发电厂电气部分设计题目修改版.docx
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发电厂电气部分设计题目修改版
第一篇：
发电厂电气部分设计题目
发电厂主接线设计题目
题目1：
200MW地区凝汽式火力发电厂电气部分设计原始资料
1、设计原始资料：
1）某地区根据电力系统的发展规划，拟在该地区新建一座装机容量为200MW的凝汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，1台100MW机组，发电机端电压为10.5KV,电厂建成後以10KV电压供给本地区负荷，其中有机械厂、钢厂、棉纺厂等，最大负荷48MW,最小负荷为24MW，最大负荷利用小时数为4200小时，全部用电缆供电，每回负荷不等，但平均在4MW左右，送电距离为3-6KM，并以110KV电压供给附近的化肥厂和煤矿用电，其最大负荷为58MW,最小负荷为32MW，最大负荷利用小时数为4500小时，要求剩余功率全部送入220KV系统，负荷中Ⅰ类负荷比例为30%，Ⅱ类负荷为40%，Ⅲ类负荷为30%。
2）计划安装两台50MW的汽轮发电机组，型号为QFQ-50-2，功率因数为0.8，安装顺序为#
1、#2机；安装一台100MW的起轮发电机组，型号为TQN-100-2，功率因数为0.85，安装顺序为#3机；厂用电率为6%，，机组年利用小时Tmax=5800。
1）发电厂电气主接线的设计；2）短路电流计算；3）主要电气设备选择；
题目2原始资料：
某电厂（水电）装机SFW-3*30MWVn=10.5KVCOS§=0.8（功率因数角），设年利用小时数4100h/a.电站以两回110KV电压等级输电线路送入80KM外系统（无近区负荷）试设计电气主接线。
题目31）解放村水库电站是一座以灌溉为主，兼顾发电的季节性电站，冬、春季有三个多月因水库不放水或放水量少，电站停止运行不发电。
电站设计容量为三台立式机组，总装机2000KW（2×800KW+1×400KW），装机年利用小时为3760h，多年平均发电量为752万KW.h。
根据金塔县的用电负荷情况，该电站距城南变电所较近，因此，除厂用电外全部电能就近送至城南35KV变电所联入系统。
（2）电站接入电力系统方式为电站出两回35KV线路接到现有的“鸳城”线上。
导线型号LGJ-50，两回线路分别长0.5KM。
接线图见示意图一。
（3）电力系统在电站6.3KV母线上的短路容量按照接入系统设计为38.33MVA；在电站35KV母线上短路容量为71.37MVA.
（5）气象资料：
根据金塔县气象台站资料，多年平均气温为6℃。
年最高气温38.6℃，最低气温-29℃，多年平均降水量59.9mm，最大冻土深度为141cm。
题目4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240/240/120MV×A，额定电压为242/121/15.75kV，额定短路损耗为Dp1-2=420kW、Dp1-3=345kW、Dp2-3=350kW，额定空载损耗为Dp0=130kW。
计算各绕组在以下2种运行方式中的负荷（设各侧负荷功率因数相等）①110kV侧断开，发电机向220kV系统输送100MV×A功率；②220kV侧断开，发电机向110kV系统输送100MV×A功率；
题目5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240/240/120MV×A，额定电压为242/121/15.75kV，额定短路损耗为Dp1-=WDp1-3=345kW、2420k、Dp2-3=350kW，额定空载损耗为Dp0=130kW。
计算各绕组在以下2种运行方式中的负荷（设各侧负荷功率因数相等）③
发电机和110kV系统各向220kV系统输送100MV×A功率；
④发电机和220kV系统各向110kV系统输送100MVA功率；
×
题目6设计一110/35/10KV中心变电所电气一次部分主接线。
题目7试设计某工厂35KV总降压变电所电气主接线，工厂附有6个车间，其中一车间P=520KW，Q=248KVAR，二车间P=400KW，Q=150KVAR，三车间P=688KW，Q=248KVAR，四车间P=630KW，Q=300KVAR，五车间P=426KW，Q=129KVAR，六车间P=680KW，Q=198KVAR，其中
四、六车间为二级负荷，其余车间为3级负荷。
题目8：
某地区新建一座火电厂，有3台50MW的发电机，功率因素为0.8，发电机电压10.5KV侧有20回电缆馈线，其最大综合负荷为52MW，最小为38MW，厂用电率为10%，高压侧为110KV有4回与电力系统相连。
试确定发电厂的主接线图并选择电气设备。
题目9：
某地区220KV的变电站，装有2台120ＭＷ的主变压器，２２０KV侧有6回进线，110ＫＶ侧有１２回出线。
１０ＫＶ有２０回出线，均为重要用户，不允许停电检修本所断路器，试确定主接线图并选择电气设备。
题目１０：
某地区拟建一座装机容量为４＊５０ＭＷ的凝气式火电厂，Ｕ＝１０KV，功率因素为0.8，电厂建成后10ＫＶ电压供给本地区负荷，其中机械厂、钢厂、棉纺厂等、最大负荷为58ＭＷ，最小负荷为３８MW，并以35ＫＶ电压供给附近的化肥厂和煤矿，其中最大负荷为２８ＭＷ，最小负荷为１９MW。
要求剩余负荷全部送入110ＫＶ系统，负荷中类负荷比例为３０％，Ⅱ类负荷比例为４０％，Ⅲ类负荷比例为３０％，发电厂近期安装２台５０ＭＷ，远期再扩建２台５０MW，试确定主接线图并选择电气设备。
第二篇：
发电厂电气部分课程设计
题目：
某新建热电厂电气一次部分设计
摘要：
本次设计的主要内容为电气一次部分设计。
内容包括：
电气主接线方案的拟定、比较和选择；主要电气设备和导体的选择；设备汇总和绘制主接线图。
根据对发电厂的装机容量，进、出线数目等进行分析，选择主接线的接线型式。
根据已知参数和计算结果分析，进行主要电气设备和导体的选择，包括母线、主变压器、高压断路器、隔离开关等，最后进行了主接线图的绘制。
关键词：
1电气设计、一次部分、电气设备、保护
目
录
前言————————————————————原始资料——————————————————第一章电气主接线设计———————————
第一节电厂总体分析与电荷分析————————第二节
主变压器配置方案的确定————————第三节
各电压等级接线方式的确定———————第四节
高压厂用电接线设计——————————
第二章电气设备的选择———————————
第一节最大长期工作电流的确定————————第二节电气设备的选择————————————
第三章配电装置设计————————————
第一节室内配电装置设计———————————
第二节室外配电装置设计———————————
第四章避雷保护装置————————————附录
2
前
言
本次设计为一个总装机容量为2*50+2*100MW热电厂的电气一次部分的初步设计，并以此次设计为契机，复习、回顾“电力系统自动化”专业所学的各专业课知识，结合电力系统的现场实际，理论联系实践，提高独立分析和解决电力实践问题的能力，从面更深刻的理解本专业所学知识，更好的服务于电力生产，为电力系统的发展做出自已的贡献！
3
原始资料
1、发电厂规模：
①装机容量：
2台QFQ-50-2机组，额定电压10.5kV，功率因数为0.8；2台QFN-100-2机组，额定电压10.5kV，功率因数为0.85。
②厂用电率：
按10%考虑。
2、电力负荷及与电力系统连接情况：
①10.5kV电压级:
电缆馈线14回,每回平均输送容量3MW。
10.5kV最大综合负荷为35MW，最小负荷为25MW，功率因数为0.8。
②60kV电压级:
架空线路2回,60kV最大负荷为30MW,最小负荷为20MW，功率因数为0.8。
③220kV电压级:
架空线路6回，220kV与电力系统连接，接受该厂的剩余功率。
4
第一章
电气主接线设计
电气主接线主要是指发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。
电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。
它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。
对一个电厂而言，电主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。
它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。
电气主接线又称电气一次接线。
电气主接线应满足以下几点要求：
1）供电可靠性：
主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。
2）运行的灵活性：
主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。
在扩建时应能很方便的从初期建设至最终接线。
3）主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。
第一节
电厂总体分析与负荷分析
根据电气主接线设计原则，结合给定热发电厂容量
5
2x50MW+2x100MW=300MW,机组台数为4台，根据原始资料作以下综合分析：
第三篇：
有关发电厂电气部分设计
有关发电厂电气部分设计
社会在不断进步，中国的电力事业也随着发展起来。
直到今天，电力事业在中国已有了举足轻重的地位。
企业、居民都离不开用电。
建立大型电站是发展电力事业必经之路。
当今社会不少企业正在筹备220KV大型变电站的建设工作。
本次设计也离不开这个话题。
设计的课题是某一工业城市的220kV一次变电所，主要供给工业负荷。
它主要包括变电所接线方案的设计、负荷计算、变电所位置和型式的选择、变电所主变压器的台数与容量、类型的选择、短路电流的计算、变电所一次设备的选择与校验、主变压器的继电保护配置、避雷器的选择和支柱及绝缘子选择等。
在设计过程中让我很好的复习了以前学过的知识，特别是短路电流的计算，开始还对它有所畏惧，经过不断的查找资料，不断地了解熟悉资料，终于在大家的努力下，我们突破重重难关，解决了这一难题。
当然主变压器的继电保护配置也是这次设计的一个重点，这在电力系统中是很有必要的。
同时也要求我们掌握基础的专业知识，面对在设计过程中遇到的疑难问题能做出正确的判断。
巩固“发电厂电气部分”课程的理论知识，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，体验和巩固我们所学的专业基础和专业知识的水平和能力，培养我们运用所学知识去分析和解决与本专业有关的实际问题，培养我们独立分析和解决问题的能力的目的。
务求使我们更加熟悉电气主接线，电力系统的潮流及短路计算以及各种电力手册及其电力专业工具书的使用，掌握变电站电气部分和防雷保护设计的基本方法，并在设计中增新、拓宽。
提高专业知识，完善知识结构，开发创造性思维，提高专业技术水平和管理，增强计算机应用能力，成为一专多能的高层次复合型人才。
第四篇：
发电厂电气部分
发电厂电气部分复习大纲
一、发电机的有功输出和无功输出靠什么来调节？
有功输出调节靠调节发电机的原动机动力（火力发电机调节汽门；水轮发电机调节水量或水轮机叶片角度）。
无功靠调节发电机的励磁电流。
二、发电厂变电站的接地方式分为几种？
工作接地（直接接地）、防雷接地（过电压保护接地）、保护接地（安全接地）
三、发电厂电气设备的各种接地其接地电阻允许值为多少?
发电机及变压器中性点直接接地：
Rjd≤0.5Ω。
设备外壳及金属构架接地：
①1KV以上及以下共用时：
Rjd≤120/Ijd≤10Ω。
②1KV以上：
Rjd≤250/Ijd≤10Ω。
避雷针及避雷器接地：
Rjd≤10Ω。
四、设备停电检修都需要哪些程序？
①被批准的停电请示②填写操作票③按操作程序停电④验电⑤挂接地线
五、电气主接线都有哪几种形式？
单元接线、单母线接线、单母分段接线、单母分段带旁路母线接线、双母线接线、双母线分段带旁路母线接线、3/2接线、桥型接线。
六、停电的刀闸操作程序
①按回路操作。
②从负荷侧向电源侧顺序开端断路器。
③从负荷侧向电源侧顺序开端隔离开关。
七、何种互感器在正常时可以开路或短路？
电压互感器在正常时可以开路。
电流互感器在正常时可以短路。
八、发电厂变电站的互感器准确等级如何选择？
电压互感器准确等级为：
①用于发电机、变压器、调相机、厂用或站用馈线、出线等回路中的电能表用的电压互感器以及供给所有用于电费电能表用的准确等级为0.5级。
②供监视电能的电能表、功率表和电压继电器准确等级为1级。
③指示性测量仪表和只有一个电压线圈的继电器用的准确等级为3级。
电流互感器准确等级为：
①用于发电机、变压器、调相机、厂用或站用馈线、出线等回路中的电能表用以及供给所有用于电费的电能表用的准确等级为0.5级。
②供监视电能的电能表、功率表和电流表用的准确等级为1级。
③用于估计被测数值的表计用的准确等级为3级或10级。
④供继电保护用的准确等级一般为B级。
九、发电厂屋内外配电装置的最小安全净距？
A1:
带电部分至接地部分之间A2:
不同相带电部分之间B1:
栅状遮栏至带电部分之间B2:
网状遮栏至带电部分之间C:
无遮栏裸导体至地面之间
D:
平行的不同时停电检修的无遮栏裸导体之间E：
（屋内）通向屋外的出线套管至屋外通道的路面
十、变电站三相电压指示表中其中一相电压为零，而其他两相电压升为线电压，请问什么故障？
（中性点不接地系统）
一相电压接地。
十一、电气设备选择的一般条件是什么？
按正常情况下额定电压、额定电流来选，按短路条件下热稳定、动稳定校验。
第五篇：
发电厂电气部分问答题
第四章问答题
1、中性点不接地系统发生单相接地时应如何处理？
答案：
中性点不接地系统发生单相接地时不必停电，应尽快找出故障点，排除故障或将故障线路切除。
如果寻找和排除故障的时间将超过二小时，必须考虑停电处理，并提早通知用户。
2、小接地短路电流系统发生单相接地时，由Ｙ，ｄｎ0接线、变比为10／0.4kV的配电变压器供电的用户为什么不知道系统发生单相接地？
答案：
因为用户承受的电压是由Ｙ，ｄｎ0配电变压器的低压侧供给的，侧各相电压决定于高压Ｙ侧各相绕组的电压，而Ｙ侧各相绕组的电压决定于系统提供的线电压。
当正常工作情况时，系统提供的线电压对称，Ｙ侧各相绕组承受了对称的相对系统中性点电压，并等于相对地电压，故侧各相电压及线电压对称，负荷正常工作；当系统发生单相接地，虽然各相的对地电压发生了变化，但系统提供的线电压仍然维持不变，Ｙ侧各相绕组由于本侧中性点是不接地的，承受的相对中性点电压仍与正常工作情况相同，故侧负荷承受的电压也同正常工作情况，因此用户并不知道系统发生单相接地，只不过系统故障不排除，用户继续工作的时间不能超过二小时。
3、为什么额定电流小的交流接触器用双断点结构，而额定电流大的反而用单断点结构？
答案：
额定电流小的交流接触器采用双断点结构，可以在电流过零时可靠熄弧，无需另装灭弧装置。
同时，双断点结构的触头开距小、体积小、没有软连接、冲击能量小、机械寿命高。
虽然双断点结构触头压力小，触头接触时无摩擦自清扫作用，而且要用银基合金做材料，但这些缺点影响不大。
额定电流大的交流接触器触头压力要大，且由于开断容量大，电弧不易自熄，一定要装设灭弧装置。
此时，如还用双断点结构，必然使接触器结构更加复杂，而采用单断点已能满足要求。
4、消弧线圈有何作用？
答案：
消弧线圈的作用是将系统的接地电容电流加以补偿，使接地点的电流补偿到最小值，防止弧光短路扩大事故；同时降低了弧隙电压恢复速率以提高弧隙的绝缘强度，防止电弧重燃造成间歇性弧光接地过电压。
中性点经消弧线圈接地的系统又称补偿网络，而补偿原理是基于在接地点的电容电流上迭加一个相位相反的电感电流，使接地电流达到最小值。
5、为什么对35kV的电力网，当接地电容电流大于10A时要求装消弧线圈；对3～10kV的电力网，当接地电流大于30～20A时要求装消弧线圈；而对3～10kV由由发电机直接供电的电力系统，则接地电流大于５A就要装消弧线圈？
答案：
对于35kV的电力网，当接地电容电流大于10A时，易产生间歇性的弧光接地谐振过电压，健全相过电压倍数可达2.5～3倍的相电压峰值，从而危及绝缘裕度不大的该电网设备的绝缘。
因此，35kV电力网接地电容电流大于10A时要装消弧线圈，以减少接地电流，防止谐振过电压。
对于3～10kV电网，当接地电容电流大于10A时，也会产生谐振过电压，但是该电网设备的绝缘裕度较大，而不至于危及绝缘；但当接地电流大于30A～20A时，会形成稳定性的电弧，此时电弧已不能自行熄灭，在风、热力及电动力的作用下而拉长摆动，往往引起多相短路，造成事故而停电。
因此，3～6kV电力网接地电容电流大于30A（10kV电网大于20A）时要装消弧线圈，以减少接地电流，利于消除接地点电弧。
由发电机直接供电的系统，如在机内发生单相接地故障而继续带故障运行时，就可能烧坏定子铁芯而使其不可修复。
所以，如要求发电机带故障运行一定时间的话，则接地电容电流一定要小于5A，否则就要在发电机的中性点装设消弧线圈进行补偿，以减少接地电流，防止烧坏发电机。
6、消弧线圈为什么能起消弧作用？
答案：
消弧线圈是安装在不接地系统变压器或发电机Ｙ形连接线圈的中性点上。
当系统发生单相接地时，中性点位移电压作用在消弧线圈上，产生电感电流流过接地点。
电容电流与的方向相反，流过故障点的总电流为此两者之差，故可起补偿作用。
通过补偿，接地点电流在允许范围之内，不会形成间歇性电弧，因此可以说，消弧线圈起了消弧作用。
7、为什么中性点经消弧线圈接地的电力网多采用过补偿方式？
答案：
实践证明，在同时满足故障点残流和中性点位移电压的要求时，过补偿和欠补偿对灭弧的影响是差不多的。
但欠补偿时，因系统频率下降、切除部分线路或线路一相断线等，有可能会形成完全补偿（即接地点残流为零），而造成串联谐振，产生危险的过电压。
所以，在正常情况下不宜采用欠补偿的运行方式，而应采用过补偿的运行方式。
只有当消弧线圈的容量不足，才允许在一定时间内采用欠补偿的方式运行，但要对可能产生的过电压进行校验。
8、为什么消弧线圈要制成许多分接头？
答案：
流过消弧线圈的电感电流是用来补偿系统单相接地时，通过接地点的电容电流的。
而系统电容电流是随运行方式的变化而变化，如投入设备和切除设备都会使对地电容电流发生变化。
因此，消弧线圈的电感电流也要相应地改变，以保证接地点电流在允许范围。
当消弧线圈制成多个分接头，就可通过改变电感量达到调节电感电流大小的目的。
9、为什么消弧线圈的铁芯是带间隙的？
答案：
消弧线圈是铁芯带间隙的电感线圈，间隙是沿整个铁芯分布的。
这样做的目是避免磁饱和，使补偿电流与电压成正比，减少高次谐波分量，得到稳定的电感值。
此外，还可以增大消弧线圈的容量。
10、为什么消弧线圈要单独安装？
为什么也不宜装在由单回路供电的终端变电所？
答案：
消弧线圈应分散安装，以避免发生事故或停电检修时，造成多台消弧线圈退出运行。
由单回路供电的终端变电所也不宜安装消弧线圈，因该回线路跳闸后，终端变电所的消弧线圈就退出运行，系统就得不到该消弧线圈的补偿。
11、一个系统采用多台消弧线圈时，为什么额定容量最好不等？
答案：
当选用多台消弧线圈时，应尽量使其额定容量不等。
例如，当补偿电流为200A时，不宜选用两台额定电流为100A的消弧线圈，而应当选用一台150A和一台50A的消弧线圈，这样做有利于调节补偿范围。
12、为什么110kV及以上的电力系统为中性点直接接地系统，而3～35kV的电力系统为中性点不接地系统？
而380／220V的系统却又是中性点直接接地系统？
答案：
在高压电力系统中，中性点直接接地时的绝缘水平大约比不接地时降低了20％左右，而降低绝缘水平的经济意义则随额定电压的不同而不同。
在110kV及以上系统中，变压器及电器的造价大约与试验电压（试验电压加于被试验物时，不应引起击穿或闪络，也不应引起油中发生局部放电）成正比，因此110kV及以上的系统如果采用中性点直接接地的方式，则变压器及电器的价格也将降低20％左右，所以这种高压系统常是接地系统。
但在3～35kV系统中，绝缘投资比例较小，中性点接地没有太大的经济价值，并且还使得单相接地成为短路，接地电流大大增加，所以该系统都采用中性点不接地方式。
至于380/220V系统则因它是人们日常生产、生活上方便使用的动力和照明共用的电压系统。
13、为什么在煤矿井下禁止供电系统中性点接地？
答案：
因井下很潮湿，如采用中性点接地系统，则人在偶尔接触一相导体时就有生命危险，同时中性点接地时单相接地短路电流较大，弧光容易引起瓦斯燃烧和爆炸。
为了保证矿井的安全，所以在煤矿井下禁止供电系统中性点接地。
14、为什么中性点不接地系统发生单相接地时会产生弧光接地过电压，而中性点直接接地系统却不会？
答案：
在中性点不接地系统中，若单相接地时接地电容电流较大，约大于10A左右，接地点电弧熄灭又重燃，产生间歇性电弧，会引起另两相对地电容与变压器、线路的电感发生振荡，从而产生弧光接地过电压。
在中性点直接接地系统中，单相接地即是单相接地短路，短路电流很大，保护装置立即作用于断路器跳闸，切除该电路。
因此它不会产生间歇性电弧，不会出现弧光接地过电压。
15、计算电力系统短路时，为什么一般电气元件的额定电压用平均额定电压，而电抗器却例外？
答案：
在电力系统中，由于线路中存在着电压损失，因此首端电压比末端电压可高达10％。
为了简化计算，可认为接在同一电压级的所有元件的额定电压都等于其平均额定电压，这样计算造成的误差在允许范围之内。
但电抗器则需要考虑实际额定电压，因为电抗器的电抗比其它的元件大得多，对短路电流的影响大，所以在计算短路电流时，要用实际的额定电压才能满足准确度的要求。
16、电力系统短路时，为什么电抗器有较大的限流作用？
答案：
电抗器串联在电路中，正常工作时电抗器的阻抗远小于负载阻抗，仅占电路总阻抗百分只几，限流作用很小，电压降也很小；在短路时负载阻抗接近于零，短路电路中的总阻抗主要是电抗器的阻抗，因而可使电路中短路电流大大减少，故有明显的限流作用。
17、不对称短路电流计算方法与对称短路电流计算方法有什么共同点和不同点？
答案：
三相短路电流的计算即为正序分量电流的计算，它与不对称短路电流正序分量的计算公式相同；而不对称短路电流的计算，必须根据对称分量法计算序电抗和不为零的一个附加电抗，不对称短路电流的实际值为不对称短路电流的正序分量乘以一个不为１的电流倍数。
18、简要说明电弧形成和熄灭的物理过程。
答案：
电弧是导电体，但与金属导电性质不同，它属于气体游离导电。
因为触头间隙正常充满着绝缘介质，不能导电，只有游离时使触头间隙弧道中充满了自由电子和正离子时，才具备良好的导电性能。
电弧形成的起因是开关电器的触头开始分离时，由于动、静触头间的接触压力不断下降，接触面积不断减少，使接触电阻迅速增大，接触处的温度急剧升高；另一方面，触头刚分离时，由于触头间的距离极小，即使触头间的电压很小，电场强度也很大。
上述两个原因使阴极表面向外发射起始自由电子，这种现象前者称热电子发射而后者称强电场发射。
电弧形成的重要因素是从阴极表面发射出来的自由电子
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