一篇发电厂电气部分课程设计[1]

前言

水力发电厂简称水电厂，又称水电站，是把水的位能和动能转换成电能的工厂。它的基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，江水能转变为机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。

水电厂的特点有：

（1）可综合利用水能资源（2）发电成本低、效率高（3）运行灵活（4）谁能可储蓄和调节（5）水力发电不污染环境（6）水电厂建设投资大，工期较长（7）水电厂建设和生产都受到各种条件的限制，因而发电不均衡（8）由于水库的兴建，给农业带来一些不利，还可能在一定程度上破坏自然界的生态平衡。

本次设计为以小型的较重要的水电厂的主接线的设计，要求分为设计报告和图纸两部分，所设计的部分力求概念清楚，层次分明！

本次设计从主接线、主要电器设备选择等几个方面对水电站设计进行了阐述，并绘制了电气主接线图和布置图。

第1章绪论

能源是社会发展的重要的物质基础，随着社会生产的不断发展，人类使用能源不仅在数量上越来越多，而且在品种及构成上也发生了很大的变化。人类对能源质量也要求越来越高。电力是能源工业、基础工业，在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的地位，是实现国家现代化的战略重点。电能也是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量存储的二次能源。电能的发、变、送、配和用，几乎是在同时瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界发展规律。因此，做好电力规划，加强电网建设，就尤为重要。

水电站一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。今后在水力资源丰富而又未充分开发的国家，常规水电站的建设将稳步增长。大型电站的机组单机容量将

向巨型化发展。同时，随着经济发展和能源日益紧张，小水电将受到各国的重视。由于电网调峰、调频、调相的需要，抽水蓄能电站将有较快的发展。而潮汐电站和波浪能电站的建设由于受建站条件及造价等因素制约，在近期内不会有大幅度的增长。各类电站的自动化和远动化将进一步完善和推广。

第2章电气主接线

2.1原始资料

（1）某电厂装机

MW

SFW30

3?

-，kV

U N5.10

=

，

8.0

cos=

φ

。

设备年利用小时数

a

h

4100

，电站以2回

kV

110电压等级输电线路送入km

80外的系统（无近区

负荷）。

（2）对原始资料分析（1）工程状况

通过对原始资料的分析可知，单机容量在

MW

50以下，设备年利用小时数在h

5000

3000-范围

之内，该电厂为小型重要水电站，主要承担腰荷。因此，其主接线以供电可靠性高、供电调度灵活为主选择接线方式。

（2）电力系统情况

该电厂为重要水电站，在

10

5-年内不扩建。

我国一般对

kV

35及以下电压电力系统采用中性点非直接接地系统，有称小电流接地系统。原始资

料中发电机出口电压为

kV

5.

10，故发电机采用非直接接地方式，目前，广泛应用的是经消弧线圈接地方

式或经中性点接地变压器接地。（3）负荷情况

发电机出口侧电压等级为

kV

5.

10，经升压变压器变为kV

110，主要承担距水电站km

80外的系

统，其中无近区负荷，并以2回输电线路送入系统。

（4）其他

环境条件等无具体要求，可按照理想条件设计。

2.2 主接线的设计原则

电气主接线是发电厂、变电所电气设计的重要部分，也是构成电力系统的重要环节。主接线的确定对电力系统整体及发电厂、变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，必须处理好各方面的关系，全面分析有关影

响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线方案，决定电压等级和出线回路数。在选择电气主接线时，应以下方面作为设计依据:

1、发电厂、变电所在电力系统中的地位和作用

（1）电力系统中的发电厂有大型主力电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。大型主力火电厂靠近煤矿或沿海、沿江，并接入330-500kv超高系统；地区电厂靠近城镇，一般接入110-220kv系统，也有的接入330kv系统；企业自备电厂则以对本企业供电供热为主，并与地区110-220kv系统相连。中小型电厂常有发电机电压馈线向附近供电。

（2）电力系统中的变电所有系统枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所三种类型。系统枢纽变电所汇集多个大电源，进行系统功率变换和中压供电，电压为330-500kv；地区重要变电所，电压为220-330kv；一般变电所多为终端和分支变电所，电压为110kv，但也有220kv。

2、发电厂、变电所的分期和最终建设规模

（1）发电厂的机组容量，应根据电力系统规划容量、负荷增长速度和电网结构等因素进行选择，最大机组的容量以占系统总的容量的8-10%为宜。一个厂房内的机组，其台数以不超过6台、容量等级以不超过两种为宜。

（2）变电所根据5-10年电力系统发展规划进行设计。

3、负荷大小和重要性

（1）对于一级负荷必须有两个独立电源供电，且当任何一个电源失去作用后，能保证一级负荷不间断供电。

（2）对于二级负荷一般要有两个独立的电源供电，且当任何一个电源失去作用后，能保证二级负荷不间断供电。

（3）对于三级负荷一般只需一个电源供电。

4、系统备用容量的大小

（1）系统中需要有一定的发电机备用容量。

（2）装有2台（组）及以上的主变压器的变电所，其中一台（组）事故断开，其余主变压器的容量应能保证该所70%的全部负荷，在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷。

5、系统对电气主接线提供的具体资料

（1）出线的电压等级、回路数、出线方向、每回路输送的容量和导线截面积等。

（2）主变压器的台数、容量型号等。

（3）调相机、静止补偿器、并联电抗器、串联电容器补偿装置的型式、数量、容量和运行方式的要求。

（4）系统的短路容量或归算的电抗值。

（5）变压器中性点的接地方式。

（6）系统内过电压的数值及限制过电压的措施。

（7）为保证大系统的稳定性，提出对大机组超高压电气主接线可靠性的特殊要求。

（8）初期及最终发电厂、变电所与系统的连接方式及推荐的初期和最终主接线方案。

2.3 主接线的设计要求

主接线应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。

1、可靠性

（1）发电厂或变电站在电力系统中的地位和作用（容量、电压等级）。

（2）发电厂或变电所接入系统的方式（电压等级、地理位置、接入方式等）。

（3）发电厂或变电所的运行方式及负荷性质。

（4）设备的水平。电器设备制造的水平决定的设备质量和可靠程度直接影响主接线的可靠性。

（5）长期实践运行。主接线可靠性与运行管理和运行值班人员的素质等因素有米奇软席，衡量可靠性的客观标准是实践运行。

2、灵活性

（1）调度要求：可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式以及特殊运行方式下的调度要求。

（2）检修要求：可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响对用户的供电。

（3）扩建要求：应留有发展余地，便于扩建。

3、经济性

（1）节省一次投资。

（2）占地面积小。

（3）电能损失小。

2.4 10kv侧主接线设计

本资料中说明，发电机为

MW

SFW30

3?

-,说明为3台发电机，且单机容量为30MW，说明以三

回10.5KV进入系统，根据相应的资料分析，可采用单母线接线、单母线分段接线、双母线接线三种接线方式。

方案一：单母线分段接线

优点：1、用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。

2、当一段母线故障时，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电，故障时停电范围小；使水电厂供电的可靠性提高。

3、扩建时需向两个方面均衡扩建。

缺点：1、当一段母线或母线侧隔离开关故障或检修时，该母线的回路都要在检修期间停电。

2、当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。

适用范围：适用于6～10KV配电装置出线16回及以下；35～60KV配电装置出线4～8回；110～220KV 配电装置少于4回时。

方案二：单母线接线

优点：接线简单清晰、设备少、投资省、运行操作方便、且便于扩建。

缺点：可靠性及灵活性比较差。

适用范围：只有一台主变压器，10KV出线不超过5回；35KV出线不超过3回；110KV出线不超过2回。

方案三：双母线接线

优点：供电的可靠性高，调度灵活，扩建方便，便于检修和试验。

缺点：使用设备器件多，特别是隔离开关，接线也较复杂，配电装置复杂，投资较多，经济性较差，且操作复杂，运行人员在操作中容易发生误操作。

适用范围：出线带电抗器的6～10KV出线；35～60KV配电装置出线超过8回或连接电源较多，负荷较大时；110KV～220KV出线超过5回时。

综上所述，10kv侧主接线形式可采用单母线分段的接线方式。

2.5 110kv侧主接线设计

110KV侧有两回出线，因而可供选择的有：单母线接线；单母线分段接线；双母线接线和内桥接线。

在采用单母线接线、单母线分段接线或双母线接线的35～110KV主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。

方案1：采用单母线接线

优点：接线简单清晰、设备少操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。

缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障段的供电。

适用范围：一般适用于一台发电机或一台变压器的110-220KV配电装置的出线回路数不超过两回。

方案2：采用单母线分段接线

优点：1、用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，由两个电源供电。

2、当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：1、当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电。

2、当出线为双回路时，常使架空线路出线交叉跨越。

3、扩建时需向两个方向均衡扩建。

适用范围：110-220KV配电装置的出线回路数为3-4回时。

方案3：采用双母线接线

双母线接线有两组母线，并且可以互为备用。

优点：1、供电可靠性高：通过两组母线隔离开关的倒换操作，可以轮流检修一组母线而不致供电中断；一组母线故障后，能迅速恢复供电。

2、调度灵活：各个电源和各回路的负荷可以任意分配，能灵活地适应电力系统中各种运行方式的调度和潮流变化的需要；通过倒换操作可以组成各种运行方式。

3、扩建方便：向母线左右任何方向扩建，不会影响母线的电源和负荷自由组合分配，施工也不会影响原有回路的供电。

缺点：1、倒闸操作复杂，容易误操作。

2、占地面积大，设备多，投资特别大

适用范围：适用于6～10KV配电装置；35～60KV配电装置出线超过8回，或者连接电源较大、负荷较大时；110～220KV出线数为5回及以上时。

方案4：内桥接线

连接桥断路器接在线路断路器的内侧。

优点：1、高压断路器数量少，四回路只需三台断路器。

2、线路的投入和切除比较方便。具有较高的经济性。

缺点：1、变压器的投入和切除操作较复杂，需动作两台断路器，切换主变时一回线路需要暂时停运。

2、出线断路器检修或者维护时，线路需要长时间停运。

3、连接桥断路器检修时，两个回路需要解列运行。

适用范围：容量较小的变电所，并且变压器容量不经常切换或线路较长，故障率较低的情况。

12

34

经过以上分析，110kv侧主接线决定采用单母线分段接线形式。

如下图所示：

第3章变压器选择

在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器；用于两种电压等级之间交换功率的变压器，称为联络变压器；只供本所（厂）用的变压器，称为站（所）用变压器或自用变压器。本章是对变电站主变压器的选择。

3.1 变压器台数、容量的选择

1、主变压器容量一般按变电所建成后5-10年的规划负荷选择，并适当考虑到远期10-20年的负荷发展。对于城郊变电所,主变压器容量应与城市规划相结合。

2、根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定变压器的容量。对于有重要负荷变压器的变电所，应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%-80%。

3、同级电压的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。

我国110KV及以上电压，变压器绕组多采用Y连接；35KV亦采用Y连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35KV以下电压，变压器绕组多采用△连接。

选择主变压器，需考虑如下原则：

1、当不受运输条件限制时，在330KV及以下的发电厂和变电站，均应选用三相变压器。

2、当发电厂与系统连接的电压为500KV时，经技术经济比较后，确定选用三相变压器、两台50%容量三相变压器或单相变压器组。对于单机容量为300MW、并直接升到500KV的，宜选用三相变压器。

3、对于500KV变电所，除需考虑运输条件外，尚应根据所供负荷和系统情况，分析一台（或一组）变压器故障或停电检修时对系统的影响。尤其在建所初期，若主变压器为一组时，当一台单相变压器故障，会使整组变压器退出，造成全网停电；如用总容量相同的多台三相变压器，则不会造成所停电。为此要经过经济论证，来确定选用单相变压器还是三相变压器。

在发电厂或变电站还要根据可靠性、灵活性、经济性等，确定是否需要备用相。

本设计在选择变压器起的时候应该遵循具有发电机电压母线接线的主变压器选择原则，连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器的容量，应考虑以下因素：

（1）当发电机全部投入运行时，在满足发电机电压供电的日最小负荷，并扣除常用负荷后，主变压器应能将发电机电压母线上的剩余有功和无功容量送入系统。

（2）当接在发电机电压母线上的最大一台机组检修或者因供热机组负荷变动而需限制本厂出力时，只变压器应能从电力系统倒送功率，保证发电机电压母线上最大负荷的需求。

（3）若发电机点发母线上接有2台及以上的主变压器时，当其中容量最大的一台因故退出运行时，其他主变压器应能输送母线剩余功率的70%以上。

（4）主变压器应具有从系统倒送功率的能力，以满足发电机电压母线撒谎能够最大负荷的要求。

根据给定的资料，

MW

90

=

ε

P

，

MW

P0

min

≈

，

MW P P S 75.78%708

.00

90%70cos min

=?-=

?-=

φ

εε

N

S S ≤ε

因此由于以上条件，可得变压器的型号是SI10-90000/110，其技术参数如下：

第4章 主要电气设备选择

由于电气设备和载流导体的用途及工作条件各异,因此它们的选择校验项目和方法并不完全相同，但对他们的基本要求却是基本一致的。

电气设备选择的一般原则为：

1、应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要。

2、应按当地环境条件校验。

3、应力求技术先进与经济合理。

5、扩建工程应尽量使新老电气设备型号一致。

6、选用新产品，均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。 技术条件：

选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保证正常运行。同时，所选择导线和电气设备应按短路条件下进行动、热稳定校验。各种高压设备的一般技术条件如下表：

表4-1 高压电器技术条件

4.1 断路器的选择

高压断路器是电气主系统中重要的开关电器。高压断路器主要功能是：正常运行倒换运行方式，把设备或者线路接入电网或者退出运行，起着控制作用；当设备或者线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分的正常运行。高压断路器时开关电器中最为完善的一种设备，其最大的特点是能断开电器中负荷电流和短路电流。

开关电器切断通有电流的线路时，在开关电器的动、静触头分离的瞬间，触头间就会出现电弧。而用高压断路器熄灭交流电弧的基本方法是：

（1）利用灭弧介质

（2）采用特殊金属材料作灭弧触头

（3）利用气体或有吹动电弧

（4）采用多断口熄弧

（5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可是弧隙的电场强度骤降；同时，使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。

4.1.1 高压断路器型式选择：

本次在选择断路器时，考虑了产品的系列化，即尽可能采用同一型号的断路器，以便减少备用件的种类，方便设备的运行和检修。

选择断路器时应满足以下基本要求：

1、在合闸运行时应为良导体，不但能长期通过负荷电流，即使通过短路电流，也应该具有足够的热稳定性和动稳定性。

2、在跳闸状态下应具有良好的绝缘性。

3、应有足够的断路能力和尽可能短的分断时间。

4、应有尽可能长的机械寿命和电气寿命，并要求结构简单、体积小、重量轻、安装维护方便。

4.1.2 断路器选择的具体技术条件

额定电压校验：

UN≥UNs

额定电流校验：

IN＞Imax

开断电流：

INbr>I″

动稳定：

ies＞ish

热稳定：

I t2t>Q k

同样，隔离开关的选择校验条件与断路器相同，并可以适当降低要求。

4.1.3 断路器选择

(1)发电机侧最大持续工作电流：

KA

U P I N N

165.2cos 305.1max =?=

φ

具体选择及校验过程如下：

1、额定电压选择：UN ≥UNs=10.5KV

2、额定电流选择：IN ＞Imax=2.165KA

由以上可得，发电机侧应用SN10-10Ⅲ/3000型号的断路器。 （2）主变压器器低压侧最大持续工作电流：

KA

U P I N N

330.4cos 305.1max =?=

φ

具体选择及校验过程如下：

1、额定电压选择：UN ≥UNs=10.5KV

2、额定电流选择：IN ＞Imax=4.330KA

由以上可得，主变压器低压侧应用SN4-10G/5000型号的断路器。 (3) 主变压器器高压侧最大持续工作电流：

KA

U P I N N

4133.0cos 305.1max =?=

φ

具体选择及校验过程如下：

1、额定电压选择：UN ≥UNs=110KV

2、额定电流选择：IN ＞Imax=0.4133KA

由以上可得，主变压器高压侧应用SN10-10I/630型号的断路器。 （4）110侧出线最大持续工作电流： 与主变压器器高压侧所用断路器的型号相同。 总结断路器的型号如下：

4.2隔离开关的选择

4.2.1 高压隔离开关的主要功能是保证高压电器及装置在检修工作室的安全，不能用于切断、投入负荷电流或开断短路电流，仅可允许用于不产生强大电弧的某些切换操作。

隔离开关的工作特点实在有电压、无负荷电流情况下，分、合电路。其主要功用为：

（1）隔离电压

（2）倒闸操作

（3）分、合小电流

4.2.2 隔离开关选择的具体技术条件

额定电压校验：

UN≥UNs

额定电流校验：

IN＞Imax

开断电流：

INbr>I″

动稳定：

ies＞ish

热稳定：

I t2t>Q k

由此可见，隔离开关的型号选择标准与高压断路器的型号选择标准基本相同，因此一切可按以上断路

器所算得的结果为准，因此，隔离开关的型号如下：

备注：由于为水力发电厂，考虑到各个因素，所有的设备均在屋内，所有所选设备型号也为屋内适用型号。

4.3电流互感器的选择

互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路信息的传感器。互感器将高电压、大电流按比例变成低电压（100、100/√3）和小电流（5、1A），其一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表与继电保护等。

为了确保工作人员在接触测量仪表和继电器时安全，互感器的每一个二次绕组必须有可靠地接地，以防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高压。

互感器包括电流互感器和电压互感器，主要是电磁式的。

电流互感器的在电力系统中被广泛采用，工作原理与变压器相似。

其特点有：

1、一次绕组串联在电路中，并且匝数很少，故一次绕组中的电流安全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。

2、电流互感器的二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下电流互感器近于短路状态下。

其主要作用是:

1、将很大的一次电流转变为标准的5安培或1安培的小电流。

2、为测量装置和继电保护的线圈提供电流。

3、使一次设备和二次设备进行隔离。

4.3.1 电流互感器的选择和配置条件

型式：电流互感器的型式应根据使用环境条件和产品情况选择。对于6～20KV 屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于35KV 及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。

一次回路电压： U g (一次回路工作电压)≤U n (原边工作电压) 一次回路电流： I g.max ≦ （一次回路最大工作电压）≤ I m (原边额定电流)

准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。

二次负荷：S n = I 2N ×I 2N ×Z 2N (VA)

动稳定：

sh i m dw K

式中，

dw

K 是电流互感器动稳定倍数。

热稳定：

2dz I t ∞≤2

m t （I K ）

t

K 为电流互感器的1s 热稳定倍数。

4.3.2电流互感器的选择

（1）发电机侧电流互感器的选择：

KV

U U NS N 5.10=≥

KA

U P I I I N N

N 165.2cos 305.1max max 1=?=

=≥φ

由以上可得，发电机侧电流互感器的型号为： （2）变压器低压侧电流互感器的选择：

KV

U U NS N 5.10=≥

KA

U P I I I N N

N 330.4cos 305.1max max 1=?=

=≥φ

由以上可得，变压器低压侧电流互感器的型号为： （3）变压器高压侧以及110kv 出线侧电流互感器的选择：

KV

U U NS N 110=≥

KA

U P I I I N N

N 4133.0cos 305.1max max 1=?=

=≥φ

由以上可得，变压器高压侧以及110kv 出现侧电流互感器的型号为：

综上所得，可得以下电流互感器型号：

4.4电压互感器的选择

电压互感器实际上是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘绕组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V ，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。

电压互感器的运行情况相当于2次侧开路的变压器，其负载为阻抗较大的测量仪表。

副边电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感器误差之源。

电压互感器副边不能接过多的负载；且要求铁心不饱和(0.6-0.8T)。

4.4.1 电压互感器的选择和配置条件

型式：6～20KV 屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂浇注绝缘结构的电压互感器；35KV ～110KV 配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV 级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。

一次电压

1

u 、

10.9n n

u u u >>，

n

u 为电压互感器额定一次线电压。

二次电压：按表所示选用所需二次额定电压

2n

u 。

表4-8 二次额定电压

准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：

李超红-发电厂电气部分实验报告

实验报告 实验课程：发电厂电气部分 学生姓名：李超红 学号：6100311096 专业班级：电力系统及其自动化11级113班 2013年 12月 4日

南昌大学实验报告 学生姓名：李超红学号：6100311096 专业班级：电自113 实验类型：█验证□综合□设计□创新实验日期：2013.11.28 实验成绩： 一、实验项目名称： 具有灯光和音响监视的断路器控制回路实验 二、实验目的： 1、掌握具有灯光和音响监视的断路器控制回路的工作原理、电路内含的功能特点。 2、理解为使具有灯光和音响监视的断路器控制回路能安全可靠地工作，电路所必须满足对回路监视的基本要求。 3、了解控制开关的触点图表及开关在电路中的应用，掌握具有灯光和音响监视控制回路的接线和动作试验方法。 三、实验基本原理： 具有灯光和音响监视的断路器控制回路如图2—1。控制开关也是封闭式万能转换开关LW2—W—2/F6。与图1—1不同的是，该图在原红、绿两灯的位置中接入合闸位置继电器（简称合位继电器）HWJ和跳闸位置继电器（简称跳位继电器）TWJ。断路器的操作过程如下： 当断路器处于跳闸状态时，跳位继电器TWJ线圈、QF常闭辅助触点和HC线圈组成通路，由于TWJ线圈电阻远大于HC线圈电阻，所以TWJ动作，其常开触点接通了绿灯LD回路，绿灯发光，指示断路器在跳闸位置。当断路器处于合闸位置时，合位继电器HWJ线圈、QF常开辅助触点和TQ线圈组成通路，HWJ也因线圈电阻远大于TQ 电阻而动作，其常开触点接通了红灯HD回路，红灯发光，指示断路器处于合闸位置。其它动作过程与图1—1相似。这里不再叙述。 控制电路图2—1具有失电及回路断线报警功能：当断路器控制回路熔断器1FU （2FU）熔断时，当断路器合闸后HWJ线圈断线或分闸后TWJ线圈断线时，HWJ和TWJ线圈失电，其常闭触点闭合，其常闭触点接通了光字牌GP回路。GP左侧接通冲击继电器XMJ，预告音响装置XMJ脉冲变压器BL的一次回路接通电源正极，GP右侧

《发电厂电气部分》(含答案版)

《发电厂电气部分》复习 第一章能源和发电 1、火、水、核等发电厂的分类 依据一次能源的不同，发电厂可分为：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等。 火电厂的分类： （1）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。 （2）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂 （3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。 水力发电厂的分类： 按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。 （2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。 核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。 2、抽水蓄能电厂的作用 调峰，填谷，调频，调相，备用。 3、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14 火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个过程可以分为三个系统：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、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，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，把机械能变为电能，称为电气系统。 能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。 4、水力发电厂的基本生产过程 答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。 第二章发电、变电和输电的电气部分 1、一次设备、二次设备的概念 一次设备：通常把生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断

电力系统课程设计

《 电力系统课程设计《三相短路故障分析计算机算法设计》 一． 基础资料 1. 电力系统简单结构图如图 25MW cos 0.8N ?=cos 0.85 N ?=''0.13 d X =火电厂 110MW 负载 图1 电力系统简单结构图 '' 0.264 d X = 2．电力系统参数 如图1所示的系统中K （3） 点发生三相短路故障，分析与计算产生最大可能的故障电流 和功率。 （1）发电机参数如下： 发电机G1：额定的有功功率110MW ，额定电压N U =；次暂态电抗标幺值'' d X =，功率因数N ?cos = 。 … 发电机G2：火电厂共两台机组，每台机组参数为额定的有功功率25MW ；额定电压U N =； 次暂态电抗标幺值'' d X =；额定功率因数N ?cos =。 （2）变压器铭牌参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 变压器T1：型号SF7-10/，变压器额定容量10MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗59kW ，

空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T2：型号，变压器额定容量·A ，一次电压110kV ，短路损耗148kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 变压器T3：型号SFL7-16/，变压器额定容量16MV ·A ，一次电压110kV ，短路损耗86kW ，空载损耗，阻抗电压百分值U K %=，空载电流百分值I 0%=。 （3）线路参数由参考文献《新编工厂电气设备手册》中查得。 线路1：钢芯铝绞线LGJ-120，截面积120㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 对下标的说明 X 0(1)=X 单位长度（正序）；X 0（2）=X 单位长度（负序）。 / 线路2：钢芯铝绞线LGJ-150，截面积150㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 线路3：钢芯铝绞线LGJ-185，截面积185㎜2 ，长度为100㎞，每条线路单位长度的正 序电抗X 0（1）=Ω／㎞；每条线路单位长度的对地电容b 0(1)=×10﹣6 S ／㎞。 （4）负载L ：容量为8＋j6（MV ·A ），负载的电抗标幺值为=* L X ** 22 *L L Q S U ；电动机为2MW ，起动系数为，额定功率因数为。 3．参数数据 设基准容量S B =100MV ·A ；基准电压U B =U av kV 。 （1）S B 的选取是为了计算元件参数标幺值计算方便，取S B -100MV ·A ，可任意设值但必须唯一值进行分析与计算。 （2）U B 的选取是根据所设计的题目可知系统电压有110kV 、6kV 、10kV ，而平均额定电压分别为115、、。平均电压U av 与线路额定电压相差5%的原则，故取U B =U av 。 / （3）'' I 为次暂态短路电流有效值，短路电流周期分量的时间t 等于初值（零）时的有效值。满足产生最大短路电流的三个条件下的最大次暂态短路电流作为计算依据。 （4）M i 为冲击电流，即为短路电流的最大瞬时值（满足产生最大短路电流的三个条件 及时间K t =）。一般取冲击电流M i =2×M K ×''I ='' I 。 （5）M K 为短路电流冲击系数，主要取决于电路衰减时间常数和短路故障的时刻。其范围为1≤M K ≤2，高压网络一般冲击系数M K =。 二．设计任务及设计大纲 1.各元件参数标幺值的计算，并画电力系统短路时的等值电路。 （1）发电机电抗标幺值 N B G G P S 100%X X ?= N ?cos 公式①

发电厂电气部分第四版熊信银

发电厂电气部分例题 6-10（P214)设发电机容量为25MW ，I N =1718A ，最大负荷利用小时T max =6000h ，三相导体水平布置，相间距离 a=0.35m ，发电机出线上短路持续时间t k =0.2s ，短路电流I"=27.2A ，2/t k I =21..9kA,k t I =19.2kA,周围环境温度 400C 。试选择发电机引出导线。 衬垫 ，每跨绝缘子中设一个则取且满足） （导体不发生共振的，）（截面系数则相间应力）（同相条间应力，取临界跨距式之间的截面形状系数、）得条（查图动稳定校验： ，热稳定合格。 ）（）得（查表）（） （时温度校正系数）（，查附表，长期允许载流量）竖放，（选）（查附表）得经济电流密度（查图，则选硬铝矩形导体续工作电流）导体所在回路最大持解：（m 1L ,L L L L m .02275 .33103.611071606.53m EJ f N L ) m (1063.112 125.001.012bh J ,375.3270001.0125.0b h m ) m (17.1f W 10L )m /N (5.264835.0/102.731073.1a /i 1073.1f 101.8h 1.44b W )Pa (102010)5070(Pa 105001 .0125.025.04956h b 2L f W M , m 5.0L )m (71.0f h b L )666206P )(m /N (495610b 1i K 5.2f 7.30K 2175P 103,074.0b h b b 2,08.012510h b )kA (2.732.2729.1I" 2k ish 101252)mm (2500mm 2015.4110.424694 1 k Q C 1S 94 C 205P 126)C (8.531804)171805.1()4070(40I I 73P s 246.4(kA)14898.4 TI")I 10I (I"12t Q Q Q 1.80K C 40355P 3 )A (9.1803I )A (2658328281.0KI I I A 3282I 45.1k 101252 354P 1 )mm (265368 .09.1803J I S 8 .60J 205P 176,h 6000T 4000A )A (9.1803171805.1I 05.1I 1max 'max 6101f max ' 4633m ph ph max 237sh 27ph 5 -266b al ph 6 2 222 b b b b b b 4cr 8sh 212b 12sh 226f k min 0 2 2al 2max 20l a 022t 2/2t 22k np p k 0max C 40al f 2max max N max k k 0=<<=????===?=?===??=ρ??==σ= =???=??=?==?=?-=σ-σ=σ?=???===σ==?λ=-=?==-=+-===??==??=<=???===-=??-+=θ-θ+θ=θ?=+=+++=+===>=?=====??====-=<=?==-----（P214）6-11、选择100MW 发电机和变压器组之间母线桥的导体。已知发电机回路最大持续工作电流I max =6791A ，T max =5200h ，连接母线三相水平布置，相间距离a=0.7m ，最高温度350C ，母线短路电流I"=36kA,短路热效应Q k =421.1(kA)2.s 。

发电厂电气部分课程实验标准实验报告4

南昌大学信息工程电气与自动化工程系电力系统及其自动化教研室 发电厂电气部分课程 标准实验报告 闪光继电器构成的闪光装置实验

闪光继电器构成的闪光装置实验 一、实验目的 1、掌握闪光继电器的内部结构和工作原理。 2、闪光继电器的结构与平时在机动车转向灯的原理实现功能。 3、结合断路器控制回路，理解闪光装置在控制回路中的作用和接入方法。 4、学会闪光继电器的调整方法和接线。 5、闪光继电器实现闪光信号的目的。 二、原理说明 闪光继电器广泛用于具有灯光监视要求的断路器控制回路，闪光既有指示断路器事故跳闸的作用，又有监视断路器操作过程状态的作用（如“预备合闸”或“预备跳闸”）其目的是提高控制回路的监视效果和可靠性，闪光装置与下一个实验项目结合运用，你会得到更全面的认识和深入的理解。 闪光装置的工作原理如图4—1所示。图中SGJ为闪光继电器，它由中间继电器和电阻、电容所构成。当装置两端接入直流电压时，由于实验安钮没有受到力的作用，其常开触点SB3-4断开，常闭触点SB1-2闭合，有回路220 V(+) -1FU-SB1-2常闭触点(此时处于闭合状态)-白灯BD-电阻R1-2FU-220V(-)接通，白色指示灯的BD全压发光，由于SB3-4处于断路状态，SGJ闪光继电器此时没有带电，其回路不会发生动作，相应的其回路中的继电器线圈J并不带电，其常开

触点J3-4断开，常闭触点J1-2闭合。 当按下实验按钮SB，SB3-4的常开触点闭合，有：电路220 V(+)-1FU-J1-2常闭触点(此时处于闭合状态)-线圈J与电容C组成的并联回路-电阻R2-SB3-4常开触点(此时受外力作用处于闭合状态)-白灯BD-电阻R1-2FU-220V(-)接通。 结果由于电路中的阻抗较大，使得电路中的白灯BD发暗光，由于此时在继电器线圈J上有电压在在，电容器C开始充电，电压逐渐升高，当电容器两端电压达到继电器J的动作电压时，J线圈带电，立即动作，一方面，J的常闭触点J1-2切断了电容器充电回路，另一方面常开触点J3-4闭合，使白灯BD能全压发光。 由于充足电的电容器C只能与继电器J的线圈组成闭合回路，电荷只能向继电器J线圈放电，使J不能立即失电，白灯BD能维持一段时间的全压发光状态，当电容器C因放电电压逐渐下降至继电器J 的返回电压时，继电器J复归，常开触点J3-4分开，常闭触点J1-2闭合，电容器C又开始充电,白灯BD又变暗，当C充电至一定电压时，Ｊ又动作，白灯BD又全压发光。这样周而复始，就会看到灯光的一闪一闪的现象。

电力系统综合课程设计

电力系统分析 综合课程设计报告 电力系统的潮流计算和故障分析 学院：电子信息与电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 2014年 10月 29 日

目录 一、设计目的 (1) 二、设计要求和设计指标 (1) 2.1设计要求 (1) 2.2设计指标 (2) 2.2.1网络参数及运行参数计算 (2) 2.2.2各元件参数归算后的标么值： (2) 2.2.3 运算参数的计算结果： (2) 三、设计内容 (2) 3.1电力系统潮流计算和故障分析的原理 (2) 3.1.1电力系统潮流计算的原理 (2) 3.1.2 电力系统故障分析的原理 (3) 3.2潮流计算与分析 (4) 3.2.1潮流计算 (4) 3.2.2计算结果分析 (8) 3.2.3暂态稳定定性分析 (8) 3.2.4暂态稳定定量分析 (11) 3.3运行结果与分析 (16) 3.3.1构建系统仿真模型 (16) 3.3.2设置各模块参数 (17) 3.3.3仿真结果与分析 (21) 四、本设计改进建议 (22) 五、心得总结 (22) 六、主要参考文献 (23)

一、设计目的 学会使用电力系统分析软件。通过电力系统分析软件对电力系统的运行进行实例分析，加深和巩固课堂教学内容。 根据所给的电力系统，绘制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后成一个切实可行的电力系统计算应用程序，通过自己设计电力系统计算程序不仅可以加深学生对短路计算的理解，还可以锻炼学生的计算机实际应用能力。 熟悉电力系统分析综合这门课程，复习电力系统潮流计算和故障分析的方法。了解Simulink 在进行潮流、故障分析时电力系统各元件所用的不同的数学模型并在进行不同的计算时加以正确选用。学会用Simulink ，通过图形编辑建模，并对特定网络进行计算分析。 二、设计要求和设计指标 2.1设计要求 系统的暂态稳定性是系统受到大干扰后如短路等，系统能否恢复到同步运行状态。图1为一单机无穷大系统，分析在f 点发生短路故障，通过线路两侧开关同时断开切除线路后，分析系统的暂态稳定性。若切除及时，则发电机的功角保持稳定，转速也将趋于稳定。若故障切除晚，则转速曲线发散。 图1 单机无穷大系统 发电机的参数： SGN=352.5MWA,PGN=300MW,UGN=10.5Kv,1=d x ,25.0'=d x ,252.0''=x x ,6.0=q x , 18.0=l x ,01.1'=d T ,053.0"=d T ,1.0"0=q T ,Rs=0.0028,H(s)=4s;TJN=8s,负序电抗：2.02=x 。 变压器T-1的参数:STN1=360MVA,UST1%=14%,KT1=10.5/242; 变压器T-2的参数:STN2=360MVA,UST2%=14%,KT2=220/121;

发电厂电气部分复习资料各章情况总结

《发电厂电气部分》课程复习要点 绪论第一章第二章 1.了解现阶段我国电力工业的发展方针、现状 发展现状：目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。 （1）我国发电装机容量和年发电量均居世界第二位 （2）各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV电网不断完善和扩充 （3）1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的±500KV直流输电线路实现双极运行，使华中和华东两大区电网实现非同期联网 （4）随着500KV网架的形成和加强，网络结构的改善，电力系统运行的稳定性得到改善。 （5）省及以上电网现代化的调度自动化系统基本实现了实用化。 （6）数据通信为特征的覆盖全国各主要电网的电力专用通信网基本形成 2.了解发电厂和变电所的类型，特点 （1）发电厂： 火力发电厂（1火电厂布局灵活，装机容量大小可按需要决定；2 火电厂的一次性建造投资少。建造工期短。发电设备年利用小时数较高；3、 火电厂耗煤量大，单位发电成本比水电厂高3-4倍；4、动力设备繁多，控制操作复杂；5、大型机组停机到开机并带满负荷时间长，附加耗用大量燃料；6担负急剧升

降负荷时，需要付出附加燃料消耗的代价；7若担任调峰、调频、事故备用，则相 应事故增多，强迫停运率增高，厂用电率增高。应尽可能担负较均匀负荷；8、对 空气、环境污染大） 水力发电厂（1、可合理利用水资源；2、发电成本低，效率高；3、运行灵活；4、可存储和调节；5、不污染环境；6、投资较大，工期较长；7、受水文条件制约；8、淹没土地，生态环境） 核能发电厂（建设费用高，燃料费用便宜，带基荷运行） 新能源发电 风力 地热 海洋能 太阳能 生物质能 磁流体 （2）变电所： （1）枢纽变电所 （2）中间变电所 （3）地区变电所 （4）终端变电所 3.发电厂电气设备简述

数字电路课程设计

数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。

电气电力系统分析课程设计

—、设计要求 根据“电力系统分析”课程所学理论知识和电力系统规划设计的基本任务，在电源及负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成一个区域电力网络的设计。要求对多个方案进行技术经济比较和分析，选择出最优方案，并对所选方案进行必要的技术计算（如调压计算、稳定性计算），提出解决技术问题的措施。 二、原始资料 1．电源点和负荷点的相对地理位置； 2．发电厂装机容量、额定电压和功率因数； 3．各负荷点的最大最小负荷、最大负荷利用小时数和额定电压等。 三、电力网规划设计的基本内容 根据前述课程设计的要求，在电源和负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成以下设计内容： 1．制订网络可能的接线方案，选择电力网的电压等级； 2．选择各方案发电厂及变电站的主接线，根据电网运行的可靠性、灵活性和经济性，比较各方案的负荷矩、线路长度和高压开关数等指标，摒弃显然不合理的方案； 3．对待选的各方案，确定其输电线路的导线截面及发电厂、变电站的主要电气设备（变压器及断路器）； 4．计算各方案的一次投资，对待选方案进行工程经济计算。进行技术经济比较，选定最优设计方案； 5．对所选方案进行调压或稳定性计算，提出调压或提高稳定性的措施。 6．物资统计，列出设备清单。 四、设计成果 1．设计说明书 2．全网主接线图 3．潮流计算结果及潮流分布图 4．设备清单 题目一. 110KV变电站设计 原始资料 本地区的供电系统是主要由水电供电，即使在最枯的月份，系统供电也能满足本地区的负荷需要。 建站模式 （1）变电站类型：110kv变电工程 （2）主变台数：两台 （3）电压等级：110kv、35kv、10kv （4）出线回数和传输容量

发电厂电气部分习题及答案

发电厂电气部分习题集 发电厂电气部分 习题集 目录 第一章能源和发电 (1) 第二章发电、变电和输电的电气部分 (2) 第三章导体的发热与电动力 (3) 第四章电气主接线 (4) 第五章厂用电 (5) 第六章导体和电气设备的原理与选择 (6) 第七章配电装置 (7) 第八章发电厂和变电站的控制与信号 (8)

第一章能源和发电 1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。 1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-4 水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？ 1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？ 1-6 核能发电厂的电能生产过程及其特点？

第二章发电、变电和输电的电气部分 2-1 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？ 2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些？ 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 2-6 并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同？2-7 简述6kV抽能系统的功能及其组成。 2-8 简述串联电容器补偿的功能及其电气接线。 2-9 简述高压直流输电的基本原理。 2-10 简述换流站的电气接线及主要设备的功能。 2-11 简述高压直流输电的优点和缺点各有哪些？ 2-12 简述高压直流输电系统的主接线及其运行方式。

第三章导体的发热和电动力 3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有何特点？ 3-2 为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同，为什么？ 3-3 导体长期发热允许电流是根据什么确定的？提高允许电流应采取哪些措施？ 3-4 为什么要计算导体短时发热最高温度？如何计算？ 3-5 等值时间的意义是什么等值时间法适用于什么情况？ 3-6 用实用计算法和等值时间法计算短路电流周期分量热效应，各有何特点？ 3-7 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？ 3-8 三相平行导体发生三相短路时最大电动力出现在哪一相上，试加以解释。 3-9 导体的动态应力系数的含义是什么，在什么情况下，才考虑动态应力？ 3-10 大电流母线为什么常采用分相封闭母线？分相封闭母线的外壳有何作用？ 3-11 怎样才能减少大电流母线附近钢构的发热？ 3-12 设发电机容量为10万kW，发电机回路最大持续工作电流I max=6791A，最大负荷利用小时数T max = 5200h，三相导体水平布置，相间距离a = 0.70m，发电机出线上短路时间t k = 0.2s，短路电流I''= 36.0kA，I tk/2 = 28.0kA，I tk = 24.0kA，周围环境温度+35℃。试选择发电机引出导线。

发电厂电气部分 实验报告

四川大学网络教育学院 专业课课程设计 题目 办学学院四川大学电气信息学院 学习中心河北唐山乐亭奥鹏 专业层次电气工程及其自动化高起专 年级0909 学生姓名张赞 学号200909586775 2011年07月04日

四川大学网络教育学院 实验报告 实验名称: 重复动作自动复归中央信号装置试验 学习中心河北唐山乐亭 姓名张赞 学号200909586775 实验内容: 1、实验目的 1）理解重复动作自动复归中央信号装置的原理。 2）理解冲击继电器每次动作后实现自动复归的方法，掌握其实验操作方法。 2、预习与思考 1）为什么在接线时要注意冲击继电器的极性与电源极性相对应，不能接错？ 2）通过实践操作后，再对照重复动作自动复归中央音响信号装置的原理说

明，有无发现异常，试分析原因？ 3）冲击继电器中的D1、D2、和C各有什么功用？你能在实践操作中加以验证吗？ 4） YBM母线上能接多少路信号继电器触点？为什么？ 3、原理说明 前面实验操作中图10-1所示的中央音响信号装置虽能重复动作，但必须手动复归。有时忙于处理事故，无暇顾及电笛或警铃电路，致使电笛发声过久而影响使用寿命。图11-1是由ZC-23型冲击继电器构成，能重复动作自动复归的中央音响信号装置接线图。图中增加了时间继电器1SJ和中间继电器1ZJ。当断路器跳闸且1XJ触点闭合时（即S 1 闭合时），1GP回路接通。XMJ的脉冲变流器一次绕组产生冲击电流，二次绕组感应的脉冲电势使GHJ触点闭合，接通了ZJ线圈 回路使ZJ启动：ZJ 1和ZJ 2 闭合，线圈ZJ自保持电笛发声；ZJ 3 接通了时间继电 器1SJ线圈回路，使1SJ启动，过了整定时限，1SJ延时闭合的常开触点闭合，接通了中间继电器1ZJ线圈回路，1ZJ起动，其常闭触点1ZJ断开ZJ的线圈回路，使电笛（或警铃）停止发声。 4、实验设备 5、实验步骤和操作方法 1）根据教学要求确定时间继电器的时限并进行整定调试。 2）根据中间继电器、时间继电器、冲击继电器的技术参数选择相应的操作电源电压。

电力系统分析-课程设计

河南城建学院 《电力系统分析》课程设计任务书 班级0912141-2 专业电气工程及其自动化 课程名称电力系统分析 指导教师朱更辉、何国锋、芦明 电气与信息工程学院 2015年12月

《电力系统分析》课程设计任务书 一、设计时间及地点 1、设计时间：2015年12月 2、设计地点：2号教学楼 二、设计目的和要求 1、设计目的 通过课程设计，使学生加强对电力体统分析课程的了解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算、分析等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。 2、设计要求 （1）培养学生认真执行国家法规、标准和规范及使用技术资料解决实际问题的能力； （2）培养学生理论联系实际，努力思考问题的能力； （3）进一步理解所学知识，使其巩固和深化，拓宽知识视野，提高学生的综合能力； （4）懂得电力系统分析设计的基本方法，为毕业设计和步入社会奠定良好的基础。 三、设计课题和内容 课题一：110KV 电网的潮流计算 （一）基础资料 导线型号：LGJ-95，km x /429.01Ω=，km S b /1065.261-?=； 线段AB 段为40km ，AC 段为30km ，BC 段为30km ； 若假定A 端电压U A =115kV ，变电所负荷S B =(20+j15)MVA ，S C =(10+j10)MVA 。 某110KV 电网 （二）设计任务 1、不计功率损耗，试求网络的功率分布，和节点电压； 2、若计及功率损耗，试求网络的功率分布，和节点电压，并将结果与1比较。 课题二：某电力系统的对称短路计算 （一）基础资料 如图所示的网络中，系统视为无限大功率电源，元件参数如图所示，忽略变压器励磁支路和线路导纳。

电力系统课程设计

信息工程系 2011-2012学年度下学期电力系统分析课程设计 电力系统短路故障的计算机 算法程序设计 姓名 学号 班级K0309414 指导教师钟建伟

信息工程学院课程设计任务书

电力系统短路故障的计算机算法程序设计 目录 1前言 (4) 1.1短路的原因 (4) 1.2短路的类型 (4) 1.3 短路计算的目的 (4) 1.4 短路的后果 (5) 2电力系统三相短路电流计算 (6) 2.1电力系统网络的原始参数 (6) 2.2制定等值网络及参数计算 (6) 2.2.1标幺制的概念 (6) 2.2.2有三级电压的的网络中各元件参数标幺值的计算 (7) 2.2.3计算各元件的电抗标幺值 (7) 2.2.4系统的等值网络图 (10) 3程序设计 (11) 3.1主流程图 (11) 3.2详细流程图 (12) 3.2.1创建系统流程图 (12) 3.2.2加载系统函数流程图 (13) 3.2.3计算子函数流程图 (14) 3.2.4改变短路点流程图 (15) 3.3数据及变量说明 (15) 3.4程序代码及注释 (16) 3.5测试例子 (17) 4结论 (23) 5参考文献 (24)

1前言 因为它们会破坏对用户的供电和电气设备的正常工作，而且还可能对人生命财产产生威胁。从在电力系统的设计和运行中，都必须考虑到可能发生的故障和不正常运行的情况，电力系统的实际运行情况看，这些故障绝大多数多数是由短路引起的，因此除了对电力系统的短路故障有一较深刻的认识外，还必须熟练掌握电力系统的短路计算。 短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。 1.1 短路的原因 产生短路的原因很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏，例如绝缘材料的自然老化、设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等；（2）气象条件恶劣，例如雷击造成的网络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等；（3）违规操作，例如运行人员带负荷拉闸，线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等；（4）其他，如挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。 1.2 短路的类型 在三相系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。三相短路也称为对称短路，系统各项与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都是不对称短路。 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。三相短路虽然很少发生，但情况较严重，应给予足够的重视。况且，从短路计算方法来看，一切不对称短路的计算，在采用对称分量法后，都归结为对称短路的计算。因此，对三相短路的的研究是具有重要意义的。 1.3 短路计算的目的 在电力系统的设计和电气设备的运行中，短路计算是解决一系列问题的不可缺少的基本计算，这些问题主要是： （1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备，例如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等，必须以短路计算作为依据。这里包括计算冲击电流以校验设备的电动力稳定度；计算若干时刻的短路电流周期分量以校验设备的热稳定度；计算指定时刻的短路电流有效值以校验断路器的断流能力等。 （2）为了合理地配置各种继电保护和自动装置并确定其参数，必须对电力网中发生的各种短路进行计算和分析。在这些计算中不但要知道故障支路中的电流值，还必须知道电流在网络中的分布情况。有时还要知道系统中某些节点的电压值。 （3）在设计和选择发电厂和电力系统主接线时，为了比较各种不同方案的接线图，确定是否需要采取限制短路电流的措施等，都要进行必要的短路电流计算。 （4）进行电力系统暂态稳定计算，研究短路对用户工作的影响等，也含有一部分短路计算的内容

发电厂电气部分 第三版 习题参考答案

第一章电力系统概述 1．何谓电力系统、动力系统及电力网? 答：电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。 动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。 电力网指在电力系统中，由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络，简称电网。 2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性? 答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有： （1）提高供电的可靠性； （2）减少系统中总备用容量的比重； （3）减少总用电负荷的峰值； （4）可以安装高效率的大容量机组； （5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能； （6）可以提高电能质量。 3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级? 答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。 我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。 4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。 答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。 （1）频率：对大型电力系统，频率的允许范围为50Hz±0.2Hz，对中小电力系统，频率的允许范围是50Hz±0.5Hz。 （2）我国规定用户处的电压容许变化范围是： 1）由35kV及以上电压供电的用户：±5％； 2）由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％； 3）低压照明用户：-10％～+5％。 （3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。 5．电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围? 答：（1）电力系统中性点运行方式 电力系统中性点运行方式有中性点不接地、直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地运行方式。其中经电阻接地又分经高电阻接地、经中电阻接地和经低电阻接地三种。中性点直接接地、经中电阻接地和经低电阻接地称为大接地电流系统；中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地称为小接地电流系统。

第4版发电厂电气部分课后题答案

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。 1-2简述水电厂的分类，其电能生产过程及其特点 答：水电厂的分类：一：按集中落差的方式分：1.堤坝式水电厂（坝后式和河床式，，根据厂房位子）在落差较大的适宜地段拦河建坝，形成水库将水积蓄起来，抬高上游水位.2.引水式水电厂：在山区水流湍急的河道上，或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造成水头，而且一般不需修坝或只低堰，适用于水头很高的情况。3.混合式水电厂：在适宜开发的河段拦

电力系统课程设计

电力系统综合自动化 课程设计 题目: 两相负调差电路设计 院系名称：电气工程学院 专业班级：电气0803 学生姓名：郭荣翔 学号： 200848720303 指导教师：邵锐

目录 1 概述……………………………………………………………………………… 2 调差系数调整原理……………………………………………………………… 3 两相负调差电路……………………………………………………………………设计心得…………………………………………………………………………… 参考文献……………………………………………………………………………

1概述 对自动励磁调节器进行调整，主要是为了满足运行方面的要求。这些要求是：①保证并列发电机组间无功电流的合理分配，即改变调差系数；②保证发电机能平稳地投入和退出工作，平稳地改变无功负荷，而不发生无功功率冲击的现象，即上下平移无功调节特性。 在实际运行中，发电机一般采用正调差系数，因为它具有系统电 压下降而发电机的无功电流增加这一特性，这对于维持稳定运行是十 分必要的。至于负调差系数，一般只能在大型发电机-变压器组单元 接线时采用，这时发电机外特性具有负调差系数，但考虑变压器阻抗 降压以后，在变压器的高压侧母线上看，仍具有正调差系数。因此负 调差系数主要用来补偿变压器阻抗上的压降，使发电机-变压器组的 外特性下倾度不至于太厉害，这对于大型机组是必要的。 2调差系数调整原理 图a 发电机调差系数与外特性 当调差系统δ>0，即为正调差系统时，表示发电机外特性下倾，即发电机无功电流增加，其端电压降低；当调差系统δ<0，即为负调

差系统时，表示发电机外特性上翘，即发电机无功电流增加，其端电压上升；当调差系统δ=0，即为无差调节。图a表明了上述情况。 图b 调差系数调整原理框图 正、负调差系数可以通过改变调差接线极性来获得，调差系数一般在±5%以内。调差系统的调差系统的调节原理如下。 在不改变调压器内部元件结构的条件下，在测量元件的输入量中，除UG外，再增加一个与无功电流IQ成正比的分量，就获得了调整调差系数的效果。 在图b中，测量单元的内部结构并未改变，其放大倍数仍为K1，只是将输入量改为UG±KδIQ 于是测量输入变为UBEF-(UG±KδIQ)=UG KδIQ 由于测量单元的放大倍数K1并未变化，所以可适当选择系数Kδ，就可以改变调差系数δ的大小。

发电厂电气部分实验三

实验三重复动作手动复归中央复归式信号装置实验 一．实验目的 1．理解重复动作中央信号装置的工作原理。 2．理解冲击继电器在能重复动作中央信号装置的工作过程，掌握其实验操作方法。 二．预习与思考 1．为什么在接线时要注意冲击继电器 的极性与电源极性相对应，不能接错? 2．在实际线路中，万能转换开关是如 何和断路器的辅助触点相连的?你能画出接 线图吗? 三．实验原理 1．手动复归中央复归重复动作的事故 灯光信号 图18-1所示为手动复归中央复归重复 动作的事故灯光信号回路图。图中所示KU 为ZC-23型冲击继电器，利用了该冲击继电 器使事故灯光信号能够重复动作。 ZC-23型冲击继电器由脉冲变流器TA、 多触点电压型干簧继电器1KM和单触点电流型干簧继电器KR组成。脉冲变流器TA一次侧并联的二极管1V和电容C，用于抗干扰；二次侧并联的二极管2V，起单向旁路作用。单触点电流型干簧继电器KR，用作1KU内部的执行元件；多触点电压型干簧继电器1KM，用作1KU出口中间元件。干簧继电器和电磁型继电器的动作原理一样，无论通过线圈的电流极性如何，继电器都同样动作，动作没有方向性。 当某台断路器（如QF1）自动跳闸后，其辅助触点QF1闭合，万能转换控制开关处于“合闸后”位置，即SB1闭合，启动事故灯光信号回路。脉冲变流器TA一次侧电流增大，其二次侧感应脉冲电动势使干簧继电器KR动作，KR动合触点闭合，使干簧继电器1KM动作。这时，1KM1闭合，自保持；1KM2闭合，接通指示灯事故灯光信号；按下复归按钮SB3，可手动复归事故灯光信号。当另一台断路器（如QF2）又自动跳闸时，同样会使指示灯事故灯光信号。所以，这种装置称为能重复动作的中央手动复归式事故灯光信号装置。

电力系统课程设计报告

电力系统课程设计报告 电力系统继电保护技术在创新的同时，对运行维护以 及装置保护原则等相关内容也有了新要求，下面是小编整理的电力系统课程设计报告，希望对你有帮助。 第一篇：电力系统继电保护二次回路维护与检修 传统的保护设备维护检修工作复杂，而且而保护性能不强，难以满足当前电力系统的使用需求，无法提供有效的保护，降低故障概率。相比之下，继电保护系统不仅能够为电力系统提供有效的保护，还能增加电力系统技术数据信息的安全性，对整个电力系统有着高效的防护和监视作用。继电保护装置结构相对简单，安装简便，在安装过程中所需的人力和物力资源较少，安装工作的时间较短，成本较低，减少了企业的资金投入，有助于企业的长久发展。继电保护装置的零部件通常是由绝缘材料制成，继电保护装置采用绝缘材料可以有效的对装置起到保护作用，同时可以避免设备遭到腐蚀。从当前继电保护装置的发展趋势来看，采用新型的保护材料是一种必然趋势，这不仅可以保证装置的有效运行，还可以保障整个电力系统的安全可靠运行，确保电力作业人员的安全。 有效维护电力系统数据信息安全；现代社会已经进入 了信息时代，信息安全受到了前所未有的重视，电力行业作为社会运行的基础，其信息安全值得重视。继电保护二

次回路作为一种新型的现代化电力系统设备，不仅能够降低系统痴线故障的几率，保证继电保护工作及时有效地进行，还能对电力系统中的数据信息进行有效的保护，防止信息泄露，保护电力系统的平稳运行。减少电网运行投资成本；继电保护二次回路构造简单，运用现代新型材料制成的回路系统成本相对更加低廉，其体型较小，质量不大，方便于继电保护二次回路的施工，也利于继电保护二次回路的维护，人力物力投入相对较少，减少了资金投入。继电保护装置性能优越；继电保护二次回路可以提高装置的抗腐蚀能力，避免其在运行过程中因为受外在因素影响而发生腐蚀问题，另外，其特殊的材质还可以防止电磁效应对继电保护装置产生影响，从而大幅度提升了继电保护装置的抗干扰能力。继电保护二次回路的自动化优势；电力系统如果出现系统性故障，继电保护装置就能够及时准确的判断出系统以及设备元件所存在的问题，同时对运行中的设备进行切断保护，并且能够提醒运行维护管理人员设备故障的准确位置，从而方便工作人员对故障进行排查检修，与其它设备相比，其优势十分明显。能耗损失小，安装方便；随着电力相关技术的不断完善，继电保护装置的综合性能越来越好，其在实际运行过程中所需的能耗也越来越小，其经济效益相对较高。此外，继电保护装置的安装与拆卸比较简单，只需按照安装图纸操作即