供配电课程设计10kV变电所电气设计.docx
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供配电课程设计10kV变电所电气设计
本科生课程设计
题目：
广陵学院生活区二期10kV变电所电气设计
课程：
供配电工程
专业：
电气工程及其自动化
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
完成日期：
2012年5月28日
供配电工程课程设计任务书
1．题目
1.10广陵学院生活区二期10kV变电所电气设计
2．原始资料
2.1课题原始资料
各课题的工程概况及负荷详见工程图纸资料（另附）。
2.2供电条件
（1）供电部门110/10kV变电所位于工程附近1.5/2.0/2.5/3.0km（自选）处，10kV母线短路电流为16/18/20kA（自选），根据需要可提供给用户1路或2路10kV专线（自选）供电。
（2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。
不同电价负荷，计量分开。
如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电执行居民电价。
居住区采用高供低计（住户每单元集中设置计量表箱、小区公建在配电室低压出线柜设置计量表）。
（3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。
2.3其他资料
当地最热月的日最高气温平均值为38℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。
3．具体任务及技术要求
本次课程设计共1周时间，具体任务与日程安排如下：
第1周周一：
熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿、变压器选择。
周二：
设计绘制变电所高压侧主接线图。
周三：
设计绘制变电所低压侧主接线图。
周四：
短路电流计算，高低压电器及电线电缆选择计算。
周五：
编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。
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变电所的电气设计（变电所出线部分设计分工合作完成）。
设计深度应达到初步设计要求，制图应符合国家规范要求。
4．实物内容及要求
课程设计报告文本内容包括：
1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.致谢；6.参考文献；7.附录（课程设计有关图纸）。
4.1设计报告正文内容
（1）工程概况与设计依据
（2）负荷计算与无功补偿设计
（3）供配电系统一次接线设计
（4）短路计算与高低压电器选择
（5）电线电缆选择
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。
（变电所出线部分内容各有侧重）
设计报告正文采用A4版面撰写、A3纸打印（每页版数2）。
4.2设计图纸
（1）变电所高压侧电气主接线图（1张A3）
（2）变电所低压侧电气主接线图（2～4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。
（变电所出线部分分工合作完成）。
设计图纸采用A3图纸CAD出图。
与报告正文一起装订成册。
5．参考文献
[1]翁双安主编．供配电工程设计指导[M]．北京：
机械工业出版社，2008
[2]莫岳平、翁双安编著．供配电工程[M]．北京：
机械工业出版社，2011
[3]任元会主编．工业与民用配电设计手册[M]．3版．北京：
中国电力出版社，2005
6．学生任务分配
表课程设计任务分配表
序号
课题名称
班级
学号（末两位）
备注
10
广陵学院生活区二期10kV变电所电气设计
电气80901
29，30，31
7．完成期限
任务书写于2012年5月18日，完成期限为2012年5月28日
8．指导教师
翁双安
目录
1工程概况与设计依据…………………………………………………………….6
1.1工程概况……………………………………………………………………6
1.2设计依据…………………………………………………………………….6
2负荷计算及无功补偿设计…………………………………………………….…..7
2.1负荷数据…………………………………………………………..….……..7
2.2负荷计算…………………………………………………………………….8
2.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算………………………………………8
2.2.2食堂电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算…………..……8
2.2.3学生宿舍及浴室负荷低压配电干线负荷计算………………………….9
2.2.4变电所负荷计算………………………….………………………….…..10
3供配电系统一次接线设计…………………………………………………..……11
3.1负荷分级及供电电源…………………………………………………..…..11
3.2电压选择与电能质量…………………………………………………...….11
3.3电力变压器选择………………………………………………………...….12
3.4变电所电气主接线设计……………………………………………...…….15
3.4.1变电所高压侧电气主接线设计………………………………………..15
3.4.2变电所低压侧电气主接线设计………………………………..………15
4短路电流计算与高低压电器选择…………………………………………………16
4.1变电所高压侧短路电流计算……………………………………….………..16
4.2变压器低压侧短路电流计算………………………………….........................17
4.3高压断路器选择………………………………………………….…………21
4.4低压断路器的初步选择…………………………………………..…………22
4.5配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择……………………….…..23
4.6变电所低压电源进线断路器的初步选择…………………………..……..24
5电线电缆选择……………………………………………………………………25
5.1高压进线电缆选择…………………………………………………..……25
5.2变电所硬母线选择……………………………………………….……….25
5.3低压配电干线电缆选择………………………………………….……….27
致谢…………………………………………………………………………………28
参考文献……………………………………………………………………….……28
附录设计图纸………………………………………………………………………28
1工程概况与设计依据
1.1工程概况
本工程为广陵学院生活区二期工程，变电所依附于食堂，属于附设变电所，不仅向食堂和学生宿舍供电，还向一栋独立的浴室供电。
其中，食堂扩建后总建筑面积14733.13平方米，为原有部分和扩建部分，设计耐火等级一级，结构形式为框架结构。
学生宿舍，框架结构，七层，层高3.4米，高26米，面积约为16520平方米。
1.2设计依据
1）《中华人民共和国节约能源法》；
2）《中华人民共和国电力法》；
3）《电力供应与使用条例》；
4）《供电营业规则》；
5）《建筑工程设计文件编制深度规定》；
6）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；
7）《低压配电设计规范》GB50054-95；
8）《供配电系统设计规范》GB50052-95；
9）《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000；
10）《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-1994；
11）《35~110kV变电所设计规范》GB50059-1992；
12）《民用建筑设计通则》GB50352-2005；
13）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992；
14）其他相关规范和资料。
2负荷计算及无功补偿设计
2.1负荷数据
表2-1广陵学院生活区二期用电负荷数据
线路
用电设备名称
负荷功率KW
线路
用电设备名称
负荷功率KW
AP-1-1-CF
一层一组厨房总箱
72
A7-AP1
379
AP-1-2-CF
一层二组厨房总箱
70
A7-AL2
378
ALE-1-1
应急照明箱
12
A8-AP1
379
ALE-2
应急照明箱
12
A8-AL2
378
ALE-3
应急照明箱
12
A9-AP1
379
ALE-1-2
应急照明箱
12
A9-AL2
378
AT-2
二层小炒正压送风
及排烟风机
13.4
A10-AP1
379
AT-3-1
三层走道排烟风机
1.5
A10-AL2
378
AT-3-2-DT
电梯
8
A11-AP1
379
ALE-1-3-XF
消防控制室
10
A11-AL2
378
AP-2-1-CF
二层小炒厨房总箱
63
A12-AP1
379
AP-2-2-CF
二层自选厨房总箱
67
A12-AL2
378
AP-2-3-CF
二层拉面厨房总箱
25
A13-AP1
379
AT-3-1
三层走道排烟风机
1.5
A13-AL2
378
AP-4-6
卫生间及更衣室
排风机
2.05
A14-AP1
379
AP-2-4
卫生间及更衣室
排风机
1.1
A14-AL2
378
AL-1-1
一层新餐厅照明
25
AA
134.65
AL-2-1
二层新餐厅照明
30
AP-4-2-KT
VRV空调室外机
24.3
AL-3-1
三层餐厅照明
28
AP-4-3-KT
VRV空调室外机
23.8
AL-3-2
三层包间照明
14
AP-4-4-KT
一层大餐厅预留
VRV空调室外机
50.9
AL-1-2
一层老餐厅照明
总箱
33
AP-4-5-KT
二层大餐厅预留
VRV空调室外机
50.9
AL-2-2
二层老餐厅照明
总箱
30
AP-3-2-KT
一层大餐厅预留
VRV空调室外机
43.4
ALE-1-3-XF
消防控制室
10
AP-3-3-KT
二层大餐厅预留
VRV空调室外机
43.4
AP-4-1-KT
VRV空调室外机
23.8
2.2负荷计算
2.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算
照明负荷0.38KV配电干线负荷计算采用需要系数法计算。
负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。
表2-2食堂照明负荷配电干线负荷计算
食堂照明回路名称
额定容量/kW
需要系数Kd
功率因数cosφ
有功功率/kW
无功功率/kvar
视在功率/kVA
计算电流A
AL-1-1
25
0.8
0.9
20.0
9.7
22.2
33.8
AL-2-1
30
0.8
0.9
24.0
11.6
26.7
40.5
AL-3-1
28
0.8
0.9
22.4
10.8
24.9
37.8
AL-3-2
14
0.8
0.9
11.2
5.4
12.4
18.9
AL-1-2
33
0.8
0.9
26.4
12.8
29.3
44.6
AL-2-2
30
0.8
0.9
24.0
11.6
26.7
40.5
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N2变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N6变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N8变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N3变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N4变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N5变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N7变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N9变电所
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N2变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N6变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N8变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N3变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N4变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N5变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N7变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N9变电所
合计
160
0.80
0.90
128.0
62.0
142.2
216.2
乘同时系数（0.7/0.75）
160
0.56
0.89
89.6
46.5
100.9
153.4
2.2.2食堂电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算
电力负荷和平时消防负荷0.38KV配电干线负荷计算采用需要系数法计算。
负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。
表2-3食堂电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算
食堂电力及消防回路名称
额定容量/kW
需要系数Kd
功率因数cosφ
有功功率/kW
无功功率/kvar
视在功率/kVA
计算电流A
AP-1-1-CF
72
0.8
0.9
57.6
27.9
64.0
97.3
AP-1-2-CF
70
0.8
0.9
56.0
27.1
62.2
94.6
ALE-1-1
12
0.8
0.9
9.6
4.6
10.7
16.2
ALE-2
12
0.8
0.9
9.6
4.6
10.7
16.2
ALE-3
10
0.8
0.9
8.0
3.9
8.9
13.5
ALE-1-2
9
0.8
0.9
7.2
3.5
8.0
12.2
AT-2
13.4
0.8
0.9
10.7
5.2
11.9
18.1
AT-3-1
1.5
0.8
0.9
1.2
0.6
1.3
2.0
AT-3-2-DT
8
0.8
0.9
6.4
3.1
7.1
10.8
ALE-1-3-XF
10
0.8
0.9
8.0
3.9
8.9
13.5
AP-2-1-CF
63
0.8
0.9
50.4
24.4
56.0
85.1
AP-2-2-CF
67
0.8
0.9
53.6
26.0
59.6
90.5
AP-2-3-CF
25
0.8
0.9
20.0
9.7
22.2
33.8
AP-4-6
2.05
0.8
0.9
1.6
0.8
1.8
2.8
AP-2-4
1.1
0.8
0.9
0.9
0.4
1.0
1.5
AP-3-1-CF
65
0.8
0.9
52.0
25.2
57.8
87.8
AP-4-1-KT
23.8
0.7
0.8
16.7
12.5
20.8
31.7
AP-4-2-KT
24.3
0.7
0.8
17.0
12.8
21.3
32.3
AP-4-3-KT
23.8
0.7
0.8
16.7
12.5
20.8
31.7
AP-4-4-KT
50.9
0.7
0.8
35.6
26.7
44.5
67.7
AP-4-5-KT
50.9
0.7
0.8
35.6
26.7
44.5
67.7
AP-3-2-KT
43.4
0.7
0.8
30.4
22.8
38.0
57.7
AP-3-3-KT
43.4
0.7
0.8
30.4
22.8
38.0
57.7
合计
701.55
0.76
0.87
535.2
307.7
617.3
938.3
乘同时系数（0.7/0.75）
701.55
0.53
0.85
374.6
230.7
440.0
668.8
2.2.3学生宿舍及浴室负荷低压配电干线负荷计算
学生宿舍及浴室负荷0.38KV配电干线负荷计算采用需要系数法计算。
负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。
表2-4学生宿舍及浴室负荷低压配电干线负荷计算
学生宿舍及浴室进线回路名称
额定容量/kW
需要系数Kd
功率因数cosφ
有功功率/kW
无功功率/kvar
视在功率/kVA
计算电流A
A7-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A7-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
A8-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A8-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
A9-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A9-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N2变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N6变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N8变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N3变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N4变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N5变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N7变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N9变电所
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N2变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N6变电所
项目：
永中镇小康小区示范小区N8变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N3变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N4变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N5变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N7变电所
变电所负荷计算表
项目：
永中镇小康小区示范小区N9变电所
A10-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A10-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
A11-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A11-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
A12-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A12-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
A13-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A13-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
A14-AP1
379
0.6
0.9
227.4
110.1
252.7
384.1
A14-AL2
378
0.6
0.9
226.8
109.8
252.0
383.0
AA
134.65
0.7
0.8
94.3
70.7
117.8
179.1
合计
6190.65
0.60
0.90
3727.9
1830.5
4153.0
6312.6
乘同时系数（0.7/0.75）
6190.65
0.42
0.88
2609.5
1372.9
2948.6
4481.9
2.2.4变电所负荷计算
先计算变电所总负荷，以便选择变压器台数及容量。
表2-5变电所负荷计算
回路名称
额定容量/kW
需要系数Kd
功率因数cosφ
有功功率/kW
无功功率/kvar
视在功率/kVA
计算电流A
学生宿舍及浴室回路
6190.7
0.60
0.90
3727.9
1830.5
4153.0
6312.6
食堂照明回路
160.0
0.80
0.90
128.0
62.0
142.2
216.2
电力及平时消防回路
701.6
0.76
0.87
535.2
307.7
617.3
938.3
0.0
0.0
0.0
0.0
合计
7052.2
0.62
0.89
4391.0
2200.2
4911.4
7465.4
乘同时系数（0.7/0.75）
7052.2
0.44
0.88
3073.7
1650.1
3488.7
5302.8
功率因数补偿
-800
功率因数补偿后
7052.2
0.44
0.96
3073.7
850.1
3189.1
4847.5
变压器损耗
31.9
159.5
高压侧负荷
7052.2
0.44
0.95
3105.6
1009.6
3265.6
188.4
变压器选择2×2000KVA
4000
变压器负荷率
80%
3供配电系统一次接线设计
3.1负荷分级及供电电源
本工程消防设备、应急照明等为二级负荷，其余为三级负荷。
二级负荷供电，采用双路电源末端互投供电方式，消防用电由专用回路供电直接引自配电室，应急照明采用双路电源，其中疏散照明灯具均自带蓄电池。
三级负荷对供电无特殊要求。
3.2电压选择与电能质量
1）食堂电源进线为380/220V，三相四线制，扩建部分四路电源引自本楼的校区配电室。
用YJV-0.6/1KV，铜芯电力电缆敷设在线槽内引入强电间低压配电柜。
学生宿舍选用YJV2
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