电气工程及其自动化专业课程设计

四川大学网络教育（专升本）

电气工程及其自动化专业课程设计大纲

课程设计的目的是通过一个实际工程的设计，巩固和加深对课程所学理论知识的理解；培养学生分析问题和独立解决实际问题的能力，理论联系实际的能力，技术与经济全面考虑问题的观点；初步学习工程经济的计算方法等。因此，课程设计是专业课程教学中重要的实践性环节。

电气工程及其自动化专业网络教育专升本层次教学计划中设置了专业课课程设计。为此，我院开设了“电力系统分析”、“电力系统继电保护原理”、“电力系统调度自动化”、“发电厂电气部分”和“电力市场”五门专业课的课程设计，以供学生选择。

“电力系统分析”课程设计大纲

——区域电力网的规划设计

编写：刘天琪，邱晓燕

—、设计要求

根据“电力系统分析”课程所学理论知识和电力系统规划设计的基本任务，在电源及负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成一个区域电力网络的设计。要求对多个方案进行技术经济比较和分析，选择出最优方案，并对所选方案进行必要的技术计算（如调压计算、稳定性计算），提出解决技术问题的措施。

二、原始资料

1．电源点和负荷点的相对地理位置；

2．发电厂装机容量、额定电压和功率因数；

3．各负荷点的最大最小负荷、最大负荷利用小时数和额定电压等。

三、电力网规划设计的基本内容

根据前述课程设计的要求，在电源和负荷大小及其相对地理位置已确定的情况下，完成以下设计内容：

1．制订网络可能的接线方案，选择电力网的电压等级；

2．选择各方案发电厂及变电站的主接线，根据电网运行的可靠性、灵活性和经济性，比较各方案的负荷矩、线路长度和高压开关数等指标，摒弃显然不合理的方案；

3．对待选的各方案，确定其输电线路的导线截面及发电厂、变电站的主要电气设备（变压器及断路器）；

4．计算各方案的一次投资，对待选方案进行工程经济计算。进行技术经济比较，选定最优设计方案；

5．对所选方案进行调压或稳定性计算，提出调压或提高稳定性的措施。

6．物资统计，列出设备清单。

四、设计成果

1．设计说明书

2．全网主接线图

3．潮流计算结果及潮流分布图

4．设备清单

“电力系统继电保护原理”课程设计任务及指导书

——元件保护的设计及整定计算

编写：陈浩

—、原始资料

1、发电厂(或变电所)电气主结线图(附元件参数)。

2、电力系统主接线图(附元件参数)

二、设计要求

l、根据厂、所继电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求，配置相应的电流互感器及电压互感器，并选择出相应的电流互感器及电压感器的型号和变比。

2、编制3—4种运行方式。

3、决定变压器中性点接地的位置及台数。

4、根据发电机、变压器的型式和容量及出线的电压等级，配置发电机，变压器(或

发一变组)、母线及出线的继电保护方案，并计算出相应的继电保护的整定值。

5、对电网各线路配置继电保护及重合闸方案，并计算出相应的继电保护定值。

三、设计成果

1．编写整计算说明书一份，包括以下内容

（1）所选择的电流、电压互感器的型号及变比

（2）变压器中性点接地位置及台数

（3）各元件、线路参数的计算，各序网的制定；

（4）短路电流计算的过程(要求列出短路电流计算成果表)；

（5）各种继电保护整定计算的过程（要求列表给出整定计算成果表，包括各保护整定值，动作时间，灵敏度等）。

2、在原主结线图的基础上，绘制发电机，变压器(或发一变组)，母线及出线继

电保护，自动装置配置方案结线图一张。

四、参考资料

1、发电厂电气设计与CAD应用四川大学电力工程系刘继春

2、电力系统继电保护配置及整定计算

成都科技大学电力工程系潘和勋

四川电力调度局张军文

3、电力工程电气设计手册(电气二次部分) 能源部西北电力设计院

4、水电站机电设计手册(电气二次) 水电站机电设计手册写组

5、电力系统分析 华中理工大学 何仰赞

五、设计指导(设计的方法和步骤)

1、 根据厂、所继电保护、自动装置、励磁装置、同期装置及测量表计的要求，配置和选择相应的电流、电压互感器。见参考资料[1],P89发电厂中互感器配置图，互感器的选择(包括互感器的技术数据)见1：P95−98。

2、 拟定四种远行方式，确定变压器中性点接地位置及台数。见参考资料[2]见P164。进行短路电流的计算：

(1)有关元件(包括线路)参数的计算，见参考资料 P55 —56的表3--2，表3---3，表3---4。

(2)有关序网的制定及变压器零序等值电路和参数的计算，见参考资料

[5]，P110—114，P116—120。

(3)有关网络变换与简化，见参考资料P57—58，表3—5，表3—6。

(4)计算继电保护所需的短路电流(包括残压)允许按倒数法（∑=**1X I d ） (注意：I *d ，X *∑在计算不同的短路故障时，有不同的含意和内容)，然后求出所需的支路电流及母线电压。

3、 进行继电保护的整定计算

(1)根据线路在系统中的重要性及电压等级，配置相应的继电保护，对终端 线路所选保护的二、三段可以按灵敏度的要求，计算定值，例如距离保护、零序保护，(零序保护也可设四段)。

(2)根据母线、发电机、变压机、变压器(或发一变组)的型式和容量，配置相应的继电保护，并整定其定值。

以上两项整项整定的内容及方法，见参考资料[2]的有关内容。

4、绘制继电保护，自动装置配置方案结线图时，其有关的图形符号，见参 考资料[1]P211~212，附录。

继电保护装置(包括自动重合闸)，可以选择电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型或微机型的成套保护装置。