发电厂电气部分这门课程的课程设计, 它是电气工程及其自动化这个专业里一个非常核心的实践环节, 整个过程由郭琳老师来主导和指导。
本次设计拿某一家火电厂或者水电站当作原型, 要求大家把所有的工作都做完, 这些工作包括主接线选择、电气设备选型、短路计算、电气布置以及继电保护配置等等全套内容, 最终要形成一套完整的、能够落地执行的电气一次系统方案。下面就是本次课程设计的完整执行框架以及其中的核心要求。
设计基础与技术参数
设计的起点是基于所提供的发电容量、设备台数以及额定电压等级。以装机容量为600兆瓦的发电机组作为实例, 发电机所输出的初始电压为20千伏。随后需要将电压进行升高处理, 提升至220千伏或者是500千伏以便于电能送出。
学生有义务根据上述既定条件来确定主变压器的具体数量、接线方式组别以及变比数据。同时还要完成包括通常采用的6千伏和0.4千伏在内的厂用电系统的配置工作。在所有计算过程中所产生的各项数据必须严格保证与相应设备的实际铭牌参数保持完全一致。整个过程中严禁仅凭个人主观经验去随意估算取值。
核心设计环节（按顺序执行）
1. 主接线方案论证: 我们要对比单母线, 还要对比双母线, 更要对比双母线带旁路这些接线形式。需要从可靠性这个维度进行分析, 也需要从经济性这个维度进行衡量, 还需要从扩建灵活性这个维度进行考量, 最后给出选定理由, 并且附上简图。
2. 需要进行短路电流计算, 这个步骤需要选取最大运行方式, 也需要选取最小运行方式, 通过这样的计算, 得出各个节点的三相短路电流数值, 也就是Ik.max和Ik.min, 这些数值是作为设备动热稳定校验依据的。在计算的过程中, 必须逐个节点来列出表格, 把阻抗折算的过程进行标注。
3. 电气设备选型与校验这一步骤里面, 包含了断路器、隔离开关、还有互感器、变压器以及电抗器等设备等部件, 这些部件要按照它们对应的工作电压来进行逐项校验, 也要按照它们的额定电流来进行逐项校验, 同时还要对短路热稳定性进行逐项校验, 这个短路热稳定性是用积分i平方dt来表示的, 也要对动稳定性进行逐项校验, 这个动稳定性的要求是峰值电流ip必须大于或者等于冲击电流Ich, 最后把选型的结果汇总成为一个表格。
4. 配电装置布置这个工作环节, 必须做到完成屋外配电装置的平面图还有断面图, 同时屋内配电装置也要完成平面图和断面图, 需要把设备与设备之间的间距标注清楚, 操作通道的情况要注明, 检修空间的状况也要标示出来, 这些做法一定要满足《高压配电装置设计技术规程》（DL/T 5352）里头所提出的那些要求。
5. 防雷与接地: 我们需要计算接闪器的保护范围, 同时还要设计接地网的布置, 在这样做的时候, 接地电阻必须满足规定, 这个规定明确指出, 接地电阻应该是不大于0.5Ω的, 特别是在大电流接地系统当中, 更要严格遵守这个标准。
评分与交付要求
郭琳老师那边是这么个规定, 对于那个交付物, 要实行计算书加图纸加说明书这个三件套的制度。关于那个计算书来说, 它是要求公式得完整, 代入的那个过程必须清晰。然后是关于图纸的要求, 图纸必须是按照A2幅面来进行绘制的, 比例需要准确, 标注也得齐全。
接着是那种说明书的情况, 它的字数是不能少于8000字的,并且其中必须要包含设计依据、方案比选、结论以及参考文献这些内容。在截止日期到来之前, 是需要把电子版的东西提交到指定平台那里的, 一旦逾期, 是要按照缺交来处理的。
常见问题与处理
在进行短路的计算过程里, 当系统的阻抗这个数值处于未知的状态时, 应当将上级电网的短路容量假设为一个无穷大的数值, 并且必须在相关的资料或说明中明确地写出这一条假设的条件内容。
在为主变压器挑选分接抽头这个事情上面, 一定要把正常运行时候的情况和发生事故时候的情况都考虑进去, 这样才能避免出现电压过高的现象或者电压不够用的状况。
在设备选型的过程中, 如果遇到没有完全匹配的型号的这种情况, 是应当说明需要采取替代方案的具体理由的, 同时还必须附上生产厂家提供的技术参数页面作为依据。
完整的设计范例、可供参考的图纸, 以及用来答疑的资料,都可以在课程设计指导平台上进行查阅操作发电厂电气部分课程设计 郭琳发电厂电气部分课程设计 郭琳, 建议学生们在正式启动设计工作之前, 先把评分细则通读一遍。这么做的主要目的是为了避免后续出现需要返工的情况。
