本科生毕业设计（论文）
生活用电等领域的供电可靠性，可以提高人民生活质量，改善生活条件等。
可见，大连老虎滩变电所的设计是大连地区工业效率提高及国民经济发展的必然条件。
1.2 大连老虎滩变电所的设计要求
由于本地区经济发展的需要电力供不应求的情况下，为了适应本地区经济的发展要在本地区建设10kV变电站。 具体要求如下。该变电所所用电压为0.4kV，厂区配电电压为10kV，：
表 1.1负荷如下表
序号 出线 1 2 3 4 5 #1 #2 #3 #4 #5 COSΦ 0.65 0.7 0.7 0.65 0.65 有功功率 94 110 90 35 130 序号 出线 6 7 8 9 10 #6 #7 #8 #9 #10 COSΦ 0.8 0.75 0.65 0.7 0.7 有功功率 30 30 94 110 90
本电力系统应包括变电，配电以及相应的安全自动、继电保护等设施。在国家发展计划的统筹规划下，合理的开发资源，用最少的资金为国民经济各部门及人民生活提供充足、可靠、合格的电能。
本次设计的变电站为10kV变电站，其下级负荷为0.4kV级企业和0.4kV级工业及其它负荷。这些负荷不仅包括水泥厂、开关厂等工业部门，也有政府、市区等非工业部门。他们对供电的要求不同。依照先行的原则，依据远期负荷发展本设计该变电所，本变电站主要任务是把10kV变成0.4kV电压供周边城乡使用。尤其对本地区大用户进行供电，改善提高供电水平，提高了本地供电质量和可靠性。 并且伴随电力系统中所用电气元件产品诸如断路器、继电器、隔离开关等性能指标的提高，大连老虎滩变电所的功能也会越来越完善，可靠性也会得到很大的提高。
1.3 大连老虎变电所电气部分的设计应达到的目的
本毕业设计课题主要是综合训练运用发电厂电气部分，电力系统继电保护，工厂供电，高低压电气，电力系统分析等电气工程及其自动化专业知识完成“大
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连老虎滩变电所电气部分的设计”通过设计，培养综合运用所学基础理论，专业知识与技能，巩固过去所学的电气知识，把所学理论应用到实际工程上去，解决实际问题，进一步了解工程设计规范，要求，掌握设计基本内容和方法，为学生参加工作打好基础！
1.4 大连老虎滩变电所电气部分的设计方案
1 ) 应先进行负荷分析计算： 求出计算负荷，目的是为了合理地选择变电所内的各级电压供电网络，变压器容量和电器设备型号等。2 ) 变压器台数及容量的选择：其中包括数量以及容量的选择。3 ) 主接线的设计：每种接线都有各自的特点，需要在其中选择最合适的。而且还要满足可靠性和电能质量的要求。接线简单、清晰，操作简便。必要的运行灵活性和检修方便。投资少，运行费用低。具有扩建的可能性。4 ) 根据主接线进行短路计算：确定中性点接线方式，采用标幺值的方法进行计算。另外它也可以选择适当的接触器的参数，继电保护的灵敏度也是用它来效验的。5) 电气设备的选择及其校验：其中包括断路器，隔离开关，负荷开关等开关电器，电压互感器，电流互感器，熔断器，电力电缆和导线等主要设备。 在选择后还要进行热稳定和动稳定校验。6 ) 继电保护的设计：其中包括供电线路的继电保护和变压器的保护。为了保证供电的可靠性还应设置备用电源自动投入装置（BZT）。7 ) 防雷与接地的设计：对于变电所防雷有两个重要方面，即直击雷的防护和对由线路侵入的过电压的防护。8 ) 无功补偿的计算：在系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。9 ) 编写说明书：对课程设计进行总体的说明和概括，以及说明在那方面还需要改进。
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第2章 负荷的分析与计算及无功补偿
2.1 负荷分析的意义
进行电力设计的基本原始资料是用电部门提供的用电设备安装容量。这些用电设备品种多，数量大，工作情况复杂。如何根据这些资料正确估计所需的电力和电量是一个非常重要的问题。估计的准确程度，影响电力设计的质量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使供配电系统复杂，浪费有色金属，增加初期投资和运行管理工作量。而估算过低，又会使供配电系统投入运行后，供电系统的线路和电气设备由于承担不了实际的负荷电流而过热，加速绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损耗，影响供电系统的正常可靠运行。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是负荷情况复杂，影响计算负荷的因素有很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可行，但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，他与设备的性能，生产的组织，生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能力求接近实际。
求计算负荷的工作称为负荷计算。计算负荷是根据已知的用电设备安装容量确定的，预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计时作为选择供配电系统供电线路的导线截面，变压器容量，开关电器及互感器等的额定参数的依据，所以非常重要。
2.2 负荷的分类及各自的供电要求
一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，造成重大的政治影响，经济损失，如重大的设备损坏，重大产品报废。或者公共场所秩序的严重混乱。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽，通信枢纽，国家级承担重大活动的会堂，国家级的体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等一级负荷，为特别重要的负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷，一级特别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
二级负荷：中断供电将造成较大的政治影响，造成设备局部的破坏或生产流程紊乱且需要较长时间才能恢复，或者大量的产品报废，重要产品大量减产，造成较大经济损失。中断供电也将影响重要用电单位的正常工作，以及中断供电将造成大型影剧院，大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序的混乱。
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三级负荷：三级负荷为一般的电力负荷，不属于一二级负荷的，都为三级负各自的供电要求如下：
一级负荷：应由两个独立电源供电，当一个电源故障时，另一个电源不至于同时损坏。特别重要的一级负荷，除了两个独立电源外，还应设置应急电源，为了保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他级别的负荷接入应急供电系统。关于应急电源方式的选用，可参照下列原则：(1)蓄电池包括静态交流不间断电源装置，适用于允许中断供电时间为毫秒级别的负荷供电。（2）供电网络中有效地独立于正常电源的专用配电线路，适用于允许中断供电时间为1.5S以上的负荷供电。（3）独立于正常电源的快速自启动发电机组，适用于允许中断供电时间为15S以上的负荷供电。常用的应急电源可使用下列几种电源：（1）独立于正常电源的发电机组 (2)供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路。(3)蓄电池 （4）干电池。
二级负荷：二级负荷也属于重要负荷，二级负荷也要求有两路独立电源供电，或用两回路送到适宜的配电点。当工作电源失去时，由运行人员手动操作投入备用电源。供电变压器也应有两台（这两台变压器不一定要在同一变电所）。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6KV及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和维修。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部的二级负荷。
三级负荷：由于三级负荷为不重要的一般负荷，因此它对供电电源无特殊的要求。
荷。
2.3 负荷计算方法的比较及选用
我国目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的基本方法，有需要系数法和二项式法。（1）需要系数法：他是国际上普遍采用的计算负荷的基本方法，最为简便。（2）二项式法：他的应用局限性较大，不仅考虑了用电设备组最大负荷时的平均负荷，而且考虑了少数容量最大的设备投入运行时对总计算负荷的额外影响，所以二项式法比较适于确定设备台数较少而容量差别较大的低压干线和分支线的计算负荷。但是二项式计算系数b，c和x的值，缺乏充分的理论依据，且只有机械工业方面的部分数据，从而使其应用受到一定局限。（3）按逐级计算法确定用户的计算负荷: 他是根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电流的方向逐级计算，最后求出用户总的计算负荷的方法称为逐级计算法。
我采用的就是需用系数法：
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已知该变电所为10/0.4 kV降压变电所。厂区的配电电压为10kV，用电电压为0.4kV。查表可知：变配电所 需用系数Kd=0.5—0.7 取Kd=0.6 已知：出线#1 有功功率 Ps=94 kW cosΦ=0.65 tanΦ=1.17 有功计算负荷 Pjs1 = Kd * Ps = 0.6 * 94= 56.4 kW
无功计算负荷 Qjs1 = Pjs * tanΦ = 56.4 * 1.17 = 65.98 kvar 视在计算负荷 Sjs1 = Pjs / cosΦ = 56.4 / 0.65 = 86.77 kVA 计算电流 Ijs1 = Sjs / 3 * 0.38 = 131.84 A 同理可求出：
出线#2 Pjs2=66 kW Qjs2=67.32 kvar Sjs2=94.29 kVA Ijs2=143.26 A 出线#3 Pjs3=54 kW Qjs3=55 kvar Sjs3=77.14 kVA Ijs3=117.2 A 出线#4 Pjs4=21 kW Qjs4=24.57 kvar Sjs4=32.31 kVA Ijs4=49.1A 出线#5 Pjs5=78 kW Qjs5=91.26 kvar Sjs5=120 kVA Ijs5=182.3 A 出线#6 Pjs6=18 kW Qjs6=13.5 kvar Sjs6=22.5 kVA Ijs6=34.2 A 出线#7 Pjs7=18 kW Qjs7=15.84 kvar Sjs7=24 kVA Ijs7=36.47 A 出线#8 Pjs8=56.4 kW Qjs8=65.9 kvar Sjs8=86.7 kVA Ijs8=131.84 A 出线#9 Pjs9=66 kW Qjs9=67.3 kvar Sjs9=94.3 kVA Ijs9=143.3 A 出线#10 Pjs10=54 kW Qjs10=55.1 kvar Sjs10=77.1 kVA Ijs10=117.2 A 取 K∑p = 0.8 K∑q = 0.85
总的计算负荷：Pis = K∑p * ∑Pjsi = 0.8 * 487 kW = 389 kW Qjs = K∑q * ∑Qjsi = 0.85 *522 Kvar =443.7 kvar Sjs = Pjs2?Qjs2= 590 kVA Ijs= Sjs / 3*0.38 =851.6 A 2.4 无功补偿的意义及方法
用户中绝大数用电设备，如感应电动机，电力变压器，电焊机，电弧炉及气体放电灯，他们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场，其功率因数均小于1.而功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。当达不到规定的功率因数要求时，必须考虑进行无功功率的人工补偿。
在《供电营业规则》中规定：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：100kVA及以上高压供电的用户，功率因数在0.9以上。其他电力用户个大，中型电力排灌站，功率因数为0.85以上”。并规定，凡功率因数未达到上述规定的，应增添无功补偿装置，通常采用并联电容器进行补偿。这里所指的功率因数，即为最大负荷时的功率因数。
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