供配电工程课程设计报告10kv变电所设计

1、功辜kw 有功A无功功覃Avar视在 功李 /kVA计障电專 k1S10$15.01L318.82乩5BIWMP13r is10915t07.31. 725.3151Q.SlQ11,313.8P 28.5BUWMP291510.81.011.31B.S28. &401Q640.053.3G6. 7101.3B1AVMP116010.6&0T080,0100,0152Hl VMP】94010640.053.3&6. 710L3Fl知阿40Lme40.05136t T10L3合计240L000+&52枪028LJ3&9L65弘卩乘崗时菜数(0.80/0. &)2400. 800,63192.023

2、8.93呱545.8功率因故和佬475*8功率囲教补信后2400. 800,5192.06X1202.1307.2表格3.1平时一级负荷计算平时三级负荷回路名称颔定容量 AW需要系数Ed功率因数 cos?1有功 功率/kW无功功率/kvar计算电流 k3149B010-980. 03B. 7SE.9135.1BidVMP 予1510.815,01L3lE+8盅5B1-WMP13151OS15.011.3IS. 828.5B1-WMP21251O.B25,018. E31.347,5B1-WMP272510念25+Q18,831.34化5B1-WMP35301OS30. 022.537.557.

3、 0B1-WMP3?1510.815,011.318.328,5B1-WMP391510.815+011,313,32S+5BLWMP45加050.961.629.868.4104.0合卄2130.8K0,Sl186.6134.8230.2349.9乘同时系数(0.80/0.85)2130.700.79149.3114.6188.2286.1功率例数补偿一-65.5功率因数补偿后2130.700.95149.3蚁1157. 1233.8表格3.2三级负荷计算3.2电压选择与电能质量1）本工程总计算容量391.2KW,功率因数0.95.2）本工程供电电源采用两路独立的10KV高压电源经室外变配电

4、室送至本工程地 下一层低压配电室。低压配电系统采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量 较大的负荷或重要负荷采用放射式由变电所直供电；对于照明及一般负荷采用树干式 与放射式相结合的供电方式；一级负荷采用双电源供电，最末一级配电箱切换（自投 自复）。电力配电系统采用380/220V50HZ,TN-C-S系统。3）减少电压偏差的措施：合理选择变压器的电压比和分接头。必要时采用有载 调压变压器。合理地减少变压器及线路的阻抗。例如，减少系统的变压级数；合理 增大导线或电缆的截面积；采用多回路并联供电；尽量使高压线路深入负荷中心，减 少低压配电距离。采取无功补充措施。宜使三相负荷平衡。4）减少电压波

5、动和闪变的措施：大容量的冲击性负荷宜与对电压波动和闪变敏 感的负荷由不同变压器供电。较大容量的冲击性负荷宜由变电所低压柜处采用专用 回路供电。较小容量的冲击性负荷与其他负荷共用回路时，宜采用加大导线截面或 降低共用线路阻抗的措施。采用静止无功功率补偿装置减少无功功率冲击引起的电 压波动。5）抑制谐波的措施：各类大功率非线性用电设备变压器由短路容量较大的电网 供电。对大功率静止变流器应提高整流变压器二次侧的相数和增加变流器的波形脉 动数，多台相数相同的整流装置，使整流变压器的二次侧有适当的相角差。按谐波 次数装设滤波器。选用Dyn11联结组标号的三相配电变压器。3.3电力变压器选择电力变压器是供

6、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。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。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。本工程为一般民用建筑，变压器位于变电所内，故采用SCB10型三相双绕组干式 变压器，联结组标号Dy nil无励磁调压，电压比10( 1芳) /0.4kV。考虑到与开关柜

7、 布置在同一房间内，变压器外壳防护等级选用 IP2Xo SCB10型干式变压器符合 GB20052-2006三相配电变压器能效限定及节能评价的要求。因工程中具有一、二级负荷，故采用两台变压器。本工程总计算负荷为391.2KA， (cos =0.95,其中一级负荷为 192kVA (cos =0.95。选择两台等容量的变压器，互为备用。每台变压器的容量为1250KVA。正常运行 时照明负荷与电力负荷共用变压器，通过合理分配负荷，可使两台变压器正常运行时 功率相当。查光盘附录三或者厂家样本得SCB10-500/10型变压器。变压器负荷分配计算及 补偿装置选择详见表。表格3.310/0.38kV变电

8、所变压器T1负荷分配计算及无功功率补偿装置选择变压器T1回路名称AW需更糸戲 Kd功奉因教 mg有功 功率ZkW无功功率 /kvar计簣电济ABW1P710.315.01L3】玄828. SB1-9IP151510,915.0LS25. SBl HAIP2315J0.S15,0I1.3盘515L0.315.011.318.828. S80L仇令SO. 038.?88.9135.1401140-0SI 366.710L3B141IP515110.815.0国82E. 5B14)IP126(r10.660.0SO. Q100.0152. 0BWIP131510.81S-01L318. S28. &

9、BWIP204010.6枪0阪T10L3B14AIP2125匸as25,03口47,5BWIP2725ll0.325.01G.S31.347.5BWIP3530110.S30.022.537. S5L015110.S1S.01L318. S28, &1516 815.011.3丽2S.58EEE必6L6也&104, 0B1-WIP48400.640.053.3166.710L3B1-WIP2143.5V0.75N3. 5126.6191.3290. SB1-WIP10149.5T0.75ms131. S199.330X0B1-WIP1115. S10.75115-5101.154.0234.1

10、B1-WKP2S115.510.7S11S-S101.91S4.0234.1&WIP319030.0112.S17L0M-WIP3375讥75.0丽9X8142.51S10.815.01L316.28.5si-wip-is21.00+8210. 015L5262.5399. Q缈-0* 960,761405. 612。令.21854.22S18. 3乘同时系数(Q.75/X 80)诫om1054, 29仇4坤念32174, B功率因教甘偿-518.3】侃0-號1054. 2449.11H5.91741.7变圧器瑰回路名称额定容量AW需要系数Kd功率因数COS d尢功功率Avar计算电SiAB1

11、-WMP8备lj10.815.011.318.828.5备1510.915.07,316.725.3B1-WNP24备1510,815.011.313. B28.5BLTNP和备1510.81011*31,氷28-EBL-WNP34010+640.053+366.7101.3B1-WMP6 备1510. S15.011.318.828. EB1-WMP11GO10.660.0SO. 0100. 01弦0B14VMP14 备10.815.011.318. E28.5B1-WNP134010.640.053+356.7101,3BLTINP2 冶2510.825.0I8+S31.347.5E1-W

12、NP2 暗251lO. 8125|酥31.3仇5B1-WMP36备3010. s30.022.537,557.0B1-WMP3S备1510.315.011.318.828.5B1-WNP40备IS10. S15.0IL. 318.828.5B1-WMP46备880. T0.961. &29.868.4104. 0B1-WMP474010.640.053” 366. 7101.3B1-WNF1143.510.75143.5126.6191.3290,0B1-WMP9149.510,7&149.5131.8199.3303,0B1.-WIP17115.510.7&115.510L9154.0234

13、. 1EL-WNP26备115.510+75115.510L9154+0234*1B1-WMP32备SO1o,s90,067+S1.12+S171.0B1-WJIP34 备7510.875.056.393.8142. 5B1-WMP42备1510. S15.011.318.828. EE1-WMP44含21010.8210.0157.5262. 5399.01382D. 98D. 7&1355. 61170.51791,02722. 3乘同时系数(0. 75/0. 80)13820,740.741016. 7936,41382, 22100. 功率因数补偿-503.27功率因数补偿肯1382C

14、L 40,92101&. 7433. 11105.11579, E表格3.410/0.38kV变电所变压器T2负荷分配计算及无功功率补偿装置选择3.4变电所电气主接线设计3.4.1变电所高压侧电气主接线设计1) 电气主接线形式及运行方式本工程变电所的两路10kv外供电源可同时供电，并设有两台变压器。因此，高压侧电气主接线采用分段单母线形式。正常运行时，由10kV电源A和电源B同时供电， 母线联络断路器断开，两个电源各承担一般负荷。当电源B故障或检修时，闭合母联 断路器，由电源A承担全部负荷；当电源A故障或检修时，母联断路器仍断开，由电 源B承担一半负荷。此方案的供电可靠性高、灵活性好，但经济性

15、稍差。2）所用电设计：考虑到经济性，变电所不设所用变压器。3）电气主接线图绘制：本工程变电所高压侧电气主接线图见附录图纸。3.4.2变电所低压侧电气主接线设计1电气主接线形式及运行方式变电所设有两台变压器，因此，低压配电系统电气主接线也采用分段单母线形式。 运行方式如下：正常运行时，母联断路器断开，两台变压器分列运行，各承担一半负 荷。当任一台变压器故障或检修时，切除部分三级负荷后，闭合母联断路器，由另一 台变压器承担全部一、二级负荷和部分三级负荷。2）电气主接线图绘制：本工程变电所低压侧电气主接线图见附录图纸详见附录图 纸。4.变电所布置设计4.1总体布置本工程变电所为单层布置，虽含有两个变

16、电所，但超市变电所不再所考虑范围内。 由于变压器为干式并带有IP2x防护外壳，所以可将高低压开关柜设置与一个房间内， 即地下变配电室。由于低压开关柜数量较多，故采用双列面对面布置方式。本工程变 电所电气设备布置平面图如图纸目录电03所示，途中按比例绘制变压器、开关柜、直 流及交流信号屏等平面布置尺寸。高压开关柜、低压开关柜及变压器的相对位置是基于电缆进出线方便的考虑，满足规定的尺寸大小。由于干式变压器防护外壳只有IP2x, 未与低压开关柜贴邻安装，两者低压母线之间采用架空封闭母线连接。双列布置的低 压开关柜母线之间也采用架空封闭母线连接。变电斫设备布蛊平面囹（比例1:100）irnil旨 mr

17、TimFrinimFiirTiFTI4.2配电装置通道与安全净距本工程高压开关柜的柜后维护通道最小处为800mm柜前操作通道为2000mm低压开关柜的柜后维护通道最小为1200mm柜前操作通道为2400mm干式变压器外 廊与门的净距为1000mm与侧墙的净距为800mm干式变压器正面之间的距离为 2400mm=以上配电装置通道与安全净距均满足规范要求。5短路电流计算与高低压电器选择5.1变电所高压侧短路电流计算根据所设计的供配电系统一次接线，本工程变电所高压侧短路电流计算电路如图5.1所示。短路点k-1点选在变电所一段10kV母线上采用标幺值法计算，详见表。高压侧短路计算基准値Li=i0-5k

18、V,rdi=5.5kA序号元件短路点运行参数X*3kA沧kAZiikA帀 3 kA.WMVA止.kA1SAmax027520020020 051 0363.717.3min0.30518.018.018.045.9327.315.62WHAx 1 km?km0.09530.25931 + 2k-1inax.0.53310.310.310.326 3187 58.9min0.5649.S989.S24.9177.38J斗SBmax0.6878.08.08.020.4145 56.9mill0.9166.06.06.015.310? 15.25xilkmFkm0.095Q.l0.00964+5k-

19、20 6967.97.97,9202143 76Gmin.0.9255.95.93.915.2108 1工1表格5.2变电所高压侧短路电流计算5.2低压电网短路电流计算5.2.1变压器低压侧短路电流计算采用欧姆法计算，见表。522低压配电线路短路电流计算变压器门低压侧配电干线BIFF1仁肌-聊B1FIP昭阻-聊魏B】-ffMF49 （AA3柜配岀）短路计算t-n=3S0V7e14潮点R milZM1北L.?f苗XljluLZl-PE mil曲kApjpikAJukAJtLEkA1SAk-lHB.100.070.7610.7650.0510.5031T1讥X:筈Q11.861.2DB7.5847

20、.68012087.584-T1WBrMlinCm0.011OJk1420112简FLPEi.PE End inim0.033141.20J37215241+2-3AA5r us?95T996311J961074410.162lira1.63155.3020.7721.265W.5.6Mx ml hiFeu皿那0.03?胡4艸3J15.pEuriRXr,pEmfiWFm0.17550.0768514.5186.4606w卜 6ATU6.3691184414.13616.5BHJ0423.B4716.11121127.5713.9$9.65.3高压电器选择本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线

21、回路的控制和保护电器及分段联络 用电器。查光盘，选用KYN44A-12-630A/20kA型户内高压真空断路器，配用弹簧操 动机构，二次设备电压为DC110V。高压断路器的选择校验见表，由表5.3可知，所选断路器合格。表格5.3高压断路器的选择校验序号选择项目装羞地点技术数据断路器技术数据结论1额壬电压土）耳又冋工 作电压UlOkv ,UlOXl. 15kv=ll. 5kvUr=12kvIV Ux,合格2额走电涛Ic=20AIr=63OA3额走频率5OHE5OEZ合格4赖走:矩路幵断电潢I b 3= 20kA （最丈运彳丁方 式）Ib=25kAIbbS,合格5議走11$值耐受电流ip 3= 5

22、 Ik AimaK=63kAimaKip3 台格6额宦矩时耐 受电流QT=I;t=202x4=lCOOkA2-sI芥 252x4=2500kA24QL台格7議走矩路关合电流iP3=51kA （最大运彳丁方 式）i=63kAIip3,合格8承受过电压能力及 绝缘水平lOkw系统中性点经消弧线 圈接地雷电冲击耐受电压7 5 kVluumZE频耐受电压42Kv満足条件9环墳条件正常使用环境正常使用环墳满足条件10其他条件无特殊要求额定操柞匝序:分180s合分ISOs 合分満足条件5.4高压互感器选择（一）高压电流互感器的选择本工程高压电流互感器有的安装于电能计量柜AH2/AH11内作计量专用，有的安

23、装与电源进线柜AH3/AH10、变压器保护柜AH5/AH8。选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器高压电流互感器一般项目的选择校验如表54表5.4高压电流互感器一般项目的选择校验序 号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定电压Un=10kVUr=10kVUr=Um合格2额定频率50Hz50Hz合格3额定一次电流AH2计量）：lmax=236.8AAH2 I1r=300AIrImax合格AH3 测量 / 保护）lmax=118.4AAH3 I1r=200AIrImax合格4额定二次电流I 2i=5A合格5准确级及容量AH2/AH11 （计量）0.2s （10VA合格AH3/AH

24、5/AH8/AH10 测量 / 保护）0.5/10P （30VA/20VA合格6额定动稳定电流i p3=28.6kA （取大运仃方式）Ima）=112.5kA（最小）I maP p3合格7额定短路时（1s） 热稳定电流Q=11.Ex0.1+0.5+0.05）=280.6A s（后备保护延时时间取0.5s）2 2It Xt=45 X1 =2025A s112 x t Q 合格8环境条件华东地区建筑物地下室高压开关 柜内正常使用环境满足条件9其他条件电能计量接线 继电保护接线两相不完全星型联接 三相星型联接满足条件（二）高压电压互感器的选择本工程高压电压互感器有的安装于电能计量柜 AH2/AH11

25、内作计量专用，有的安装于进线隔离 测量柜AH1/AH1内作电压测量用。选用JDZ12-10型户内高压电压互感器.高压电压互感器一般项目的选择校验见表5.5。表5.5高压电压互感器一般的选择校验序号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定一次 电压Uh=10KVU-=10KVU-=Uh,合格2额定频率50HZ50HZ合格3额定二次 电压100V合格4准确级及 容量AH2 /AH11(计量)AH1/AH12 (测量)0.2 (30VA0.5 (80VA)合格 合格5环境条件华东地区建筑物地下室高压开关 柜内正常使用环境满足条件6其他条件两只单相电压互感 器接成Vv满足条件5.5低压断路器的

26、初步选择5.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择表格5.6配电干线保护断路器过电流脱扣器的整定序 号整定项目整定计算公式整定值/结论1过电流脱扣器额定 电流选择已知 lc=563.8A,l u=1250A; 要求I uI n| cIn=1000A2长延时过电流脱扣 器整定电流I r1 Ic=563.8AI r1=0.95In3短延时过电流脱扣 器整定电流及时间躲过短时尖峰电流Ir2 （ 1.5-3 ） IC （照明线路估算值） 与分支线保护电气选择性配合I r2 1.2I 32=1.2 X 10X 100=1200A整定时间为0.2sIr2=3I n t2=0.2s4瞬时过电流脱扣器

27、 整定电流1)躲过瞬时尖峰电流Ir3 1.2lst.M+Ic (n-1)= (3-5) Ic与分支线保护电气选择性配合Ik1max.2=18.41kA33Ir3 I k1max.2=1.2 X 18.41 X 10A=22.09X 10A(超出断路器整定范围)I r3 = 15In（取断路器最大整 定值）5保护灵敏度的检验已知 Ik1.min=19.08Ka3Ik1.mi n/lr2=19.08X10A/2X1000A=9.54I k1.min/| r21.3合格6与被保 护线路 的配合过负荷保 护配合已知母线槽Ir=1250AI r1 =I nlc, 合格4分段能力选 择I b3lb3,合格

28、5附件选择标准附件配置电操、电分、电合均为AC220，带合分辅助触点信号 及过电流脱扣器动作信号满足要求表格5.8变电所低压大容量岀线（以 WLM1为例）保护用断路器的初步选择序 号选择项 目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选 择低压大容量出线WLM1保护用抽出式空气断路器，选择型二 段保护，E3N, 32, PR122/PLSI合格2极数选 择TN-S系统3P合格3额定电流选择Ic=351.2AIu=1200A, In=1000AIuI nlc,合格4分段能 力选择Ib3Ib3,合格5附件选 择标准附件配置电操、电分、电合均为AC220，带合分辅助触点信号 及过电流脱扣器动作信号满足要求表格2变电所低压中小容量岀线（以 WLM6为例）保护用断路器的初步选择序 号选择项 目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选 择低压小容量出线WLM6保护用塑壳式断路器，选择型两段保 护，T2S, 160, PR221DS-LS合格2极数选 择TN-S系统3P合格3额定电 流选择Ic=40.51AIu=160A, In=160AIuI nlc, 合格4分段能力选择Ib3lb3,合格5附件选 择标准附件配置电操、电分、电合均为AC220，带合分辅助触点信号 及过电流脱扣器动作信号满足要求6.电