某市商住小区10kV配变电所电气设计.docx
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某市商住小区10kV配变电所电气设计
扬州大学
水利与能源动力工程学院
本科生课程设计
题
课
目：
某市商住小区10kV配变电所电气设计
程:
供配电工程
专
业:
建筑电气与智能化
班
级:
学
号:
姓
名:
指导教师：
完成日期：
第一部分：
任务书
第二部分：
课程设计报告
第三部分：
设计图纸
第一部分
1．题目
某市商住小区10kV配变电所电气设计
2．原始资料
2.1工程概况
某住宅小区占地15万平方米。
建有3单元6层住宅楼（底层为车库）12幢，每幢30户；建有2单元12层住宅楼（底层为泵房车库，顶层为电梯间）6幢，每幢80户。
沿街门
面3000m2及小区管理用房500m2。
2.2负荷资料
居民生活负荷：
1每户负荷容量4kW。
Kd=0.65（30户）、0.50（60户）、0.45（80〜160户）,cos=0.85。
2小高层每幢4部电梯，每部容量12kW。
Kd=0.7，cos=0.7。
3每单元楼道应急照明负荷1.6〜3.2kW（小高层）。
Kd=0.8,cos=0.9。
4小高层每幢水泵房设备：
消火栓泵2台（一用一备），每台容量22kW。
生活水泵2台（一用一备），每台容量7.5kW。
排水泵2台，每台容量1.5kW。
Kd=0.8,cos=0.8。
营业照明负荷：
1沿街门面正常照明及分体空调负荷按50W/m2计。
cos=0.85。
2小区管理用房正常照明及分体空调负荷按40W/m2计。
cos=0.85。
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=0.85。
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38C,年平均气温为25C,年最低气温—6C,年最热月平均最高气温为33C，年最热月平均气温为27C，年最热月地下0.8m处平均温度为25C。
当地年雷暴日数为26天。
当地海拔高度为120m，土壤电阻率100Q?
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。
周二：
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：
中国建筑工业出版社，2003
[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：
中国标准出版社，2001
[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
壬口
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
2
3
应急照明
2
4
消火栓泵
2
5
生活水泵
2
6
排水泵
2
7
沿街门面
3
8
小区管理用房
3
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：
土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40C
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=Pctan$
视在计算负荷
（kVA）
Sc=Pc/cos$
计算电流（A）
Ic
Sc
3Un
各低压配电干线的计算负荷
回路名称
埶足容量
4cW
需要系数
心
功率因数
CO5Q
功寧
kW
兀*J功率kvax
功率/kVA
计算电济
A
弔户勿荷
240
065
0.85
156.0
96.7
183.5
279.0
印户负商
320
0.45
085
144.0
89.2
169.4
257.5
电梯勺荷
48
0.7
0.7
33.6
34.3
4&0
73.0
应急册明负荷
1.6
0.8
0.9
1.3
0.6
1.4
2.2
泊肪栓泵自荷
22
0.8
0.25
17.6
10.9
20.7
31.5
生活水泵
•••.c
0.8
0.8
6.0
4.5
7.5
排水泵
1.5
0.8
0.8
1.2
0.9
1.5
2.3
小区管理冃尼
20
0.8
0.85
16.0
9.9
18.8
28.6
沿街门面
25
0.8
0.85
20.0
12.4
23.5
35.8
WL1合计
685.6
0.65
0.85
445.6
276.2
524.3
79&9
弔户员荷
240
065
085
15&0
96・7
183.5
279.0
印户员荷
320
045
085
144.0
89.2
169.4
257.5
电彳嘶
48
0.7
0.7
33.6
34.3
4&O
73.0
应急奧明负荷
1.6
0.8
0.9
L.3
0.6
i.a
2.2
洛筋栓泵负荷
22
0.8
0.85
17.6
L0.9
20.7
31.5
生活水裒
7.5
0.8
0.8
&O
4.5
7.5
11.4
扯水泵
1.5
08
08
1.2
0.9
1.5
2.3
沿街门面
25
08
085
20.0
L2.4
23.5
35.8
XVL2合计
665.6
0.65
0.85
432.6
268.L
509.0
773.7
用户负苛
240
0.65
0.85
156.0
96.T
183.5
279.0
用户负荷
320
045
OS5
1仇0
89.2
169.4
257.5
电梯负苛
48
0.7
0.7
336
34.3
48.0
73.0
1.6
0.8
0.9
1.3
0.6
1.4
2.2
22
0.8
0.85
17.6
10.9
20.7
31.5
牛活水泵
7.5
0.8
0.8
6.0
4.5
7.5
11.4
排水泵
1.5
08
08
1.2
0.9
1.5
2.3
沿街门百
25
08
0.S5
20.0
12.4
23・5
35.8
WL3合计
665.6
0.65
0.85
432.6
263.1
509.0
773.7
用户负荷
240
0.65
0.S5
156.0
96.T
183.5
279.0
用户负苟
320
0.45
0.85
1爼0
89.2
169.4
257.5
电梯负苛
48
0.7
0.7
33.6
34.3
42.0
73.0
惡;i照明旬荷
1.6
0.8
0.9
1.3
0.6
1.4
2.2
羽防校泵负荷
99
0.8
0.85
17.6
10.9
20.7
31.5
生活水泵
7.5
0.8
0.8
6.0
4.5
7.5
11.4
排水泵
1.5
0.8
0.8
1.2
0.9
1.5
2.3
沿街门面
25
08
0.85
20.0
12.4
23.5
35.£
\VL4合计
665.6
0.65
0.85
432.6
268.1
509.0
773.7
审户负荷
240
0.^5
O.E5
1E6.0
%.7
103.5
27S.0
年户负荷
320
0.4$
o.es
1410
89.2
169l4
257.5
电梯巾荷
4E
07
0.7
33.6
刃.3
43LD
73.C
应昱風明负荷
1.6
C.S
0.9
1.3
0.6
1.4
2.2
涓防栓泵负荷
22
0.8
0.S5
iT.e
10.9
2X7
31.E
生曲K泵
7.E
0,3
0.S
6.0
4.5
7,E
11.<
那水泵
1.5
0.8
0.8
1.2
0i9
1.5
2.3
沿街门面
Ja£
0.8
OS5
20.0
12.4
23.5
35.E
WL5合计
065.G
0.^5
OSS
432.6
268.1
SD9.0
773.7
用户负荷
240
0.65
0.85
156.0
96.7
1815
2T9?
D
隹户血荷
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257.5
斗8
0.7
0,7
33.&
34.3
43.0
73.0
应魚與明为荷
1.E
0.3
69
1.3
L4
2,2
消防栓泵负荷
22
C.8
0.85
17.&
10.9
20.7
31.5：
土活水泵
7.5
C,9
0.S
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4.5
7.5
11.4
却水泵
1.5
0.B
0.8
1.2
69
1,S
2.3
沿街门面
25
0rB
085
20.0
12.4
瓯5
35.8
昭计
665,&
0.65
085
432.6
268*1
509.0
773.7
22无功补偿
（内容：
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
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3
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4
6
回路茗称
/kW
需普系計Ed
功率丙豹
"沁
有功功率
/kw
无功功率Zkvar
计算电瓷
A
居民生活负有
3S43.e
0.56
0.93
2L5S.1
1435.5
25*2.5
3940.&
莒业應明负荷
.70l0
〔.曲
0.9E
13C.0
84.3
160.（i
243.2
0.0
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0013.6
0.57
683
2294.1
1520.E
2752.2
<3133.f>
灵同日,系数加.30）
4013.5
0.43
0,32
1720*&
1215.T
3203.0
-550
幼率因逊补営后
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0^3
1720.fi
W&.7
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IS.
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高压侧负荷
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75£.9
13^7.4
1C^.5
玉主器遗择H丽】KU
2500
芟压密为芮辛
无功补偿
Qr.cPgntan'）
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
cos$
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=1155x[tan（arccos0.84）—tan（arccos0.92）]=254实际取20组x25kvar=500kvar
-250
补偿后低压母线计算负荷
812
338.9
879.9
1336.8
0.92
变压器T1无功补偿后低压母线计算负荷
计算点变压器T2
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
cos$
补偿前低压母线计算负荷
700.2
544.7
887.1
1348.4
0.70
补偿容量QN.C/kvar
QN.C=995x[tan（arccos0.83）—tan（arccos0.92）]=243.1实际取10组x25kvar=245kvar
-250
补偿后低压母线计算负荷
700.2
294.7
759.7
1154.2
0.92
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
（内容：
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。
）
回路名称
埶〒容莹，伽
需尋丢数Ed
功率丙数cm育功功理
AW
无功期率
Avar
视在功亙MA
计算电流A
3343.6
1,56
0,83
2159.1
L4弧5
2592.5
3^40.6
§业毀明©荷
170.0
0.30
0.35
13^.0
8^.3
1GO.O
243.2
ft.0
0.0
0.0
0.
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