沈阳工学院机械教学楼供配电系统设计
摘 要
本设计的题目为“沈阳工学院机械教学楼供配电系统设计”。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
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《沈阳工学院机械教学楼变电所扩大初步设计》。取自沈阳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年沈阳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，建设有沈阳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，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。
目 录
前言 VI
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 7
3.1并联电力电容器补偿 7
3.2无功补偿容量的计算 7
第4章 主变压器选择 9
4.1变电所变压器容量、台数、型号选择 9
4.1.1变压器容量 9
4.1.2主变压器台数和型号 9
4.1.3主变压器确定 10
4.2干式变压器的结构 10
4.3干式变压器的特点 11
4.4干式变压器的使用注意事项 11
第5章 变电所电气主接线 12
5.1对电气主接线的基本要求和原则 12
5.1.1电气主接线的基本要求 12
5.1.2电气主接线的原则 12
5.2电气主接线设计程序 13
5.3主接线设计 14
第6章 短路计算 18
6.1短路概述 18
6.2造成短路原因 18
6.3短路危害 18
6.4短路计算 19
第7章 电气设备选择与校验 23
7.1电气设备及分类 23
7.2电气设备选择与校验 23
7.3高压断路器选择与校验 24
7.3.1高压断路器的选择 24
7.3.2高压断路器的校验 25
7.4隔离开关选择与校验 26
7.4.1隔离开关原理与类型 26
7.4.2隔离开关运行与维护 26
7.4.3隔离开关的校验 26
7.5互感器选择与校验 27
7.5.1互感器应用 27
7.5.2电流互感器原理与结构 28
7.5.3电流互感器校验 29
7.6电压互感器 30
7.6.1电压互感器原理 30
7.7母线选择与校验 31
7.7.1 母线的选择 31
7.7.2母线校验 32
第8章 继电保护 33
8.1继电保护 33
8.1.1对继电保护的基本要求 33
8.1.2继电保护原理 33
8.2过电流与速断保护整定值的计算 34
8.2.1过电流整定值计算 34
8.2.2速断保护整定值计算 36
第9章 配电装置 38
9.1对配电装置的基本要求 38
9.2配电装置的类型 38
9.3配电装置的应用 38
9.4配电装置的设计步骤 39
第10章 防雷保护设计 42
10.1雷电过电压 42
10.2雷电的危害 42
10.3防雷保护装置 42
10.4防雷设计 43
10.5防雷保护计算 43
总 结 47
参考文献 48
致谢 49
附录Ⅰ 50
附录Ⅱ 55
参考文献
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