扬州大学供配电工程课程设计报告文档格式.docx

1、cos2 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

2、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100m。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

3、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

4、）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

5、北京：中国计划出版社，中国建筑工业出版社，20032 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，20043 翁双安主编.供电工程. 北京：机械工业出版社，20044 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、20055 北京照明学会设计委员编建筑电气设计实例图册北京：中国建筑工业出版社，1998，2000，20026 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，20027 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，20018 戴瑜兴等编民用建筑电气设计数据手册北京：

6、中国建筑工业出版社，20039 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，200510 本书编委会编建筑电气设备选型（2001版，2002版，20032004版），北京：中国建筑工业出版社，2001，2002，200311 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，200413 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，200114 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

7、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）

8、 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32电梯负荷

9、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（SCB101600/10）技术参数： 电压等级：10KV 容量范围：302000KVA 调压方式：无励磁调压或有载调压（配真空或空气有

10、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

11、荷（kw） Pc = Kd Pe 无功计算负荷（kvar） Qc= Pc tan 视在计算负荷（kVA） Sc= Pc / cos 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/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acos补偿前低压母线计算负荷 812838.91167.51823.50.70补偿容量 QN.C/kvarQN.C=1155tan（arccos0.84）tan（arccos 0.92 ） 254实际取20 组25 kvar

12、=500kvar -250补偿后低压母线计算负荷 338.9879.91336.80.92计算点变压器T2 700.2544.7887.11348.4QN.C=995tan（arccos0.83）tan（arccos 0.92 ） 243.1实际取10 组25 kvar=245kvar 294.7759.71154.2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。

13、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（15%）/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

14、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SCB104.2变压器台数选择 选择两台变

15、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/mmT1SCB10-1250/10100.472.21804.22.0311.000.91760*1120*1940T2SCB10-1600/105 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

16、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=100MVA, Uc1=10.5Kv Uc2=0.4KV 而Id1=Sd/ Uc1=100MVA/（*10.5KV）=5.50KA I

17、d2=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=100MVA/110 MVA=0.909电缆线路 X2*=X0LSd/Uc2 =0.10/KM *0.1KM*100MVA/（10.5KV）2=0.001电力变压器X3*= UkSd/100SNT=4.5*100x103KVA/100X1250KVA=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）=5.5

18、0KA/0.919=5.98KA其他三相短路电流I（3）k-1= I（3）k-1=5.98KAi（3）sh=2.55x5.98KA=15.25KAI（3）sh=1.51x5.98KA=9.03KA三相短路容量S（3）k-1= Sd1/ X*（K-1）=100 MVA/0.919=108.8 MVA两相短路电流Ik2=0.866x I（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）2 x10-3/110MVA=1.46

19、9MXs=0.995 Zs=0.995x1.469 M=0.1.462 M相零阻抗:XL-PE=2 Xs/3=0.975 MRL-PE=2 Rs/3=0.097 M变压器的阻抗（由附录表查得SCB10-1600/10变压器Dyn11联接，Pk=13.5KW Uk=6RT=PkUC2/ SNT2 =13.5KWx（400V）2/（1250 KVA）2=1.382 MZT= UkUC2/100SNT=6x （400V）2/100x1250KVA=7.6MXT=7.55 M相零阻抗：RL-PE = RT=1.382 MXL-PE = XT=7.56 M母线和电缆的阻抗 Rwb=R*L=0.011x4

20、=0.186 M Xwb=X*L=0.116x4=0.774 MRL-PE =rL-PE L=0.033x4=0.336 M XL-PE =xL-PE L=0.260x4=1.204 M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=1.715 MX= Xs+ XT+ XWB=1.462+7.55+0.774=9.79M三相短路电流:I（3）k= Uc/R2+ X2=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=Kp I（3）K=*1.72*32.4=51.81KAI

21、（3）p3=23.33KA单相短路回路总相零阻抗：R=0.0436+0.638+0.132=1.136 MX=0.436+5.97+1.040=9.446 M两相短路电流：I（2）k2=0.866x I（2）k=0.866x32.4=20.12A单相短路电流：I（1）k=U/R2+ X2=16.26KA6.3 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VD12630A/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64高压断路器的

22、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=101.15kV=11.5kVUr=12kVUrUm，合格额定电流AH1柜： Imax=I1r.T=165AIr=630AIrImax,合格额定频率 50Hz50Hz合格额定短路开断电流Ib3=6.0kA（最大运行方式）Ib=20kAIb Ib3,合格额定峰值耐受电流Ip3=9.03kA（最大运行方式）Imax=50kAImaxip3,合格额定短时（4s）耐受电流AH4柜：Qt=11.510.5（0.1+0.5+0.0.05）=64.0kAkAs（0.1+0.8+0.0.05）=110.6 kAItt=

23、20=1600kAt Qt额定短路关合电流I=50kAI 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75kV1min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65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=101.15=11.5Um,