某小区变电所设计课程设计

0 课程设计报告 设计题目 某小区变电所设计 学 校 重庆邮电大学移通学院 学 生 姓 名 专 业 班 级 学 号 指 导 教 师 1 设计时间 2016 年 6 月 重庆邮电大学移通学院 摘要摘要 本设计为 8 栋级的小区设计小区变电所 根据本小区的电源需求及本小区 用电负荷的实际情况 并适当考虑到小区负荷的扩展可能性 按照安全可靠 技术先进 经济合理的要求 确定变电所的位置与型式 主变压器的台数与容 量 变电所主接线方案及高低压设备与进出线 确定二次回路方案 选择整定 继电保护装置 关键词 关键词 小区变电所 变压器的选择 线路的选择 保护继电器 2 目录目录 一 任务设计目的与要求 4 二 设计任务书 4 三 设计内容 6 三 一 负荷计算和无功补偿 6 三 二 确定变压器容量 台数 形式 6 三 三 确定变电所高 低压系统的接线方案 7 三 四 确定自备电源及其设备选择 8 三 五 短路电流计算 8 三 六 开关 导线 电缆等设备的选择 11 三 七 确定二次回路方案及继电保护的选择与整定 13 三 八 绘制变电所高低压系统图 14 3 三 九 绘制变电所设备布置图 16 总结 17 4 课程设计题目重庆市中区某小区变电所设计 学院重庆邮电大学移通学院专业电气工程及其自动化年级 2013 已知参数和设计要求 小区平面简图见附录图 1 已知小区与当地供电部门协议 本小区可由东边 20 公里处的地 区变电所 110 38 5 11kv 50MVA 双绕组变压器供电 35KV 供电时母线的出线端断路器断流容量为 900MVA 10KV 供电时母线的出线端断路器断流 容量为 350MVA 小区最大负荷时的功率因数不能低于 0 92 地区变电站 35KV 馈电线路定时限过 电流保护装置定时时间为 1 5S 小区变电所保护的动作时间不得大于 1 5S 本地区年最高气温为 40 年均气温为 20 年最低气温为 5 点最热月平均气温为 32 年最热月地下 0 8m 平均温度为 25 主导风向为西南风 年暴雨日数为 30 天 本地区 海拔为 350m 地层以多土石壤为主 地下水位 3m 学生应完成的工作 1 计算负荷和无功补偿 2 确定变压器容量 台数 形式 3 确定变电所高 低压系统主要接线方案 4 确定自备电源及其设备选择 5 短路电流计算 当前资料收集情况 含指定参考资料 1 供电工程 第 2 版 主编 翁双安 2 民用建筑电气设计规范 JGJ T75 1994 3 刘介才主编 工厂供电简明设计手册 北京 机械工业出版社 1993 4 刘介才主编 供电工程师技术手册 北京 机械工业出版社 1998 5 课程设计的工作计划 1 课程设计资料收集 方案选择 4h 2 变电所设计相关计算 4h 3 设备的选择 4h 4 供配电综合自动化实训 2h 5 确定二次回路及继电保护的选择与整定 2h 6 绘制变电所高 低压系统主接线图 2h 7 绘制变电所设备布置图 2h 8 编写设计报告及设计答辩 4h 任务下达日期 2016 年 6 月 13 日完成日期 2016 年 6 月 指导教师 签名 学 生 签名 一 一 设计的目的与要求 设计的目的与要求 通过建筑电气与供配电综合设计 使我们初步熟悉建筑变电所设计方案的 确定 掌握设计相关计算以及设备选择的方法 提高我们查阅和运用设计资料 手册 产品样本的能力 初步具备变电所设计和设备选择的能力 提高施工图 的绘图能力及编写设计说明书能力 通过本次综合设计 进一步巩固对应理论 课程知识点 二 二 设计任务书 设计任务书 6 根据本小区所能取得的电源及本小区用电负荷的实际情况 并适当考虑到小 区负荷的发展 按照安全可靠 技术先进 经济合理的要求 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 选择变电所主接线方案及高低 压设备与进出线 建筑的内外照明设计 确定二次回路方案 选择整定继电保 护装置 确定防雷和接地装置 最后按要求写出设计说明书 绘出设计图样 原始资料 1 某小区具有居民楼 8 栋 平面简图如下 图图 1 1 总平面图 总平面图 1 1 200200 2 小区负荷情况 该小区的负荷统计资料如下 名称楼层每层户数每户容量 kw 需要系数 Kd cos 7 132830 330 8 232830 330 8 332830 330 8 426550 330 8 526530 330 7 6 32630 330 7 726640 330 8 826640 330 7 3 供电电源情况 按照小区与当地供电部门协议 本小区可由东边 20 公里处的地区变电所 110 38 5 11KV 50MVA 双绕组变压器供电 35KV 供电时母线的出线端断路器容量为 900MVA 10KV 供电时母线的出线端 断路器断流容量为 350MVA 4 供电局提出的技术要求 1 小区最大负荷时的功率因数不能低于 0 92 2 地区变电站 35KV 馈电线路定时限过电流保护装置整定时间为 2s 小区变 电所保护的动作时间不得大于 1 5s 5 气象资料 本地区年最高气温为 40 年平均气温为 20 年最低气温为 5 年最 热月平均气温为 32 年最热月地下 0 8m 平均温度为 25 主导风向为西南 风 年暴雨日数为 30 天 6 地质水文资料 8 本地区海拔 350m 地层以多石土壤为主 地下水位为 3m 计算书 cos tan PcQcScIc 1 栋 0 80 75215 42174 93277 50426 92 2 栋 0 80 75215 42174 93277 5426 92 3 栋 0 80 75215 42174 93277 5426 92 4 栋 0 80 75109 4117 56106 59164 5 栋 0 71 02109 4159 89193 73298 05 6 栋 0 71 02161 568188 02247 90381 38 7 栋 0 80 75175 032210 67273 89421 37 8 栋 0 71 02175 032214 89277 15426 38 一 负荷计算和无功补偿 1 81 2068 var 24 1544Q95 0Q w 70 14801 2 总 2 总总 Q总 总 AKVQPS KKQ KPPKP ccc CCc CCPc 2 71 0cos 总 总 c c S P 9 95 0tan 3 无功补偿容量 27由可靠性选择得 2730 56 767 56 767 tan tan var 总 n q Q KPQ rc rc crc 查表附录 选择产品型号为 BSMT0 4 30 3 型自愈式并联电容器 每组容量为 30 rc q var K 4 补偿后 视在计算负荷 925 0 17 1640 70 1480 cos 17 1640 22 Sc Pc AKVQrcQcPcSc 满足要求 二 确定变压器容量 台数 形式 该变电所为小区供电 本地区年最高气温为 40 年均气温为 20 年最 低气温为 5 点最热月平均气温为 32 年最热月地下 0 8m 平均温度为 25 主导风向为西南风 年暴雨日数为 30 天 本地区海拔为 350m 地层以 多土石壤为主 地下水位 3m 所以初选两台等容量的干式变压器互为备用 每台变压器容量 16 1448 3 124181 2068 7 0 6 0 AKVS Tr 所以每台容量为 1250 KV A 即 SCB10 型 10 0 4KV 三相干式双绕组电力变压 器 由于小区内几乎没有二级负荷 消防水泵 应急灯 所以每台 1000 KV A 足以供紧急情况 变压器采用无励磁调压方式 分接头 5 联结 10 组标号 Dyn 11 考虑环境因素 带风机冷却并配置温控仪自动控制 带 IP2X 防护外壳 三 确定变电所高低压系统接线方案 因为选择两台变压器 考虑到供电可靠性 所以主接线方案为 两路电源进线 的单母线接线 四 确定自备电源及设备选择 两台变压器互为备用 五 短路电流计算 高压电网电力系统地区变电所 小区变电所 11 确定基准值 mvA 4KV 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1 电力系统 0 28 2 架空线路 81 1 5 10 100 20 1 0 22 2 kV AMV kmkm cU S xlX n d 3 电力变压器 6 3 100 43 KT dk S SU XX 12 等效电路 3 求 k 1 点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流的短路容量 总电抗标幺值 三相对称短路电流初始值 其他三相短路电流 31 51 2 163 94PIkA 3 2 55 2 166 66 p ikA 三相短路电容 28 0 1 81 1 1 6 3 3 6 3 4 13 4 求 k 2 点的短路总阻抗 总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 两台变压器并联运行情况下 总电抗标幺值 2 123 0 3 1 81 35 11KXXXX 三相短路电流周期分量有效值 32 2 144 34 5 1128 25KdkIIX 其他三相短路电流 10 0 4kv 变压器二次侧低压母线发生三相短路时 一般 可取 则 1 3 RX 1 6pK 332 26PkiI 331 31 pkII 1 333 28 25kbkIIIkA 2 32 26 28 2563 845PikA 3 31 31 28 2537 01PIkA 三相短路容量 2 2 100 5 1119 57kdkSSXMV AMV A AA 两台变压器分列运行情况下 总电抗标幺值 2 123 0 3 1 81 68 11kXXXX 14 三相短路电流周期分量有效值 32 2 144 34 8 11 17 80kdkIIXKAKA 其他三相短路电流 1 332 17 80kbKIIIKA 2 32 26 17 8040 23ipKAKA 3 31 71 17 8023 32pIKAKA 三相短路容量 3 2 100 5 8512 33kdKSSXMV AMV A AA 高压短路电流计算表高压短路电流计算表 三相短路电流序 号电路 元件 短路计算点技术参数 标抗 标值 三相短路 容量 KMA 1 电力 系统 0 3 300MV 15 六 开关 导线和电缆的选择 按电压损失条件选择导线横面积 选择电力线缆 初取 KMx 10 0 5 10 10 6 269008 28642 10 2 1 2 KV xr u xQlrpl Uy n 1 0 9 26586 2 r KMr 808 0 2 10 5 23 8 0 8 18 9 mm KM mx r p S 选取型电缆 50310 7 8 22 YJV 电缆 直埋 穿管理地 0 8m 环境温度 25 按发热条件校验 线路计算电流为 2 电力 线路 x 0 1052 KM l 20KM 1 81 31 2K 1 Un 10KV2 112 612 612 616 663 9447 39 4 变压 器 4 5 6 并联 28 2 5 28 2 5 28 2 5 63 8 5 37 0 1 19 57 53 4k 2 分列 5 11 8 11 17 8 0 17 8 0 17 8 0 40 2 3 23 3 2 12 33 16 查附录表 40 得电缆载流量为 147A 设同一路径有 2 根电缆有间距并列敷设 根据附录表 48 校正 电缆实际载流量 cal IAI 3 1329 0142 所选电缆截面积满足发热条件 选择高压断路器并校验 本工程选用户内中置式高压开关柜 变压器为 100010 SCB 额定电流 A KV AKV Ic74 57 103 1000 查附录表 18 选用型户内高压真空断路器 配用弹簧 KAAKVCVI25 63012 操作机构 二次设备电压为 DC110V 为高压断路器选择校正 七 继电保护的整定与计算 图图 3 3 继电保护原理图继电保护原理图 1 过电流保护 1 整定动作电流 整定定时限过电流保护的动作电流 17 A kV AkV U S II n r cL 61 115 103 1000 2 3 22 1 max 取 1 2 rel K 0 85 re K 205 100 i K 故过电流保护的动作电流为 AAI KK KK I L ire Wrel op 16 8 61 115 2085 0 12 1 max 查附录表 60 选用 JL 83 静态电流继电器 动作电流整定为 8 16A 2 整定保护动作时间 对 10 0 4kV 配电变压器 其过电流保护动作时间整 定为 0 5s 3 校验灵敏性 保护装置 k 1 点末端在系统最小运行方式下的两相短路电流 AAIIk k 26 22602610866 0 866 0 min 32 min 2 2 定时限过电流保护的灵敏度为 2 8 13 16 8 20 26 22601min 2 1 A A IK IK K opi k w s 满足保护灵敏性要求 继电保护 限流熔断器可在 10ms 内切除故障 断路器全开断时间有三部分 继 电保护动作时间 断路器固有时间 燃弧时间 一般需要三周波 60ms 整定时间 限流熔断器动作时间 断路器全开断时间 定时限时过电流保护动作 时间 0 1 0 6 0 5 1 2s 2s 18 八 绘制变电所高低压系统图 19 图图 4 4 10kV10kV 变电所变电所 变压器一次侧电气主接线变压器一次侧电气主接线 20 图图 5 5 10kV10kV 变电所变电所 变压器二次侧电气主接线变压