电气工程基础课程设计报告 华科电气
课程设计说明书
设计题目110kV变电站电气系统初步设计
电气学院电气工程及其自动化专业班
学生姓名：
学号：
完成日期：
指导老师（签字）：
华中科技大学
对说明书的基本要求及注意事项
1.说明书的编号内容参看课程设计指导书中的有关部分。
2.为清楚说明设计计算内容，应有必要的插图。
3.除插图可用铅笔绘制外，计算和说明一律用钢笔书写，并要求计算正确、完整、文字简
明扼要、简介。（打印一律用黑色）
4.设计过程中所应用的公式和数据，应注明来源（参考资料的代号、页次以及图表编号等）。
5.根据计算稿本整理设计主要过程时，只须首先列出文字符号表达的计算公式，然后依次
代入各相应文字符号的数值，就直接写出计算结果（不作任何运算和简化，但计算结果必须注明单位）。
6.设计中所选主要参数，尺寸或规格以及主要计算结果等，均应写入右侧结果栏中，有的
也可采用表格形式列出。
7.对主要计算结果应用简短的结论。如计算结果与实际取值相差较大时，应作简短的解释，
并说明其原因。
8.对每一自成单元的内容，都应有大小标题和前后一致的顺序编号，使其醒目突出。
9.封面所列“设计题目”一栏，只须填写所设计的具体名称即可。
关于模板说明：前面两页必须打在同一页，即双面打印，后面内容单面打印。
目录
110kV变电所电气系统设计说明书 (3)
一、概述 (3)
1. 设计目的 (3)
2. 设计内容 (3)
3. 设计要求 (3)
二、设计基础资料 (4)
1. 待建变电站的建设规模 (4)
2. 电力系统与待建变电站的连接情况...........................................................
4
3. 待建变电站负荷 (4)
4. 环境条件 (4)
5. 其它 (4)
三、主变压器及主接线设计 (5)
1. 各电压等级的合计负载及类型...................................................................
5
2. 主变压器的选择 (5)
四、短路电流计算 (9)
1. 基准值的选取 (9)
2. 各元件参数标幺值的计算.........................................................................
10
3. 用于设备选择的短路电流计算.................................................................
10
五、电气设备选择 (12)
1. 电气设备选择的一般条件.........................................................................
12
2. 各回路的工作电流计算 (13)
3. 断路器和隔离开关选择 (14)
4. 导线的选择 (20)
5. 限流电抗器的选择 (22)
6. 电压互感器的选择 (23)
7. 电流互感器的选择 (24)
8. 高压熔断器的选择 (26)
9. 支持绝缘子和穿墙套管的选择.................................................................
26
10. 消弧线圈的选择 (27)
11. 避雷器的选择 (27)
六、课程设计体会及建议 (29)
参考文献 (29)
附录 (30)
短路电流计算书 (30)
附图：110kV变电所电气主接线图（#2图纸） (33)
第页
设计计算与说明主要结果
一、概述
1 设计目的
（1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识
（2）培养分析问题和解决问题的能力
（3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法
2 设计内容
本设计只做电气部分的初步设计，不作施工设计和土建设计
（1）主变压器选择：根据负荷选择主变压器的容量、型式、电压等级
（2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性
（3）短路电流计算：不同运行方式（大、小、主）、短路点与短路类型
（4）主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈、避雷器等
（5）绘制电气主接线图
3 设计要求
（1）制定任务书
（2）确定变压站各电压等级的合计负荷及负荷类型
（3）选择主变压器，确定型号、相数、容量比等
确定电压等级；各侧总负荷；选择台数、容量；校验近、远期变压器的负荷率，若不满足规程规定，应采取的措施；校验事故情况下变压器的过载能力；接地方式。最终必须确定主变压器的：型号、相数、容量比、电压比、接线组别、短路阻抗等
（4）电气主接线设计
对每一个电压等级，拟定2～3各主接线方案，先进行技术比较，初步确定2-3个较好的方案，再进行经济比较，选出一个最终方案。
（5）短路电流计算
电力系统侧按无限大容量系统供电处理；用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算结果Sk、I”、I∞、Ish、Teq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。
（6）电气设备选择
每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。
二、设计基础资料
1 待建变电站的建设规模
⑴变电站类型： 110 kV降压变电站
⑵三个电压等级： 110 kV、 35 kV、 10 kV
⑶ 110 kV：近期进线2回，出线1 回；远期进线1回，出线1回
35 kV：近期4回；远期2回
10 kV：近期6回；远期2回
2 电力系统与待建变电站的连接情况
⑴变电站在系统中地位：终端变电站
⑵变电站仅采用 110 kV的电压与电力系统相连，为变电站的电源
⑶电力系统至本变电站高压母线的标么电抗（S
=100MVA）为：
d
最大运行方式时 0.30 ；
最小运行方式时 0.40 ；
主运行方式时 0.35
⑷上级变电站后备保护动作时间为 3 s
3 待建变电站负荷
⑴ 110 kV出线：负荷每回容量 12000kVA，
＝ 5000 h
cos?＝0.9，T
max
⑵ 35 kV负荷每回容量 4000kVA，
＝ 4000 h；
cos?＝0.85，T
max
其中，一类负荷1回；二类负荷2回
＝ 4000 h；
⑶低压负荷每回容量 1425 kW，cos?＝0.95，T
max
其中，一类负荷2回；二类负荷2回
⑷负荷同时率 0.9
4 环境条件
⑴当地年最高气温400C，年最低气温-200C，最热月平均最高气温350C，年最低气温-50C
⑵当地海拔高度：600m
⑶雷暴日： 10日/年
5 其他
⑴变电站地理位置：城郊，距城区约10km
⑵变电站供电范围： 110 kV线路：最长100 km，最短50 km；
35 kV线路：最长60 km，最短20 km；
10 kV低压馈线：最长30km，最短10km；
⑶未尽事宜按照设计常规假设。
第页
设计计算与说明主要结果三主变压器选择
1 电压等级
待建变电所的电压等级为110kV/35kV/10kV。
2 各侧总负荷
=12000*1*0.9=10800kVA
110kV近期负荷：S
110
35kV近期负荷：S
=4000*4*0.9=14400kVA
35
=1425/0.95*6*0.9=8100kVA
10kV近期负荷：S
10
=10800+14400+8100=33300kVA
近期总负荷：S
近
=12000*1*0.9=10800kVA
110kV远期负荷：S’
110
=4000*2*0.9=7200kVA
35kV远期负荷：S’
35
=1425/0.95*2*0.9=2700kVA
10kV远期负荷：S’
10
远期总负荷：S’=10800+7200+2700=20700kVA
总负荷：S
=33300+20700=54000kVA
总
其中重要负荷，即一、二类负荷：
S
=4000*3*0.9+1425/0.95*4*0.9=16200kVA
重要
3 选择台数、容量
确定原则：大中型发电厂和枢纽变电所，主变不应少于2台；
按变电所建成后5~10年的规划负荷选择，并适当考虑远期10~20
年的负荷发展；对重要变电所，应考虑一台主变停运，其余变压
器在计及过负荷能力及允许时间内，满足I、II类负荷的供电；
如果有两台变压器，每台容量应能满足全部供电负荷的60%~70%，
即33000*（60%~70%）=19800~23100kVA。
根据以上原则，一期工程选择2台20000kVA主变压器，二期
工程增加1台20000kVA主变压器。
4 校验变压器负荷率
近期变压器负荷率：33300/(20000*2)*100%=83.25%
远期变压器负荷率：54000/(20000*3)*100%=90%
近期、远期皆留有一定的裕度，且利用率较高，经济性较好。
5 校验事故情况下的过载能力
近期一台主变压器停运,其余变压器担负全部负荷的70%时，过载
率：33300/20000*70%=116.55%
此时担负重要负荷：16200/20000*100%=81%
远期一台主变压器停运,其余变压器担负全部负荷的70%时，过载
率：54000/（20000*2）*70%=94.5%
6 接地方式
我国110kV及以上电压变压器绕组都采用Y连接；35kV采用Y
连接，其中性点多通过消弧线圈接地。35kV以下电压变压器绕组
都采用?连接。
7 变压器最终确定
变压器各侧负荷百分比：
110kV侧：10800＞1/2 S
N
35kV侧：14400＞1/2 S
N
10kV侧：8100＜1/2 S
N
故容量比为100/100/50。
每侧绕组的通过容量都达到额定容量的15%及以上，所以采用三相三绕组变压器。而有载调压较容易稳定电压，减少电压波动所以选择有载调压方式，且规程上规定对电力系统一般要求10KV 及以下变电站采用一级有载调压变压器。故本站主变压器选用有载三相三绕组变压器。
综上所述，拟选择主变压器型号为SFSL
7
-20000/110的三相三绕组电力变压器，一期2台。二期增加1台。其参数如下：
型号：SFSL
7
-20000/110
相数：三相
容量比：100/100/50
电压比：110/35/10.5
接线组别：Y
N ，y
n0
，d
11
短路阻抗：U
k(1-2)=10.5%;U
k(1-3)
=18%;U
k(2-3)
=6.5%
四电气主接线设计
设计原则：
根据国家标准《GB50059-92 35～110kV变电所设计规范》，变电所的主接线，应根据变电所在电力网中的地位、出线回路数、设备特点及负载性质等条件确定。并应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。
35～110kV线路为两回及以下时，宜采用桥型、线路变压器组或线路分支接线，超过两回时，宜采用扩大桥型接线、单母线或分段单母线接线。110kV线路为6回以上时，宜采用双母线接线。220kV及以下，当进出线回路多，输送功率打，可采用有母线的接线形式。无母线接线，通常用于进出线回路少且不在扩建的情况。
根据国家标准，当变电所有两台主变压器时，6～10kV侧宜采用分段单母线。线路为12回及以上时，亦可采用双母线。当不允许听见检修断路器时，可设置旁路设施。当6～35kV配电装置采用手车式高压开关柜时，不宜设置旁路设施。
采用单母和双母接线的110kV~220kV电压等级，若断路器停电检修时间较长，一般应设置旁路母线。
35kV以下电压，由于供电距离不远，对重要用户可采用双回线路；若单母分段，也可设置不带专用断路器的旁路母线接线。
（1）110kV侧
其近期进线2回，出线1 回；远期进线1回，出线1回，综上原则。比较好的方案有：
方案一：单母线分段接线
其特点：技术方面：简单清晰，设备较少；可靠性较差，灵活性较差；母线分段减少了故障或检修时的停电范围。
经济方面：设备较少，投资较小
方案二：单母线分段带旁母接线
其特点：技术方面：可靠性较高，灵活性较好；检修断路器时不
用停电；倒闸操作较复杂，容易误操作
经济方面：占地较大，投资较多
综合考虑，单母线分段带旁母的方案虽然在供电可靠性上显得更满足负荷的要求，但占地大，投资多。相反，待建变电所在110kV侧近期和远期的负荷率都不高，用双倍的投资换取略高的可靠性是不划算的。另一方面，各种新型断路器的出现和成功运行表明，断路器的检修问题可以不用复杂的旁路设施来解决，而用备用的断路器来替代需要检修的断路器。且替代断路器的方法相当轻便，不会对负荷造成较大影响。
综上，110kV侧选用单母线分段接线。
（2）35kV侧
其近期4回；远期2回，综合设计原则，较好的方案有：
方案一：单母线分段带旁母接线
其特点：技术方面：简单清晰，操作方便；可靠性较差，未接旁母回路检修时仍需停电；母线分段减少了故障或检修时的停电范围。
经济方面：用母线分段断路器兼做旁路短路器节省投资；设备较少，占地小
方案二：双母线接线
其特点：技术方面：可靠性高，调度灵活；易于扩建为大中型变电所；线路复杂，容易误操作
经济方面：投资多，配电装置复杂。
综合以上分析，虽然双母线接线的方案具有供电更可靠，调度更灵活，又便于扩建的优点，但常常还需采取在断路器和相应的隔离开关之间加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑闭锁等防止误操作的安全措施，大大增加了投资，只在我国大中型发电厂和变电站中广泛使用。对于待建的110kV变电站，在满足重要负荷供电需求的同时应考虑投资的经济性。
综上，35kV侧选用单母线分段带旁母接线。
（3）10kV侧
其近期6回；远期2回，综合设计原则，较好的方案有：
方案一：单母线分段接线
其特点：技术方面：简单清晰，设备较少；可靠性较差，灵活性较差；母线分段较少了故障或检修时的停电范围。
经济方面：设备少，投资小。
方案二：单母线分段带旁母接线
其特点：技术方面：可靠性较高，检修断路器时不用停电，容易误操作。
经济方面：占地大，投资多。
由以上分析可知，采用手车式高压开关柜时，可不设置旁路设施，对供电可靠性的影响不大。折中考虑可靠性和经济性，10kV 侧采用单母线分段接线。
设 计 计 算 与 说 明
主要结果
五 短路电流计算
系统按无穷大系统处理，通常基准容量取100MVA 。用于设备选择时，按最终规模考虑。用于继电保护整定，按一期工程考虑。 1选择基准值
基准电压：U d1＝115KV ，U d2＝37KV ，U d3＝10.5KV 。 基准容量：S d ＝100MVA 。 则基准电流I d1=S d /（
3 U d1）=0.5KA ， I d2=S d /（
3 U d2）=1.56KA ， I d3=S d /（
3
U d3）=5.5KA 。
2确定系统电抗标幺值计算 最大运行方式下：0.30 最小运行方式下：0.40 主运行方式下：0.35 3变压器绕组电抗标幺值
X 1%=0.5（U k1-2%+ U k1-3%－U k2-3%）＝11%， X 2%=0.5（U k1-2%+ U k2-3%－U k1-3%）＝0， X 3%=0.5（U k1-3%+ U k2-3%－U k1-2%）＝7%， 三侧电抗标幺值： X Ⅰ*=N d S S X ?
%1=11%*100/20=0.55
X Ⅱ*=N d S S X ?
%2=0
X Ⅲ*=N
d S S X ?
%3=7%*100/20=0.35
设计计算与说明主要结果六电气设备选择
电气设备应能满足正常、短路、过电压和特定条件下安全可靠的
而要求，并力求技术先进和经济合理。通常电气设备选择分三步，
第一按正常工作条件选择，第二按短路情况检验其热稳定性和电
动力作用下的动稳定性，第三按实际条件修正。同时兼顾今后的
发展，选用性能价格比高，运行经验丰富、技术成熟的设备，尽
量减少选用设备类型，以减少备品备件，也有利于运行、检修等
工作。
设备选择原则：设备型号应符合使用环境和安装条件的要求；
设备的规格、参数按正常工作条件选择，并按照最大短路电流进
行效验。
1 按正常工作条件选择电器
额定电压：U
N ≥U
NS
额定电流：I
N ≥I
max
2．按短路情况检验
热稳定校验：I
t 2t ≥Q
k
动稳定校验：i
es ≥ i
sh
各侧持续工作电流计算：
主变压器110kV侧：I
1
=1.05*20000/(31/2*110)=110.2A
主变压器35kV侧：I
2
=1.05*20000/(31/2*35)=346.4A
主变压器10kV侧：I
3
=1.05*10000/(31/2*10.5)=577.4A
110kV进线：I
7
=18000/(31/2*110)=94.5A
110kV出线：I
6
=12000/(31/2*110)=63.0A
35kV出线：I
5
=4000/(31/2*35)=66.0A
10kV出线：I
4
=1425/(31/2*10.5*0.95)=82.5A
110kV母线分段开关按110kV侧负荷60%算：
60%*54000/(31/2*110)=170.0A
35kV母线分段开关按35kV侧负荷60%算：
60%*21600/(31/2*35)=213.8A
10kV母线分段开关按10kV侧负荷60%算：
60%*10800/(31/2*10.5)=356.3A
设计计算与说明主要结果3. 断路器和隔离开关选择
高压断路器在高压回路中起着控制和保护的作用，是高压电路中
最重要的电器设备。待建变电站在选择断路器的过程中，尽可能
采用同一型号断路器，以减少备用件的种类，方便设备的运行和
检修。
考虑到可靠性和经济性，方便运行维护和实现变电站设备的无由
化目标，且由于SF6 断路器以成为超高压和特高压唯一有发展前
途的断路器。故在110KV 侧采用六氟化硫断路器。
真空断路器具有噪音小、无污染、可频繁操作、使用寿命和检修
周期长、开距短，灭弧室小巧精确、动作快、适于开断容性负荷
电流等特点，因而被大量使用于35KV 及以下的电压等级中。所
以，35KV 侧和10KV 侧采用真空断路器。
隔离开关是高压开关设备的一种，它主要是用来隔离电源，进行
倒闸操作的，还可以拉、合小电流电路。
选择隔离开关时应满足以下基本要求：
1. 隔离开关分开后应具有明显的断开点，易于鉴别设备是否与
电网隔开。
2. 隔离开关应具有足够的热稳定性、动稳定性、机械强度和绝
缘强度。
3. 隔离开关在跳、合闸时的同期性要好，要有最佳的跳、合闸
速度，以尽可能降低操作时的过电压。
热稳定时间的选择：
类别继电保
护时间
/s 断路器分
闸时间/s
灭弧时间
/s
热效应等
效时间/s
110kV进线 3.0 0.1 0.05 3.15 主变110kV侧 2.5 0.1 0.05 2.65 主变35kV侧 2.0 0.1 0.05 2.15 主变10kV侧 1.5 0.2 0.05 1.75 110kV出线 1.0 0.1 0.05 1.15 35kV出线 1.0 0.1 0.05 1.15 10kV出线0.5 0.2 0.05 0.75 以主变110侧为例：
选择SW3-110G/1200型断路器
(1)额定电压：U
N ≥ U
NS
选择的断路器的额定电压110kV，等于主变110kV侧电压110kV，符合要求
(2)按额定电流选择：I
N ≥I
max
选择的断路器额定电流为1200A，大于主变110kV侧电流110.2A，符合要求
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设计计算与说明主要结果(3)额定开断电流：I
Nbr
≥I”
选择的断路器额定开断电流为15.8KA，大于主变110kV侧短路全电流
1.67KA，符合要求
(4)热稳定校验：I
t 2t ≥Q
k
所选断路器热稳定为15.82*4 KA2*s，大于主变110kV侧热效应1.672*2.65 KA2*s，符合要求
(5)动稳定校验：i
es ≥ i
sh
所选的断路器额定动稳定电流为41KA，大于主变110kV侧短路冲击电流4.24KA，符合要求
选择GW4-110/600型隔离开关：
(1)额定电压：U
N ≥ U
NS
选择的隔离开关的额定电压110kV，等于主变110kV侧电压110kV，符合要求
(2)按额定电流选择：I
N ≥I
max
选择的隔离开关额定电流为600A，大于主变110kV侧电流110.2A，符合要求
(3)热稳定校验：I
t 2t ≥Q
k
所选隔离开关热稳定为142*5 KA2*s，大于主变110kV侧热效应1.672*2.65 KA2*s，符合要求
(4)动稳定校验：i
es ≥ i
sh
所选的隔离开关额定动稳定电流为50KA，大于主变110kV侧短路冲击电流4.24KA,符合要求
综上可列表，
变压器110kV侧断路器和隔离开关：
设备型号SW3-110G/1200型断路器GW4-110/600型隔离开关项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压110KV 110KV 110KV 110KV
额定电流1200A 110.2A 600A 110.2A
额定开断电流15.8KA 1.67KA
热稳定/KA2*s 15.82*4 1.672*2.65 142*5 1.672*2.65 动稳定41KA 4.24KA 50KA 4.24KA
操动机构CD
5
-XG CS-14
设计计算与说明主要结果其他部分也按照以上方法校验，所选择的设备如下：
110KV进线断路器和隔离开关：
设备型号SW3-110G/1200型断路器GW4-110/600型隔离开关
项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压110KV 110KV 110KV 110KV
额定电流1200A 94.5A 600A 94.5A
额定开断电流15.8KA 1.67KA
热稳定/KA2*s 15.82*4 1.672*3.15 142*5 1.672*3.15
动稳定41KA 4.24KA 50KA 4.24KA
操动机构CD
5
-XG CS-14
110KV出线断路器和隔离开关：
设备型号SW3-110G/1200型断路器GW4-110/600型隔离开关
项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压110KV 110KV 110KV 110KV
额定电流1200A 63.0A 600A 63.0A
额定开断电流15.8KA 1.67KA
热稳定/KA2*s 15.82*4 1.672*1.15 142*5 1.672*1.15
动稳定41KA 4.24KA 50KA 4.24KA
操动机构CD
5
-XG CS-14
110KV分段断路器和隔离开关：
设备型号SW3-110G/1200型断路器GW4-110/600型隔离开关
项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压110KV 110KV 110KV 110KV
额定电流1200A 170.0A 600A 170.0A
额定开断电流15.8KA 1.67KA
热稳定/KA2*s 15.82*4 1.672*2.65 142*5 1.672*2.65
动稳定41KA 4.24KA 50KA 4.24KA
操动机构CD
5
-XG CS-14
变压器35kV侧断路器和隔离开关：
设备型号SW3-35G/600型断路器GW2-35/600型隔离开关
项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压35KV 35KV 35KV 35KV
额定电流600A 346.4A 600A 346.4A
额定开断电流 6.6KA 3.23KA
热稳定/KA2*s 6.62*4 3.232*2.15 142*5 3.232*2.15
动稳定17KA 8.22KA 50KA 8.22KA
操动机构CD
3-XG CS
8
-3
设计计算与说明主要结果35kV出线断路器和隔离开关：
设备型号SW3-35G/600型断路器GW2-35/600型隔离开关
项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压35KV 35KV 35KV 35KV
额定电流600A 66.0A 600A 66.0A
额定开断电流 6.6KA 3.23KA
热稳定/KA2*s 6.62*4 3.232*1.15 142*5 3.232*1.15
动稳定17KA 8.22KA 50KA 8.22KA
操动机构CD
3-XG CS
8
-3
35KV分段断路器和隔离开关：
设备型号SW3-35G/600型断路器GW2-35/600型隔离开关项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压35KV 35KV 35KV 35KV
额定电流600A 213.8A 600A 213.8A
额定开断电流 6.6KA 3.23KA
热稳定/KA2*s 6.62*4 3.232*2.15 142*5 3.232*2.15 动稳定17KA 8.22KA 50KA 8.22KA
操动机构CD
3-XG CS
8
-3
变压器10kV侧高压开关柜：
设备型号GG-1A（F1）型开关柜，断路器SN
10
-10 项目设备参数使用条件
额定电压10KV 10KV
额定电流1000A 577.4A
额定开断电流28.9KA 9.17KA
热稳定292*4 KA2*s 9.172*1.75KA2*s 动稳定71KA 23.33KA
操动机构CD-10
10kV出线高压开关柜：
设备型号GG-1A（F1）型开关柜，断路器SN
10
-10 项目设备参数使用条件
额定电压10KV 10KV
额定电流1000A 82.5A
额定开断电流28.9KA 9.17KA
热稳定292*4 KA2*s 9.172*0.75KA2*s 动稳定71KA 23.33KA
操动机构CD-10
第页
设计计算与说明主要结果10KV分段断路器和隔离开关：
设备型号SN8-10G/600型断路器GN2-10/600型隔离开关
项目设备参数使用条件设备参数使用条件
额定电压10KV 10KV 10KV 10KV
额定电流600A 356.3A 600A 346.4A
额定开断电流11.6KA 9.17KA
热稳定/KA2*s 11.62*4 9.172*1.75 142*5 9.172*1.75
动稳定33KA 23.33KA 50KA 23.33KA
操动机构CD
3-XG CS
6
-1T
第 页
设 计 计 算 与 说 明
主要结果 2、导线的选择
2、导线（硬、软母线及出线）选择
本变电站规模中等，电流不大，母线全部采用铝制矩形母线，部分引出线采用钢芯铝导线。 选择原则为：①按照周围环境最高温度情况选择导线的载流量不小于最大工作电流，长线路按照经济电流密度选择；②热稳定校验按照公式：m in m in
i I
S
S t C
∞
≥=
校验，取C=97。
（1）主变压器10Kv 侧引出线：
110KV 进线负荷的最大利用小时数h T 4500max =。查经济电流密度曲线
得，经济电流2
/2.1mm A J =，则导线的经济截面为：
2
2
178110
2.13408003mm
mm
JU
S S N
=??=
=
总
根据以上数据，可以将110KV 进线的型号选为：LGJ-185，其标准条件下的载流量为539A ，计算直径为19.02mm 。校验如下： （1）按允许载流量条件检验
当地年最高气温为C o 40，环境温度取为最热月平均最高气温
C
o
35，导线的最高工作温度取为C o 70，则环境修正系数为：
84
.020
7035700
0=--=
--=
θθθθal al K 。
经修正后的允许载流量为A A 45384.0539=?，而其工作电流为214A<453A 。符合条件。 （2）按电晕条件检验
输电导线水平排列，相间距离为4m ，导线表面光滑系数1m 取0.83，气象状况系数2m 取为0.8，海拔高度H=600m ，大气压强取为1个标准大气压。此时1
≈δ
，m D D jp
426.126.1?==m
04.5=，
mm
r 51.9=。
临界电压为：
KV
KV KV r
D r m m U
jp
cr
11012751
.91000
04.5lg
836.018.083.084lg
8421>=??????==δ
符合条件。
（3）正常工作电流：N I =868A ； 短路电流：''
k I =10.28KA ；
热稳定计算等效时间：m in i t =1.75s
选用6010?铝制矩形母线，单条竖放，布置如图： 相间距取0.4m ，支持绝缘子间距取2m 查表知40℃时1935868a I A A =≥
3
2
2
m in m in 10.2710
1.75140601060097
i I
S t m m
m m
C
∞
?=
=
=≤?=，稳
定。
动稳定校验： 母线截面系数：2
2
33
1060
100016
6
b h W
m m cm
?=
=
==
母线在短路时受到的最大的电动力：
2
7
21
21.7310
/ 1.7317.110252.3/0.4sh l F i N m N m
s
--=?
?=???=
母线排受到的最大的应力：
2
m ax 252.3200
5047/1010
F l
N cm W
σ?=
=
=≤
铝母线排的允许应力2
2
700kg/cm 6860kg/cm
=，符合动稳定要求。
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设计计算与说明主要
结果
项目工作电流
/A J
ec
(A/mm2) S
ec
/mm2 I
∞
/KA S
min
/mm2 导线型号I
al
/A
主变110KV引出线110KV母线
110KV线路
主变35KV引出线35KV母线
35KV旁母
35KV线路
主变10KV引出线10KV母线
10KV线路
第页
设计计算与说明主要结果5. 限流电抗器的选择
(1) 限流电抗器的作用:
①限制短路电流
②维持母线上的残压
(2) 限流电抗器的选择
①电抗百分值的选择，需要根据具体要求（如限制短路电流到何
值）来确
定；
②电压损失的校验，要求电抗器的电压损失不应大于电网额定电
压的5%；
③母线残压的校验,如不满足残压要求，可增大电抗值或才用瞬
时速断保
护。
待建变电站中各线路的电流由其他设备的选择保证，不选择限流
电抗器。
电气工程基础课程设计报告 华科电气
课程设计说明书 设计题目110kV变电站电气系统初步设计 电气学院电气工程及其自动化专业班 学生姓名： 学号： 完成日期： 指导老师（签字）： 华中科技大学
对说明书的基本要求及注意事项 1.说明书的编号内容参看课程设计指导书中的有关部分。 2.为清楚说明设计计算内容，应有必要的插图。 3.除插图可用铅笔绘制外，计算和说明一律用钢笔书写，并要求计算正确、完整、文字简 明扼要、简介。（打印一律用黑色） 4.设计过程中所应用的公式和数据，应注明来源（参考资料的代号、页次以及图表编号等）。 5.根据计算稿本整理设计主要过程时，只须首先列出文字符号表达的计算公式，然后依次 代入各相应文字符号的数值，就直接写出计算结果（不作任何运算和简化，但计算结果必须注明单位）。 6.设计中所选主要参数，尺寸或规格以及主要计算结果等，均应写入右侧结果栏中，有的 也可采用表格形式列出。 7.对主要计算结果应用简短的结论。如计算结果与实际取值相差较大时，应作简短的解释， 并说明其原因。 8.对每一自成单元的内容，都应有大小标题和前后一致的顺序编号，使其醒目突出。 9.封面所列“设计题目”一栏，只须填写所设计的具体名称即可。 关于模板说明：前面两页必须打在同一页，即双面打印，后面内容单面打印。
目录 110kV变电所电气系统设计说明书 (3) 一、概述 (3) 1. 设计目的 (3) 2. 设计内容 (3) 3. 设计要求 (3) 二、设计基础资料 (4) 1. 待建变电站的建设规模 (4) 2. 电力系统与待建变电站的连接情况........................................................... 4 3. 待建变电站负荷 (4) 4. 环境条件 (4) 5. 其它 (4) 三、主变压器及主接线设计 (5) 1. 各电压等级的合计负载及类型................................................................... 5 2. 主变压器的选择 (5) 四、短路电流计算 (9) 1. 基准值的选取 (9) 2. 各元件参数标幺值的计算......................................................................... 10 3. 用于设备选择的短路电流计算................................................................. 10 五、电气设备选择 (12) 1. 电气设备选择的一般条件......................................................................... 12 2. 各回路的工作电流计算 (13) 3. 断路器和隔离开关选择 (14) 4. 导线的选择 (20) 5. 限流电抗器的选择 (22) 6. 电压互感器的选择 (23) 7. 电流互感器的选择 (24) 8. 高压熔断器的选择 (26) 9. 支持绝缘子和穿墙套管的选择................................................................. 26 10. 消弧线圈的选择 (27) 11. 避雷器的选择 (27) 六、课程设计体会及建议 (29) 参考文献 (29) 附录 (30) 短路电流计算书 (30) 附图：110kV变电所电气主接线图（#2图纸） (33)
微波光学实验 实验报告
近代物理实验报告 指导教师：得分： 实验时间：2009 年11 月23 日，第十三周，周一，第5-8 节 实验者：班级材料0705 学号200767025 姓名童凌炜 同组者：班级材料0705 学号200767007 姓名车宏龙 实验地点：综合楼503 实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压 实验题目：微波光学实验 实验仪器：（注明规格和型号） 微波分光仪，反射用金属板，玻璃板，单缝衍射板 实验目的： 1.了解微波分光仪的结构,学会调整并进行试验. 2.验证反射规律 3.利用迈克尔孙干涉仪方法测量微波的波长 4.测量并验证单缝衍射的规律 5.利用模拟晶体考察微波的布拉格衍射并测量晶格数 实验原理简述： 1.反射实验 电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。 2.迈克尔孙干涉实验 在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作 用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B 两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置 处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干 波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇 数倍,则干涉减弱。 3.单缝衍射实验 如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最 宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小 值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增
大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为 Φ=arcsin(3/2*λ/a ),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。 4. 微波布拉格衍射实验 当X 射线投射到晶体时,将发生晶体表面平面点阵散射和晶体内部平面点阵的散射,散射线相互干涉产生衍射条纹,对于同一层散射线,当满足散射线与晶面见尖叫等于掠射角θ时,在这个方向上的散射线,其光程差为0,于是相干结果产生极大,对于不同层散射线,当他们的光程差等于波长的整数倍时,则在这个方向上的散射线相互加强形成极大,设相邻晶面间距为d,则由他们散射出来的X 射线之间的光程差为CD+BD=2dsin θ,当满足 2dsin θ=K λ,K=1,2,3…时,就产生干涉极大.这就是布拉格公式,其中θ称为掠射角,λ为X 射线波长.利用此公式,可在d 已测时,测定晶面间距;也可在d 已知时,测量波长λ,由公式还可知,只有在 <2d 时,才会产生极大衍射 实验步骤简述： 1. 反射实验 1.1 将微波分光仪发射臂调在主分度盘180°位置,接收臂调为0°位置. 1.2 开启三厘米固态信号发射器电源,这时微安表上将有指示,调节衰减器使微安表指示满刻度. 1.3 将金属板放在分度小平台上,小分度盘调至0°位置,此时金属板法线应与发射臂在同一直线上, 1.4 转动分度小平台,每转动一个角度后,再转动接收臂,使接收臂和发射臂处于金属板的同义词,并使接收指示最大,记下此时接收臂的角度. 1.5 由此,确定反射角,验证反射定律,实验中入射角在允许范围内任取8个数值,测量微波的反射角并记录. 2. 迈克尔孙干涉实验 2.1 将发射臂和接收臂分别置于90°位置,玻璃反射板置于分度小平台上并调在45°位置,将两块金属板分别作为可动反射镜和固定反射镜. 2.2两金属板法线分别在与发射臂接收臂一致,实验时,将可动金属板B 移动到导轨左端,从这里开始使金属板缓慢向右移动,依次记录微安表出现的的极大值时金属板在标尺上的位置. 2.3 若金属板移动距离为L,极大值出现的次数为n+1则,L )2 ( λn ,λ=2L/n 这便是微波的波长,再令金属板反向移动,重复上面操作,最后求出两次所得微波波长的平均值. 3. 单缝衍射实验 3.1 预先调整好单缝衍射板的宽度(70mm),该板固定在支座上,并一起放到分度小平台上,单缝衍射板要和发射喇叭保持垂直, 3.2 然后从衍射角0°开始,在单缝的两侧使衍射角每改变1°,读一次表头读数,并记录.
扬大工程光学课程设计20140412
工程光学课程设计 班级 学号 姓名 一、目的 了解光学系统外形尺寸计算在光学系统设计中的作用，学习和掌握外形尺寸计算的内容和一般方法。根据使用要求确定光学系统整体结构尺寸的设计过程称为光学系统的外形尺寸计算。光学系统的外形尺寸计算要确定的结构内容包括系统的组成、各光组元的焦距、各光组元的相对位置和横向尺寸。 外形尺寸计算基本要求： 第一，系统的孔径、视场、分辨率、出瞳直径和位置； 第二，几何尺寸，即光学系统的轴向和径向尺寸，整体结构的布局； 第三，成像质量、视场、孔径的权重。 二、要求 对题中所涉及的光学系统 ⑴按照工作原理正确作出光路图并能正确描述； ⑵完整叙述及列举计算的过程，步骤要详细不能省略中间中程； ⑶完成设计报告 三、内容 （一）只包括物镜和目镜的望远系统 计算一个镜筒长L=f1′+f2′=200+（学号最后两位）mm，放大率Γ= -24+（学号最后一位），视场角2ω=1°40′的刻普勒望远镜的外形尺寸。 1、求物镜和目镜的焦距；
图1只包括物镜和目镜的望远系统结构图 2、求物镜的通光孔径D1。可根据望远系统的有效放大率求出D1。 3、求出瞳直径D1’； 4、视场光阑的直径D3； 5、目镜的视场角2ω′； 6、求出瞳距lz′； 7、求目镜的口径D2； 8、目镜的视度调节（目镜相对视场光阑的移动量x）； 9、选取物镜和目镜的结构。 （二）带有棱镜转像系统的望远镜 双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率Γ＝8倍； 2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）； 3、望远镜的视场角2ω＝10°； 4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕； 5、棱镜最后一面到分划板的距离 14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。 6、lz′=8～10mm 要求计算棱镜转像望远镜的各类尺寸
电气工程基础习题集2版
第1章电力系统的基本概念 1-1 电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？基本构成形式如何？ 1-2 对电力系统运行的基本要什么？ 1-3 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ 1-4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？ 1-5 目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？ 1-6 电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？ 1-7 联合电力系统的优越性有哪些？ 1-8 根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种型式？ 1-9 电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？ 1-10 架空线路与电缆线路各有什么特点？ 1-11 直流输电与交流输电比较有什么特点？ 1-12 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别。 1-13 为什么要规定电力系统的电压等级？主要的电压等级有哪些？ 1-14 试述我国电压等级的配置情况。 1-15 电力系统各个元件(设备)的额定电压是如何确定的？ 1-16 某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005F/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值(60kV系统中性点经消弧线圈接地)。 1-17 电力网的额定电压是怎样规定的？电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系？ 1-18 升压变压器和降压变压器的分接头是怎样规定的？变压器的额定变化与实际变化有什么区别？ 1-19 电能生产的主要特点是什么？对电力系统运行有哪些基本要求？ 1-20 根据供电可靠性的要求，电力系统负荷可以分为那几个等级？各级负荷有何特点？ 1-21 电能质量的基本指标是什么？ 1-22 直流输电与交流输电相比较，有什么特点？ 1-23 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别？ 1-24 我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？各有什么特点？ 1-25 电能质量的三个主要指标是什么？各有怎样的要求？ 1-26 电力系统的主要特点是什么？ 1-27 电力网的接线方式中，有备用接线和无备用接线，各有什么特点？
专升本《电气工程基础》试卷
[试题分类]:专升本《电气工程基础》_08188450 [题型]:单选 [分数]:2 1.额定电压在一下的发电机,其额定电压一般（）相应的系统额定电压。 A.高于 B.低于 C.等于 D.不确定 答案:A 2.电流互感器的二次侧绕组不能（）。 A.开路 B.短路 C.无所谓 答案:A 3.双母线带旁路接线的优点不包括（）。 A.检修母线可以不停电 B.检修母联断路器可以不停电 C.检修出线断路器可以不停电 D.任意一段母线故障可以不停电 答案:D 4.冲击电流是指（）。 A.每次短路电流的最大短路电流有效值
B.每次短路电流的最大短路电流瞬时值 C.可能出现的最大短路电流有效值 D.可能出现的最大短路电流瞬时值 答案:D 5.在220kV电力系统中,并联静电电容器一般装设在变压器的（）。 A.低压侧 B.中压侧 C.高压侧 D.低压侧或中压侧 答案:A 6.铁磁谐振过电压的特点不包括（）。 A.铁芯未饱和时感抗大于容抗 B.产生谐振时出现“翻相”现象 C.谐振状态可能自保持 D.电感-电容效应 答案:D 7.测量用电流互感器二次侧电流额定值一般为（）。 答案:D 8.对降低供电网电能损耗的效果最差的是（）。 A.采用并联电容就地补偿
B.在向供电网供电的变电站内采用调相机补偿 C.改造供电网络,缩短供电路径 D.将供电网络的电压提高到接近上限运行 答案:B 9.在超高压或特高压系统中主要由内过电压决定系统的绝缘水平,请问主要是如下哪种电压决定？ A.操作过电压 B.谐振过电压 C.工频过电压 D.由上述三种电压共同决定 答案:A 10.为了提高线路耐雷性能、降低雷击跳闸率、保证安全供电,下列防雷措施不正确的是（）。 A.架设避雷线 B.增加杆塔接地电阻 C.采用中性点经消弧线圈接地 D.安装线路避雷器 答案:B 11.启停速度最快的发电机组是（）。 A.凝汽式汽轮机组 B.水轮机组 C.供热式背压机组 D.燃气轮机组 答案:B 网络中有A,B两台变压器,已知SNA=,UkA%=UKB%,则变压器的电抗（）。 >XB =XB
华中科技大学-IC课程设计实验报告(比例放大器设计)
华中科技大学-IC课程设计实验报告(比例放大器设计)
华中科技大学 题目：比例放大器设计 院系： 专业班： 姓名： 学号： 指导教师： 20XX年XX 月 I
摘要 在模拟电路中对放大器进行设计时，差分放大器由于能够实现两倍放大和能够很好的抑制共模噪声的优良性能而被广为应用。本文利用放大器的“虚短”“虚断”的特性对比例放大器的结构及放大器的构成和基本参数进行了设计，其中放大器采用差分放大结构。 关键词：比例放大器差分放大器一级结构二级结构 I
Abstract When designing an amplifier, differential amplifiers,with its twice higher gain and its restrain to Common-mode disturbance,is more widely used than other kinds of amplifiers.In this report,we make use of the properties of “virtual short cicuit” a nd “virtual disconnection” and design the structure and parameters of the whole circuit as well as the structure of the amplifier. Key Words：Proportion amplifier Differential amplifiers Level 1 Level 2 II
傅里叶光学实验报告
实验原理：（略） 实验仪器： 光具座、氦氖激光器、白色像屏、作为物的一维、二维光栅、白色像屏、傅立叶透镜、小透镜 实验内容与数据分析 1．测小透镜的焦距f 1 （付里叶透镜f 2=45.0CM ） 光路：激光器→望远镜（倒置）（出射应是平行光）→小透镜→屏 操作及测量方法：打开氦氖激光器，在光具座上依次放上扩束镜，小透镜和光屏，调节各光学元件的相对位置是激光沿其主轴方向射入，将小透镜固定，调节光屏的前后位置，观察光斑的会聚情况，当屏上亮斑达到最小时，即屏处于小透镜的焦点位置，测量出此时屏与小透镜的距离，即为小透镜的焦距。 112.1913.2011.67 12.3533 f cm ++= = 0.7780cm σ= = 1.320.5929 p A p t t cm μ=== 0.68P = 0.0210.00673 B p B p t k cm C μ?==?= 0.68P = 0.59cm μ== 0.68P = 1(12.350.59)f cm =± 0.68P =
2．利用弗朗和费衍射测光栅的的光栅常数 光路：激光器→光栅→屏（此光路满足远场近似） 在屏上会观察到间距相等的k 级衍射图样，用锥子扎孔或用笔描点，测出衍射图样的间距，再根据sin d k θλ=测出光栅常数d （1）利用夫琅和费衍射测一维光栅常数； 衍射图样见原始数据； 数据列表： sin || i k Lk d x λλ θ= ≈ 取第一组数据进行分析： 2105 13 43.0910******* 4.00106.810d m ----????==?? 210 523 43.0910******* 3.871014.110d m ----????==?? 2105 33 43.0910******* 3.95106.910d m ----????==?? 210 543 43.0910******* 4.191013.010 d m ----????==?? 554.00 3.87 3.95 4.19 10 4.0025104 d m m --+++= ?=? 61.3610d m σ-=? 忽略b 类不确定度：
工程光学课程设计
工程光学课程设计 设计名称：工程光学课程设计 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： XXX教务处制 20 13 年12 月
工程光学课程设计评分表 最后成绩的以优（90~100）、良（80~89）、中（70~79）、及格（60~69）和不及格（少于60分）五级给出。
第1章引言 1.1 简单介绍 对于实际的光学系统来说，它的成像往往是非完善成像，对于怎样来判断一个光学系统的性能的优劣，是光学设计中遇到的一个重要问题.在当前计算机辅助科研、教学的迅猛发展过程中，计算机辅助光学系统设计已成为光学设计不可缺少的一种重要手段.其中，由美国焦点软件公司所发展出的光学设计ZEMAX，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是可以运算Sequential及Non-Sequential的软件.其主要特色有分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG等，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 但是，这里必须强调一点的是，ZEMAX软件只是一个光学设计辅助软件，也就是说，该软件不能教你怎么去进行光学设计，而只是能对你设计的光学系统进行性能的优化以达最佳成像质量所以，在应用本教程进行光学辅助设计之前，您最好先学习一下光学设计的有关知识：首先是几何光学基础，几何光学是光学设计的基础，要做光学设计必须懂得各种光学仪器成像原理，外形尺寸计算方法，了解各种典型光学系统的设计方法和设计过程.实际光学系统大多由球面和平面构成。记住共轴球面系统光轴截面内光路计算的三角公式，了解公式中各参数的几何意义是必要的，具体公式可参考有关光学书籍，在此就不一一介绍了。对于平面零件有平面反射镜和棱镜，它们的主要作用多为改变光路方向，使倒像成为正像，或把白光分解为各种波长的单色光.在光学系统中造成光能损失的原因有三点：透射面的反射损失、反射面的吸收损失和光学材料内部的吸收损失。其次是像差理论知识，对于一个光学系统，一般存在7种几何像差，他们分别是球差、彗差、像散、场曲、畸变和位置色差以及倍率色差.另外，还必须了解一点材料的选择和公差的分配方面的知识，以及一些光学工艺的知识，包括切割，粗磨，精磨，抛光和磨边，最后还有镀膜和胶合等。
专升本《电气工程基础》
一、单选（共20题,每题2分,共40分） 1.我国实现配电网故障隔离的方法一般是（） A.利用电流保护中电流定值选择性配合实现故障隔离 B.线路首端断路器跳闸实现故障隔离 C.利用电流保护时间阶梯原则实现故障隔离 D.在线路首端断路器跳闸后，利用自动化系统或自动化设备实现故障隔离 2.二次设备不包括（） A.远动装置 B.继电保护装置 C.电流互感器 D.监视与测量仪表 3.不需要同时校验动稳定和热稳定的电气设备是（） A.电压互感器 B.电抗器 C.断路器 D.隔离开关 4.下列发电机组中，启动速度最快的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.核电机组 C.水电机组 D.凝汽式火电机组 5.下列发电机组中，有功功率应该尽可能在额定功率附近运行的发电机组是（） A.背压式热电机组 B.凝汽式火电机组 C.水电机组 D.核电机组 ?? 6.对于Y0/接的变压器，变压器Y0侧输电线路上发生两相短路故障，绕组侧输电线路中（） A.肯定产生零序电流 B.肯定产生零序电压 C.可能产生零序电压 D.肯定产生负序电压 7.计量用电压互感器的准确级是（） A.0.2级 B.1级 C.0.1级 D.0.5级 8.短路电流最大有效值用于校验电气设备的（） A.动稳定 B.机械强度 C.热稳定 D.开断能力 9.在下列措施中，对降低电能损耗效果最明显的是（） A.在线路首端并联电容器 B.调整分接头提高运行电压 C.提高发电机的端电压 D.在用户端并联电容器，提高用户的功率因数 10.在下列保护中，保护范围最短的保护是（） A.带时限电流速断保护 B.无时限电流电压连锁速断保护 C.定实限过电流保护 D.无时限电流速断保护 11.关于调压的地点，正确的是（） A.仅仅只在中枢点调压 B.先在负荷点调压，再对电压不合格的中枢点调压 C.仅仅只在负荷点调压 D.先在中枢点调压，再对电压不合格的负荷点调压
华中科技大学计算机学院操作系统课程设计报告[1]
华中科技大学 嵌入式操作系统课程设计实验报告 院系: 计算机科学与技术学院 专业: 班级： 姓名： 指导老师： 报告时间： 计算机科学与技术学院
目录 1.课程设计目的 (3) 2.课程设计环境搭建 (3) 3.内容一：熟悉和理解Linux编程环境 3.1 内容要求 (5) 3.2 设计过程及实现 (5) 4.内容二：掌握添加系统调用的方法 4.1 内容要求 (9) 4.2 设计过程及实现 (9) 5.内容三：掌握添加设备驱动程序的方法 5.1 内容要求 (17) 5.2 设计过程及实现 (17) 6.内容四：理解和分析/proc文件 6.1 内容要求 (22) 6.2 设计过程及实现 (22)
1 课程设计目的 （1）掌握Linux操作系统的使用方法； （2）了解Linux系统内核代码结构； （3）掌握实例操作系统的实现方法。 2 课程设计环境搭建 （1）windows 7上，利用虚拟机软件VMware软件搭建的linux平台：◎Ubuntu 11.10 （安装包：ubuntu-11.10-desktop-i386） ◎内核：linux-headers-3.0.0-12-generic （2）更改root登录： 在现阶段Ubuntu的系统中，是不允许直接以root身份登录系统的，但是在做课设的过程中，需要大量的使用root权限来进行命令的操作。如果以普通用户登录ubuntu，会连编辑一个文件都非常周折。为此，我找到了一种修改系统文件，以达到直接使用root身份登录的方法： ◎开始的时候，只能以普通用户登录，用Ctrl+Alt+T打开终端： 初始化/修改root密码 sudo passwd root 用vi编辑器修改这个文件： sudo vi /etc/lightdm/lightdm.conf 在文件最后加入这么一行代码： greeter-show-manual-login=true 然后保存退出，sudo reboot 重启系统。之后就可以输入root用户登录。（3）在添加系统调用中用到的其他内核包： ◎下载和当前实验环境最为接近的系统版本（这点很重要） 使用apt-get install linux-source-3.0.0 命令， ◎下载结果是linux-source-3.0.0.tar.bz2 ◎解压命令：tar –xjvf linux-source-3.0.0.tar.bz2 –C /usr/src ◎解压后，在/usr/src目录下得到内核文件夹linux-source-3.0.0
光学课设报告
光学课设报告
燕山大学 光学系统设计课程 设计说明书 题目：基于Zemax的潜望镜的设计 学院(系)： 年级专业：电子科学与技术 学号： 学生姓名： 指导教师： 共12页第2页
1.课程设计目的与意义 目的：让学生从书面理论知识，转接到实践解决具体的问题，理解潜望镜的设计原理，以及对即将继续深造考研的同学提前了解和熟悉光学设计的流程和相关应用软件的使用。 意义：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，真理是实践出来的。课程设计教学是把理论和实践相互结合，如此可让学生真正理解所学学科之作用，激发学生向更深层次追求的动力，知行合一，教学才真正完整。 2.课程设计的内容简介 课程设计内容分为三个任务，第一个任务是设计单透镜并研究其球差特性，及优化双胶合结构的球差和轴向色差。第二个 共12页第3页
任务是人眼的几何光学仿真及远视校正。第三个任务就是潜望镜的设计。 3. 课程设计步骤 （1）熟悉和理解设计题目的要求。（2）熟悉如何使用ZEMAX软件。（3）掌握各种操作数的使用，以及分析窗口的使用。 （4）设计结构以及优化参数。 3.1潜望镜的设计 设计要求：EFL=200mm，前透镜到光阑的距离为90mm，光阑到后透镜的距离也为90mm。透镜材料为SF2，波长为0.55um。前后透镜厚度均为15mm,视场角分别设ο0、ο5.10、ο15。选择近轴工作F数为10（既数值孔径为20mm），物距800mm。 共12页第4页
共12页 第5页 图1.1 初始的LDE 表图 其中，曲径半径关系为面4“pick up ”面2值做-1值，面5“pick up ”面1做+1值跟随。厚度是STO 面对面2做+1值跟随。 此时打开3D Layout 如图： 图1.2 潜望镜的初始结构图 然后设置MFE 操作数，如图所示：
工程光学课程设计.
实习报告 实习名称：工程光学课程设计院系名称：电气与信息工程专业班级：测控12-1 学生姓名：张佳文 学号：20120461 指导教师：李静
黑龙江工程学院教务处制2014 年 2 月
工程光学课程设计任务书
目录 1摘要 ...................................................................... 错误！未定义书签。2物镜设计方案 . (1) 3物镜设计与相关参数 (2) 3.1物镜的数值孔径 (2) 3.2物镜的分辨率 (3) 3.3物镜的放大倍数 (4) 3.4物镜的鉴别能力 (4) 3.5设计要求参数确定 (4) 4 显微镜物镜光学系统仿真过程 (5) 4.1选择初始结构并设置参数 (5) 4.2自动优化 (5) 4.3物镜的光线像差(R AY A BERRATION)分析 (6) 4.4物镜的波像均方差(OPD)分析 (7) 4.5物镜的光学传递函数(MTF)分析 (8) 4.6物镜的几何点列图(Stop Diagrams)分析 (10) 4.7仿真参数分析 (11) 5心得体会 (11) 6参考文献 (12)
1摘要 ZEMAX是Focus Software 公司推出的一个综合性光学设计软件。这一软件集成了包括光学系统建模、光线追迹计算、像差分析、优化、公差分析等诸多功能，并通过直观的用户界面，为光学系统设计者提供了一个方便快捷的设计工具。十几年来，研发人员对软件不断开发和完善，每年都对软件进行更新，赋予ZEMAX更为强大的功能，因而被广泛用在透镜设计、照明、激光束传播、光纤和其他光学技术领域中。 ZEMAX采用序列和非序列两种模式模拟折射、反射、衍射的光线追迹。序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计，如照相系统、望远系统、显微系统等。这一模式下，ZEMAX 以面作为对象来构建一个光学系统模型，每一表面的位置由它相对于前一表面的坐标来确定。光线从物平面开始，按照表面的先后顺序进行追迹，追迹速度很快。许多复杂的棱镜系统、照明系统、微反射镜、导光管、非成像系统或复杂形状的物体则需采用非序列模式来进行系统建模。这种模式下，ZEMAX以物体作为对象，光线按照物理规则，沿着自然可实现的路径进行追迹，可按任意顺序入射到任意一组物体上，也可以重复入射到同一物体上，直到被物体拦截。与序列模式相比，非序列光线追迹能够对光线传播进行更为细节的分析。但此模式下，由于分析的光线多，计算速度较慢。 ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。ZEMAX 不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其它软件不同的是ZEMAX 的CAD 转文件程序都是双向的，如IGES 、STEP 、SAT 等格式都可转入及转出。而且ZEMAX可仿真Sequential 和Non-Sequential 的成像系统和非成像系统。 ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户光学设计程界面中。而且工作界面简单，快捷，很方便的就能找到我们想哟实现的功能，ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。 2物镜设计方案 消色差物镜(Achromatic)是较常见的一种物镜，由若干组曲面半径不同的一正一负胶合透镜组成，只能矫正光谱线中红光和蓝光的轴向色差。同时校正了轴上点球差和近轴点慧差，这种物镜不能消除二级光谱，只校正黄、绿波区的球差、色差，未消除剩余色差和其他波区的球差、色差，并且像场弯曲仍很大，也就是说，只能得到视场中间范围清晰的像。使用时宜以黄绿光作照明光源，或在光程中插入黄绿色滤光片。此类物镜结构简单，经济实用，常和福根目镜、校正目镜配合使用，被广泛地应用在中、低倍显微镜上。在黑白照相时，可采用绿色滤色片减少残余的轴向色差，获得对比度好的相片。消色差通常由两个分离的双胶组合透镜组成，这类物镜也称为里斯特物镜，它的倍率一般在6×至30×
电气工程基础知识点整理
第一章 1、由生产、输送、分配与消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。 2、输送与分配电能的部分称为电力网,或电力网络,包括升、降压变压器与各种电压等级的输电线路。 电力网 + 发电机 = 电力系统 (输送,分配) 动力系统:包括所有,把水轮机也包进去 3、输送功率一定时,输电电压越高,电流越小,导线电阻一定时,导线损耗也相应减小。理论上,输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。 4、国家从设备设计制造角度考虑,为保证生产的系列性,就规定了一系列的标准的电压等级,又称额定电压。3/6/10/35/110/220/330/500 5、 同一个电压等级下(同一行中),各种设备的额定电压并不完全相等。 6、电压等级越高,传输功率随传输距离增大下降得越快。 7、我国规定电力系统的额定频率为50Hz,简称工频或基频。 频率:50Hz 允许偏移:±0、2~±0、5Hz 与有功功率有关 电压:35kV 及以上的允许偏差为±5% 10kV 及以下的允许偏差为±7% 与系统的无功功率有关 波形:6~10kV 供电电压的波形畸变率不超过4% 0、38kV 供电电压的波形畸变率不超过5% 8、每一个负荷都只能沿唯一的路径取得电能的网络,称为开式网络。 有备用接线的网络中,每一个负荷点至少通过两条线路从不同的方向取得电能,统称为闭式网络。 第二章 jX R V S +=2e &&
1、 电力线路包括:输电线路与配电线路。 从结构上分为:架空线路、电缆线路 2、 架空线路由导线、避雷线(即架空地线)、杆塔、绝缘子与金具等主要部件组成。 3、 导线型号后的数字代表主要载流部分(非整根导线)额定截面积的平方毫米数 4、绝缘子片数越多,电压等级越高 5、 在220kV 及以上的超高压架空线路上,为了减小电晕放电与单位长度电抗,普遍采用分裂导线。 6、 分裂导线由数根相同的钢芯铝绞线并联构成,每相导线分裂成若干根,各根导线之间每隔一定长度用金具支撑,以固定尺寸。所用的导线根数称分裂数,常用的有2、3与4分裂。 7、 普通的分裂导线的分裂根数一般不超过4,而且就是布置在正多边形的顶点上。正多边形的边长d 称为分裂间距,一般取40cm 左右。 8、 ∵d>>Ds,∴Dsb>Ds,∴L 分裂
光学课程设计大纲
《光学软件课程设计》教学大纲 适用专业：光电、通信工程、电子信息工程专业 （学分：1学分，学时：20学时） 一、课程的性质和任务 光学软件课程设计是在学习工程光学，光学等基础课程的基础上，基于光学软件进行光学系统的设计，让学生了解光学设计中的主要环节，掌握光学系统的设计、开发的基本方法，以便今后从事光学仪器的设计、研发工作。 通过光学软件课程设计,以求达到如下目的： 1）要求综合运用工程光学课程中所学到的理论知识，独立完成一个设计课题。 2）通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3）培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程的教学内容 题目1：双高斯物镜的优化设计 设计一组双高斯物镜镜头，镜头的技术指标要求如下： 1、焦距：f’=40mm； 2、相对孔径D/f’不小于1/2 ； 3、视场 5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)； 6、成像质量，MTF 轴上>35% @100 lp/mm，轴外0.707 >25%@100 lp/mm。 7、校正球差、色差、场曲、像散。 在满足前面要求的前提下，尽可能减少镜头的片数，在相同的结构情况下，MTF值越高越好。 题目2：摄影物镜的优化设计 镜头的技术指标要求如下 1、焦距：f’=12mm； 2、相对孔径D/f’不小于1/2.8； 3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm； 4、后工作距>6mm
5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)； 6、成像质量，MTF 轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm。 7、最大畸变<1% 在满足前面要求的前提下，尽可能减少镜头的片数，在相同的结构情况下，MTF值越高越好。 三、课程的教学基本要求 1)要独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能力，并 初步掌握镜头优化设计的方法和步骤。 2)学会查阅资料和手册,根据我们的设计目标，选择合适的初始结构。 3)ZEMAX是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、 分析、公差以及报表集中在一起，学生可以运用是ZEMAX进行镜头的优化设计，并对设计的镜头系统进行像质评价。 4)学会进行镜头优化设计及像差分析，并得出像质评价报告。 5)能够写出完整的课程设计总结报告。 四、课程的学时分配 教学内容进度 布置任务，仿真软件介绍第一周 学习ZEMAX像差控制和优化方法第一周 查询资料，确定初始结构，并进行优化设计第二周 验收设计结果第三周 验收课程设计报告第四周 五、实践性教学环节（含实验、设计、实习等）的内容安排及要求 （1）设计报告需包含：设计要求、初始结构选择与分析、像差校正、评价函数的设置、优化方法的选择、像差结果分析与评价报告、总结与体会、参考文献和辅助软件。 ①说明设计题目及要求。 ②对题目进行剖析并选择合适的初始结构。 ③对初始结构的像差结果进行分析，与我们设计目标进行比较。 ④根据选择的初始结构，进行像差控制和优化设计 ⑤对设计优化结果给出像质评价报告并与我们的设计目标进行比较。 ⑥写出自己在仿真的过程中遇到的问题、如何排除故障以及仿真结果。
电气工程基础实验指导
电气工程基础实验指导 李丽 实验一：电度表接线方式实验 说明：三相电度表的接线方式有两种：三相三线式和三相四线式。 本实验使用三相四线式。选用型号为DTS237电子式电度表。参考电压为3*220/380V ；参比频率为50Hz ； 同时可以看到试验台线路装置中，有三相电流互感器TA301和电压互感器TV101。当使用电度表测量时，三相电度表有两种接线方式，一种是三相四线直接接入式；一种是经电流互感器接入式。 注：通常规格为A )20(53?、A )40(103?、A )60(153?、A )80(203?，采用直接接入式接线方式。而A )6(5.13?采用经互感式接线方式。本实验台模拟10KV 、35KV 电压，而实际接的电压为380V ，实际负载为一个1.5KW 的小电机。所以该3*1.5（6）A 规格的电度表，在该实验过程中两种接线测量均可以用，实用倍率为B L =1。 实验注意事项：当不使用电度表测量时，面板显示的35KV 侧A 、B 、C 、N 应左右两侧短接起来。TA301的三相电流互感器的二次侧也要短接起来。 1、 电度表三相四线直接接入式实验： 附图1：三相四线电度表直接接线原理图：
步骤：实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的工作原理。试验中，按图接线，测量负载电能。最后注意观察脉冲。接线中即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。 2、三相四线经电流互感器接入式实验： 附图2：三相四线电度表经电流互感器接线原理图： 实验注意事项及步骤： 1)、实验前，查阅电能计量的相关知识，自学机械式和电子式电能表的结构以及工作原理。 2）、试验中，断电，按图接线。注意的是各电流测量取样必须与其电压取样保持同相，特别注意的是各电流互感器的电流测量取样必须与其电压取样保持同相，即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组。实验2经电流互感器接入时，注意，其中1、4、7接电流互感器二次侧S1端，即电流进线端；3、6、9接电流互感器二次侧S2端，即电流出线端；2、5、8分别接三相电源；10、11是接零端。同时注意：为了安全，应将电流互感器S2端连接后接地。 3）、按图接线完成，经老师检查无误，方可接通电源。步骤为首先合上“电源开关”和“控制开关”，保护装置上电，旋转“转换开关”，检查10kv进线电压是否正常。然后按下启动按钮，依次合上QS101、QF101、QS102、QF102、QS103, 旋
光学课程设计报告
光学课程设计报告 姓名: 班级: 学号:
一．设计目的 （1）重点掌握设计光学系统的思路。初步掌握简单的、典型的系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。 （2）在熟练掌握基本理论知识的基础上，通过上机实训，锻炼自己的动手能力。在摸索的过程中，进一步培养优化数据的能力和理论联系实际的能力。 （3）巩固和消化应用光学和本课程中所学的知识，牢固掌握典型光学系统的特点，并初步接触以后可能用到的光学系统，为学习专业课打下好的基础。 二．设计题目 双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计） 三．技术要求 双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为： （1）望远镜的放大率Γ＝6 倍； （2）物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D 为入瞳直径，D＝30mm）； （3）望远镜的视场角2ω＝8°； （4）仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕； （5）棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm，棱镜采用K9 玻璃，两棱 镜间隔为2～5mm； （6）lz′=8～10mm。
七．上机结果 1．物镜 （1）优化前数据 程序注释： 设计时间：2013年4月10日星期三 08:59:50 下午 -------输入数据-------- 1.初始参数 物距半视场角(°) 入瞳半径 0 4 15 系统面数色光数实际入瞳上光渐晕下光渐晕 7 3 0 1 -1 理想面焦距理想面距离 0 0 面序号半径厚度玻璃 STO 84.5460 5.741 1 2 -44.9920 2.652 K9 3 -134.9690 56.800 F5 4 0.0000 33.500 1 5 0.0000 4.000 K9 6 0.0000 33.500 1 7 0.0000 12.630 K9 ☆定义了下列玻璃:
电气工程基础问答题
2-2 何谓负荷特性？负荷特性如何分类？ 答：电力系统综合负荷取用的功率一般要随系统运行参数（主要试电压U 或频率f ）的变化而变化，反映这种变化规律的曲线或数学表达式称为负荷特性。 负荷特性有静态特性和动态特性之分。 2-3 何谓谐波含量、谐波总崎变率和谐波含有率？ 答：谐波含量是指各次谐波平方和的开方，分为谐波电压含量和谐波电流含量。 谐波电压含量可表示为 H U = 谐波电流含量可表示为 H I =的比值的百分数称为谐波总崎变率，用THD 表示。由此可得： 电压总崎变率为 1 100%H U U THD U =?电流总崎变率为 1 100%H I I THD I =? 3-5. 交流电弧的特点是什么？采用哪些措施可以提高开关的熄弧能力？ 答：交流电弧的特点是电流每半个周期要经过零值一次。在电流经过零值时，电弧会自动熄灭。加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值是提高开关熄弧能力的主要方法： (1) 采用绝缘性能高的介质 (2) 提高触头的分断速度或断口的数目，使电弧迅速拉长；(电弧拉长，实际上是使电弧上的 电场强度减小，则游离减弱，有利于灭弧，伏安特性曲线抬高) (3) 采用各种结构的灭弧装置来加强电弧的冷却，以加快电流过零后弧隙的去游离过程。 4-11. 中性点接地方式有几种类型？概述它们的优缺点。 答：中性点的接地方式可分为两大类：一类是大电流接地系统（或直接接地系统），包括中性点直线接地或经小阻抗接地；另一类是小电流接地系统（或非直接接地系统），包括中性点不接地或经消弧线圈接地。 在大电流接地系统中发生单相接地故障时，接地相的电源将被短接，形成很大的单相接地电流。此时断路器会立即动作切除故障，从而造成停电事故。单相接地短路后，健全相的电压仍为相电压。 在小电流接地系统中发生单相接地故障时，不会出现电源被短接的现象，因此系统可以带接地故障继续运行（一般允许运行2小时），待做好停电准备工作后再停电排除故障。可见采用小电流接地的运行方式可以大大提高系统供电的可靠性。但这种运行方式的缺点是，发生单相接地时非接地相的对地电压将上升为线电压，因此线路及各种电气设备的绝缘均要按长期承受线电压的要求设计，这将使线路和设备的绝缘费用增大。电压等级愈高，绝缘费用在电力设备造价中所占的比重也愈大。