发电厂电气部分课程设计
评语：
考 勤
（10） 守 纪
（10） 设计过程
（40） 设计报告
（30）
小组答辩
（10） 总成绩
（100）
专 业： 电气工程及其自动化
班 级： 电
姓 名：
学 号： 2
指导教师：
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2013年7月12日发电厂电气部分课程设计报告
1 1 设计原始题目
1.1 具体题目
某发电厂中发电机—变压器单元接线的升压变压器为三相三绕组自耦变压器，其相关数据如下：额定容量为240/240/120，额定电压为242/121/15.75kV，额定短路损耗为12400kWp、13320kWp、23340kWp，额定空载损耗为0130kWp。
(1) 计算各绕组在以下4种运行方式中的负荷（设各侧负荷功率因数相等）
① 110kV侧断开，发电机向220kV系统输送100功率；
② 220kV侧断开，发电机向110kV系统输送100功率；
③ 发电机和110kV系统各向220kV系统输送100功率；
④ 发电机和220kV系统各向110kV系统输送100功率；
(2) 用两种方法计算变压器在上述四种运行方式下各自的总损耗。
1.2 要完成的内容
了解自耦变压器的组成、运行方式的种类以及熟悉其定量计算的原则和公式，并理解自耦变压器的优缺点。本次题目就是通过自耦变压器的不同运行方式的定量计算来让我们学生了解其中的不同和变化之处。
2 设计课题的计算与分析
2.1 计算的意义
自耦变压器的运行方式有联合运行方式、纯自耦运行方式及纯变压运行方式3种。本次的计算让我更加清楚不同运行的方式下系统中的功率交换的方向、三绕组自耦变压器在联合运行方式下的绕组上电流的分布和流动情况，以及在纯变压运行方式下最大传输功率和额定容量的联系。
《发电厂电气主系统》课程教学大纲
课程名称：发电厂电气主系统 (Main Electrical System of Power Plant)
课程编号：CN103130B
学 分：2
总 学 时：32
适用专业：电气工程及其自动化
先修课程：《高等数学》、《电路》、《电力系统分析》等
一、课程的性质、目的与任务
本课程是电气工程及其自动化专业任选课程之一，其教育目标是使学生树立工程观点，掌握发电厂电气主系统的设计方法，并在分析、计算和解决实际工程能力等方面得到训练，为以后从事设计、运行和科研工作，奠定必需的理论基础。
二、教学基本要求
1.了解发电厂和变电所的类型；了解发电厂电气主系统中主要设备名称、功能和用途。
2.理解对电气主接线的基本要求；掌握主接线的基本接线形式；理解主变压器型式、台数、容量的选择方法；了解限制短路电流的方法；了解各种类型发电厂和变电所主接线的特点；理解电气主接线的设计原则和步骤。
3.理解厂用电接线的设计原则和接线形式；了解不同类型发电厂的厂用电接线；理解厂用变压器和电抗器的选择；了解厂用电动机的选择方法和自启动校验方法。
4.了解导体的发热和散热；理解导体载流量计算方法；掌握导体短时发热时热效应计算方法；了解大电流导体附近钢结构发热；掌握导体短路时的电动力计算；了解大电流封闭母线的发热和电动力；掌握母线、输电线路、电力电缆选择、校核方法。
5.掌握电器选择的一般条件；了解交流电弧产生、熄灭的物理过程，熟悉断路器的工作原理；掌握断路器、隔离开关的选择和校核方法；掌握电流互感器、电压互感器的用途、工作原理、接线方式；理解互感器在主接线中的配置原则；了解电抗器的选择、校核方法；了解高压熔断器的选择方法。
6.理解配电装置安全净距概念；了解户内配电装置布置方法；了解户外配电装置布置方法：了解成套配电装置的布置方法。
三、教学内容
（一）绪论 2学时
1发电厂和变电所的类型；
1-1简述火电厂的分类，其电能生产过程及其特点
答：火电厂的分类：1.按原动机分：凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂等。2.按燃料分：燃煤发电厂（煤炭），燃油发电厂（石油提取汽油，煤油，柴油后的渣油），燃气发电厂（天然气，煤气），余热发电厂（工业余热）还有利用垃圾和工业废料的发电厂。3.按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂（蒸汽压力3.92MPa，温度450℃，电机功率小于25MW），高压发电厂（9.9MPa。540℃，100MW），超高压发电厂（13.83MPa,540/540℃，200MW）,亚临界压力发电厂（16.77MPa,540/540℃，300~1000MW），超临界压力发电厂（大于22.11MPa,550/550℃，机组功率600MW,800MW及以上），超超临界压力发电厂（26.25MPa，600/600℃，机组功率1000MW及以上）4.按输出源分：凝汽式汽轮机发电厂（只能向外供应电能，效率较低，只有30％~40％），热电厂（同时向外供应电能和热能的电厂，效率较高，60％~70％）
火电厂的电能生产过程：1.燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统。2.锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动机轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统。3.由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，将机械能变为电能，称为电气系统。（凝汽式火电厂电力生产过程）
特点：1.火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。2.火电厂的一次性建设投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一般左右，建造工期短，发电设备利用小时数较高。3.火电厂耗煤量大。4.火电厂动力设备繁多，发电组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多与水电厂，运行费用高。5.燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几小时到十几小时，并附加耗用大量燃料。6.火电厂担负调峰、调频或事故备用时，相应的事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。7.火电厂的各种排放物对环境污染较大。
发电⼚电⽓不分第五版部分课后题答案
1、
什么叫电⽓主接线？对电⽓主接线有哪些基本要求？
答：电⽓主接线⼜称为电⽓⼀次接线，它是将电⽓设备以规定的图形和⽂字符号，按电能⽣产、传输、分配顺序及相关要求绘制的单相接线图。基本要求：可靠性、灵活性和经济性。5、电⽓主接线有哪些基本形式？绘图并说明各接线形式的优缺点。
答：单母线接线及单母线分段接线；双母线接线及双母线分段接线；带旁路母线的单母线和双母线接线；⼀台半断路器及三分之四台断路器接线；变压器母线组接线；单元接线；桥形接线；⾓形接线。6、在主接线⽅案⽐较中主要从哪些⽅⾯来考虑其优越性？
答：经济⽐较；可靠性、灵活性，包括⼤型电⼚、变电站对主接线可靠性若⼲指标的定量计算，最后确定最终⽅案。5、某220kV系统的变电所，拟装设两台容量为50MV A的主变压器，220kV有两回
出线，同时有穿越功率通过，中压为110kV，出线为4回，低压为10kV，有12回出线，试拟定⼀技术较为合理的主接线⽅案，并画出主接线图加以说明。
答：220kv 2回双母线带旁母；110kv 4回单母线分段带旁母；10kv 12回双母线不分段；
作业：P62页2-1，2-62-1 哪些设备属于⼀次设备？哪些设备属于⼆次设备？其功能是什么？
注：基本是没有写错的啊就是有些同学的答案不全需要把⼀次设备和⼆次设备的功能和设备类型名称写全2-6 简述交流500kv变电站电⽓主接线形式及其特点
4-2 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运⾏中，对它们的操作程序应遵循哪些重要原则？
答：断路器带有专门灭弧装置，可以开断负荷电流和短路故障电流；隔离开关⽆灭弧装置，主要作⽤是在检修时可形成明显开断点。操作中需要注意不可带负荷拉⼑闸，送电时先合母线侧隔离开关再合线路侧隔离开关最后合上断路器停电时先断开断路器再断开线路侧隔离开关最后断开母线侧隔离开关4-3 主母线和旁路母线各起什么作⽤？设置专⽤旁路断路器和以母联断路器或分段断路器兼做旁路断路器，各有什么特点？检修出现断路器时，如何操作？
