电气设备课程设计题目1.docx

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电气设备课程设计题目1

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。

2、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。

3、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

1、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。

2、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

2、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。

3、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

3、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。

4、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

4、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。

5、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。

4、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、2

15MW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2

15MW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℃。

1110kV线路进线2回。

210kV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4

300MW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线路送到本变电所；在低压侧10kV母线送出四回线路，备用二回线路，在本所35kV母线有二回输出线路。

该变电所的所址在公路旁边，地势平坦，交通方便。

35kV和10kV用户负荷统计资料

35kV和10kV用户负荷统计资料见表1和表2。

最大负荷利用小时数4800h。

表135kV用户负荷统计资料

用户名称

最大负荷

cos

回路数

重要负荷百分数（%）

35kV黑山线

1650

0.85

1

30%

35kV盐场线

2900

0.85

1

60%

表210kV用户负荷统计资料

序号

用户名称

最大负荷（kW）

cos

回路数

重要负荷百分数（%）

1

轧花一线

1000

0.9

1

70%

2

轧花二线

1900