電氣工程及其自動化專業
電力系統方向課程設計任務書和指導書
指導教師：江靜
電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設計任務書
題目： 某縣4×3200kw水電站電氣主接線
及配電裝置平面布置圖的設計
一、 課程設計的目的要求
。二、 設計任務
某縣屬水電站，根據水能利用條件可裝4臺3200kw，cosφe = 0.8，
6.3kv的立式機組。該水電站為縣骨幹電站，擬以較長的35kv線路（50km）一回，經縣城關變電所與電力系統併網，以35kv一回20km向某省屬工廠供電（最大為4000kw）。
該電站除少量自用電250kva外，還有少量的近區農村鄉鎮企業用電最大500kw、最小200kw，以一回線路引出。全系統35kv線路總長度為90km。要求設計：
1． 該電站電氣主接線的擬制和電氣裝置的選擇；
2． 繪製圖紙。
三、 已知資料
1． 系統最大執行方式歸算到縣城關變電所35kv母線的電抗有名值為2歐。
2． 發電機電壓側配電裝置採用戶內成套式高壓開關櫃。35kv側採用戶外配電裝置。
3． 發電機和變壓器低壓側至配電裝置室用載流導體連線的電氣距離均超過20m，迴路計算用年最大負荷利用小時數為5400h，周圍環境實際溫度均按35℃計算。
四、 設計內容
1． 主接線方案設計：
1)確定主變台數、容量和型式；
2)接線方案的技術比較，確定最佳方案；
3)確定廠用變台數及其備用方式、接線。
2． 短路電流計算
3． 電氣裝置選擇
4． 繪製電氣主接線圖
5． 繪製戶內配電裝置訂貨圖
6． 繪製發電機側戶內配電裝置布置圖
7． 35kv戶外配電裝置平斷面圖
8． 編制設計說明書
五、 設計參考資料
1．《水電站電氣裝置》尹厚豐主編
2．《電力工程設計手冊》第三冊
3．《小型水電站機電設計手冊》中國電力出版社
4．《小型水電站》下冊電氣一次迴路部分
5．《中小型水電站設計手冊》許建安主編
6．《發電廠及變電站電氣裝置》吳靚謝珍貴主編
六、 日程安排
第一天：布置任務、介紹電氣裝置選擇
第二天：電氣主接線最佳方案的確定
第三天：短路電流計算
第四、五天：電氣裝置選擇
第六天：繪製電氣主接線圖
第七天：繪製6kv配電裝置訂貨圖
第八天：繪製6kv配電裝置平面布置圖
第九天：繪製35kv戶外配電裝置平斷面圖
第十天：整理設計說明書、考核
電氣主接線及配電裝置平面布置圖課程設計指導書
第一節電氣主接線方案設計
一、主接線方案設計所需原始資料
設計主接線方案時，首先需要了解原始資料：
（一） 水能資料
包括水電站的裝機台數和容量，年裝機利用小時數、調節效能、開發
形式等。
（二）電力系統資料
1． 水電站在電力系統中的地位和作用；
2． 電力系統的情況和引數；
3． 與電力系統的耦合方式；
4． 負荷的性質、重要程度、供電容量和輸電距離；
5． 廠用電的情況；
（三） 氣象情況
包括選擇電氣裝置所需的各種溫度等大氣條件等
（四） 其它有關資料
包括配電裝置型式，各主要裝置的保護方式等。
二、主變壓器型式、台數和容量的確定
1． 參見《發電廠及變電站電氣裝置》p105~107
2． 變壓器的技術引數見資料
三、電氣主接線方案的確定
（一）電氣主接線的基本形式
參見《水電站電氣裝置》p22~30或《發電廠、變電所電氣部分》（教材）p91~115
（二）電氣主接線方案的技術比較
根據任務書所列的已知資料，先擬出幾個可能的電氣主接線方案，先進行粗略的技術比較，篩選出2~3個滿足供電可靠性和電能質量等要求的接線方案。最後進一步進行較詳細的技術比較，確定出最佳方案。
技術比較一般從以下幾個方面論證，分析其優缺點：
1． 技術上的選擇與靈活性；
2． 供電的可靠性；
3． 執行的安全性；
4． 維護、檢修方便以及布置的合理性；
5． 繼電保護的簡化、適應執行人員的技術水平；
6． 電氣裝置的製造問題、就地取材問題、占地面積問題等。
四、廠用電器
（一）廠用變壓器的台數和容量
1．台數：有地區外來電源作備用或裝機容量較小時，可採用一台，否則骨幹電站應考慮兩台；
2．備用方式：採用暗備用方式，若採用油浸式變壓器，每台容量按70%計算容量選擇；若採用乾式變壓器，則每台容量按100%計算容量選擇。
（二）廠用電源的引接原則
1． 有母線的電氣主接線，從電壓等級較低的母線上引接廠用電源；
2． 無母線的電氣主接線，可從發電機——變壓器之間分支上引接廠用電源。
（三）廠用電母線的接線方式
按廠用變台數進行分段或不分段，但必須裝裝置用電源自動投入裝置（bzt）。詳見《發電廠及變電站電氣裝置》p127~130。
第二節短路電流計算及電氣裝置選擇
一、 電氣裝置的配置：
（一） 開關電器的配置原則
每一回路須有操作電器、保護和隔離電器。
根據設計任務書的要求及已知資料，在選定的電氣主接線方案草圖上配置開
關電器時應考慮以下問題：
1． 35kv屋外配電裝置管理開關帶接地刀閘問題
根據不同電氣主接線具體情況需要，從檢修、試驗的安全角度出發，在隔離
開關，在隔離開關的一側或雙側裝設接地刀閘。
2． 接在主母線上的閥型避雷器與電壓互感器合用一組隔離開關。
3． 廠用變壓器高壓側一般採用熔斷器作為操作、保護電器。
（二） 互感器的配置
互感器的配置應充分滿足保護及自動裝置、測量、同期以及絕緣監察的
需要。（三） 其它
1． 裝置之間的連線方式
一般採用母線連線，當布置有困難時採用電力電纜連線。
2． 防雷保護即侵入波過電壓的保護
3． 通訊問題
二、 短路計算條件
在短路電流計算之前，應先確定短路計算條件，包括以下內容：
1． 計算電路圖的確定
（1） 系統容量及電抗的確定（已知系統部分引數時）；
（2） 最大執行方式的確定；
（3） 短路計算點的確定。
2． 短路計算時間的確定
詳見《水電站電氣裝置》p236或《發電廠、變電所電氣部分》（教材）p152。
三、 短路電流的計算
1． 根據電氣裝置選擇的需要，短路電流應計算下列引數：
i『』、izt 、 izt/2、ich和 ich 。
2． 短路電流計算步驟：
（1） 選取基準sj，uj=up，計算各元件電抗標麼值，並繪製等值電路圖
（2） 網路化簡，求各電源到短路點的綜合電抗
（3） 短路電流計算
四、 電氣裝置選擇
主要選擇下列裝置：各電壓級匯流主母線、斷路器、隔離開關、熔斷器、
互感器、電力電纜、迴路載流導體及絕緣子等。並對所選裝置進行校驗。
第三節安裝接線圖
安裝接線圖是二次接線的主要施工圖，也是提供廠家製造屏和櫃的圖紙。施工圖經過施工和執行檢修並修正後，就成為對二次迴路進行維護、試驗和檢修的基本圖紙。
安裝接線圖一般包括屏面布置圖、端子排圖、屏背面接線圖三種。本設計是要求根據已知的二次原理展開圖及所選用的裝置，設計相應的屏內裝置的屏面布置圖，然後再由原理展開圖及屏面布置圖，設計出端子排圖。最後根據以上三種圖紙設計屏背面接線圖。
一、屏面布置圖
屏面布置圖是加工、製造屏、臺、盤和安裝屏、臺、盤上裝置的依據。屏、臺、盤上各裝置的排列、布置系根據執行操作的合理性並適當考慮到維護和施工的方便而決定的，必須按照裝置尺寸和裝置之間的距離及一定的比例進行繪製。
布置要求詳見《發電廠及變電站二次裝置》p106~110。
二、端子排圖
端子排圖是表示屏、臺、盤內需要裝設端子排的數目、型式、排列順序、位置，以及它與屏台排上裝置和屏、臺、盤外裝置連線情況的圖紙。
端子排土實際是屏背面接線圖的乙個組成部分，它主要是表示屏內裝置與屏外裝置的連線（電纜）情況。
端子排圖的作法詳見《水電站電氣裝置》p410~415或《發電廠及變電所二次部分》（教材）p170~172。
三、屏背面接線圖
屏背面接線圖是以屏面接線圖為基礎，並以原理接線圖為依據而繪製的接線圖，它標明了屏上各個裝置引出端子之間的連線情況，以及裝置與端子之間的連線情況，它是一種指導屏上配線的圖紙。
為了配線工作及識圖的方便，在這種接線圖中，對各裝置和端子排一般都增加了一種採用「相對編號法」進行的編號，用以說明這些裝置相互連線的關係。例如，甲接線柱上標了乙接線柱的編號，乙接線柱上標上甲接線柱的編號，這表明甲和乙兩接線柱之間應連線起來。
屏背面接線圖的作法詳見《水電站電氣裝置》p415~419或《發電廠、變電所電氣部分》（教材）p172。
第四節配電裝置布置圖
配電裝置是電氣一次接線的工程實施，是發電廠及變電站的重要組成部分。它是按電氣主接線的要求，由開關電器、載流導體和必要的輔助裝置所組成的電工建築物，在正常情況下用來接受和分配電能；發生事故時能迅速切斷故障部分，以恢復非故障部分的正常工作。
一、繪製屋內配電裝置訂貨圖
屋內配電裝置訂貨圖是廠家根圖形進設計、訂貨、安裝的重要資料，廠家將根據訂貨圖進行具體的配料。
二、屋內配電裝置布置圖
將屋內配電裝置如成套開關櫃合理地布置的屋內，具體要求見《發電廠及變電站電氣裝置》p140～147
三、屋外配電裝置平、斷面圖
將屋外配電裝置布置合理在屋外的場地進行布置，即應滿足對安全距離的要求，又應節約用地。具體要求見《發電廠及變電站電氣裝置》p148~156。
第五節設計成果
一、繪製水電站電氣主接線圖
1． 採用75×50cm方格紙，圖形符號必須按國家新標準符號繪製，並有圖框和標題欄，字型應採用仿宋體字，用鉛筆繪圖和書寫。
2． 接線按單線圖繪製，僅在區域性裝置配置不對稱處繪製三線圖，零線繪成虛線。
3． 在主母線位置上註明配電裝置的額定電壓等級，在相應的方框圖上表明裝置的型號、規格。
二、繪製屋內配電裝置配置圖
1． 採用50×375cm方格紙繪製。
2． 裝置的型號、規格和數量採用列表的形式。
三、繪製35kv屋外配電裝置平斷面圖
1． 兩張圖分別採用75×50cm和75×50cm圖紙繪製。
2． 屋外配電裝置布置圖應按與實際尺寸成比例畫出，要求布置協調對稱、美觀。各元件的型號規格必須列在裝置表中。
五、 制設計說明書
1． 任務及原始資料。
2． 主變台數、容量及型式的確定（需論證）。
3． 主接線方案的確定（列表比較）。
4． 短路電流計算（包括計算條件即計算電路圖確定說明，計算過程和結果表）。
5． 電氣裝置的選擇。
6． 主要一次裝置清單（包括裝置名稱、型號、規格、單位和數量等）。
7． 其他需要說明的內容。
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