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1、综合教学楼变电所扩大初步毕业设计 目 录前言VI第1章 毕业设计概述11.1 毕业设计题目11.2 毕业设计目的11.3毕业设计内容1第2章 负荷计算22.1负荷概述22.2负荷计算2第3章 无功功率补偿73.1并联电力电容器补偿73.2无功补偿容量的计算7第4章 主变压器选择94.1变电所变压器容量、台数、型号选择94.1.1主变压器确定10第5章 变电所电气主接线125.1主接线设计14第6章 短路计算186.1短路计算19第7章 电气设备选择与校验237.1电气设备及分类237.2电气设备选择与校验237.3高压断路器选择与校验247.3.1高压断路器的选择247.3.2高压断路器的校验
2、257.4隔离开关选择与校验267.4.1隔离开关原理与类型267.4.3隔离开关的校验267.5互感器选择与校验277.5.1电流互感器校验287.5.2电压互感器校验297.6母线选择与校验307.6.1母线的选择307.6.2母线校验32第8章 继电保护338.1过电流与速断保护整定值的计算348.1.1过电流整定值计算348.1.2速断保护整定值计算36总 结47参考文献48致谢49附录50 前言经济的迅速发展，科学技术的不断进步促使社会中各行各业都在不断地发展壮大，各大高校相继出现了前所未有的发展势头，特别是各种高、新、尖、精的技术应用，而所有的一切都离不开电，而电的中枢变电所更是必
3、不可少，起到至关重要的作用。电是一个广义的范畴，伴随负荷的不同，对电的要求也会随之改变。这次设计的题目为综合教学楼变电所扩大初步设计。取自的实际工程应用。理论与实际有效地结合，具备了实用性、科学性和合理性。自综合教学实验楼投入使用以来，为学校做出了重要贡献，为广大师生提供了良好的工作、学习环境。在其地下，建设有最大的地下变电所。根据学校用电量结合实际确定为10kV变电所。经过与老师探讨和与工程技术人员的研究分析，10kV的变电所应用较为广泛，其涉及工业、农业等诸多领域，所以说对10kV变电所的设计具有十分重要的意义。对此题目的设计除了注重实际应用外，还应考虑可靠性、经济性和电能的质量。如线路保
4、护、接地保护、变压器保护等保护的有关问题及其设备元件的选择。此题目的设计涉及发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护、电力系统自动化等所学习过的课程及相关内容。此设计的题目是针对综合楼10kV变电所进行的扩大初步设计选择变电所的高低压部分设计。了解整个设计的目的、内容和基本要求进行设计的资料准备。本设计按照以下的步骤进行：首先：依照主接线的特点，选择各个电压等级的接线方式，进行综合比较，选择最佳接线方式。其次：进行短路电流计算，根据短路点计算三相短路稳态电流和冲击电流。再次：根据所选电气元件，结合实际绘制设计图纸，包括主接线图、二次回路图等。最后进行校验。以上是理论知识的体现而更中要的一
5、点是在设计中培养自己运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神，增强工程观，在设计过程中主要立足于应用所学基本理论和专业知识，大胆地运用新理论、新技术去分析解决实际问题,以便更好地适应工作的需要。 第1章 毕业设计概述1.1 毕业设计题目综合教学楼变电所扩大初步设计1.2 毕业设计目的本设计是针对综合教学楼变电所进行的扩大初步设计，设计中涉及“发电厂电气部分”、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等课程有关内容，通过设计培养学生综合运用所学知识分析、解决本专业领域工程技术问题的能力；培养学生独立自学能力；使学生受到工程师的基本训练，即工程设计和科学研究的初步能力；包括：调查研究、搜集资料（含文
6、献检索）；方案论证、技术方案的计划与实施；理论分析、设计和计算；撰写学术论文或设计说明书等的能力。1.3毕业设计内容主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护设计；防雷保护设计；绘制电气主接线图，绘制配电装置平面图及直击雷保护范围图。1. 进行10kV变电所扩大初步设计；2. 完成任务书中的全部内容；3. 绘制变电所电气主接线图；4. 绘制配电装置平面图及直击雷保护范围图；5. 毕业设计说明书按统一格式打印装订成册；6. 说明书文字在1 .5万字以上，语言通顺简练，图表画法符合
7、国家标准；7. 完成与设计有关的英文资料翻译；第2章 负荷计算2.1负荷概述设计的变电所为综合楼提供可靠的电源，负荷的确定是为了正确、合理地选择电气设备和线路，并为无功补偿提高功率因数提供依据，由此再合理选择变压器开关电器等元件。电力负荷及其大小是供电设备设计计算的根本依据，正确合理地进行负荷计算，对于投资的经济性，技术上的安全可靠性以及以后的经济运行和维护等关系重大，在本设计中采用需要系数法来确定计算负荷。根据设计，两台主变压器分别供有不同的负荷，在此设计中忽略了部分负荷，根据工程技术的要求选取以下负荷：1#变压器设备功率KWCOStg数目2#变压器设备功率KWCOStg数目照明设备1507
8、00801455照明设备5007008007511201302211401计算机2400800800752消防电梯440200501701消防电梯440200501701电力设备16007008007512001消防照明干线50070080075112021802进风机750700850621301正压风机1406008007512.2负荷计算1#变压器负荷计算照明部分如上表可知：1=295KW =206.5KW299.425Kvar消防电梯表2-1 综合楼负荷一览表进风机计算机污水泵消防照明干线2#变压器负荷计算电梯部分正压风机消防照明干线电力专用1#变压器最后计算负荷 2#变压器最后计算负
9、荷第3章 无功功率补偿所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量在相互转化，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。根据综合楼的具体情况，及其无功补偿方法的技术、经济比较选用电力电容器补偿中的并联补偿方法。并联补偿时把电容器并接到被补偿设备的电路上，以提高功率因数，这种方法称为并联电容器补偿，这种方法适用于用电单位。3.1并联电力电容器补偿如图3-1所示为并联电力电容器补偿的原理图。由图可见电力电容器在图中所示位置进行无功补偿时，线路WL1输送无功功率仍为无功功率，即，而变压器输送的无功功率则为，线路WL1输送的无功功率则为，因此，
10、电源只需向电力负荷提供的功率。图3-1 并联电力电容器补偿的原理图通过以上可知并联电力电容器降低了通过输电线路及变压器的功率（或电流），同时也减少了对发电机无功功率的需求量。3.2无功补偿容量的计算根据设计要求与实际需要变电所的功率因数达到0.9，所以对无功进行补偿。1#变压器的负荷补偿：功率因数：，现将其提高到0.90。经过补偿后：2#变压器的负荷补偿功率因数为：现欲将提高到0.90。经过补偿后：第4章 主变压器选择在发电厂和变电站中，用来向电力系统或用户输送功率的变压器，称为主变压器。在输配电系统中，变压器起到桥梁作用，变压器是借助电磁感应原理，以相同的频率，交换交流电压和电流而传输交流电
11、能的一种静止电器。4.1变电所变压器容量、台数、型号选择变压器容量： 变压器的最佳负载率在40%-70%之间，负载过高，损耗明显增加，另一方面，由于变压器容量裕度小，负载稍有增长，便需要增容，更换大容量的变压器，势必增加投资，且影响供电。选用的变压器容量为1000kVA。台数：装设两台变压器。型号：选型为SCB9-1000/10KV变压器。4.1.1主变压器确定主变压器型号为环氧树脂浇注型，其技术参数如4-1所示。表4-1 SCB9-1000/10变压器技术参数型号额定容量（KVA）额定电压（kV）空载损耗（W）负载损耗（W）短路阻抗（%）空载 电流（%）变压器连接组高压低压SCB9-1000
12、/10100010.50.41660855061.0第5章 变电所电气主接线电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序排列，详细地表示电气设备或成套装置的全部基本组成和连接关系的单线接线图，称为主接线电路图。电气主接线是变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的首要环节。对电气主接线的基本要求概括地说应包括电力系统整体及变电所本身运行的可靠性、灵活性和经济性。5.1主接线设计主接线的基本形式分为两大类：有汇流母线的接线形式、无汇流母线的接线形式。变电所电气主接线的基
13、本环节是电源(变压器)、母线和出线(馈线)。有母线后，配电装置占地面积较大，使用断路器等设备增多。无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的变电所。有汇流母线的接线形式主要有：单母线接线和双母线接线。设计中仅以单母线接线为例。一、单母线接线 图 5-1 单母线接线如图 5-1 所示，单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。供电电源是变压器或高压进线回路。母线既可以保证电源并列工作，又能使任一条出线回路都可以从电源l或2获得电能。每条引出线回路中部装有断路器和隔离开关，靠近母线侧的隔离开关QS2称作母线隔离开关，靠近线路侧的QS3称为线路隔离开关。由于断路器具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关没有灭弧装置其开合电流能力极低，只能于设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。所以，同一回路中在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器时隔离电源。若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户则可以不装设线路隔离开关。但如果费用不大，为了防止过电压的侵入。也可以装设。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守下列操作顺序
