教学楼变电所扩大初步设计

1四川理工学院成人教育学院毕业设计(论文)题目教学楼变电所扩大初步设计教学点新疆工业高等专科学校专业电气自动化年级四川理工11届本科班姓名阿不来提·买买提明指导教师赵理定稿日期：年月日1摘要本设计的题目为“教学楼变电所扩大初步设计”。设计的主要内容包括：10/0.4kV变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；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；继电保护规划设计；防雷保护设计等。根据电气主线设计应满足可靠性、灵活性、经济性的要求，本变电所电气主接线的高压侧采用单母线接线，低压侧采用单母线分段的电气主接线形式；对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率，本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.69提高到0.9；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。本设计十分注重运用我国电气设计的新技术和新的设备，实用性及强，考虑到是实际工程的应用，便以通俗易懂的语言进行阐述。关键词：变电所设计；电气主接线；继电教学楼变电所扩大初步设计11.毕业设计题目《工厂供电》1.1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。1.2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。进行10kV变电所扩大初步设计；完成任务书中的全部内容；1.绘制变电所电气主接线图；2.绘制配电装置平面图及直击雷保护范围图；3.毕业设计说明书按统一格式打印装订成册；4.说明书文字在1.5万字以上，语言通顺简练，图表画法符合国家标准；5.完成与设计有关的英文1教学楼变电所扩大初步设计22.负荷计算2.1.1#变压器负荷计算照明部分如下2.1表可知：2957.0excPKP=206.5KW45.15.206tgPQcc299.425KvarKVAQPSccc73.36343.2995.2062222AUSIrcc63.55238.0372.3633表2-11#号变压器设备功率KWXKCOSΦtgΦ数目2#号变压器设备功率KWXKCOSΦtgΦ数目照明设备150．700．801．455照明设备500．700．800．7511201302211401计算机2400．800．800．752消防电梯440．200．501．701消防440．200．501．701电1600．700．800．7511教学楼变电所扩大初步设计3电梯力设备200AUSIrcc37.26380336.173进风机KWPKPexc25.55.77.0var255.362.025.5KtgPQccKVAQPSccc18.6255.325.52222AUSIrcc96581793.0117.63消防照明干线KWPKPexc357.050var25.2675.035KtgPQecKVAQPSccc75.4325.26352222AUSIrcc47.666581793.075.4332#变压器负荷计算电梯部分KWPKPexc8.8442.0var96.147.18.8KtgPQccKVAQPSccc36.1796.148.82222AUSIrcc38.266581793.036.173教学楼变电所扩大初步设计4正压风机KWPKPexc8046.014var3.675.04.8KtgPQccKVAQPSccc5.103.64.82222AUSIrcc166581793.05.103消防照明干线KWPKPexC1.49717.0var825.3675.01.49KtgPQccKVAQPSccc37.61825.361.492222AUSIrcc24.936581793.037.613电力专用KWPe9901302180212012001160KWPKPexc6937.0990var4.5548.0693kKtgPQccKVAQPSccc47.8874.5546932222AUSIrcc38.13486581793.047.88731#变压器最后计算负荷KWPc355.581)354.638425.58.85.206(9.0var07.604)25.26968.3288255.396.1443.299(95.0KQcKVAQPSccc38.838069.604355.5812222教学楼变电所扩大初步设计5AUSIrcc78.12736581793.038.83832#变压器最后计算负荷KWPc37.683)6931.494.88.8(9.0var86.581)4.554825.363.696.14(95.0KQcKVAQPSccc89886.58137.6832222AUSIrcc65.13636581793.053.8973教学楼变电所扩大初步设计63.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。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。图3-1并联电力原理图电容器补偿的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：KWP355.581var07.604KQcKVASc38.838功率因数：69.038.838355.5811SPCos69.01Cos，现将其提高到0.90。KVAtgtgPQNC37.331)48.005.1(355.581)(21经过补偿后：KVAQQPSNCccNC14.642)37.33107.604(355.581)(222290.014.642355.581Cos2#变压器的负荷补偿教学楼变电所扩大初步设计7KWP684var582KQcKVASc898功率因数为：76.08986841ccSPCos76.01Cos现欲将提高到0.90。KVAtgtgPQNC92.259)48.086.0(684)(21经过补偿后：KVAQQPSNCccNC04.756)92.259582(684)(222290.004.756684Cos教学楼变电所扩大初步设计84.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能的一种静止电器。4.1变电所变压器容量、台数、型号选择4.1.1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。总之选择变压器的容量，要以现有的负荷为依据，按照5-10年的发展计划来确定，按照辽宁工学院综合楼变电所的设计选用的变压器容量为1000kVA。4.1.2主变压器台数和型号1．台数变压器的台数应根据负荷的特点和经济运行进行选择，要由负荷大小，对供电的可靠性和电能质量的要求来决定，并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素，确定变压器台数应综合考虑，进行认真的技术经济比较。按负荷的等级和大小来说，对于带一、二级负荷的变电所，当一、二级负荷较多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。对于像辽宁工学院综合楼来说主要负荷是二、三类负荷，二级负荷主要是消防电梯、应急照明等负荷；而三级负荷主要是电力设备和普通照明，根据需要拟装设两台变压器。2．型号主变压器的型号选择主要考虑以下因素：1）.变电所的所址选择；2）.建筑物的防火等级；3）.建筑物的使用功能；4）.主要用电设备对供电的要求；5）.当地供电部门对变电所的管理体制等。设置在一类高、低压主体建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器；二类高、低压主体建筑也宜如此，否则应采取相应的防火措施。主变压器安装在地下时，根据消防要求，不得选用可燃性油变压器，地下层一般比较潮湿，通风条件不好，也不宜选用空气绝缘的干式变压器，而宜采用环氧树脂浇注型或者六氟化硫型变压器，综合所述结合校的具体情况选型为SCB9-1000/10KV变压器。4.1.3主变压器确定教学楼变电所扩大初步设计9如表4.1所示。表4-1SCB9-1000/10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SCB9-1000/10100010.50.41660855061.011,ynD教学楼变电所扩大初步设计105.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对电气主接线的基本要求和原则5.1.1电气主接线的基本要求1．可靠性所谓可靠性是指主接线能可靠的工作，以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。经过长期运行实践的考验，对变电所采用的主接线经过优选，现今采用主接线的类型并不多。主接线的可靠性不仅要考虑—次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。同时，可靠性不是绝对的，而是相对的。一种主接线对某些变电所是可靠的，而对另一些变电所可能是不可靠的。2．灵活性主接线的灵活性有以下几方面要求；1)调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路、调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。2)检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修，且不致影响对用户的供电。3)扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改建量最小。3．经济性经济性主要是投资省、占地面积小、能量损失小。5.1.2电气主接线的原则1．考虑变电所在电力系统中的地位和作用变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是