太原理工大学继续教育学院电气工程及其自动化专业本科毕业设计

摘 要

本设计的题目为“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0.69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

I

太原理工大学继续教育学院电气工程及其自动化专业本科毕业设计

目 录

前言 ........................................................................................................................ IV 第1章 毕业设计概述 ............................................................................................ 1

1.1 毕业设计题目 ............................................................................................ 1 1.2 毕业设计目的 ............................................................................................ 1 1.3毕业设计内容 ............................................................................................. 1 第2章 负荷计算 .................................................................................................... 2

2.1负荷概述 ..................................................................................................... 2 2.2负荷计算 ..................................................................................................... 2 第3章 无功功率补偿 ............................................................................................ 6

3.1并联电力电容器补偿 ................................................................................. 6 3.2无功补偿容量的计算 ................................................................................. 6 第4章 主变压器选择 ............................................................................................ 8

4.1变电所变压器容量、台数、型号选择 ..................................................... 8

4.1.1主变压器确定 ................................................................................... 8

第5章 变电所电气主接线 .................................................. 错误！未定义书签。

5.1主接线设计 ................................................................................................. 9 第6章 短路计算 .................................................................................................. 12

6.1短路计算 ................................................................................................... 12 第7章 电气设备选择与校验 .............................................................................. 16

7..1电气设备及分类.......................................................................................错误！未定义书签。

7.2电气设备选择与校验 ................................................................................. 1 7.3高压断路器选择与校验 ........................................................................... 16

7.3.1高压断路器的选择 ......................................................................... 16 7.3.2高压断路器的校验 ......................................................................... 17 7.4隔离开关选择与校验 ............................................................................... 18

7.4.1隔离开关原理与类型 .................................... 错误！未定义书签。 7.4.3隔离开关的校验 ............................................................................. 18 7.5互感器选择与校验 ................................................................................... 19

II

太原理工大学继续教育学院电气工程及其自动化专业本科毕业设计

7.5.1电流互感器校验 ............................................. 错误！未定义书签。 7.5.2电压互感器校验 ............................................................................. 19 7.6母线选择与校验 ....................................................... 错误！未定义书签。

7.6.1母线的选择 ..................................................... 错误！未定义书签。 7.6.2母线校验 ......................................................................................... 20

第8章 继电保护 .................................................................................................. 22

8.1过电流与速断保护整定值的计算 ........................................................... 22

8.1.1过电流整定值计算 ......................................................................... 22 8.1.2速断保护整定值计算 ..................................................................... 24

总 结 ...................................................................................................................... 26 参考文献 ................................................................................................................ 27 致谢 ........................................................................................................................ 28 附录Ⅰ .................................................................................................................... 29

III

太原理工大学继续教育学院电气工程及其自动化专业本科毕业设计

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

IV