1、电气工程及其自动化专业电力系统方向课程设计任务书和指导书指导教师：江静电气主接线及配电装置平面布置图课程设计任务书题目： 某县 43200kW 水电站电气主接线及配电装置平面布置图的设计一、 课程设计的目的要求使学生巩固和应用所学知识初步掌握局部工程设计的基本方法和基本技能为今后的毕业设计和实际工程设计打下基础。二、 设计任务某县属水电站，根据水能利用条件可装 4 台 3200kW，cos e = 0.8，6.3kV 的立式机组。该水电站为县骨干电站，拟以较长的 35kV 线路（50KM）一回，经县城关变电所与电力系统并网，以 35kV 一回 20kM 向某省属工厂供电（最大为 4000kW）
2、 。该电站除少量自用电 250kVA 外，还有少量的近区农村乡镇企业用电最大 500kW、最小 200kW，以一回线路引出。全系统 35kV 线路总长度为 90kM。要求设计：1该电站电气主接线的拟制和电气设备的选择；2绘制图纸。三、 已知资料1 系统最大运行方式归算到县城关变电所 35kV 母线的电抗有名值为2 欧。2 发电机电压侧配电装置采用户内成套式高压开关柜。35kV 侧采用户外配电装置。3 发电机和变压器低压侧至配电装置室用载流导体连接的电气距离均超过 20m，回路计算用年最大负荷利用小时数为 5400h，周围环境实际温度均按 35计算。四、 设计内容1 主接线方案设计：1)确定主变
3、台数、容量和型式；2)接线方案的技术比较，确定最佳方案；3)确定厂用变台数及其备用方式、接线。2 短路电流计算3 电气设备选择4 绘制电气主接线图5 绘制户内配电装置订货图6 绘制发电机侧户内配电装置布置图7 35kV 户外配电装置平断面图8 编制设计说明书五、 设计参考资料1 水电站电气设备尹厚丰主编2 电力工程设计手册第三册3 小型水电站机电设计手册中国电力出版社4 小型水电站下册电气一次回路部分5 中小型水电站设计手册许建安主编6 发电厂及变电站电气设备吴靓 谢珍贵主编六、 日程安排第一天：布置任务、介绍电气设备选择第二天：电气主接线最佳方案的确定第三天：短路电流计算第四、五天：电气设备
4、选择第六天：绘制电气主接线图第七天：绘制 6kV 配电装置订货图第八天：绘制 6kV 配电装置平面布置图第九天：绘制 35kV 户外配电装置平断面图第十天：整理设计说明书、考核电气主接线及配电装置平面布置图课程设计指导书第一节 电气主接线方案设计一、主接线方案设计所需原始资料设计主接线方案时，首先需要了解原始资料：（一）水能资料包括水电站的装机台数和容量，年装机利用小时数、调节性能、开发形式等。（二）电力系统资料1水电站在电力系统中的地位和作用；2电力系统的情况和参数；3与电力系统的耦合方式；4负荷的性质、重要程度、供电容量和输电距离；5厂用电的情况；（三）气象情况包括选择电气设备所需的各种温
5、度等大气条件等（四）其它有关资料包括配电装置型式，各主要设备的保护方式等。二、主变压器型式、台数和容量的确定1参见发电厂及变电站电气设备P1051072变压器的技术参数见资料三、电气主接线方案的确定（一）电气主接线的基本形式参见水电站电气设备P2230 或发电厂、变电所电气部分 （教材）P91115（二）电气主接线方案的技术比较根据任务书所列的已知资料，先拟出几个可能的电气主接线方案，先进行粗略的技术比较，筛选出 23 个满足供电可靠性和电能质量等要求的接线方案。最后进一步进行较详细的技术比较，确定出最佳方案。技术比较一般从以下几个方面论证，分析其优缺点：1技术上的选择与灵活性；2供电的可靠性
6、；3运行的安全性；4维护、检修方便以及布置的合理性；5继电保护的简化、适应运行人员的技术水平；6电气设备的制造问题、就地取材问题、占地面积问题等。四、厂用电器（一）厂用变压器的台数和容量1台数：有地区外来电源作备用或装机容量较小时，可采用一台，否则骨干电站应考虑两台；2备用方式：采用暗备用方式，若采用油浸式变压器，每台容量按 70%计算容量选择；若采用干式变压器，则每台容量按 100%计算容量选择。（二）厂用电源的引接原则1有母线的电气主接线，从电压等级较低的母线上引接厂用电源；2无母线的电气主接线，可从发电机变压器之间分支上引接厂用电源。（三）厂用电母线的接线方式按厂用变台数进行分段或不分段
7、，但必须装设备用电源自动投入装置（BZT ） 。详见发电厂及变电站电气设备P127130 。第二节 短路电流计算及电气设备选择一、电气设备的配置：（一）开关电器的配置原则每一回路须有操作电器、保护和隔离电器。根据设计任务书的要求及已知资料，在选定的电气主接线方案草图上配置开关电器时应考虑以下问题：135kV 屋外配电装置管理开关带接地刀闸问题根据不同电气主接线具体情况需要，从检修、试验的安全角度出发，在隔离开关，在隔离开关的一侧或双侧装设接地刀闸。2接在主母线上的阀型避雷器与电压互感器合用一组隔离开关。3厂用变压器高压侧一般采用熔断器作为操作、保护电器。（二）互感器的配置互感器的配置应充分满足
8、保护及自动装置、测量、同期以及绝缘监察的需要。（三）其它1设备之间的连接方式一般采用母线连接，当布置有困难时采用电力电缆连接。2防雷保护即侵入波过电压的保护3通讯问题二、短路计算条件在短路电流计算之前，应先确定短路计算条件，包括以下内容：1计算电路图的确定（1） 系统容量及电抗的确定（已知系统部分参数时） ；（2） 最大运行方式的确定；（3） 短路计算点的确定。2短路计算时间的确定详见水电站电气设备P236 或发电厂、变电所电气部分 （教材）P152。三、短路电流的计算1根据电气设备选择的需要，短路电流应计算下列参数：I、I zt 、 Izt/2、i ch 和 Ich 。2短路电流计算步骤：（
9、1） 选取基准 Sj，U j=Up，计算各元件电抗标么值，并绘制等值电路图（2） 网络化简，求各电源到短路点的综合电抗（3） 短路电流计算四、电气设备选择主要选择下列设备：各电压级汇流主母线、断路器、隔离开关、熔断器、互感器、电力电缆、回路载流导体及绝缘子等。并对所选设备进行校验。第三节 安装接线图安装接线图是二次接线的主要施工图，也是提供厂家制造屏和柜的图纸。施工图经过施工和运行检修并修正后，就成为对二次回路进行维护、试验和检修的基本图纸。安装接线图一般包括屏面布置图、端子排图、屏背面接线图三种。本设计是要求根据已知的二次原理展开图及所选用的设备，设计相应的屏内设备的屏面布置图，然后再由原理
10、展开图及屏面布置图，设计出端子排图。最后根据以上三种图纸设计屏背面接线图。一、屏面布置图屏面布置图是加工、制造屏、台、盘和安装屏、台、盘上设备的依据。屏、台、盘上各设备的排列、布置系根据运行操作的合理性并适当考虑到维护和施工的方便而决定的，必须按照设备尺寸和设备之间的距离及一定的比例进行绘制。布置要求详见发电厂及变电站二次设备P106110 。二、端子排图端子排图是表示屏、台、盘内需要装设端子排的数目、型式、排列顺序、位置，以及它与屏台排上设备和屏、台、盘外设备连接情况的图纸。端子排土实际是屏背面接线图的一个组成部分，它主要是表示屏内设备与屏外设备的连接（电缆）情况。端子排图的作法详见水电站电
11、气设备P410415 或发电厂及变电所二次部分 （教材）P170172。三、屏背面接线图屏背面接线图是以屏面接线图为基础，并以原理接线图为依据而绘制的接线图，它标明了屏上各个设备引出端子之间的连接情况，以及设备与端子之间的连接情况，它是一种指导屏上配线的图纸。为了配线工作及识图的方便，在这种接线图中，对各设备和端子排一般都增加了一种采用“相对编号法”进行的编号，用以说明这些设备相互连接的关系。例如，甲接线柱上标了乙接线柱的编号，乙接线柱上标上甲接线柱的编号，这表明甲和乙两接线柱之间应连接起来。屏背面接线图的作法详见水电站电气设备P415419 或发电厂、变电所电气部分 （教材）P172。第四节
12、 配电装置布置图配电装置是电气一次接线的工程实施，是发电厂及变电站的重要组成部分。它是按电气主接线的要求，由开关电器、载流导体和必要的辅助设备所组成的电工建筑物，在正常情况下用来接受和分配电能；发生事故时能迅速切断故障部分，以恢复非故障部分的正常工作。一、绘制屋内配电装置订货图屋内配电装置订货图是厂家根图形进设计、订货、安装的重要资料，厂家将根据订货图进行具体的配料。二、屋内配电装置布置图将屋内配电装置如成套开关柜合理地布置的屋内，具体要求见发电厂及变电站电气设备P140147三、屋外配电装置平、断面图将屋外配电装置布置合理在屋外的场地进行布置，即应满足对安全距离的要求，又应节约用地。具体要求
13、见发电厂及变电站电气设备P148156。第五节 设计成果一、绘制水电站电气主接线图1采用 7550cm 方格纸，图形符号必须按国家新标准符号绘制，并有图框和标题栏，字体应采用仿宋体字，用铅笔绘图和书写。2接线按单线图绘制，仅在局部设备配置不对称处绘制三线图，零线绘成虚线。3在主母线位置上注明配电装置的额定电压等级，在相应的方框图上表明设备的型号、规格。二、绘制屋内配电装置配置图1采用 50375cm 方格纸绘制。2设备的型号、规格和数量采用列表的形式。三、绘制 35kV 屋外配电装置平断面图1两张图分别采用 7550cm 和 7550cm 图纸绘制。2屋外配电装置布置图应按与实际尺寸成比例画出，要求布置协调对称、美观。各元件的型号规格必须列在设备表中。五、制设计说明书1任务及原始资料。2主变台数、容量及型式的确定（需论证） 。3主接线方案的确定（列表比较） 。4短路电流计算（包括计算条件即计算电路图确定说明，计算过程和结果表） 。 5电气设备的选择。6主要一次设备清单（包括设备名称、型号、规格、单位和数量等） 。7其他需要说明的内容。
