扬州大学供配电工程课程设计报告文档格式.docx
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2小区管理用房正常照明及分体空调负荷按40W/m2计。
注：
备用设备容量不计，发生火灾时才用的消防用电设备容量不计入总负荷。
考虑变电所用电15kW，cos
各用电设备的负荷等级及其配电要求根据规范确定。
2.3供电条件
（1）供电部门可提供双回路10kV电源，一用一备。
（2）电源1进线处三相短路容量110MVA，进线电缆长约100米。
电源2进线处三相短路容量120MVA，进线电缆长约110米。
（3）采用高供低计，居民生活计量一户一表，安装于楼道处。
其他负荷计量点设于变电所低压侧。
第一柜为进线隔离柜。
（4）考虑二期工程，预留一路10kV电源出线备用，负荷容量400kVA。
（5）配变电所采用独立式，位于小区中心位置，无人值班。
低压最大供电距离250m。
2.4其他资料。
当地年最高气温为38℃，年平均气温为25℃，年最低气温－6℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为27℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。
当地年雷暴日数为26天。
当地海拔高度为120m，土壤电阻率100Ω•m。
3．具体任务及技术要求
本次课程设计共1.5周时间，具体任务与日程安排如下：
第1周周一：
布置设计任务，熟悉有关资料，负荷计算、主变压器选择。
周二：
供电一次接线方案确定，短路计算。
周三：
进出线电缆及开关设备选择计算。
周四：
设计绘制变电所高压电气系统图。
周五：
设计绘制变电所低压电气系统图。
第2周周一：
设计绘制变电所电气平面布置图及变电所接地平面布置图。
编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。
周三：
整理打印设计报告，交设计成果。
要求根据设计任务及工程实际情况，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，独立完成10kV变配电所的电气设计。
设计深度应达到扩大初步设计要求，制图应符合国家规范要求。
4．实物内容及要求
课程设计报告由设计任务书、设计报告正文、设计图纸三部分组成，并有封面、目录，装订成册。
4.1设计报告正文内容包括：
（1）负荷等级确定与供电电源
（2）负荷计算与无功补偿
（3）配变电所所址选择与结构型式
（4）变压器类型、台数及容量选择
（5）配变电所电气主接线设计
（6）短路计算与电气设备选择校验
（7）进出线电缆选择校验
（8）配变电所电气装置布置
（9）配变电所接地装置布置
（10）参考文献
设计报告正文编写的一般要求是：
必须阐明设计主题，突出阐述设计方案、文字精炼、计算简明，条理清晰、层次分明。
设计报告正文采用A4纸打印。
4.2设计图纸包括：
（1）配变电所高压电气系统图（1张A3）
（2）变电所低压电气系统图（1张A3加长）
（3）配变电所电气平面布置图（1张A3）
（4）配变电所接地平面布置图（1张A3）
设计图纸绘制的一般要求是：
满足设计要求，遵循制图标准，依据设计规范，比例适当、布局合理，讲究绘图质量。
设计图纸采用A3图纸CAD出图。
5．参考文献
[1]中国计划出版社编．注册建筑电气工程师必备规范汇编．北京：
中国计划出版社，中国建筑工业出版社，2003
[2]易立成编．注册电气工程师（供配电）执业资格考试强制性标准摘编．北京：
中国电力出版社，2004
[3]翁双安主编.供电工程.北京：
机械工业出版社，2004
[4]中国航空工业规划设计研究院等编．工业与民用配电设计手册（第2、3版）．北京：
中国电力出版社，1994、2005
[5]北京照明学会设计委员编．建筑电气设计实例图册①②③④．北京：
中国建筑工业出版社，1998，2000，2002
[6]孙成群主编．民用建筑电气设计资料集．办公住宅．北京：
知识产权出版社，2002
[7]朱林根主编．21世纪建筑电气设计手册．北京：
中国建筑工业出版社，2001
[8]戴瑜兴等编．民用建筑电气设计数据手册．北京：
中国建筑工业出版社，2003
[9]中元国际工程设计研究院编．电气设计50．北京：
机械工业出版社，2005
[10]本书编委会编．建筑电气设备选型（2001版，2002版，2003～2004版），北京：
中国建筑工业出版社，2001，2002，2003
[11]刘江主编．建筑电气设备选型．北京：
[12]朱林根主编．现代住宅建筑电气设计．北京：
中国建筑工业出版社，2004
[13]全国电气文件编制和图形符号标准化委员会编．电气简图用图形符号标准汇编．北京：
中国标准出版社，2001
[14]全国电气文件编制和图形符号标准化委员会编．电气制图及相关标准汇编．北京：
[15]高低压电器最新产品技术样本等
6．任务书写于2014年5月26日
7．完成期限2014年5月27日至6月5日
8．学生任务分配
9．指导教师：
李世博
第二部分
课
程
设
计
报
告
1负荷等级确定与供电电源…………………………………………….….….（20）
1.1负荷等级确定………………………………………..…………………….（20）
1.2供电电源…………………………………………………..……………………….（20）
2负荷计算与无功补偿………………………………………….…………….（22）
2.1负荷计算…………………………………………………..………..……….….…（22）
2.2无功补偿…………………………………………………..………..…………..…（24）
2.3总计算负荷………………………………………………..………..…………..…（25）
3变（配）电所所址选择与结构型式……………………………………...…（27）
3.1所址选择…………………………………………………..………..……………..（27）
3.2结构型式…………………………………….………………………………..（27）
4变压器类型、台数及容量选择………….…..……………………….…….（28）
4.1变压器类型选择…………………….……………………………….…….（31）
4.2变压器台数选择…………………….……………………………….…….（34）
4.3变压器容量选择…………………….……………………………….…….（35）
5变（配）电所电气主接线设计………………………………………….….（35）
5.1高压系统电气主接线设计………………………..………………….…….（36）
5.2低压系统电气主接线设计………………………..………………….…….（36）
5.3低压配电网的接线形式....………………………..………………….…….（37）
6短路计算与电气设备选择校验…………………………………….……….（38）
6.1短路电流计算….…………………………….……………………………..…（39）
6.2高压电气设备选择校验…………………………………….……………….（39）
6.3低压电气设备选择校验…………………………………….………………（40）7进出线电缆选择校验………………………………………………….…….（41）
7.1高压进线电缆选择校验…………………………………………….….….（42）
7.2高压出线电缆选择校验…………………………………………….…..….（43）
7.3低压出线电缆选择校验…………………………………………….…..….（44）
参考文献……………………………………….……………………………….（45）
1负荷等级确定与供电电源
1.1负荷等级确定
本工程电梯，应急照明，泵房负荷为二级负荷，其余为三级负荷。
本工程用电设备负荷等级确定见下表。
负荷等级确定
序号
用电设备名称
负荷等级
1
用户负荷
3
2
电梯负荷
应急照明
4
消火栓泵
5
生活水泵
6
排水泵
7
沿街门面
8
小区管理用房
1.2供电电源
（内容：
说明根据设计规范，本用户采用的供电电源与电压等级；
各级负荷用电设备采用的供电措施。
）
本工程两路电源供电，一用一备，两台变压器供电。
低压配电电压为~220/380V,电源引自变配电室，变配电室电气参见当地有关部门施工图纸。
低压配电柜进线采用YJV电力电缆埋地引入，埋深为室外地坪下-0.7m，穿钢管保护，同时做好防水处理。
电力变压器的型号：
SC（B）10型树脂绝缘干式电力变压器（SCB10—1600/10）
技术参数：
电压等级：
10KV
容量范围：
30～2000KVA
调压方式：
无励磁调压或有载调压（配真空或空气有载开关）
分接范围：
±
5%或±
2X2.5%
频率：
50Hz或60Hz
相数：
三相
联接组别：
Yyn0；
Dyn11；
Yd11或其它
短路阻抗：
标准阻抗或用户要求
使用环境：
相对湿度100%，环境温度不高于40℃
温升限值：
100K
冷却方式：
自冷（AN）或风冷（AF）
防护等级：
IP00；
IP20（户内）；
IP23（户外）
绝缘等级：
F级
绝缘水平：
10KV级工频耐压35KV、冲击耐压75KV；
（另起一页）
2负荷计算与无功补偿
2.1负荷计算
（内容：
说明负荷计算方法及公式，列表计算各低压配电干线的计算负荷、无功补偿前低压母线计算负荷。
按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式如下:
有功计算负荷（kw）Pc=KdPe
无功计算负荷（kvar）Qc=Pctanφ
视在计算负荷（kVA）Sc=Pc/cosφ
计算电流（A）
配电系统简图
各低压配电干线的计算负荷
2.2无功补偿
说明无功补偿方式，计算无功补偿容量，选择无功补偿装置。
变电所负荷计算
无功补偿
变压器T1无功补偿后低压母线计算负荷
计算点变压器T1
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
cosφ
补偿前低压母线计算负荷
812
838.9
1167.5
1823.5
0.70
补偿容量QN.C/kvar
QN.C=1155×
[tan（arccos0.84）－tan（arccos0.92）]＝254
实际取20组×
25kvar=500kvar
-250
补偿后低压母线计算负荷
338.9
879.9
1336.8
0.92
计算点变压器T2
700.2
544.7
887.1
1348.4
QN.C=995×
[tan（arccos0.83）－tan（arccos0.92）]＝243.1
实际取10组×
25kvar=245kvar
294.7
759.7
1154.2
本工程采用补偿方法为低压集中补偿，补偿装置为并联电容器。
2.3总计算负荷
计算无功补偿后低压母线计算负荷，计算变压器功率损耗，计算高压进线计算负荷。
3变（配）电所所址选择与结构型式
3.1所址选择
电力变压器是供电系统的关键设备，并影响电气主接线的基本形式和变电所总体布置形式。
供配电系统设计时，应经济合理地选择变压器的形式、台数及容量，并使所选择变压器的总费用最小。
本工程为商住小区设计，配电室位于小区中心位置，故采用SCB10型三相双绕组干式变压器，联结组标号Dyn11，无励磁调压，电压比10（1
5%）/0.4kV。
考虑到与开关柜布置在同一房间内，变压器防护外壳等级选用IP2X。
SCB10型干式变压器符合GB20052-2006《三相变压器能有效限定值及节能评价值》的要求。
3.2结构型式
变压器型式选择是指确定变压器的相数、绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组标号、调压方式等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。
对干式变压器，通常还根据其布置形式相应选择其外壳防护等级。
变压器的台数和容量一般根据负荷等级、用电设备和经济运行等条件综合考虑确定。
4变压器类型、台数及容量选择
4.1变压器类型选择
变压器类型选择见表4-1。
表4-1变压器类型选择
类型
选择结果
依据
变压器相数
用户变电所一般采用三相变压器
变比及调压方式
无励磁调压
由较高电压降至最末级配电电压，采用无励磁调压
绕组型式
双绕组
用户配电系统大多采用双绕组
绝缘及冷却方式
带风机冷却并配置温控仪自动控制
干式变压器防火，风冷可提高干式变压器的过载能力
外壳防护等级
IP23
阻止异物兼具防止与垂直线成60度以内的水进入，适合户外
联结组
Dyn11
有利于接地故障切除
型号
SCB10
4.2变压器台数选择
选择两台变压器，因为有较多的三级负荷和二级负荷。
4.3变压器容量选择
总的视在功率为1845.2Kvar，所以选择两台功率为1250Kvar的变压器
所选变压器其他技术参数见表4-3。
4-3变压器技术参数
变压
器
全型号
原边额定电压
/kV
副边额定电压
原边额定电流
/A
副边额定电流
空载损耗
/kW
负载损耗
空载电流
％
阻抗电压
外形尺寸
长×
宽×
高
/mm
T1
SCB10-1250/10
10
0.4
72.2
1804.2
2.03
11.00
0.9
1760*1120*1940
T2
SCB10-1600/10
5变（配）电所电气主接线设计
5.1高压系统电气主接线设计
通过多个方案比较，确定本工程高压系统电气主接线形式。
绘制简图比较，并说明选择的高压开关柜类型及其用途，考虑电能计量方式、所用电与操作电源的取得。
5.2低压系统电气主接线设计
通过多个方案比较，确定本工程低压系统电气主接线形式。
绘制简图比较，并说明选择的低压开关柜类型及其用途，考虑不同电价负荷的电能分计量方式。
注意开关柜的排列，一定要与平面布置图相对应。
5.3低压配电网的接线形式
根据规范中的设计原则，确定本工程设计的低压配电网的接线形式。
绘制简图。
6短路电流计算与高低压电器选择
6.1变电所高压侧短路电流计算
（1）确定基准值
取Sd=100MV·
A,Uc1=10.5KvUc2=0.4KV
而Id1=Sd/
Uc1=100MV·
A/（
*10.5KV）=5.50KA
Id2=Sd/
Uc2=100MV·
*0.4KV）=144.34KA
计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
电力系统
X1*=Sd/Sk=100MV·
A/110MV·
A=0.909
电缆线路
X2*=X0LSd/Uc2=0.10Ω/KM*0.1KM*100MV·
A/（10.5KV）2=0.001
电力变压器
X3*=Uk％Sd/100SNT=4.5*100x103KV·
A/100X1250KV·
A=3.6
求K1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值
X*∑（K-1）=X1*+X2*=0.909*0.001=0.919
三相短路电流周期分量有效值
I（3）k-1=Id1/X*∑（K-1）=5.50KA/0.919=5.98KA
其他三相短路电流
I"
（3）k-1=I（3）k-1=5.98KA
i（3）sh=2.55x5.98KA=15.25KA
I（3）sh=1.51x5.98KA=9.03KA
三相短路容量
S（3）k-1=Sd1/X*∑（K-1）=100MV·
A/0.919=108.8MV·
A
两相短路电流
Ik2=0.866xI（3）k-1=0.866x5.98KA=5.196KA
表6-1变电所高压侧短路计算过程及结果
6.2低压电网短路电流计算
计算有关电路元件的阻抗
高压系统电抗（归算到400V侧）
每相阻抗:
Zs=Uc2x10-3/Sk=（400V）2x10-3/110MV·
A=1.469MΩ
Xs=0.995Zs=0.995x1.469MΩ=0.1.462MΩ
相零阻抗:
XL-PE=2Xs/3=0.975MΩ
RL-PE=2Rs/3=0.097MΩ
变压器的阻抗（由附录表查得SCB10-1600/10变压器Dyn11联接，△Pk=13.5KWUk％=6
RT=△PkUC2/SNT2=13.5KWx（400V）2/（1250KV·
A）2=1.382MΩ
ZT=Uk％UC2/100SNT=6x（400V）2/100x1250KV·
A=7.6MΩ
XT=
=7.55MΩ
相零阻抗：
RL-PE=RT=1.382MΩ
XL-PE=XT=7.56MΩ
母线和电缆的阻抗
Rwb=R*L=0.011x4=0.186MΩ
Xwb=X*L=0.116x4=0.774MΩ
RL-PE=rL-PEL=0.033x4=0.336MΩ
XL-PE=xL-PEL=0.260x4=1.204MΩ
计算K-2点的三相和单相短路电流
三相短路回路总阻抗：
R∑=Rs+RT+RWB=0.461+1.382+0.126=1.715MΩ
X∑=Xs+XT+XWB=1.462+7.55+0.774=9.79MΩ
三相短路电流:
I（3）k=Uc/
R∑2+X∑2=23.24KA
短路电流冲击系数:
Kp=1+e（-∏R∑/X∑）2=1.57
三相短路冲击电流：
i（3）p3=
KpI（3）K=
*1.72*32.4=51.81KA
I（3）p3=
=23.33KA
单相短路回路总相零阻抗：
R=0.0436+0.638+0.132=1.136MΩ
X=0.436+5.97+1.040=9.446MΩ
两相短路电流：
I
（2）k2=0.866xI
（2）k=0.866x32.4=20.12A
单相短路电流：
I
（1）k=U/
R2+X2=16.26KA
6.3高压电器选择
（一）高压断路器的选择
本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线回路的控制和保护电器及分段联络用电器。
选用VD—12—630A/20kA型户内高压真空断路器，选用弹簧操动机构，二次设备为电压为DC1110V。
高压断路器的选择校验见下表，由表可知，所选断路器合格。
表6—4高压断路器的选择校验
选择项目
装置地点技术数据
断路器技术数据
结论
额定电压及最高工作电压
Un=10k，Um=10×
1.15kV=11.5kV
Ur=12kV
Ur>
Um，合格
额定电流
AH1柜：
Imax=I1r.T=165A
Ir=630A
Ir>
Imax,合格
额定频率
50Hz
50Hz
合格
额定短路开断电流
Ib3=6.0kA（最大运行方式）
Ib=20kA
Ib>
Ib3,合格
额定峰值耐受电流
Ip3=9.03kA（最大运行方式）
Imax=50kA
Imax>
ip3,合格
额定短时（4s）耐受电流
AH4柜：
Qt=11.5×
10.5×
（0.1+0.5+0.0.05）
=64.0kA·
kA·
s
（0.1+0.8+0.0.05）
=110.6kA·
It·
t=
20×
=1600kA·
t>
Qt
额定短路关合电流
I=50kA
I>
Qt,合格
承受过电压能力及绝缘水平
10kV系统中性点经消弧线圈接地
雷电冲击耐受点啊75kV
1min工作耐受电压42kV
满足条件
9
环境条件
华东地区建筑物地下室高压开关柜内
正常使用环境
其他条件
无特殊要求
额定操作顺序：
分-180s-合分-180s-合分
（二）高压条熔断器的选择
本工程高压熔断器作为电压互感器回路的短路保护电器。
选用XRNP1-12-0.5A/KA型电压互感器用户内高压限流熔断器。
高压熔断器的选择校验见下表，所选熔断器合格。
表6—5高压熔断器的选择校验
熔断器技术数据
额定电压与最高工作电压
Un=10kV，Um=10×
1.15=11.5
Um,
升级会员 