阳江职业技术学院教学楼变电所电气设计

题目：阳江职业技术学院教学楼变电所电气设计系别机电系专业电气自动化年级08级学号200830324130姓名梁明营指导教师及职称李明2011年1月3日2阳江职业技术学院教学楼电气设计机电系08电气自动化技术（1）班529566梁明营摘要本设计的题目为“阳江职业技术学院教学楼电气设计”。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以上；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ABSTRACTThisdesignwasentitledyangjiangvocationaltechnicalcollegeteachingbuildingelectricaldesign.Themaincontentsofthedesigninclude:10/.4kVmaintransformersubstationchoice;Substationandauto-switchdesign;Short-circuitcurrentcalculation,Loadcalculation,Reactivepowercompensation,Electricalequipmentselection(busbar,highvoltagecircuitbreaker,isolatingswitch,currenttransformer,voltagetransformer,lightningarresterandcompensationcapacitor);Powerdistributionequipmentdesign,Therelayprotectionplanninganddesign;Lightningprotectiondesign,etc.Accordingtotheelectricallinesdesignshouldmeetthereliabilityandflexibility,economyrequirement,themainelectricalwiringsubstationhigh-pressuresidebyasinglebuswiring,lowvoltagesidebyasinglebusbarsegmentationandauto-switchforms:Forlowvoltagesideloadstatisticscountingusingneedcoefficientmethod,Toreducethereactivepowerlossandenhancetheutilizationrateofreactivepower,thisdesignforpowerdesign,makethepowerfactorcompensationfromincreasedtomorethan0.90.69;Thecalculationofshort-circuitcurrentincludingshort-circuitpointselectionandconcretenumericalcalculation,Andelectricalequipmentselectionadoptedaccordingtotheratedcurrentselection,pressshort-circuitcurrentcalculationresultsvalidatedmethods;Therelayprotectiondesignismainlytothetransformerinelectriccurrentinstantaneousbreakprotectionandovercurrentprotectiondesigncalculation,Distributiondeviceadoptscompleteswitchgears,Thelightningpreventionbysubstationcombing-outthunderprotection.3ThisdesignpaysmuchattentiontoapplyingChina'selectricaldesignnewtechniquesandnewequipment,practicabilityandstrong,consideringtheactualengineeringapplicationis,thenwithstraightawaylanguagewaspresented.Keywords:substationdesign;Themainelectricalwiring,Relayprotection4目录前言错误!未定义书签。第1章毕业设计概述…………………………………………………………51.1毕业设计题目……………………………………………………………..51.2毕业设计内容……………………………………………………………..5第2章供配电的负荷计算……………………………………………………62.1负荷计算的目的与意义…………………………………………………..62.2负荷计算…………………………………………………………………..62.3功率因数和无功功率的补偿……………………………….…………….7第3章短路计算……………………………………………………………..93.1短路概述…………………………………………………………………93.2短路计算………………………………………………………………….10第4章继电保护………………………………………………………………124.1继电保护的作用及要求…………………………………………………..124.2供电系统中常用的保护…………………………………………………..124.3继电保护的发展趋势……………………………………………………..14第5章变电所的主接线………………………………………………………155.1变配电所主接线概述……………………………………………………..155.2对变电所主接线的要求…………………………………………………..165.3大楼变电所主接线………………………………………………………..16第6章电气照明………………………………………………………………176.1电气照明规定……………………………………………………………..176.2照明质量…………………………………………………………………..176.3照明方式与种类…………………………………………………………..176.4学校电气照明设计要求…………………………………………………..176.5照明配电系统的结线方式………………………………………………..187章防雷保护设计…………………………………………………………...197.1雷电的放电过程…………………………………………………………..197.2电力系统的防雷保护装置………………………………………………..197.3架空输电线路的防雷保护………………………………………………..21参考文献………………………………………………………………………22致谢……………………………………………………………………………235第1章概述1.1毕业设计题目《阳江职业技术学院教学楼变电所电气设计》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。1、建筑电气设计的一般原则（1）适用（2）安全（3）经济（4）美观2、内容（1）输电线路设计（2）变配电所设计（3）电气照明设计（4）电力设计（5）防雷与接地设计（6）电气信号与自动控制设计6第2章供配电系统的负荷计算2.1负荷计算的目的与意义供配电系统的设计，首先要根据用户的基本原始资料即用电设备的容量，对系统中各个环节的电力负荷进行统计计算，其目的是确定供配电系统方案，并选择其中的各个元器件（如电力变压器，开关设备，导线及电缆等），以使其满足正常运行时负荷电流热效应的要求。另外，负荷计算也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。这种根据用电设备容量统计计算出来的，用来按发热条件选择供配电系统中各元器件的负荷值，称为计算负荷。按计算负荷选择的电气设备，导线和电缆，在计算负荷下连续运行时，其发热温度不会超过允许值。显而易见，计算负荷应是电气元器件连续运行时能够承受的最大负荷。2.2负荷计算此设计大楼变电所采用一台主变压器：(1）分组计算照明部分:日光灯与消防照明灯负荷计算，（Kd=0.7,cosφ=1，tanφ=0)Pc=0.7×(1664×40W+100×50W)=71.56kWQc=Pc×tanφ=71.56KW×0=0Sc=(Pc2+Qc2)=(71.562+02)=71.56(KV.A)Ic=Sc／3×UN=71.56KV.A／3×0.38KV=108.73（A）计算机负荷计算，（Kd=0.8,cosφ=0.8，tanφ=0.75)Pc=Kd×PN=0.8×0.8KW×600=384KWQc=Pc×tanφ=384KW×0.75=288(kvar)Sc=(Pc2+Qc2)=(3842+2882)=480(KV.A)Ic=Sc／3×UN=480KV.A／3×0.38KV=729.31（A）电梯负荷计算，（Kd=0.2,cosφ=0.5，tanφ=1.73)Pc=Kd×PN=0.2×10KW×3=6KW7Qc=Pc×tanφ=6KW×1.73=10.38(kvar)Sc=(Pc2+Qc2)=(62+10.382)=12(KV.A)Ic=Sc／3×UN=12KV.A／3×0.38KV=18.23（A）电风扇负荷计算，（Kd=0.8,cosφ=0.8，tanφ=0.75)Pc=Kd×PN=0.8×60W×520=24.96KWQc=Pc×tanφ=24.96KW×0.75=18.72(kvar)Sc=(Pc2+Qc2)=（24.962+18.722）=31.2(KV.A)Ic=Sc／3×UN=31.2KV.A／3×0.38KV=47.4（A）空调负荷计算，（Kd=0.4,cosφ=0.8，tanφ=0.8)Pc=Kd×PN=0.4×1KW×20=8KWQc=Pc×tanφ=8KW×0.8=6.4(kvar)Sc=(Pc2+Qc2)=(82+6.42)=10.24(KV.A)Ic=Sc／3×UN=10.24KV.A／3×0.38KV=15.56（A）(2)计算总计算负荷因为，对于变电站总计算负荷，K∑P取值范围一般在0.85～1，K∑Q取值范围一般在0.95～1，所以取K∑P=0.9，K∑Q=0.97。则Pc=0.9×(71.56+384+6+24.96+8)=445.06KWQc=0.97×(0+288+10.38+18.72+6.4)=313.8(kvar)Sc=(Pc2+Qc2)=（445.062+313.82）=544.56(KV.A)Ic=Sc／