发电厂电气部分课程设计

发电厂电气部分课程设计郭琳引用发电厂电气部分课程设计，听着就有点复杂是吧？但其实啊，咱们把它拆开来看，别说是个课程设计了，就连平时生活中，电能这些事儿你我都常接触。

比如你打开冰箱、用空调、手机充电，电这个家伙随时都在你身边“蹦蹦跳跳”。

说到发电厂电气部分，实际上就是把这些电能从源头上，像一条“巨龙”一样，经过发电、变电、输电一步步传递到千家万户。

看，连字面上的“电气”都能让人想象出一股电流在你脑袋里“滋滋”地窜来窜去，闪电一样那么神奇。

所以啊，今天我就带你们绕一绕发电厂电气部分的基本框架，顺便说说那些你可能听过，但又不太明白的电力设施，咱们一起拆开看。

发电厂最核心的部分肯定是发电机了。

发电机就像是电的“生产线”，它负责将机械能转化为电能。

其实发电机的工作原理很简单，就是通过机械驱动转子，产生变化的磁场，再通过导体切割磁力线，进而产生电流。

你看，简单的一句话，做出来可不是件容易的事儿。

不过嘛，一旦做成了，电流就像源源不断的泉水，从发电机流出来，流向外界。

你想想，这就好比是你家的水龙头打开后，水源源不断地流出来，清凉又舒畅。

就这么一条“水管”，连接了千家万户，每个人都能用上电，简直就是神奇了。

说到电，变电站你一定听过吧。

没错，变电站就是发电厂电气部分中的一个关键角色。

它的主要任务就是将发电厂输出的高电压电能，通过变压器“降压”，然后再送到输电线。

要是没有变电站，那你家里的电压可能就会像坐过山车一样忽高忽低，别说用电了，连电器都可能“遭殃”！而且变电站不像是个普通的建筑物，它看起来常常是那种灰头土脸，铁塔林立的地方，外面一圈铁丝网，像是进了某个秘密基地，感觉非常神秘。

其实呢，它的内部是一个充满智慧的地方，充满了各种高科技设备，电流的调控、传输都在这里完成，简直就是电力的“大脑”。

再来说说输电线路吧。

你要知道，电从发电厂发出到你家，远不是一条直线就能搞定的，得通过长长的输电线路。

那些高高的铁塔就像是支撑电网的大柱子，它们把电送到很远的地方。

发电厂电气课程设计任务书
一、课程设计目的和要求
1.目的发电厂电气部分课程设计是在学生学习《发电厂电气部分》后的一次综合训练，通过这次训练不仅使学生复习巩固了本课程及其它课程的有关内容，而且增强学生工程观念，培养他们的电气设计能力
2.要求
1)熟悉国家能源开发策略和有关的技术规程、规定，树立供电必须安全可靠、经济的观念;
2)掌握发电厂初步设计的基本方法和主要内容:
3)熟悉发电厂初步设计的基本计算;
4)学习工程设计说明书的撰写。

1.发电厂情况:
(1)类型:水电厂;水电厂机组容量与台数:4X50MW，发电机端电压，cos0.85:发电厂年利用小时数Tmax4000hMaX
(2)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1000m
2．电力系统负荷情况:
(1)发电厂电压负荷:最大10MW，最小8MW，cos0.85，
Tmax4000h.
(2)35KV电压负荷:最大200MW，最小100MW，cos0.8，
Tmax3800h.
(3)其余功率送入110KV系统，系统容量1000MVA。

归算到
110KV母线阻抗，其中S100MVA:自用电3%
(4)供电线路数目
1．发电机电压，架空线路6回，每回输送容量2MW，cOS0.85 架空线路6回，每回输送容量20MW，cOS0.85
架空线路2回，与系统连接。

三．设计成果
1.课程设计说明书一份。

2.发电厂电气主接线图一张。

3.课程设计计算书一份。

发电厂电气部分课程设计一、设计任务设计一台火力发电厂的电气系统，包括发电机、变电站、输电线路、配电室等。

二、设计要求1.确定发电机额定功率和其对应的电气参数，如电压、电流等。

2.设计变电站，包括选择合适的变压器、开关设备与控制系统等，以提高电气系统功率传输效率。

3.建立适当的输电线路，以提供稳定、高效的电力传输。

4.设计配电室，包括选择合适的组合电器、保护装置与监测系统等，以防止电气系统失效、故障和危险。

三、设计流程1.确定并计算发电机的电气参数，包括额定功率、电压、电流等，以建立发电机模型。

2.选择变电站设备，并建立变电站模型，以确定变压器的变比，开关设备和控制系统。

3.设计输电线路，考虑线路材料、长度、负荷情况等因素，以保证稳定、高效的电力传输。

4.选择组合电器、保护装置与监测系统，并建立配电室模型，以保证电气系统的安全性、可靠性和稳定性。

5.对整个电气系统进行系统集成，并进行仿真和测试，以确保其适应各种工况下的电气负载和波动。

四、设计结果1.确定发电机额定功率为1000MW，额定电压为22kV，额定电流为45A。

2.选择变压器为单相变压器，变比为10:1，开关设备和控制系统采用数字化技术。

3.设计输电线路长度为50km，材料为铜导线，负荷为800MW，考虑了电阻和电感的影响。

4.选择组合电器设备为高压开关、电容器和补偿装置，保护装置采用继电器保护和数字化保护设备，监测系统为远程监控系统。

5.综合整个系统，进行仿真和测试，结果表明电气系统可以满足各种工况下的电气负载和波动。

五、结论通过以上设计，可以有效地提高电气系统的效率和稳定性，保证了火力发电厂的稳定供电。

此外，电气系统的安全性和可靠性都得到了充分考虑和保证。

发电厂电气部分课程设计一、设计概述本课程设计旨在让学生了解发电厂的电气部分的基本原理和运行机制，为学生提供实践操作的机会，培养学生在电气工程领域的技能和能力。

通过本课程设计，学生将深入学习发电厂电气系统的设计、运行和故障排除。

二、设计目标1.理解发电厂的电气系统的组成和工作原理。

2.学习发电厂电气设备的选型、安装和调试。

3.掌握发电厂电气设备的运行维护和故障排除技巧。

4.能够进行发电厂电气系统的设计和改进。

三、设计内容本课程设计主要包括以下几个方面的内容：1. 发电厂电气系统的组成和工作原理•学习发电厂电气系统的组成和各部分设备的功能。

•了解发电厂电气系统的工作原理和工作过程。

•分析发电厂电气系统的运行特点和需求。

2. 发电厂电气设备的选型、安装和调试•学习发电厂电气设备的选型原则和方法。

•掌握发电厂电气设备的安装和调试技术。

•学习电气设备的运行参数调整和优化方法。

3. 发电厂电气设备的运行维护和故障排除•掌握发电厂电气设备的日常运行维护方法。

•学习电气设备的故障检修和故障排除技巧。

•了解电气设备的故障分析和预防措施。

4. 发电厂电气系统的设计和改进•学习发电厂电气系统的设计方法和原则。

•掌握电气系统的改进和升级技术。

•进行实际发电厂电气系统的设计和改进。

四、设计步骤1.学习发电厂电气系统的基本知识和原理。

2.进行发电厂电气设备的选型和配套计算。

3.编制电气系统的设计方案和施工图纸。

4.安装和调试电气设备。

5.进行电气系统的运行和维护。

6.掌握电气设备故障排除和分析方法。

7.对电气系统进行改进和优化。

五、设计要求1.设计文档需要使用Markdown文本格式进行编写。

2.文档字数不少于1200字。

3.图表和表格需要清晰明确，便于理解和演示。

4.设计步骤需要详细说明和解释，确保学生能够按照步骤进行实际操作。

六、评估方式根据学生对课程设计的实际操作和设计文档的质量，教师可以采用以下方式进行评估：1.实际操作评估：根据学生的实际操作表现和操作结果进行评估。

第一章概述 ___________________________________________________________11.1课程设计目的 ____________________________________________________________ 11.2设计原始资料 ____________________________________________________________ 11.3设计原则________________________________________________________________ 1 第二章方案设计________________________________________________________32.1原始资料分析 ____________________________________________________________ 32.2发电厂接线方案比较_______________________________________________________ 32.2.1 主接线方案拟定 ______________________________________________________ 32.2.2各方案比较___________________________________________________________ 62.3主变的选择______________________________________________________________ 82.3.1相数的选择___________________________________________________________ 82.3.2 绕组数量的选择 ______________________________________________________ 82.3.3连接方式的选择_______________________________________________________ 82.3.4普通型和自耦型选择___________________________________________________ 82.3.5调压方式的选择_______________________________________________________ 82.4各级电压中性点运行方式选择 _______________________________________________ 9 第三章短路电流的计算__________________________________________________ 103.1短路形成的原因 _________________________________________________________ 103.2短路的危害 _____________________________________________________________ 103.3短路的类型______________________________________________________________ 103.4短路电流计算的目的______________________________________________________ 103.5短路电流的计算方法以及短路点的选取 ______________________________________ 11 第四章厂用电设计 _____________________________________________________ 234.1厂用电负荷 _____________________________________________________________ 234.2厂用电电压等级________________________________________________________ 234.3厂用变压器的选择_______________________________________________________ 234.3.1相数的选择__________________________________________________________ 234.3.2绕组数量的选择______________________________________________________ 234.3.3联结组别的选择______________________________________________________ 234.3.4厂用变容量的计算____________________________________________________ 244.4厂用电源及接线方式______________________________________________________ 244.4.1 工作电源___________________________________________________________ 244.4.2 备用电源和启动电源__________________________________________________ 244.4.3 事故保安电源 _______________________________________________________ 244.5厂用电接线方式_________________________________________________________ 244.6厂用电短路计算_________________________________________________________ 254.7厂用电动机的自启动校验__________________________________________________ 304.7.1电动机的自启动的概念和必要性_________________________________________ 304.7.2电动机自启动时母线电压的校验_________________________________________ 31 第五章导体、电气设备选择及校验 _________________________________________ 325.1选择电气一次设备遵循的条件 ______________________________________________ 325.2导线的选择及校验________________________________________________________ 325.2.1发电机侧导体选择____________________________________________________ 325.2.2主变到系统导体选择__________________________________________________ 345.3断路器的选择与校验______________________________________________________ 365.3.1主变到系统侧断路器选择 ______________________________________________ 365.3.2发电机到母线汇流点的断路器选择_______________________________________ 375.3.3厂用变高压侧到母线汇流点的断路器的选择_______________________________ 385.3.4 厂用变压器低压侧到厂用母线的断路器选择_______________________________ 395.3.5厂用负荷到厂用母线断路器的选择_______________________________________ 405.4隔离开关的选择与校验____________________________________________________ 415.4.1主变到系统侧隔离开关选择 ____________________________________________ 425.4.2发电机到母线汇流点的隔离开关选择_____________________________________ 425.4.3厂用变高压侧到母线汇流点的隔离开关选择_______________________________ 435.4.4 厂用变压器低压侧到厂用母线隔离开关选择_______________________________ 445.4.5厂用负荷到厂用母线的隔离开关选择_____________________________________ 455.5互感器的选择与校验______________________________________________________ 465.5.1 电压互感器的选择 ___________________________________________________ 465.5.2电流互感器的选择与校验 ______________________________________________ 465.6绝缘子串和套管的选择____________________________________________________ 485.6.1 穿墙套管的选择 _____________________________________________________ 485.6.2 支柱绝缘子的选择 ___________________________________________________ 485.6.3 悬式绝缘子的选择 ___________________________________________________ 485.7熔断器的选择 ___________________________________________________________ 49 第六章发电厂配电装置设计 ______________________________________________ 496.1布置原则 _______________________________________________________________ 496.2布置型式 _______________________________________________________________ 506.3配电装置的选择和校验____________________________________________________ 51 第七章过压保护和接地__________________________________________________ 527.1电气设备绝缘配合原则____________________________________________________ 527.2过电压保护方式__________________________________________________________ 537.2.1过电压 _____________________________________________________________ 537.2.2 避雷针、避雷线、避雷针的选择________________________________________ 537.3接地系统 _______________________________________________________________ 54 第八章继保配置规划 ___________________________________________________ 558.1继电保护配置 ___________________________________________________________ 558.2电站综合自动化 _________________________________________________________ 558.3测量系统_______________________________________________________________ 578.4同期装置_______________________________________________________________ 578.5信号系统设置 ___________________________________________________________ 578.6直流系统设置 ___________________________________________________________ 58 第九章课程设计总结与心得体会 ___________________________________________ 59附录 _______________________________________________________________ 60 参考文献____________________________________________________________ 61摘要：电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

发电厂电气部分第五版课程设计一、前言本文档是针对发电厂电气部分第五版的课程设计所编写的。

本课程设计主要涵盖了电气装置原理、电力系统分析、保护与控制等重要内容，旨在培养学生掌握电力系统方面的基本理论和技能，具备初步的工程应用能力。

二、课程设计概述2.1 设计目标本次课程设计旨在让学生在理论知识和实践技能两方面得到全面发展，培养其动手操作、分析和解决问题的能力。

具体目标如下：•掌握电气装置原理及其基本结构；•能够分析和解决电力系统的故障问题；•熟悉保护与控制的基本原理和实现方法；•具备一定的电力系统调试和运行能力；•了解电能质量控制的相关知识和技术。

2.2 设计内容本次课程设计主要包含以下内容：•电气装置原理及其基本结构；•电力系统分析；•保护与控制；•电力系统调试和运行；•电能质量控制。

2.3 设计要求•学生需在课程设计中充分发挥主观能动性，独立思考和解决问题；•设计结果须能实现相应的电力系统控制方案；•设计报告应准确、清晰、简明，格式规范。

三、具体设计方案3.1 设备与实验本次课程设计主要需要使用以下设备：•电能质量分析仪；•电力系统保护与控制设备；•发电机组；•变压器；•电缆线路；•电容器、电抗器等电气元件。

3.2 设计步骤3.2.1 基本设备检查和调试在正式进行课程设计前，需对设备进行检查和调试。

具体步骤包括：•确认所需设备是否齐全并处于正常工作状态；•调试发电机组、变压器等检测设备是否正常；•对电气元件进行通电测试，测试其电气参数是否正常。

3.2.2 电力系统分析根据所设计的电力系统参数，进行系统仿真和分析。

具体步骤为：•确认电力系统的拓扑结构和参数；•进行电力系统故障分析，包括短路故障、接地故障等；•对电力系统进行负荷仿真，分析电气设备的运行状态以及对电网的影响。

3.2.3 保护与控制针对电力系统的保护和控制进行设计，并实现相应的保护和控制方案。

具体步骤为：•设计电力系统的保护方案，包括过流保护、过电压保护等；•设计电力系统的控制方案，包括电容器无功补偿、电抗器无功补偿等；•确认相应的保护和控制策略。

发电厂电气部分课程设计设计题目火力发电厂电气主接线设计指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期发电厂电气部分课程设计任务书一、设计题目火力发电厂电气主接线设计二、设计任务根据所提供的某火力发电厂原始资料（详见附1），完成以下设计任务：1. 对原始资料的分析2. 主接线方案的拟定（至少两个方案）3. 变压器台数和容量的选择4. 所选方案的经济比较5. 主接线最终方案的确定三、设计计划本课程设计时间为一周，具体安排如下：第1天：查阅相关材料，熟悉设计任务第2 ~ 3天：分析原始资料，拟定主接线方案第4天：选择主变压器的台数和容量，对方案进行经济比较第5 ~ 6天：绘制主接线方案图，整理设计说明书第7天：答辩四、设计要求1. 按照设计计划按时完成2. 设计成果包括：设计说明书（模板及格式要求详见附2和附3）一份、主接线方案图（A3）一张指导教师：教研室主任：时间：摘要发电厂是电力系统的重要组成部分,也直接影响整个电力系统的安全与运行。

在发电厂中，一次接线和二次接线都是其电气部分的重要组成部分。

发电厂一次接线，即发电厂电气主接线。

其代表了发电厂高电压、大电流的电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分。

它直接影响电力生产运行的可靠性与灵活性，同时对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式等诸多方面有决定性的关系。

本设计是对配有2 ⨯ 50MW供热式机组， 2 ⨯ 600MW凝汽式机组的的大型火力发电厂电气主接线的设计，包括对原始资料的分析、主接线方案的拟定、变压器台数和容量的选择、方案的经济比较、主接线最终方案的确定。

关键词：火力发电厂；电气主接线目录1 前言 (5)2 原始资料分析 (6)2.1 工程情况 (6)2.2 电力系统情况 (6)3 主接线方案的拟定 (8)3.1 10.5kV电压级 (8)3.2 220kV电压级 (8)3.3 500kV电压级 (8)4 变压器的选择 (10)4.1 主变压器 (10)4.2 联络变压器 (10)5 方案的经济比较 (12)5.1 一次投资计算 (12)5.2 年运行费计算 (12)5.3 年费用计算 (12)6 主接线最终方案的确定 (13)7 结论 (14)8 参考文献 (15)1 前言电能是一种清洁的二次能源。

1 设计原始题目1.1 具体题目某400MW发电机组采用全连式离相封闭母线。

发电机额定功率400MW，额定电压25kV，cos=0.85ϕ，额定电流10200A。

全连式离相封闭母线尺寸：导体外径为W 500Dφ=mm，导体厚度为W 12δ=mm，外壳外径为s 1000Dφ=mm，外壳内径为s 984dφ=mm，外壳厚度为s 8δ=mm，相间距离为a=1.4m。

封闭母线铝导体最热点温度为W 90t=°C，铝外壳最热点温度为s 70t=°C，周围环境温度为s 38t=°C。

当封闭母线额定电流取12500A，试计算该封闭母线的发热量和散热量，并做热平衡校验。

1.2 要完成的内容母线是电力系统内部的电力线路，它连接着各种电机和电器以传输电流和功率，并通过配电装置分配电能。

在发电厂和变电站中，母线大多采用硬铝或铝锰、铝镁合金做成。

无论正常情况下通过工作电流，或短路时通过短路电流，母线都要发热。

为使母线发热温度不超过最高允许温度，需要分析发热过程并进行计算。

2 分析要设计的课题内容2.1 计算的意义导体的发热计算是根据能量守恒原理，即导体产生的热量与耗散的热量应相等来进行计算的。

导体的发热来自导体电阻损耗的热量。

热量的耗散有对流、辐射和导热三种形式。

封闭母线的发热由母线导体发热和外壳发热两部分组成。

散热是以辐射和对流形式将热量从母线导体传至外壳（介质），再从外壳（介质）传到周围空气中去。

针对本题的全连式离相封闭母线，首先要校验导体的热平衡，然后校验外壳的热平衡，最后校验封闭母线的总发热量和总散热量，根据其比值确定发热与散热是否符合要求。

对封闭母线热平衡进行校验可以用于设备的选型，防止设备烧坏，为系统设计，新建站设备选型，运行方式制定，继电保护整定等环节提供依据。

若封闭母线的热平衡不能满足要求，则对设备和电站都会造成安全隐患，所以对母线热平衡进行校验是十分重要的。

2.2 热平衡校验2.2.1 导体的发热、散热与热平衡（1）导体的发热 ①集肤效应系数[][]3.75w w w w wfw 10.0016(75)10.0016(75)10.03 1.0510K D θδθδ⎧⎧⎫⎫----⎪⎪=+⨯=⎨⎬⎨⎬⎪⎪⎭⎭⎩⎩②90℃时单位长度导体电阻620w w wfw w w[10.004(20)]2.15510(/m)π()R K D ρθδδ-+-==⨯Ω-③当通过电流w 12500A I =时，导体发热损耗量 22wR s s w s 336.719(W/m)Q I R I R ===式中 w R —母线导体的电阻； wf K —导体集肤效应系数； w θ—导体最高运行温度； w D —圆管导体外径； w δ—圆管导体壁厚； 20ρ—导体电阻系数。

发电厂电气部分教案章节一：电力系统概述教学目标：1. 了解电力系统的定义、功能和分类。

2. 掌握电力系统的组成和各部分的作用。

3. 了解电力系统的运行方式和特点。

教学内容：1. 电力系统的定义和功能。

2. 电力系统的分类。

3. 电力系统的组成：发电机、变压器、输电线路、配电线路、电力用户等。

4. 电力系统的运行方式：单相交流、三相交流、直流输电等。

5. 电力系统的特点：高压、大电流、远距离传输等。

教学方法：1. 讲授法：讲解电力系统的定义、功能、分类和运行方式。

2. 案例分析法：分析实际电力系统的组成和特点。

章节二：发电厂电气设备教学目标：1. 了解火力发电厂和核电站的电气设备组成。

2. 掌握各类电气设备的工作原理和性能。

3. 了解电气设备的分类和特点。

教学内容：1. 火力发电厂电气设备：发电机、变压器、母线、断路器等。

2. 核电站电气设备：发电机、变压器、核岛设备、常规岛设备等。

3. 电气设备的工作原理和性能：电磁感应、绝缘、断路等。

4. 电气设备的分类：一次设备、二次设备、辅助设备等。

5. 电气设备的特点：高压、高温、大电流等。

教学方法：1. 讲授法：讲解火力发电厂和核电站的电气设备组成。

2. 实验法：观察和分析电气设备的工作原理和性能。

章节三：电力系统保护教学目标：1. 了解电力系统保护的定义和作用。

2. 掌握电力系统保护的分类和原理。

3. 了解常见保护装置的结构和功能。

教学内容：1. 电力系统保护的定义和作用：防止电力系统故障和事故扩大，保障电力系统安全运行。

2. 电力系统保护的分类：继电保护、差动保护、接地保护等。

3. 保护原理：电气量保护、非电气量保护、综合保护等。

4. 常见保护装置：断路器、继电器、保护继电器等。

5. 保护装置的配置和整定：根据电力系统的要求进行保护装置的选择和参数设置。

教学方法：1. 讲授法：讲解电力系统保护的定义、分类和原理。

2. 实验法：观察和分析保护装置的结构和功能。

发电厂电气部分第三版课程设计1. 前言本文档是发电厂电气部分第三版课程设计的具体实施计划。

这个课程的目的是为学生提供关于发电厂电气部分的基础知识，包括电力系统和电机控制等方面。

同时，本课程设计旨在培养学生解决实际问题的能力，提高其电气工程技能。

2. 课程设计背景为了更好地教学和培养电气工程技术人才，发电厂电气部分改进了课程教学计划，将第一版教学计划进行了修改和完善，形成了第三版发电厂电气部分课程设计。

本课程设计要求学生在理论学习的同时，积极参与实践，通过实际的项目设计，锻炼解决问题的能力，提高电气工程技能。

3. 课程设计目标•提高学生的电气工程知识水平，掌握电力系统和电机控制方面的基础理论和技能；•能够完成电气工程的实际设计和实施，培养工程实践能力；•提高学生解决实际问题的能力，提升创新意识。

4. 课程设计内容4.1 理论学习本课程设计的第一部分是理论学习，主要包括电力系统和电机控制两个方面。

其中，电力系统学习内容包括电力系统的构成、运行原理以及电力系统的维护和保护。

电机控制的学习内容包括电机的原理、特性和控制方法等。

4.2 课程实践本课程设计的第二部分是课程实践。

在实践的部分，学生需要掌握实际工程设计的方法和过程，具体包括以下内容：•了解某一发电厂的电力系统构成及电机控制方法；•实地调查该发电厂电力系统，制定相应的设计方案；•根据实际需求，设计发电厂电气系统的控制系统和保护系统；•通过实际操作，对发电厂电力系统进行优化和维护。

在课程实践中，学生需要完成如下任务：•制定整个电气系统设计方案，包括电力系统和电机控制方案；•组织小型发电机组的装配和调试；•通过实际操作，对发电机组进行优化和维护；•进行电气系统运行状态监测和分析，确保设备的正常运行。

5. 课程设计成果展示本课程设计的最终成果是学生通过实践设计出的电气系统设计方案和实际操作结果。

学生通过实践，切实提高了电气工程技能，培养了解决实际问题的能力。