供配电课程设计78214

1、供配电课程设计报告 设计题目：武纺阳光校区新增10/0.4KV变电室设计 姓 名：李亦凡 班 级：电气11304 学 号：1303240407 指导教师：张明 成绩评定： 摘 要电力工业在国家建设和国民经济发展中占据十分重要的位13置，是时间国家现代化的战略重点。要满足国民经济发展的要求就必须加强电网建设，而变电站建设就是电网建设中的重要一环。变电所是供配电系统的一个重要组成部分，由电器设备和线路按一定的接线方式所构成，他从供配电系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。变电所供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务及

2、用户负荷等情况.利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，再进行短路电流计算，选择导线，选择变电所高低压电气一次设备等。本次设计武汉纺织大学阳光校区因13栋学生宿舍新增约4800台空调，为此拟新建10/0.4KV降压变电室一座。为了保证学生宿舍有一个稳定的供电和安全可靠的用电环境。那么供配电对于学校来说尤为重要。设计必须严格遵守国家的有关法律、法规、标准，遵守有关规程的要求，执行国家的有关方针政策，如节约有色金属、一铝代铜、采用低能耗设备以节约能源等。满足电力系统的基本要求（电能质量、可靠性、经济性、负载等级）。设计应做到保证电能

3、可靠性的同时，能保证人身和设备的安全，使电能质量合格、经济性合理、技术先进，尽量采用低能耗高效率，合乎使用对象的较先进的设备和技术。本变电所的设计包括了：（1）负荷计算及无功功率补偿。（2）选择变电所主变台数、容量及型式。 （3）设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个最佳方案。（4）进行必要的短路电流计算。（5）选择和校验所需的电气设备。设计说明书1.设计环境及基础资料： 1.1 武汉纺织大学阳光校区因13栋学生宿舍新增约4800台空调，为此拟新建10/0.4KV降压变电室一座（与实际情况不同）。阳光校区总平面布置图、有关负荷资料及参考设计见附图。 1.2

4、由电业部门腾讯开闭所用10KV单回埋地电缆向新增变电室配电，该开闭所在校北门侧。1.3 功率因数应在0.9以上(400V)。2.设计内容：2.1 负荷计算及无功功率补偿。2.2 选择变电所主变台数、容量及型式。 2.3 设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个最佳方案。2.4 进行必要的短路电流计算。2.5 选择和校验所需的电气设备。3.设计成果：3.1 设计计算说明书一份3.2 变电室电气一次系统图一份设计计算书一、负荷计算1.1空调负荷计算1.1.1 各栋宿舍楼空调负荷计算： 1#学生宿舍楼1A、1B学生宿舍： 已知：Pe=243.6kw Kd=0.7 t

5、an=0.9 P30=Pe*Kd=243.6×0.7=170.52（kw） Q30=P30*tan=170.52×0.9=153.47（kvar） 1#1C、2#学生宿舍楼： 已知：Pe=243.6kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=243.6×0.7=170.52(kw) Q30=P30*tan=170.52×0.9=153.47（kvar） 3#、4#、5#、6A学生宿舍： 已知：Pe=261kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=261×0.7=182.7（kw） Q30=P30*tan=182.7&#

6、215;0.9=164.43（kvar） 6#、7#学生宿舍：已知：Pe=261kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=261×0.7=182.7（kw） Q30=P30*tan=182.7×0.9=164.43（kvar） 8#、9#学生宿舍：已知：Pe=245kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=245×0.7=171.5（kw） Q30=P30*tan=171.5×0.9=154.35（kvar） 10#学生宿舍2-6层：已知：Pe=205kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=205×0

7、.7=143.5（kw） Q30=P30*tan=143.5×0.9=129.15（kvar） 11#学生宿舍： 已知：Pe=245kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=245×0.7=171.5（kw） Q30=P30*tan=171.5×0.9=154.35（kvar） 10#学生宿舍一层: 已知：Pe=40kw Kd=0.7 tan=0.9 P30=Pe*Kd=40×0.7=28（kw） Q30=P30*tan=28×0.9=25.2（kvar） 12#、13#学生宿舍： 已知：Pe=250kw Kd=0.7 tan=0

8、.9 P30=Pe*Kd=250×0.7=175（kw） Q30=P30*tan=175×0.9=157.5（kvar）各栋宿舍楼负荷统计列表宿舍楼层安装容量（kw）KdtanP30（kw）Q30（kvar）1#（1A、1B）3600.70.9170.52153.471#（1C）、2#3600.70.9170.52153.473、4、5、6A1800.70.9182.7164.436B、7#1800.70.9182.7164.438#、9#2400.70.9171.5154.3510#（2-6）2000.70.9143.5129.1511#2400.70.9171.5154

9、.3510#（1层）400.70.92825.212#、13#2520.70.9175157.5小计20521395.941256.35计算同时系数： 取同时系数： Kp=0.9 KQ=0.95 P30=Kp*P30=0.9×1395.94=1256.35(kw) Q30=KQ*Q300.95×1256.35=1193.53（kvar） S30=1732.90(KVA)12 变电所的设计选择 121 变压器的台数及容量选择： A.该变电所提供的供电负荷统计。同时系数取:Kp=0.9 KQ=0.95 P30=Kp(P30)=0.9×1256.35=1130.72(k

10、w) Q30=KQ(Q30)=0.95×1193.35=1133.85(kvar) B.变电所的无功补偿（提高功率因数到0.9以上）。 无功补偿Qc取： Qc=700kvar 补偿后:Q30=1133.68-700=433.85(kvar) Cos=P30/sqrtP230+(Q30-Qc)2=0.93>0.90 S1=sqrtP230+(Q30-Qc)2=1121.1(KVA) C.变压器的选择。 为保证供电的可靠性，选取两台变压器，每台可供空调设备的总负荷70%。选择变压器型号为SCB10环氧树脂浇注干式变压器，额定容量为1000KVA。 查表可知变压器各项参数： 空载损耗

11、：P0=1.79kw 负载损耗：Pk= 8.17kw 空载电流：I0%= 1.1 阻抗电压：Uk%=6.0 计算每台变压器的功率损耗（n=1）： S30=1/2×S1=560.56 （KVA） PT=nP0+1/nPk（S30/SN）2= 4.36（kw） QT=nI0%/100SN+1/n×Uk%/100SN（S30/SN）2= 29.6（kvar） 也可用简化公式： PT0.015S30=0.015×=8.4（kw） QT0.06S30=0.06×=33.63（kvar） 122线路截面选取：供电给变电所的10Kv线路，为保证供电的可靠性，选用双回供

12、电线路，每回供电线路计算负荷如下： P30=1/2× 1130.72=565.36（kw） Q30=1/2×433.85=216.93（kvar）计变压器的损耗： P=P30+PT=565.36+4.36=569.72（kw） Q=Q30+QT=216.93+29.6=246.53（kvar） S=sqrt（P2+Q2）=634.53（kVA） I30 =S/sqrt（3）U=35.34(A) 最大负荷利用小时数：5000h，查表可知：架空线经济电流密度：jec=0.86A/mm2。 所以可得经济截面： Aec= I30 /jec=37.01/0.86=41.09（mm2）

13、2、 变电所的电气主接线设计： 一、主接线运行的原则：1.保证对用户供电的可靠性；2.潮流分布要均匀；3.便于事故处理；4.满足防雷保护和继电保护的要求；5.在满足安全运行的同时考虑到运行的经济性；6.满足系统的静态和动态稳定的要求；7.开关设备的开断电流应大于最大运行方式时的短路电流。 二、电气主接线的选择： 主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆，或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定的次序相连接的接受和分配电能的电路。而用规定的电气设备图形符号和文字符号并按照工作顺序排列。主接线可分为有母线接线和无母线接线两类。有母线接线分为单母线接线和双母线接线；无母线接线分为单元式

14、接线、桥式接线和多角形接线。而在中、低压供配电系统中主要采用单母线接线、单元式接线和桥式接线。 在本次设计中选择单母线双回路接线。三、主接线设计图： 3、 短路电流计算： 数据计算： 按无穷大系统供电计算短路电流。 短路点处的短路容量：Sk ， MVA； 系统电源到短路点之间的总电抗：X ， ； 短路点处的次暂态短路电流（有效值）：I， kA； 短路点处的冲击短路电流（瞬时值）： ish ，kA； 短路电流冲击系数： Ksh ； Sk=sqrt（3）*I*UN ； ish =sqrt（2）*I* Ksh； 1、10kv母线短路电流（短路点） A. 确定标幺值基准： Sd=100MVA， Ud2

15、=10.5kv Id2=Sd/sqrt（3）Ud2=100/（10.5*1.732）=5.50（kA） B. 计算短路电流中各元件的电抗标幺值： 1.系统电抗（取断路器Soc=1500MVA）： X1= Sd/Soc=100/1500=0.067 2.线路电抗： X2=x0*L*100/10.52=3.1 3.三相短路电流和短路容量： a.总电抗标幺值： X=0.067+0.5*3.1=1.617 b.三相短路电流周期分量有效值： Ik（3）=Id/X=5.50/1.617=3.401（kA） c.其他三相短路电流值： I（3）=Ik（3）=I（3）=3.401（kA） ish（3）=2.55

16、I（3）=2.55*3.401=8.67（kA） Ish（3）=1.51I（3）=1.51*3.401=5.14（kA） 4.三相短路容量： SK（3）=Sd/X=100/1.617=61.84（MVA） 2、0.4kA低压母线短路电流（短路点） A. 确定标幺值基准： Sd=100MVA， Ud2=0.4kV Id2=Sd/sqrt（3）Ud2=100/（0.4*1.732）=144.34（kA） B. 计算短路电流中各元件的电抗标幺值： 1.系统电抗（取断路器Soc=1500MVA） X1= Sd/Soc=100/1500=0.067 2.线路电抗： X2=x0*L*100/10.52=3

17、.1 3.10/0.4kV电力变压器电抗（阻抗电压：Uk%=6.0） X3=Uk%*Sd/100SN=6.0*100*103/（100*1600）=3.75 4.校内架空线路电抗： 因校内架空线路很短，L=0m，电抗可忽略不计。 C.计算三相短路电流和短路容量： 1.总电抗标幺值： X=0.067+（3.1+3.75）/2+0=3.492 2.三相短路电流周期分量有效值： Ik（3）=Id/X=144.34/3.492=41.33（kA） 3.其他三相短路电流： I（3）=Ik（3）=I（3）=41.33（kA） ish（3）=1.84I（3）=1.84*41.33=76.05（kA） Ish

18、（3）=1.09I（3）=1.09*41.33=45.05（kA） 4.三相短路容量： SK（3）=Sd/X=100/3.492=28.64（MVA） 三相短路电流和短路容量计算结果汇总：短路计算点三相短路电流（kA）三相短路容量SK（3）（MVA） Ik（3） I（3）I（3）ish（3）Ish（3）3.4013.4013.4018.675.1461.8441.3341.3341.3376.0545.0528.64四、选择和校验所需的电气设备：计算数据高压断路器SN10-10I隔离开关GN6-10T/200电流互感器LA-10备注U=10KV10kV10kV10kV采用GG-10-54高压开

19、关柜I=37.01A630A200A40/5Ik（3）=3.401kA16kASK（3）=61.84MVA300MVAish（3）=8.67kA40kA25.5kA160*40*sqrt（2）I2*4=3.4012*4162*4102*5（90*40）210kv侧设备选择计算数据低压断路器DZ20Y-1250隔离开关HD11-1000电流互感器LM-0.5备注U=0.4KV0.4kV0.4kV0.4kV采用BFC-0.5G-08低压开关柜I=9251A1250A1250A1000/5Ik（3）=41.33kA50kASK（3）=28.64MVAish（3）=76.05kAI2*4=41.332*40.4kV设备选择五、继电保护的配置： （一） 主变压器保护： 根据规定160