学院综合教学楼变电所扩大初步设计(刘士琦).doc
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1、学院综合教学楼变电所扩大初步设计(刘士琦) 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途摘 要本设计的题目为“学院综合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
2、, 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;继电保护XAbstractThe design on the topic of Technology Teaching Building su
3、bstation expansion preliminary design. The main design elements include : 10/0.4kV main transformer substation choice; Electrical Substation main wiring design; Shortcircuit current calculation; Load Calculation; Reactive power compensation; Electrical Equipment (bus, HV circuit breakers, isolation
4、switches, current transformer and voltage transformer, and compensation capacitor MOA); Distribution Equipment design; relay Planning and Design; Lightning protection design. 文档为个人收集整理,来源于网络个人收集整理,勿做商业用途According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy
5、 requirements, The substation main electrical wiring High Side single-bus wiring, low voltage side of the single-bus above the main electrical wiring form; the low-pressure side load calculated using the statistical needs coefficient; To reduce the reactive power loss, increased energy utilization,
6、The design of reactive power compensation design, power factor from 0.69 to 0。9; shortcircuit current calculations include shortcircuit point for the selection and specific numerical calculation; and electrical equipment chosen by the choice of rated current, shortcircuit current calculation by the
7、results of the calibration methods; relay design of the main transformer Current Protection and over-current protection design; distribution installations complete set of power distribution equipment; The substation using direct lightning stroke prevention lightning protection. 文档为个人收集整理,来源于网络本文为互联网
8、收集,请勿用作商业用途The design is very close attention to the use of our electrical design of the new technology and new equipment, practical and strong, Taking into account the actual application, in a user-friendly language to describe it。 Key words : substation design; Electrical wiring; Relay . 目 录前言VI第1
9、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变压器容量94。1.2主变压器台数和型号94。1。3主变压器确定104.2干式变压器的结构104.3干式变压器的特点114.4干式变压器的使用注意事项11第5章 变电所电气主接线125.1对电气主接线的基本要求和原则125.1.1电气主接线的基本要求125.1.2电气主接线的原则125.2电气主接线设计程序135.3主接
10、线设计14第6章 短路计算186。1短路概述186.2造成短路原因186.3短路危害186。4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。2隔离开关运行与维护267。4。3隔离开关的校验267。5互感器选择与校验277。5。1互感器应用277.5.2电流互感器原理与结构287。5.3电流互感器校验297.6电压互感器307。6。1电压互感器原理307.7母线选择与校验317.7。1 母线的
11、选择317。7。2母线校验32第8章 继电保护338。1继电保护338.1.1对继电保护的基本要求338。1.2继电保护原理338.2过电流与速断保护整定值的计算348.2。1过电流整定值计算348.2。2速断保护整定值计算36第9章 配电装置389.1对配电装置的基本要求389。2配电装置的类型389.3配电装置的应用389.4配电装置的设计步骤39第10章 防雷保护设计4210.1雷电过电压4210.2雷电的危害4210。3防雷保护装置4210.4防雷设计4310.5防雷保护计算43总 结47致谢48参考文献49附录52附录57 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
12、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.这次设计的题目为学院综合教学楼变电所扩大初步设计。取自学院的实际工程应用。理论与实际有效地结合,具备了实用性、科学性和合理性。自2005年学院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,建设有学院最大的地下变电所.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
13、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,在设计伊始,在工程技术人员的陪同下对变电所进行了参观学习,并把所设计的有关内容做了整体的记录,参观过程中通过技术人员的指导和结合自身的实际情况,选择变电所的高低压部分设计,这部分设计相信对自己将来的工作也会有很大的
14、帮助。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。所有的设计查阅资料是必不可少的,而资料的获取应以实际为准,做为一名初次设计者,设计之前应具备一定的设计能
15、力,但是由于缺乏经验,知识体系的不够完善等多种原因,适用于估算.在估算的过程中,所得理论结果只要与实际偏差不大,对整个电力系统不产生重大的影响,是可行的。了解整个设计的目的、内容和基本要求进行设计的资料推备。资料准备主要通过查阅(包括上网查问)文献资料和参加生产实习两条渠道进行。此设计充分吸收专业理论知识, 考虑自己毕业设计的选题方向,有目的、有计划地查阅与选题方向有关的文献资料,特别是在参加生产实习的过程中有意识地搜集生产过程及新技术、新设备、改革新成果的应用等方面资料,这也是为毕业设计课题收集资料的最重要途径。选定题目后,应再有针对性地查阅一些资料,最后对所有收集的资料进行整理。并对其进行
16、完善,对于一个完整的设计而言,文字与图纸并存.文字的详细叙述使内容丰富,而图纸则一目了然.最后由于设计者的水平有限,以及对电气技术日新月异的发展掌握不够,加之国外电气技术和产品的大量引进,我国对电气设计设备技术标准、规范还在不断地改进和完善,所以设计难免有不足,希望老师给予批评指正,使本设计更加完善。 第1章 毕业设计概述1。1 毕业设计题目学院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学院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
17、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。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
18、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,图表画法符合国家标准;7. 完成与设计有关的英文资料翻译;59第2章 负荷计算2.1负荷概述设计学院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
19、荷,根据工程技术的要求选取以下负荷:2。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21 学院综合楼负荷一览表1号变压器设备功率KWCOStg数目2号变压器设备功率KWCOStg数目照明设备150700801455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140600800751进
20、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.根据学院综合楼的具体情况,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31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
21、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,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
22、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变压器容量变压器空载运行时需用较大的无功功率,这些无功功率需由供电系统供给,变压器容量如选的过大,不但增加投资,而且使变压器长期处于轻载运行,出现“大马拉小车现象,使空载的损耗增加,功率因数降低,网络损耗增加。若容量选的小,会使变压器长期过负载,易损坏设备。变压器的最佳负载率在4070%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
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