扬州大学供配电课程设计.docx
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扬州大学供配电课程设计
大学水利与能动学院
本科生课程设计
题
课
目：
戴南污水厂10kV变电所电气设计
程：
供配电工程
专
业：
电气工程及其自动化
班
级：
电气1102
姓
名：
王青东
指导教师：
于照
完成日期：
2010年6月28日
供配电工程课程设计任务书
1．题目
戴南污水厂10kV变电所电气设计。
2．原始资料
2.1课题原始资料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1.5km处，10kV母线短路电流为20kA，根据需要可提供给用户1路或2路10kV专线供电。
（2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。
（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℃。
当地
年雷暴日数为35天。
当地地质平坦，海拔高度为100m，土壤为普通粘土。
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，制图应符合国家规要求。
4．实物容及要求
7.附录（课
课程设计报告文本容包括：
1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.致；6.参考文献；程设计有关图纸）。
4.1设计报告正文容
（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：
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。
（变电所出线部分容各有侧重）
设计报告正文采用A4纸打印。
4.2设计图纸
（1）变电所高压侧电气主接线图（1A3）
（2）变电所低压侧电气主接线图（2～4A3）设计图纸绘制的一般要：
满足设计要求，遵循制图标准，依据设计规，比例适当、布局合理，讲究绘图质量。
（变电所出线部分容各有侧重）
设计图纸采用A3图纸CAD出图。
与报告正文一起装订成册。
1．工程概况与设计依据8
1.1工程概括8
1.2设计依据8
2.负荷计算及无功补偿设计9
2.1负荷数据9
2.2负荷计算及补偿11
2.2.1电设备负荷及补偿11
2.2.3总负荷计算及变压器选择14
3供配电系统一次接线设计16
3.1负荷分级及供电电源16
3.2电压选择及电能质量18
3.4变电所电气主接线设计19
3.4.1变电所高压侧电气主接线设计19
3.4.2变电所低压侧电气主接线设计19
4短路电流计算与高低压电器选择20
4.1高压侧短路电流计算20
4.2变压器低压侧短路电流计算21
4.3高压断路器选择22
4.4低压断路器的初步选择23
4.4.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择23
4.4.2变电所低压电源进线断路器的初步选择23
5电线电缆选择27
5.1高压进线电缆选择27
5.2变电所硬母线选择31
5.3低压配电干线电缆选择32
6.低压配电线路保护设计33
6.1低压配电线路的保护设置33
6.2低压断路器过电流脱扣器的整定34
6.2.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的整定34
6.2.2变电所低压电源进线断路器的整定34
致36
参考文献37
附录设计图纸37
GB50016-2006
JGJ16-2008
GB50052-95
GB50060-92
GB50053-94
GB50054-95
GB50217-2007
GB50034-2004
GB50057-94（2000）
GB50055-93
GB50116-98
GB50174-93
GB50343-2004
DGJ08-83-2000
1．工程概况与设计依据
1.1工程概括
戴南镇生活污水处理规模总规划2.0万m3/d，本项目为一期工程建设规模为1.0万m3/d。
并配
套建设污水收集管网45000m，管网建设结合总规远期发展要求并预留发展余地。
本污水处理工程用地面积为30亩，其余20亩作为发展用地。
1.2设计依据
任务要求
（1）甲方委托我院承担设计任务的任务委托单容及设计合同容。
（2）本工程初步设计文件及上级部门对初设的审批文件。
（3）工艺处理过程对仪表、自控所提出的要求。
（4）.甲、乙方来往的技术文件。
（5）.各设备承包商提供的中标设备技术文件。
国家和有关设计规《建筑设计防火规》《民用建筑电气设计规》《供配电系统设计规》《3-110KV高压配电装置设计规》《10KV及以下变电所设计规》《低压配电设计规》《电力工程电缆设计规》《建筑照明设计标准》《建筑物防雷设计规》《通用用电设备配电设计规》《火灾自动报警系统设计规》《电子计算机房设计规》《建筑物电子信息系统防雷技术规》《防静电工程技术规程》
《民用闭路监视电视系统工程技术规》
GB50198-94
《综合布线系统工程设计规》
GB50311-2007
《智能建筑设计标准》
GB/T50314-2006
《35KV及以下客户端变电所建设标准》
DGJ32/J14-2005
《建筑工程设计文件编制深度规定》
建设部03年4月版
工程承包商与建设单位签定的合同及技术文件附件、承包商提出的经建设单位认可的验收标准以及双方订立的特殊约定容。
2.负荷计算及无功补偿设计
2.1负荷数据
表一.配电干线负荷计算
回路名称
额定容
需要系
功率因
有功
无功
视在
计算电
量
数Kd
数cosφ
功率
功率
功率
流A
/kW
/kW
/kvar
/kVA
LWP101/102（辅）
78
1
0.8
78.0
58.5
97.5
148.2
LWP103
20
1
0.8
20.0
15.0
25.0
38.0
LWP201
20
1
0.8
20.0
15.0
25.0
38.0
LWP301
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP302
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP303
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP304（备）
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP305（备）
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP306（备）
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP401
40
1
0.8
40.0
30.0
50.0
76.0
LWP402
3
1
0.8
3.0
2.3
3.8
5.7
LWP403（备）
40
1
0.8
40.0
30.0
50.0
76.0
LWP404（备）
3
1
0.8
3.0
2.3
3.8
5.7
LWP501
15
1
0.8
15.0
11.3
18.8
28.5
LWP503
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP504（备）
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP601
5.4
1
0.8
5.4
4.1
6.8
10.3
LWP602（备）
5.4
1
0.8
5.4
4.1
6.8
10.3
LWP701
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP901
5
1
0.8
5.0
3.8
6.3
9.5
LWP1001
55
1
0.8
55.0
41.3
68.8
104.5
LWP1002（备）
55
1
0.8
55.0
41.3
68.8
104.5
LWP1003
8.4
1
0.8
8.4
6.3
10.5
16.0
LWP1101/110（2辅）
233
1
0.8
233.0
174.8
291.3
442.7
LWP1301
100
0.5
0.8
50.0
37.5
62.5
95.0
LWP1401
130
0.8
0.9
104.0
50.4
115.6
175.6
LWP1501
5.3
1
0.9
5.3
2.6
5.9
9.0
26
1
0.8
26.0
19.5
32.5
49.4
LWP1601
合计
1121.5
0.93
0.81
1045.5
755.1
1289.7
1960.3
乘同时系数
1121.5
0.84
0.80
941.0
717.3
1183.2
1798.5
（0.9/0.95）
回路名称
额定容
需要系
功率因
有功
无功
视在
计算电
量
数Kd
数cosφ
功率
功率
功率
流A
/kW
/kW
/kvar
/kVA
LWP304（备）
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP305（备）
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP306（备）
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP403（备）
40
1
0.8
40.0
30.0
50.0
76.0
LWP404（备）
3
1
0.8
3.0
2.3
3.8
5.7
LWP504（备）
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP602（备）
5.4
1
0.8
5.4
4.1
6.8
10.3
55
1
0.8
55.0
41.3
68.8
104.5
LWP1002（备）
合计
225.4
1.00
0.80
225.4
169.1
281.8
428.3
乘同时系数
（0.9/0.95）
225.4
0.90
0.78
202.9
160.6
258.7
393.3
2.2负荷计算及补偿
2.2.1电设备负荷及补偿
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电设备负荷及补偿
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
照明回路
13.7
1.00
0.84
13.7
8.9
16.3
24.8
电力回路
1107.
0.93
0.81
1031.
746.2
1273.
1935.
8
8
4
5
二期备用回路
225.4
1.00
0.80
225.4
169.1
281.8
428.3
0.0
0.0
0.0
0.0
合计
896.1
0.92
0.81
820.1
586.0
1008.
0
1532.
1
乘同时系数（0.9/0.95）
896.1
0.82
0.80
738.1
556.7
924.5
1405.
3
功率因数补偿
-341.45833
58
功率因数补偿
功率因数补偿后
896.1
0.82
0.96
738.1
215.3
768.8
1168.
6
变压器损耗
7.7
38.4
高压侧负荷
896.1
0.82
0.95
745.8
253.7
787.8
45.5
二级负荷回路名称
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
LWP101/102（辅）
78
1
0.8
78.0
58.5
97.5
148.2
LWP1101/1102（辅）
233
1
0.8
233.0
174.8
291.3
442.7
合计
311
1.00
0.80
311.0
233.3
388.8
590.9
乘同时系数（0.9/0.95）
311
0.90
0.78
279.9
221.6
357.0
542.6
功率因数补偿
-139.95
功率因数补偿后
311
0.90
0.96
279.9
81.6
291.6
443.2
三级负荷回路名称
额定容量/kW
需要系数
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
Kd
LWP103
20
1
0.8
20.0
15.0
25.0
38.0
LWP201
20
1
0.8
20.0
15.0
25.0
38.0
LWP301
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP302
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP303
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP401
40
1
0.8
40.0
30.0
50.0
76.0
LWP402
3
1
0.8
3.0
2.3
3.8
5.7
LWP501
15
1
0.8
15.0
11.3
18.8
28.5
LWP503
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP601
5.4
1
0.8
5.4
4.1
6.8
10.3
LWP701
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP901
5
1
0.8
5.0
3.8
6.3
9.5
LWP1001
55
1
0.8
55.0
41.3
68.8
104.5
LWP1003
8.4
1
0.8
8.4
6.3
10.5
16.0
LWP1301
100
0.5
0.8
50.0
37.5
62.5
95.0
LWP1401
130
0.8
0.9
104.0
50.4
115.6
175.6
LWP1501
5.3
1
0.9
5.3
2.6
5.9
9.0
LWP1601
26
1
0.8
26.0
19.5
32.5
49.4
0.0
0.0
0.0
0.0
合计
585.1
0.87
0.82
509.1
352.8
619.4
941.5
乘同时系数（0.80/0.85）
585.1
0.70
0.81
407.3
299.9
505.8
768.8
功率因数补偿
-181.07844
51
功率因数补偿后
585.1
0.70
0.96
407.3
118.8
424.3
644.9
2.2.3总负荷计算及变压器选择
先计算变电所总负荷，以便选择变压器台数及容量。
表3总负荷计算及变压器选择
变压器T1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
LWP103
20
1
0.8
20.0
15.0
25.0
38.0
LWP301
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP302
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP303
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP403（二期备）
40
1
0.8
40.0
30.0
50.0
76.0
LWP404（二期备）
3
1
0.8
3.0
2.3
3.8
5.7
LWP503
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP601
5.4
1
0.8
5.4
4.1
6.8
10.3
LWP1001
55
1
0.8
55.0
41.3
68.8
104.5
LWP1101（主）
233
1
0.8
233.0
174.8
291.3
442.7
LWP1601
26
1
0.8
26.0
19.5
32.5
49.4
0.0
0.0
0.0
0.0
合计
504.4
1.00
0.80
504.4
378.3
630.5
958.4
乘同时系数
（0.75/0.80）
504.4
0.75
0.78
378.3
302.6
484.5
736.4
功率因数补偿
-192.302
5
功率因数器件补偿
选择
-240
8*30
功率因数补偿后
504.4
0.75
0.99
378.3
62.6
383.5
582.8
变压器选择2×
630KVA
一用一备
339.122
2659
630
变压器负荷率
61%
变压器T2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
LWP101（主）
78
1
0.8
78.0
58.5
97.5
148.2
LWP201
20
1
0.8
20.0
15.0
25.0
38.0
LWP304（二期备）
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP305（二期备）
31
1
0.8
31.0
23.3
38.8
58.9
LWP306（二期备）
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP401
40
1
0.8
40.0
30.0
50.0
76.0
LWP402
3
1
0.8
3.0
2.3
3.8
5.7
LWP501
15
1
0.8
15.0
11.3
18.8
28.5
LWP504（二期备）
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP602（二期备）
5.4
1
0.8
5.4
4.1
6.8
10.3
LWP701
30
1
0.8
30.0
22.5
37.5
57.0
LWP901
5
1
0.8
5.0
3.8
6.3
9.5
LWP1002（二期备）
55
1
0.8
55.0
41.3
68.8
104.5
8.4
1
0.8
8.4
6.3
10.5
16.0
LWP1003
LWP1301
100
0.5
0.8
50.0
37.5
62.5
95.0
LWP1401
130
0.8
0.9
104.0
50.4
115.6
175.6
LWP1501
5.3
1
0.9
5.3
2.6
5.9
9.0
合计
617.1
0.88
0.82
541.1
376.8
659.4
1002.
2
乘同时系数
（0.75/0.80）
617.1
0.66
0.80
405.8
301.4
505.5
768.4
功率因数补偿
-183.063
4998
功率因数补偿器件
选择
-180
6*30
功率因数补偿后
617.1
0.66
0.96
405.8
121.4
423.6
643.9
变压器选择2×
630KVA
一用一备
353.866
0615
630
变压器负荷率
67%
3供配电系统一次接线设计
3.1负荷分级及供电电源
表4负荷分级及供电电源
用电设备名称
变压器T1回路名称
额定容量
/kW
负荷等级
进水泵房潜水泵控制柜1AK1
LWP103
20
二级负荷
潜水搅拌机控制箱3AK1
LWP301
31
三级负荷
潜水搅拌机控制箱3AK2
LWP302
31
三级负荷
回流泵控制箱3AK3
LWP303
30
三级负荷
污泥泵控
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