第2章 电力工程课程设计
第2章 《电力工程》课程设计
2.1电力工程课程设计的教学目的及要求
本课程设计是电气工程及其自动化专业重要的实践教学环节之一，其目的是加深理论知识的理解，掌握《电力工程》中涉及到的基本工程计算方法，使学生受到工程实践应用的基本训练。
设计内容以中小型变电所电气部分的初步设计为重点，要求学生充分发挥主动性与创造性，在老师的指导下独立完成课程设计，并撰写格式、符号、字数均符合规定的课程设计说明书和相应图纸。
2.2设计题目
? 某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计 ? 某工厂配电线路及变电所设计
? 某化纤毛纺厂全厂总配变电所及配电系统设计
2.3 设计的任务及主要步骤
2.3.1 设计依据
a) 某塑料制品厂全厂总配变电所及配电系统设计。
1) 负荷情况：本厂生产车间大部分为三班工作制，少部分车间为单班制或两班制，年最大负荷利用小时数为5000小时，属三类负荷。全厂共设五个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如表2.1所示：
表2.1 各车间负荷负荷计算表
序号 1 2 3 4 5 P30（kW） 820 780 307 273 238 Q30 (kvar) 1080 1058 410 376 284 S30 (kVA) I30 (A) 变压器台数和容量 2× 2× 1× 1× 1× 2) 供用电协议：
i) 电源：从电业部门某110/10kV地区变电所取得一回10kV架空线路引入本厂，地区变电所距离工厂约2.5km。
ii) 电力系统的短路数据：地区变电所10kV母线在系统最大运行方式和最
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第2章 电力工程课程设计
小运行方式下的短路容量分别为Sk.max=200MVA和Sk.min=175MVA，系统馈电出线定时限过流保护装置的整定时间为2s，要求工厂总配变电所不大于1.5s。
iii) 要求本厂的功率因数不小于0.9。
3) 厂的自然条件：当地最热月平均最高气温为30℃；土壤0.8m深处一年中最热月平均气温为20℃；年雷暴日为31天；土壤性质以砂质粘土为主。
b) 某工厂配电线路及变电所设计
1) 负荷情况：全厂绝大部分用电设备属长期连续负荷，要求不间断供电，主要车间及辅助设施均为一类负荷。本厂为三班工作制全年工作小时数为8760小时，年最大负荷利用小时数6000小时。全厂共设五个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如表2.2所示：
表2.2 各车间负荷负荷计算表
序号 1 2 3 4 5 P30（kW） Q30 (kvar) 585 780 450 472 410 S30 (kVA) I30 (A) 变压器台数和容量 2× 2× 2× 2× 2× 450 650 848 540 560 2) 供用电协议：
i) 电源：工作电源由距其东侧5km处的A变电站接一回35kV架空线路供电，A变电站装有两台SF9―8000/110型的变压器，电压比为110/38.5kV，变电站110kV母线的短路容量为1800MVA。
最大运行方式：按A变电站两台变压器并列运行考虑； 最小运行方式：按A变电站两台变压器分列运行考虑。
备用电源由该厂东北侧7km的B变电站接一回架空线作为备用电源，系统要求只有在工作电源停电时，才允许备用电源供电，应满足全厂一类负荷的需要。
ii) 系统馈电出线定时限过流保护装置的整定时间为2s，要求工厂总降压变电所不大于1.5s。
iii) 要求本厂的功率因数不小于0.9。
3) 厂的自然条件：当地最热月平均最高气温为30℃；土壤0.8m深处一年中最热月平均气温为20℃；年雷暴日为30天；土壤性质以砂质粘土为主。
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第2章 电力工程课程设计
c) 某化纤毛纺厂全厂总配变电所及配电系统设计。
1) 负荷情况：本厂多数车间为三班工作制，少数车间为单班制或两班制，年最大负荷利用小时数为5600小时，大部分属二类负荷。全厂共设三个车间变电所，各车间（380V侧）的负荷统计情况如表2.3所示：
表2.3 各车间负荷负荷计算表
序号 1 2 3 P30（kW） 810 786 234 Q30 (kvar) 562 546 175 S30 (kVA) I30 (A) 变压器台数和容量 2× 2× 1× 2) 供用电协议：
i) 电源：从电业部门某35/10kV地区变电所取得两回10kV架空线路引入本厂，地区变电所距离工厂约2km。
ii) 电力系统的短路数据：地区变电所10kV母线在系统最大运行方式和最小运行方式下的短路容量分别为Sk.max=250MVA和Sk.min=160MVA，系统馈电出线定时限过流保护装置的整定时间为2s，要求工厂总配变电所不大于1.5s。
iii) 要求本厂的功率因数不小于0.9。
3) 厂的自然条件：当地最热月平均最高气温为30℃；土壤0.8m深处一年中最热月平均气温为20℃；年雷暴日为30天；土壤性质以砂质粘土为主。 2.3.2 设计内容及要求
? 确定车间变电所变压器的台数和容量； ? 变（配）变电所主接线图设计； ? 导线截面选择（只选择其中一条线路）； ? 确定短路计算点，计算三相短路电流； ? 部分高压电气设备选择与校验；
? 车间变电所继电保护配置与整定计算（只做一个车间变电所的整定计
算）；
? 防雷接地设计计算（选做）。 2.3.3设计成果
a) 设计说明书一份（约5000字）：包括设计任务所要求的各项设计计算过程、结果和表格，要求内容正确、整洁、完备、概念清楚、文字通畅。
b) 设计图纸：变（配）变电所主接线图和变压器保护原理图（或展开图）各一张（尽量采用AutoCAD或Protel绘图）。
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第2章 电力工程课程设计
2.4 课程设计时间安排
该课程设计时间为一周，具体安排如表2.4所示。
表2.4 课程设计时间安排表
星期一 布置设计任务书，对基本内容进行讲解；将学生分成若干组，每组一个设计题目 查阅相关资料 星期二 星期三 星期四 星期五 上午 学生自己设计 学生自己设计 整理资料 撰写说明书 下午 辅导答疑 辅导答疑 撰写说明书 画图 2.5 课程设计的考核方法及成绩评定
工作态度占30%；方案合理性占30%；说明书撰写规范性和书面表达能力占40%。
2.6 课程设计教材及主要参考资料
[1] 孙丽华主编. 电力工程基础. 北京：机械工业出版社，2006
[2] 刘介才主编. 工厂供电简明设计手册. 北京：机械工业出版社，1993 [3] 段建元编. 工厂配电线路及变电所设计计算. 北京：机械工业出版社，1982
[4] 刘介才主编.工厂供电设计指导. 北京：机械工业出版社，1999 [5] 苏文成主编. 工厂供电. 北京：机械工业出版社，1999
2.7 相关标准
撰写本课程设计说明书时所用到的图形与文字符号应符合国家相关标准，可参考《电力工程基础》教材。
制定：孙丽华 审核：孙会琴 批准：孙晓云
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第3章 电气控制控制与可编程控制器课程设计
第3章 《电气控制与可编程控制器》课程设计
3.1电气控制与可编程控制器课程设计的教学目的及要求
培养学生正确地应用PLC解决工业控制，工业检测等领域具体问题的能力；学生通过所做课题，熟悉PLC应用系统的软、硬件设计的工作方法，工作内容，工作步骤；对学生进行基本技能训练，例如组成系统，编程，调试，绘图等，使学生理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
3.2设计题目
? 自动门PLC控制装置
? 饮料罐装生产流水线的PLC控制 ? 全自动洗衣机PLC控制
3.3 设计的任务及主要步骤
3.3.1自动门PLC控制装置 a) 内容要求:
课程设计论文内容要正确，概念要清楚；完成设计要求所规定的内容；附有原理图及程序流程图，以及程序清单；文字要通顺,书写要工整。 b) 设计要求：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
控制要求如下：
1) 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
2)自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
3)在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
4) 在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。 c) 工作要求：
1) 硬件设计 2) 软件设计 3) 画出系统原理图
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