学校10kv变电所及配电系统设计.doc

目录目录 1 课程设计原始数据课程设计原始数据1 1.1 设计题目1 1.2 设计要求1 1.3 设计依据1 2 负荷计算负荷计算2 3 变电所位置和型式的选择变电所位置和型式的选择4 3.1 根据变配电所位置选择一般原则：2 3.2 变电所的型式与方案：.3 4 变电所变压器和主接线方案的选择变电所变压器和主接线方案的选择3 4.1 主变压器的选择3 5 短路电流的计算短路电流的计算.6 绘制计算电路.6 6 变电所一次设备的选择校验变电所一次设备的选择校验8 10kv 侧一次设备的选择校验8 0.4kv 侧一次设备的选择校验8 7 变压所进出线与邻近单位联络线的选择变压所进出线与邻近单位联络线的选择9 7.1 10kv高压出线的选择：.9 7.2 变电所及邻近单位焦点路线的选择.9 7.3 0.4kv 低压出线选择10 设计总结设计总结.11 参考文献参考文献.12 附图附图.13 1 1 课程设计原始数据 1.1 设计题目 我校 10kv 变电所及配电系统设计 1.2 设计要求 要求根据学校所能取得的电源及学校用电负荷的实际情况，并适当考虑到学校的 发展，按照安全、可靠、优质、经济的供配电基本要求，分别设计学生宿舍楼、家属 楼、教学楼、办公楼、食堂、实训楼配电间。要求确定变电所的位置与型式，确定变 电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线， 确定二次回路，选择继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明， 绘出设计图样。 1.3 设计依据 (1)(1)学校总平面图 见附图。 (2)(2)供电电源情况 由长沙供电局树木岭变电站 10kv 电源供电，电源进线为电缆线，yjv 型 10kv，学 校原有两个箱式配电室，共有两台变压器，其中箱变 1#内设有一台变压器，容量为 400kva,箱变 2#内设有一台变压器，容量为 630kva。 (3)(3)环境资料 本学校占地 1217 亩，地势不平，有建筑物和树木，无污染、高温、潮湿、震动、 易燃易爆、腐蚀性气体的场所。最热月平均气温为 35 2 2 负荷计算 实训楼： 平均一间教室包含：灯 30w*8=240w 吊扇 80w*6=480w 机械设备 1.5kw*8=12kw 一栋 5 间，共 7 栋，有大小不一，平均估计为 6 栋。总计 12.72*6*5=381.6kw 教学楼（6 栋为例）： 平均一间小教室：灯 30w*7=210w 吊扇 80w*6=480w 投影仪 350w 额外 1kw 平均一间大教室：灯 30w*12=360w 吊扇 80w*8=640w 投影仪 350w 额外 2kw 办公室：空调 800w 电脑杂物 总计 2kw 一层为 5 间小教室+一间大教室+一个办公室合计为 7.5 以 6#实际情况总计为 100kw，以此估算，全校总体为 12 栋教学楼，约 1200kw 宿舍（以人数计算）： 电扇 40w 电脑 120w 全校全日制在校人数为 1.7 万，估计 1.4w 学生拥有电脑 合计为 160w*1.4=2240kw 综合各种因素 估算为 2000kw 教师宿舍楼（以户计算）： 估计 200 户，平均一户 4kw 总计为 800kw 食堂： 一个食堂 灯 20*30w=600w 吊扇 20*80w=1200w 空调 5*800w=4000w 累计其他做工用电 合计为 10kw 一共 8 个食堂 则总计 8*10kw=80kw 图书馆： 二楼一间教室 电脑 50*120w=6000w 空调 800w 灯 30w*6=180w 总计 4（区）*8（教室） *7.98=224kw 一三四每层 20kw 合计 284kw 其它： 路灯+led 屏幕 合计 15kw 商店： 约 100kw 编号名称设备容量/kw 需要 系数 有功功率/kw 1 实训楼 3800.138 2 教学楼 12000.1120 3 宿舍楼 20000.1200 4 教师宿舍 8000.180 5 食堂 800.18 6 图书馆 2840.128.4 7 商店 1000.110 8 其他 150.11.5 总 计 48590.8585.9 3 3 变电所位置和型式的选择 3.1 根据变配电所位置选择一般原则： 1 尽量靠近负荷中心； 2 进出线方便； 3 靠近电源侧； 4 设备运输方便； 5 不应设在有剧烈震动或高温的场所； 6 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所； 7 不宜设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； 8 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上 方或正下方； 9 不应设在地势较洼和可能积水的场所。 综合考虑，变电所设在总电源线进线处。处于学生宿舍楼下，该处地势平缓，交 通便利，无污染、高温、潮湿、震动、易燃易爆、腐蚀性气体，可以建设通风窗口和 换气扇，地面铺设绝缘地板。 3.2 变电所的型式与方案： 1 采用独立变电所。 2 有原始材料知，该学校除实验楼、教学楼，属二级负荷外，其余均属三级负荷， 综合考虑变配电所位置的选择原则，学校只用一个变电所 4 4 变电所变压器和主接线方案的选择 4.1 主变压器的选择 根据学校的负荷性质和电源情况，变电所的主变压器考虑下列方案： 装设两台变压器,1#型号为 s11-m-400/10 型，2#型号为 s11-m-630/10 型 理由：在学校开学，用电高峰期，两台变压器同时投入工作，当学校放假时，只 投入 1#型号变压器使用。可极大的节省电能。 4.2 母线主接线 1.分段断路器接通运行。此时任一段母线出现故障时，分段断路器与故障段进线断路 器自动断开，将故障段母线切除后非故障段母线便可继续工作。 2.分段断路器断开，分段单独运行。此时若任一电源出现故障，该电源进线断路器自 动断开，分段断路器可自动投入，保障继续供电。 5 4.34.3 主变压器的主接线方案主变压器的主接线方案 上图图示主接线中，高压开关柜采用 kyn 28-12(z)型户内金属铠装移开式开关柜，柜内配置真空 断路器，低压开关柜采用 gck 低压抽出式开关柜，其插头可以起到隔离开关的作用。在高压侧设 有专用电能计量柜。两台变压器为互为备用运行方式，正常运行时，低压母联断路器断开，当有一 台变压器发生故障或 6 5 短路电流的计算 绘制计算电路 7 短路计算结果 总电抗标 幺值 三相短路电流/ka三相短路容量短路计算点 xik i sh i sh i k s k-1 点 1.743.163.164.778.0657.47 4.5631.6531.6534.5058.2421.93 k-2 点 7.3719.5819.5821.3436.0313.57 8 6 变电所一次设备的选择校验 10kv 侧一次设备的选择校验 选择校验项目电压电流断流能力动稳定电流峰值热稳定度 其 他 额定参数 n u n i oc i max itit 2 高压少油断路器 sn10-10i/630 10kv630a16ka40ka512216 2 高压隔离开关 600/10 6 8 tgn 0kv600a52ka2052 2 高压熔断器 rn1-10 10kv50a11.6ka 电压互感器 ldj-10 10kv 电流互感器 iqj-10 10/0.1k v 100/5a ka 8 . 311 . 02225 811) 1 . 090( 2 避雷器 fs4-10 10kv 一 一 次 设 备 型 号 规 格 户外式高压隔离开 关 gw4-15g/200 15kv200a 0.4kv 侧一次设备的选择校验 选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度 其 他 额定参数 n u n i oc i max itit 2 低压断路器 dw15-1000 380v1500a30ka 低压断路器 dz-630 380v630a30ka 低压刀开关 hd13-1000/30 380v1000a 电流互感器 lmzj1-0.5 500v1000/5a 一 次 设 备 型 号 规 格 电流互感器 lmz1-0.5 500v 160/5a 100/5a 9 7 变压所进出线与邻近单位联络线的选择 7.1 10kv 高压出线的选择： 采用 lgj 型钢芯铝铰线架空敷设，接住 10kv 公用干线。 1).按发热条件选由及室外环境温度 35查表得37.36* .30 tn ii .初选标准为 35即的线 22 62.31/15 . 1 /37.36mmmmaaaec 2 mm35lgj 2）校正发热条件查表得,因此满足。37.36170 30 iaial 3）校正机械强度查附表得 10kv 架空最小截面 22 3525minmmamma 7.2 变电所及邻近单位焦点路线的选择 由于学校采用的是地埋电缆不必考虑机械强度和短路，动稳定，只需考虑热稳定 度。 由上表计算出发热条件，及土壤环境 3537.36 .30 tn iic 由表得初选电缆线芯截面为2173 . 1 /37.36/ 30 jeciaec 因此初选 lj-25，查表 lj-25.ial=因此满足。37.36135 30 i 校验热路稳定按式 c t iaa ima3 min ai3070 3 ssstima5 . 02 . 015 . 0 15 . 0 终端变电所保护动作时间为 0.5s 断路器短路时间为 0.25s，c=87 代入得： ，因此满足要求。 23 min 25 4 . 23 87 5 . 0 3070mma s c t ia 所以选 ljl22-10000-3x25 10 7.3 0.4kv 低压出线选择 线路采用聚氯乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设 1 按发热条件选择，由及地下 0.8m 土壤温度 35查表 8-43.初选芯截面121 30 ic 95。其 ial= 满足发热条件 2 mmaia121130 30 2 短路热稳定校验 23 min 0 . 184 76 75 . 0 16130mm c t ia ima 所选线性满足要求。 以上所选变电所进出线和联络线的导线和电缆型号规格如表所示。 进出线和联络线的导线和电缆型号规格 线 路 名 称导线或电缆的型号规格 10kv 电源进线lgj-35 铝绞线（三相三线架空） 主变引入电缆ljl22-10000-3x25 交联电缆 380v 低压出线vlv2210003240+1120 四芯塑料电缆 与临近单位 10kv 联络线yjl2210000 交联电缆 11 设计总结 经过两周时间的学习和设计，经过我们团队的不断努力和精心配合终于完成了此 次供配电的课程设计。从开始接到课程设计要求到任务的完成，由于前段时间的懈怠， 知道最后才重视起任务来，但是在这两周中，我们团队集中了百分之百的精神来完成 任务书。在完成这份任务书的过程中，我们不可避免的遇到了许许多多的问题，在同 学，老师的帮助下，还有我们自己积极的查阅网上的各种资料和翻阅课本，以不懈努 力的精神，完成了此次的任务。在这过程中，我们不仅重新认识到了许多的专业知识 还培养了恶魔的团队精神和合作精神。纸上得来终觉浅，只