电气设备课程设计题目1.doc
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1、220kV区域变电所的设计
一、设计任务
根据电力系统规划需要新建一座220kV区域变电所。
该所建成后与110kV和10kV电网相连，并供给附近用户供电。
二、原始资料
1、按规划要求，该所有220kV、110kV和10kV三个电压等级。
220kV出线6回（其中备用2回），110kV出线8回（其中备用2回），
10kV出线12回（其中备用2回）。
2、110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为40MVA，其他作为一些地区变电所进线。
10kV侧总负荷为30MVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回出线负荷为3000KVA，变电站总的所用最大负荷为150KVA。
3、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：
220kV侧cos=0.9Tmax=3800小时/年
110kV侧cos=0.85Tmax=4200小时/年
10kV侧cos=0.85Tmax=4500小时/年
4、该地区最热月平均温度为28°C，年平均气温16°C，绝对最高气温为40°C，土壤温度为18°C，海拔153m。
5、短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
220
2.242
5.707
110
3.926
9.994
10
33.414
85.058
三、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
2、110kV区域变电所的设计
一、设计任务
根据电力系统规划需要新建一座110kV区域变电所。
该所建成后与35kV和220kV电网相连，并供给附近用户供电。
三、原始资料
2、按规划要求，该所有220kV、110kV和35kV三个电压等级。
220kV出线6回（其中备用2回），110kV出线8回（其中备用2回），
35kV出线12回（其中备用2回）。
2、110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为40MVA，其他作为一些地区变电所进线。
35kV侧总负荷为30MVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回出线负荷为3000KVA，变电站总的所用最大负荷为150KVA。
6、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：
220kV侧cos=0.9Tmax=3800小时/年
110kV侧cos=0.85Tmax=4200小时/年
35kV侧cos=0.85Tmax=4500小时/年
7、该地区最热月平均温度为28°C，年平均气温16°C，绝对最高气温为40°C，土壤温度为18°C，海拔153m。
8、短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
220
2.242
5.707
110
3.926
9.994
35
33.414
85.058
三、设计要求
3、目录
4、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
7、体会
8、参考文献
3、35kV/10kV区域变电所一次系统设计
一、题目概况
1、35kV进线3回，分别从35kV的三个分段上直接引接；10kV出线14回。
2、主变压器3台，容量均为50MVA，年最大负荷利用小时数均为6000h；电压等级35kV/10kV；
3、系统短路容量：
变电所35kV母线三相最大短路容量为915.18MVA，短路电流15.07kA；10kV母线最大容量为261.78MVA，短路电流14.39kA。
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
4、220kV/35kV区域变电所一次系统设计
二、题目概况
1、220kV进线2回，分别从220kV的两个分段上直接引接；35kV出线8回。
2、主变压器3台，容量均为630MVA，年最大负荷利用小时数均为6000h；电压等级220kV/35kV；
3、系统短路容量：
变电所220kV母线三相最大短路容量为514.8MVA，短路电流2.34kA；35kV母线最大容量为661MVA，短路电流18.9kA。
三、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
5、110kV/35kV区域变电所一次系统设计
三、题目概况
1、110kV进线2回，分别从110kV的两个分段上直接引接；35kV出线8回。
2、主变压器3台，容量均为630MVA，年最大负荷利用小时数均为6000h；电压等级220kV/35kV；
3、系统短路容量：
变电所220kV母线三相最大短路容量为514.8MVA，短路电流2.34kA；35kV母线最大容量为661MVA，短路电流18.9kA。
四、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
6、110kV/10kV区域变电所一次系统设计
四、题目概况
1、110kV进线2回，分别从110kV的两个分段上直接引接；10kV出线10回。
2、主变压器3台，容量均为630MVA，年最大负荷利用小时数均为4200h；电压等级1100kV/10kV；
3、系统短路容量：
变电所110kV母线三相最大短路容量为401.5MVA，短路电流3.65kA；10kV母线最大容量为295MVA，短路电流29.5kA。
五、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
7、110kV区域变电所的设计
一、设计任务
根据电力系统规划需要新建一座110kV区域变电所。
该所建成后与35kV和110kV电网相连，并供给附近用户供电。
四、原始资料
1、按规划要求，该所有110kV、350kV和10kV三个电压等级。
110kV出线2回，350kV出线10回（其中备用2回），10kV出线10回（其中备用2回）。
2、110kV侧有两回出线供给远方大型冶炼厂，其容量为60MVA，其他作为一些地区变电所进线。
10kV侧总负荷为25MVA，Ⅰ、Ⅱ类用户占60%，最大一回出线负荷为3000KVA，变电站总的所用最大负荷为200KVA。
3、各级电压侧功率因数和最大负荷利用小时数为：
110kV侧cos=0.9Tmax=4200小时/年
35kV侧cos=0.85Tmax=6000小时/年
10kV侧cos=0.85Tmax=4500小时/年
4、该地区最热月平均温度为28°C，年平均气温16°C，绝对最高气温为40°C，土壤温度为18°C，海拔153m。
5、短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
110
2.3
5.707
35
4.2
10.2
10
37.2
88.058
三、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
8、215MW水力发电厂电气一次部分设计
一、原始资料：
1、待设计发电厂类型：
水力发电厂
2、发电厂一次设计并建成，计划安装215MW的水力发电机组，利用小时数4000小时/年，发电机电压为10kV。
3、待设计发电厂接入系统电压等级为110kV，距系统110kV发电厂45km；出线回路数为4回；
4、10kV侧短路电流为42.5kA；110kV侧短路电流为3.8kA。
5、发电厂造电力系统中所处的地理位置、供电范围示意图如下所示。
6、低压负荷：
厂用负荷（厂用电率）1.1%；
7、电压负荷：
110kV电压级，出线4回，为I级负荷，最大输送电容60MW，cos=0.8.
8、环境条件：
海拔1000m；本地区污秽等级2级：
地震裂度7级；最高气温36°C；最低温度-2.1°C；年平均温度18°C；最热月平均地下温度20°C；年平均雷电日T=56日/年；其他条件不限。
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
9、35kV企业变电所电气一次设计
一、待建变电所基本资料
1、某企业为保证供电需要，要求设计一座35kV降压变电所，以10kV电缆给各车间供电，一次设计并建成。
2、距离本变电所6KM处有一系统变电所，用35kV双回架空线路向待设计的变电所供电。
在最大运行方式下，待设计变电所高压母线上的短路功率为1000MVA。
3、待设计变电所10kV侧无电源，短路电流为2.95kA。
4、本变电所10KV母线到各车间均用电缆供电，其中一车间和二车间为Ⅰ类负荷，其余为Ⅱ类负荷，Tmax=4000h。
各馈线负荷如下表所示：
序号
车间名称
有功功率（KW）
无功功率（KVAR）
1
一车间
1100
480
2
二车间
740
500
3
机加工车间
850
580
4
装配车间
1000
500
5
锻工车间
950
300
6
高压站
1400
320
5、所用电的主要负荷如下表所示：
序号
设备名称
额定容量（KW）
功率因数
台数
1
主充电机
20
0.88
1
2
浮充电机
4.5
0.85
1
3
蓄电池室通风
3.0
0.88
1
4
屋内配电装置通风
1.5
0.79
2
5
交流电焊机
11
0.5
1
6
检修试验用电
13.0
0.8
1
7
载波
0.95
0.69
1
6、环境条件
当地海拔高度507.4m，年雷电日36.9个，空气质量优良，无污染，历年平均最高气温29.9℃，土壤电阻率ρ≤500Ω•m。
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
10、某水电厂电气主接线设计
一、原始资料
1.安装立式水轮发电机2台，单机容量5MV.A。
年利用小时数3500小时。
水轮发电机型号参数
型号：
TS260/52-10，SN=5MV.A，UN=6.3kV，COSφ=0.8。
三相；50Hz；
2电力系统与本厂连接情况
该水电厂以35kV输电线路一回输送至17km处的城关变电站。
城关变电站主变一台，型号：
SFS7-20000/110；容量：
20000kV.A；额定电压（kV）：
110±2×2.5%/35/11；
城关变电站110kV侧短路阻抗为0.05，10kV侧无电源。
3电力负荷水平
3.1发电机电压负荷
坝区最大为350kW，COSφ=0.86，Tmax=2300h，二级负荷，馈电回路数为2回。
生活区最大负荷为250kW，COSφ=0.85，Tmax=2500h，三级负荷。
3.2厂用电率按装机容量的4%计算。
3.3高压负荷
35kV电压级1回，为二级负荷。
最大输送容量为3.2MV.A，COSφ=0.9，Tmax=3500h。
4环境条件略。
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
11、220kV变电所电气一次设计
一、原始资料
（1）建所的目的：
由于某地区电力系统的发展和负荷的增长，拟建一个220kV变电所，向该地区用110kV和10kV电压供电。
（2）与系统接线情况（见图1—1）:
图1—1：
系统接线简图
（3）地区自然条件：
年最高气温：
40℃，年最低气温：
-5℃，年平均气温：
18℃。
（4）出线方向：
220kV向北，110kV向西，10kV向东南。
负荷资料
（1）220kV线路5回，其中1回备用。
（2）110kV线路10回，其中2回备用（见表1—1）。
表1—1110kV侧负荷
项目
名称
最大负荷
（MW）
cosØ
回路数
线路长路
（架空）
备注
石化厂
40
0.9
2
50km
炼油厂
35
0.9
2
30km
甲县变
20
0.9
1
60km
需要考虑熔冰措施
乙县变
22
0.9
1
90km
项目
名称
最大负荷
（MW）
cosØ
回路数
线路长度（架空）
备注
丙县变
10
0.85
1
110km
丁县变
20
0.85
1
85km
（3）10KV线路14回，其中2回备用（见表1—2）。
表1—210kV侧负荷表
项目
名称
最大负荷（MW）
cosØ
回路数
线路长度（架空）
备注
氮肥厂
3
0.85
1
5
机械厂
3
0.85
1
3
纺织厂
2.5
0.85
1
8
化工厂
3
0.85
1
6
造纸厂
2.5
0.85
1
4
水厂
5
0.9
2
7
建材厂
2.5
0.9
1
6
短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
220
6.57
16.72
110
5.69
14.48
10
47.98
122.12
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
12、110kV变电所电气一次设计
一、变电所原始资料
建设性质及规模：
为满足某县城区及相关单位用电，建一座110kV降压变电所。
所址海拔为200m，为非地震多发区。
最高气温+39℃，最低气温为-18℃，最热月平均最高气温为30℃。
⑴110kV线路进线2回。
⑵10kV线路8回，远期发展2回。
如下图
⑷说明：
①系统S容量（水电）Smax=1000MVA；Smin=880MVA；系统S阻抗Xsmax=1.58；Xsmin=1.25。
②系统低压侧功率因数要求不低于0.9。
电压等级
负荷名称
最大负荷（MW）
负荷组成（%）
COSΦ
同时率
（%）
线损率
（%）
近期
远景
一级
二级
三级
110KV
新黄线
新区线
10KV
机械厂
食品厂
2.4
1.1
3
2
15
10
60
30
25
60
0.8
0．8
85
85
5
5
10KV
汽配厂
1.2
2
20
40
40
0.8
85
5
10KV
城区
2．.5
4
20
40
40
0.8
85
5
10KV
工业园
5．2
8
30
40
30
0.8
85
5
10KV
自来水厂
0.5
0.8
30
50
20
0.8
85
5
10KV
生活区
0.5
1
30
70
0.8
85
5
10KV
转供电
0.8
1.8
20
80
0.8
85
5
10KV
发展线1
1.5
20
60
20
0.8
85
5
10KV
发展线2
1.5
20
60
20
0.8
85
5
5短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
110
9.3
15.7
10
16.49
42.05
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
13、某地区4300MW火力发电厂电气部分设计
一、设计的原始资料
1.发电厂概况：
（1）装机容量：
4台300MW汽轮发电机
（2）发电机组参数：
型号：
QFSN-300-2-30BI（东方发电厂）
额定电压：
20kV
功率因数：
0.85（滞后）
（3）厂用电率：
1%
（4）自然环境：
平均气温11.7°C，最高气温32.7°C，最低气温-9.3°C。
（5）机组年利用小时数：
4200小时/年
2电力系统与本厂连续情况
电力系统目前总装机容量为11000MW，近期（5年）规划装机容量为22000MW。
该电厂无地方负荷，经两回500kV线路接入系统。
另外，该电厂附近有一220kV变电站，可提供厂用备用电源。
3短路电流
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
500
2.3
4.1
20
18.5
54.05
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
14、某地区蒸汽式火力发电厂电气部分设计
一、设计的原始资料
某地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100MW的蒸汽式火力发电厂，发电厂安装2台50MW机组，发电机端电压为10.5kV，电厂建成后以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，送电距离为3—6km，并以110kV电压供给附近化肥厂和煤矿用电，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，负荷I类负荷比例为30%,II类负荷为40%，III类负荷为30%。
短路电流
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
110
3.3
6.2
10
18.5
54.05
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
15、220kV发电厂变电所电气一次设计
一、设计的原始资料
（1）待设计的变电站为一发电厂升压站
（2）计划安装两台200MW汽轮发电机机组
发电机型号：
QFSN-200-2U=15750V
（3）220kV，出线五回，预留备用空间间隔，每条线路最大输送电容200MVA，Tmax=200MW
（4）当地最高温度41.7℃，最热月平均最高温度32.5℃，最低温度-18.6℃，最热月地面下0.8米处土壤平均温度25.3℃。
（5）厂用电率为8%，厂用电电压为6kV，发电机出口电压为15.75kV。
（6）设计电厂为一中型电厂，最大机组容量200MW，向系统送电。
（7）变电站220kV与系统有5回馈线，呈强联系方式。
（8）短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
220
2.3
4.2
15.75
18.5
54.05
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
16、某地区蒸汽式火力发电厂电气部分设计
一、设计原始资料
1.根据系统规划，由于某工业区工农业发展迅速，需要新建一座装机容量为300MW蒸汽式火力发电厂，发电机端电压为10.5kV。
附近除了重工业外，轻轻纺工业也急需用电。
电厂以10.5kV电压向其供电，电厂建成后，最终最大负荷为75MW，最大负荷利用小时数为4700小时。
线路共10回（其中两回备用），全部用电缆供电，送电距离为3—6km.。
2.电厂以110kV升高电压向CI供电，出线为6回，单回线输送，输送距离为90km。
最大负荷利用时间为4600小时。
3.计划安装4台25MW的蒸汽发电机组，型号为DF-25-2，安装顺序为#1，#2，#3，#4机；安装2台200MW的蒸汽发电机组，型号为DFN-200-2,安装顺序为#5，#6机。
4.电厂以220kV与系统C2相连，出线为4回，系统短路容量为4000MVA，最大负荷利用小时为4200小时。
5.本厂与系统的简单联系如图
6.厂址位于河流流域附近，周围地势比较平坦，交通方便。
；
7.气象条件：
全年气温最高40℃；最低气温7℃；月平均气温28℃；年平均气温11.5℃；风向以东南为主。
8.短路电流表
额定电压（kV）
短路电流（kA）
短路冲击电流（kA）
110
2.3
4.2
220
1.2
3.8
10
38.9
51.2
二、设计要求
1、目录
2、设计任务书
3、该变电所电气主接线图；
4、电气设备的选择
包括主变压器、高压断路器、高压隔离开关、熔断器、母线。
（各选一个即可。
）
5、体会
6、参考文献
17、35kV降压变电所电气一次部分初步设计
一、待建变电所基本资料
（1）设计变电所在城市郊外，主要向城市市区及变电所附近农村和工厂供电。
（2）确定本变电所的电压等级为35kV/10kV，35kV是本变电所的电源电压，10kV是二次电压。
（3）待设计变电所的电源，由单回35kV线路送到本
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