1、本科生毕业设计（论文）I摘 要本设计的题目为“辽宁工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， 本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从 0.
2、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；继电保护本科生毕业设计（论文）IIAbstractThe design on the topic of “Liaoning Institute of Technology Teaching
3、 Building substation expansion preliminary design.“ The main design elements include : 10/0.4kV main transformer substation choice; Electrical Substation main wiring design; Short-circuit current calculation; Load Calculation; Reactive power compensation; Electrical Equipment (bus, HV circuit breake
4、rs, isolation switches, current transformer and voltage transformer, and compensation capacitor MOA); Distribution Equipment design; relay Planning and Design; Lightning protection design. According to the main line of electrical design should meet the reliability, flexibility, economy requirements,
5、 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, The design of
6、reactive power compensation design, power factor from 0.69 to 0.9; short-circuit current calculations include short-circuit point for the selection and specific numerical calculation; and electrical equipment chosen by the choice of rated current, short-circuit current calculation by the results of
7、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. The design is very close attenti
8、on 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 . 本科生毕业设计（论文）III目 录前言 .VI第 1 章 毕业设计概述 .11.1 毕业设计题目 .11
9、.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
10、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 .18本科生毕业设计（论文）IV6.4 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
11、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 .
12、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 .42本科生毕业设计（论文）V10.2 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 .47参考文献 .48致谢 .49附录 .50附录 .55本科生毕业设计（论文）VI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不可少，起到至
13、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。这次设计的题目为辽宁工学院综合教学楼变电所扩大初步设计 。取自辽宁工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 年辽宁工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，建设有辽宁工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
14、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，
15、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,以便更本科生毕业设计（论文）VII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
16、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
17、，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。本科生毕业设计（论文）1第 1 章 毕业设计概述1.1 毕业设计题目辽宁工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辽宁工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力；培养学生独立自学能力
18、；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护范围图；5.
19、 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；本科生毕业设计（论文）2第 2 章 负荷计算2.1 负荷概述设计辽宁工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，
20、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：2.2 负荷计算1#变压器负荷计算照明部分如上表可知：1=295KW40231051eP=206.5KW957.excK299.425Kvar4.1206tgQc KVAPScc 73.6.95.22USIrc .38.073消防电梯 KWPKexc .42.var96.17.8tgQC本科生毕业设计（论文）3KVAQPScc 36.179.48.222表 2-1 辽宁工学院综合楼负荷一览表1#号变压器设备功率KWXKCOS tg 数目 2#号变压器设备功率KWXKCOS tg 数目15 5120 150130 2照明设备 40070 080 1451照明设备21070 080 0751计算机240 080 080 075 2消防电梯44020 050 170 1160 1消防电梯44 020 050 170 1 2001120 2消防照明干线50 070 080 075 1180 2电力设备30070 080 0751进风机 75 070 085 062 1正压风机14 060 080 075 1
