簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。110kV變電所電氣一次部分設計一、原始資料1電力系統接線簡圖：V=1 TOOM曲2、 系統情況：待設計變電所于系統聯結的110kv單回線路的最大輸送功率均不大于80MW。3、負荷情況：35kV負荷數據見下表名稱P max (KW)COS 線長(km)回路數供電方式變電所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架空線路機器廠60000.85

8、101架空線路合計33000考慮到同時系數Kt=0.8最大負荷利用小時數Tmax= 4200h10kV負荷數據見下表名稱Pmax (KW)COS線長(km)回路數供電方式配電站甲20000.85101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電纜農藥廠20000.8101電纜電化廠10000.861電纜醫院10000.8541電纜紡織廠10000.871電纜合計考慮到同時系數 Kt=0.85，最大負荷利用小時數Tmax= 5500h110kV負荷同時率為0.8，負荷年增長率5%4、環境條件地區年最高溫度 40 C，年

9、最低溫度-14 C，年平均氣溫17 C，最熱月平均最高溫度31C，海拔34.6m，年平均氣壓 760mmHg二、設計任務1 、根據對原始資料的分析和本變電所的性質及其在電力系統中的地位，擬定本變電所的電 氣主接線方案。經過技術經濟比較，確定推薦方案。2、進行短路電流計算。3、導體和電氣主設備（各電壓等級斷路器、隔離開關、母線）的選擇和校驗。三、設計成品1 、設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。某降壓變電所電

10、氣一次設計一、原始資料1、設計容量：規劃設計容量 80MVA2、進出線及負荷情況：（1）、110kV 側：進出線 4 回，其中兩回為電源進線，每回最大可輸送50000kVA ，功率因數為 0.85，一回停運后，另一回最大可輸送100000kV A 負荷；另 2 回為出線，正常時每回最大功率為 35000kVA ，最小為 25000kVA ，功率因數為 0.85，最大負荷利用時間為 4200h。（2）、35kV 側：出線 4 回，每回最大負荷 12000kVA ，無電源進線。負荷功率因數為0.8，最大負荷利用小時為 4000h ，一類負荷占 20%，二類負荷占 20%，其余為三類負荷。（3）、l

11、0kV 側：出線共計 14 回，其中 2 回為站用變出線，無電源進線，為電纜出線，每回 負荷 1600kVA ，負荷功率因數為 0.8 左右，最大負荷利用小時數為 5000h 以上，其中一、二 類負占總最大負荷的 50%。3、系統阻抗：歸算到 110kV 母線上（ Uj= Upj 、Sj=100MV A ）：X 110大=0.0821； X110 小=0.1365、環境條件當地最高氣溫 40 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、設計任務1、根據對原始資料的分析和本變電所的性質及其在電力系統中的地位，擬定本變電所的

12、電 氣主接線方案。經過技術經濟比較，確定推薦方案。2、進行短路電流計算。3、導體和電氣主設備（各電壓等級斷路器、隔離開關、母線）的選擇和校驗。三、設計成品1、設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。多臺機組發電廠廠用電部分設計、原始資料1電力系統接線圖220KV系統220KV系統GG待設計高壓廠用系統發電機容量為2 X 125MW，發電機出口電壓為13.8kV，功率因數為0.85。2、系統情況220kV系統在最

13、大運行方式下的等效電抗標么值為0.2 (基準容量為1000MVA)。110kV系統在最大運行方式下的等效電抗標么值為0.3(基準容量為600MVA)。發電機次暫態電抗為0.35 (以發電機容量為基準值)，發電機次暫態電勢為1。3、 廠用負荷數據(1號廠用變負荷與2號廠用變負荷相同)：設備名稱額定容量(kW)平均功率因數為 0.81號廠用高壓變壓器臺數工作容量(kW)電動給水泵320023200循環水泵125021250引風機7002700送風機7802780排粉機4402440磨煤機47541425灰漿泵5602560電除塵變壓器800kVA1800kVA低廠變壓器1000kVA22000kV

14、A4、本發電廠所在地區的自然條件：(1) 環境溫度為1042 C;即最高溫度為 42 C，最低溫度為-10 C,年平均溫度18C (2 )最熱月平均最高溫度為30 C;(3) 設計風速為30m/s;(4) 覆冰厚度為：設備為10mm，導線為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；、設計任務1、主電路設計（1）選擇高壓廠用變壓器臺數、容量及型式；（2）選擇高壓備用變壓器臺數、容量及型式；（3）廠用電 6kV 主接線設計，確定主接線方案； 2、進行 6kV 廠用工作母線的短路電流計算；3、選擇并校驗高廠變 6kV 出口開關電器。4、繪制圖紙：發電廠

15、廠用電部分一次接線圖。三、設計成品1、設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。多臺機組發電廠升壓站一次系統設計一、原始資料1電力系統接線圖2 回 220KV岀線3 回 110KV岀線GG發電機容量為2 X 125MW，發電機出口電壓為13.8kV，功率因數為0.85。2、系統情況220kV系統在最大運行方式下的等效電抗標么值為0.2 (基準容量為1000MVA)。110kV系統在最大運行方式下的等效電抗標么值為

16、0.3(基準容量為600MVA)。發電機次暫態電抗為0.35 (以發電機容量為基準值)，發電機次暫態電勢為1。3、出線數據：(1) 220kV出線數據：為考慮今后發展，220kV母線擬采用雙母帶旁路接線形式，本期出 線數為2回。(2) 110kV出線數據：本期出線數為 3回，接線形式自行設計。4、本發電廠所在地區的自然條件：(1) 環境溫度為1042 C;即最高溫度為 42 C，最低溫度為-10 C,年平均溫度18C(2 )最熱月平均最高溫度為30 C;(3) 設計風速為30m/s；(4) 覆冰厚度為：設備為 10mm，導線為5mm;(5) 海拔高度小于1000m ;(6) 地震烈度為7度；(

17、7) 污穢等級為2級；、設計任務1、主電路設計(1) 選擇主變壓器臺數、容量及型式；(2) 主接線設計，通過技術經濟比較，確定主接線方案；2、進行各電壓等級的短路電流計算；3、選擇各電壓級主要電氣設備，并校驗各電壓級的開關設備;4、繪制圖紙：發電廠升壓站一次接線圖。三、設計成品1、.設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。中間變電所一次部分設計一、原始資料1、電力系統情況： 系統供電至 110kV 母線， 變電

18、所 35kV 、10kV 側無電源。 系統阻抗歸算到 110kV 母線上。 （Uj= Upj 、Sj=100MVA ）。X110 大=0.0821 ; X110小=0.136 110kV 最終兩進四出，每回 50 MV A ，本期兩進兩出； 35kV 最終四回出線，本期工程一次建成， Tmax=4800H ，負荷同時率為 0.80； 10kV 最終十回出線，本期八回出線。 Tmax=4500H ，負荷同時率為 0.85，最小負荷為最 大負荷的 75%； 負荷增長率為 4% 。2、所址情況：歷年最高氣溫+39 C,歷年平均最高氣溫 +36 C；海拔高度1100 m；無污染。二、設計任務1 、根據

19、對原始資料的分析和本變電所的性質及其在電力系統中的地位,擬定本變電所的電 氣主接線方案。經過技術經濟比較,確定推薦方案。2、 進行短路電流計算。3、導體和電氣主設備（各電壓等級斷路器、隔離開關、母線）的選擇和校驗。三、設計成品1 、 . 設計說明書：每人一份,獨力完成所要求的設計內容。書寫工整,簡明扼要,分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔,線條粗細分明；布置勻稱,比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。單臺125機組發電廠廠用電部分設計一、原始資料1電力系統接線圖2、系統情況220kV系統在最大運行方式下的等效電抗標么值為0.2 (基準

20、容量為1000MVA)。“OkV系統在最大運行方式下的等效電抗標么值為0.3(基準容量為600MVA)。發電機次暫態電抗為0.35 (以發電機容量為基準值)，發電機次暫態電勢為1。3、廠用負荷數據：設備名稱額定容量(kW)平均功率因數為 0.8廠用高壓變壓器臺數工作容量(kW)電動給水泵320023200循環水泵125021250引風機7002700送風機7802780排粉機4402440磨煤機4754950灰漿泵5602560電除塵變壓器800kVA2800kVA低廠變壓器1000kVA22000kVA4、本發電廠所在地區的自然條件：(1)環境溫度為1042 C;即最高溫度為 42 C，最低

21、溫度為-10 C,年平均溫度18C (2 )最熱月平均最高溫度為30 C;(3) 設計風速為30m/s;(4) 覆冰厚度為：設備為10mm，導線為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、設計任務1、主電路設計（1）選擇高壓廠用變壓器臺數、容量及型式；（2）選擇高壓備用變壓器臺數、容量及型式；（3）廠用電 6kV 主接線設計，確定主接線方案；2、進行 6kV 廠用工作母線的短路電流計算；3、選擇并校驗高廠變 6kV 出口開關電器。4、繪制圖紙：發電廠廠用電部分一次接線圖。三、設計成品1、.設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫

22、工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。110kV變電所電氣一次部分設計、原始資料1電力系統接線簡圖:Tz 90姬總j = 3000蟲以2、系統及負荷情況：(1 )、35kV負荷數據表如下:負荷名稱P(kW)供電方式線路長度回路數cos變電所A5000架空進線2020.9變電所B5000架空進線1520.9變電所C10000架空進線3010.8變電所D5000架空進線3010.85排灌站8000架空進線2020.7535kV側負荷同時率為 0.80，年最大負荷利

23、用小時數Tmax=5500h。(2)、10kV負荷數據表如下:負荷名稱P(kW)供電方式線路長度回路數cos配電站甲2000架空進線2010.8配電站乙2000架空進線1020.8配電站丙2000架空進線1510.8配電站丁1500電纜1.510.8醫院1000架空進線520.9劇院1500架空進線1020.9學校500電纜510.810kV側負荷同時率為 0.9,年最大負荷利用小時數 Tmax=5500h。3、 110kV側負荷同時系數 Kts=0.8，年最大負荷利用小時數 Tmax=5500h，負荷年增長率：5%。4、環境條件：、最高溫度：40 C;、最低溫度：一10 C;、最熱月平均最高

24、溫度：35 C;、30年一遇最大風速為 25m/s ;、年平均雷暴日數： 48天；、50年一遇洪水水位：44.5m；、所址標高：50.0 55.0m，覆冰厚度：5mm、地震基本烈度：7度。二、設計任務1、根據對原始資料的分析和本變電所的性質及其在電力系統中的地位，擬定本變電所的電 氣主接線方案。經過技術經濟比較，確定推薦方案。3、進行短路電流計算。3、導體和電氣主設備（各電壓等級斷路器、隔離開關、母線）的選擇和校驗。三、設計成品1、設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明

25、；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。某中型發電廠電氣主接線設計一、原始資料1、凝汽式發電廠的規模(1) 、裝機容量：裝機 4 臺，容量分別為 2X 50MW , Un = 10.5kV ,2 X 300MW , Un = 15.75kV。(2) 、機組年利用小時：取 Tmax= 6500小時/年。(3 )、氣象條件：最高溫度 42 C,年平均溫度25C，氣象條件一般無特殊要求(臺風、地 震、海拔等)( 4)、廠用電率：按 6來考慮。2、電力負荷及如電力系統連接情況(1) 、 10.5kV 電壓級：電纜饋線 6回,每回平均輸送容量 3600kW。 10kV 最大負荷 2

26、0MW, 最小負荷15MW，功率因數為 0.8, Tmax= 5200小時/年。(2) 、 220kV 電壓級：架空線 5 回,每回平均輸送容量 5000kW。 220kV 最大負荷 250MW, 最小負荷200MW，功率因數為 0.85, Tmax= 4500小時/年。( 3)、 500kV 電壓級：架空線 4 回,備用線 1 回。 500kV 與電力系統連接,接受該發電廠的剩余功率。電力系統容量為3500MW，當取基準容量為100MVA時，系統歸算到 500kV母線上的電抗為 0.021。二、設計任務1 、主電路設計(1 )選擇主變壓器臺數、容量及型式；( 2 )主接線設計,通過技術經濟比

27、較,確定主接線方案；2、進行各電壓等級的短路電流計算；3、選擇各電壓級主要電氣設備,并校驗各電壓級的開關設備；4、繪制圖紙：發電廠升壓站一次接線圖。三、設計成品1 、 .設計說明書：每人一份,獨力完成所要求的設計內容。書寫工整,簡明扼要,分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書(整理過的計算過程)。2、圖紙一張：整潔,線條粗細分明；布置勻稱,比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。小型凝汽式火力發電廠電氣部分設計一、原始資料1、發電機數據：型號：QFS15 2;參數：Pe=15MW Ue=10.5KVLe=1031Acos?=0.8 X =0.1412、發電廠與系統連接情況：本電廠通

28、過一條 35KV 線路與系統相連（系統電抗標么值為0.5，基準容量 100MW，基準電壓為平均額定電壓）3、負荷情況：發電機機壓負荷：最大負荷18MW，最小負荷12MW，平均功率因數 cos?=0.8，最大負荷利用小時數 Tmax=5500 小時，共 8 回線，每回線最大輸送功率 2MW。4、電廠廠用電率 9，廠用高壓采用 6KV 供電。5、環境條件：（1）年最高氣溫40 C，最低氣溫-8 C,最熱月平均氣溫 33 C；（ 2） 海拔高度 520m;（ 3） 非污染地區；（ 4）主導風向：西北風二、設計任務1、發電廠主變壓器臺數，容量及型號的選擇；2、主接線方案的確定；3、短路電流計算及電氣設

29、備選擇（斷路器、隔離開關）。三、設計成品1 、 . 設計說明書：每人一份，獨力完成所要求的設計內容。書寫工整，簡明扼要，分析論 證條理清晰。且附必要的數據計算書（整理過的計算過程） 。2、圖紙一張：整潔，線條粗細分明；布置勻稱，比例適宜；文字、圖形符號準確、尺寸 標注規則無誤。某城區變電所一次部分設計一、原始資料1電力系統接線簡圖：50KM45KM為點橋線B系統（無窮大系統）X*= 0.231Sj = 1 0OM 必. 待 illOKV 電所 .:硏KW 條出線 WKV&條出線2、系統及負荷情況： （1 ）、35kV負荷數據表如下：負荷名稱P(kW)供電方式線路長度回路數cos負荷18000架

30、空進線1610.9負荷26000架空進線1720.9負荷36000架空進線2920.9負荷42000架空進線22.510.8負荷55000架空進線12.510.8負荷6600架空進線9.810.8535kV側負荷同時率為 0.85年最大負荷利用小時數Tmax=5500h（2）、10kV負荷數據表如下:負荷名稱P(kW)供電方式線路長度回路數cos負荷12000架空進線510.85負荷23000架空進線1510.85負荷32000架空進線2110.8負荷42000架空進線1520.8負荷52000架空進線820.85負荷62000架空進線1220.8負荷72000架空進線1020.8負荷81000架空進線1010.8510kV側負荷同時率為 0.9年