某公司双回路10kV变电所电气设计

1、 *大学毕 业 设 计（论 文）某公司双回路10kV变电所电气设计系别：机电信息学院专业名称：电气自动化技术学生姓名：学号：指导教师姓名、职称： 完成日期 2013 年 6 月 5 日19 摘 要根据设计任务书的要求，本次设计为某公司双回路10KV变电所电气设计，并绘制电气主接线图及其他图纸。该变电所由市电源10KV双电源供电，供电部门要求在进线侧进行用电计量，并要求进线侧功率因数不得低于0.9。电源1进线处三相短路容量180MVA、电源2进线处三相短路容量160MVA。 本次设计中进行了负荷等级确定与供电电源，负荷计算与无功补偿，变压器类型、台数及容量选择，变电所电气主接线设计等内容的编写、

2、设计与计算。本设计符合设计任务及工程实际情况，以10110kV 变电所设计规范、供配电系统设计规范、10110kV高压配电装置设计规范等规范规程为依据，设计的内容符合国家有关经济技术政策，设计深度达到扩大初步设计要求，所选设备全部为国家推荐的新型产品，技术先进、运行可靠、经济合理。 关键词：变电所, 变压器, 接线目 录摘 要11 概 述32 负荷等级确定与供电电源42.1 工程概况与设计依据42.1.1 工程概况42.1.2 设计依据42.2 负荷等级确定与供电电源取得42.2.1 负荷等级确定42.2.2 供电电源取得53 负荷计算与无功补偿73.1 各回路负荷计算73.2 无功补偿方案8

3、3.3 总计算负荷确定104 变压器类型、台数及容量选择114.1变压器类型选择114.2变压器台数选择114.3变压器容量选择125 变电所电气主接线设计135.1 高压配电网接线设计135.2 变电所电气主接线设计135.3 低压配电网的接线形式14附 录：10kv配电装置配电图16致 谢17参考文献181 概 述1、 待设计变电所地位及作用 按照先行的原则，依据远期负荷发展，决定在本公司兴建1双回路10kV变电所。该变电所建成后，主要担负本公司生产、生活用电的提供，改善提高供电水平。同时和其他地区变电所联成环网，提高了本地供电质量和可靠性。 2、 变电所负荷情况及所址概况 该公司负荷资料

4、如表1-1所示。表1-1 某公司负荷统计资料用电单位名称设备容量(KW)需要系数COS1车间动力照明200200.750.850.650.72车间动力照明160200.650.850.70.7综合楼动力照明401000.750.850.80.8食堂宿舍动力照明60400.750.80.80.6锅炉房仓库等动力照明100200.70.80.750.7 所址概况：该地区年最高气温为37，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26，年最热月地下0.8m处平均温度为25。该地区雷暴日数为25天。该地区海拔高度为130m，土壤电阻率110m。 2 负荷等级确定与供

5、电电源2.1 工程概况与设计依据2.1.1 工程概况 该公司有两个车间、综合楼、食堂宿舍、锅炉房仓库各一栋。由市电源10KV双电源供电，供电部门要求在进线侧进行用电计量，并要求进线侧功率因素不得低于0.9。电源1进线处三相短路容量180MVA、电源2进线处三相短路容量160MVA。而且它们都是二级负荷。2.1.2 设计依据1）设计任务书2）国家现行电气设计规范：a）供配电系统设计规范 GB50052-95b) 10kV及以下变电所设计规范 GB50053-94c) 低压配电系统设计规范 GB50054-95d）民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16-92等3）相关专业提供的条件4) 当地供电部

6、门有关管理规定5）业主有关要求2.2 负荷等级确定与供电电源取得2.2.1 负荷等级确定本工程用电设备负荷等级确定见表2-1。 表2-1 负荷等级确定序号用电设备名称负荷等级低压配电回路回路编号11车间动力二级双回路1 , 121车间照明二级双回路2 , 232车间动力二级双回路3 , 342车间照明二级双回路4 , 45综合楼动力二级双回路5 , 56综合楼照明二级双回路6 , 67食堂宿舍动力二级双回路7 , 78食堂宿舍照明二级双回路8 , 89锅炉房仓库等动力二级双回路9 , 910锅炉房仓库等照明二级双回路10 , 102.2.2 供电电源取得 根据供配电系统设计规范 GB50052

7、-95第2.0.2条 一级负荷应由两个电源供电；第2.0.6条 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。第4.0.1条 用电单位的供电电压应根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较确定。所以本工程采用两路10kV电源供电，变电所安装两台变压器互为备用。对一二级负荷采用低压双回路供电，两回路分别接在变压器低压侧两段母线上，供电系统概略图如图2-1所示。图2-1 供电系统概略图 3 负荷计算与无功补偿3.1 各回路负荷计算负荷计算方法选用需要系数法，根据公式： 有功计算负荷（kW） Pc=Pm=KdPe无功计算负荷（kvar） 视在计

8、算负荷（kVA） 计算电流（A） 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见表3-1，表3-2。表3-1 变压器T1无功补偿前低压母线计算负荷序号回路编号设备名称设备容量Pe / kWKd 计算负荷PCkWQCkvarSckVAICA111车间动力2000.750.651.17150175.37230349221车间照明200.850.71.021717.3424.2836.9332车间动力1600.650.71.02104106.1148.57225.7442车间照明200.850.71.021717.3424.2836.9总计算负荷288316.15427.66649.760.

9、9 0.930.66259.2294.02391.96595.5其中二级负荷(1 , 2 ,3 , 4)0.90.930.66259.2294.02391.96595.5表3-2 变压器T2无功补偿前低压母线计算负荷序号回路编号设备名称设备容量Pe / kWKd 计算负荷PCkWQCkvarSckVAICA15综合楼动力400.750.80.753022.537.556.9826综合楼照明1000.850.80.758563.75106.25161.437食堂宿舍动力600.750.80.754533.7556.2585.4648食堂宿舍照明400.80.61.33242.6753.38159

10、锅炉仓库等动力1000.70.750.887061.7393141.8610锅炉仓库等照明200.80.71.021616.3222.8634.73总计算负荷278240.720.9 ，0.930.75250.2223.87335.73510.09其中二级负荷(1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6)0.920.930.75250.2223.87335.73510.093.2 无功补偿方案根据供配电系统设计规范 GB50052-95第5.0.3条 采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。第5.0.4条 无

11、功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定。本工程选用并联电容器组，在变电所低压侧集中补偿，采用自动投切方式。 变压器低压侧无功补偿及无功补偿后低压母线计算负荷见表3-3，表3-4。表3-3 变压器T1无功补偿后低压母线计算负荷计算点变压器T1有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos 补偿前低压母线计算负荷259.2294.02391.96595.50.66 补偿容量 QN.Ckvar QN.C=Pc ×tan(arccos0.66 ) tan(arccos0.92 )=184.62 实际取10组×20kvar=2

12、00kvar200补偿后低压母线计算负荷259.294.02275.73418.930.94 表3-4 变压器T2无功补偿后低压母线计算负荷计算点变压器T2有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos 补偿前低压母线计算负荷250.2223.87335.73510.090.75 补偿容量 QN.CkvarQN.C =Pc ×tan(arccos0.75)tan(arccos0.92 )=117.28实际取6组×20 kvar= 120kvar120 补偿后低压母线计算负荷250.2103.87270.9411.610.924

13、3.3 总计算负荷确定高压进线总计算负荷见表3-5。表3-5 变电所高压进线总计算负荷序号计算点有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos1变压器T1低压母线计算负荷259.294.02275.73418.930.942 T1功率损耗PT0.01Sc ； QT0.05Sc2.7613.793 变压器T1高压侧计算负荷 （序号12）261.9107.81283.316.40.9244变压器T2低压母线计算负荷250.2103.87270.9411.610.9245 T2功率损耗PT0.01Sc ； QT0.05Sc2.70913.5456变压器

14、T2高压侧计算负荷（序号45）252.9117.42278.8416.10.9077 其他高压出线计算负荷8 变电所高压进线总计算负荷（序号367） 514.8225.230.95 0.97489.1218.47535.730.90.914 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 变压器类型选择序号类 型 选择结果依 据1变压器相数三相 用户变电所一般采用三相变压器2变比及调压方式无载10KV变压器一般采用无载调压方式3绕组型式双绕组用户供电系统大都采用双绕组方式4绝缘及冷却方式环氧树脂、干式风冷变压器使用方便5外壳防护等级IP20变压器是安装在室内6

15、联结组DY11低压侧短路电流大，利于故障的排除7型 号SCB10/0.4KV功耗低4.2变压器台数选择 本工程项目选择两台变压器。由于工程项目总负荷较大，一二级负荷较多，且根据10kV及以下变电所设计规范第3.3.1条有大量一级或二级负荷时，宜装设两台及以上变压器。第3.3.2条 装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。4.3变压器容量选择变压器容量选择见表4-2。表4-2 变压器容量选择序号项 目 计算负荷选择两台变压器的容量SNTkVA1视在计算负荷SckVA 726.4310002（0.60.7）SckVA508.53一二级

16、负荷Sc（）kVA726.434变压器负荷率T10.731000T20.731000所选变压器其他技术参数见表4-3。表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kV原边额定电流A副边额定电流A空载损耗kW短路损耗kW空载电流阻抗电压T1 SCB10100.420050001.557.090.66 T2SCB10100.420050001.557.090.665 变电所电气主接线设计变配电所电气主接线设计是供电工程设计中一项最重要的内容，必须依据供电电源情况、生产要求、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合确定，在满足安全可靠和灵活方便的前提下，做到经济合理；必须遵守国家标

17、准GB50053199410KV及以下变电所设计规范和电力行业管理的有关规定。主接线设备采用的电气设备，应符合国家或行业的产品技术标准，并应优先选用技术优先、经济适用和节能的成套设备和定型产品。5.1 高压配电网接线设计 本项目无高压配电网由供电部门提供两路10 kV环网电源。5.2 变电所电气主接线设计 本项目所用电源由供电部门提供两路10 kV环网电源，可同时供电，互为备用。因此高压系统电气接线图可选择单母线两路电源接线。 图5-1主接线方案一 图5-2主接线方案二 本工程可能采用的两个主接线方案见图5-1，图5-2。技术经济比较见表5-1。表5-1 电气主接线方案的比较比较项目主接线方案

18、一（图5-1）主接线方案二（图5-2）技术指标供电安全性相同相同供电可靠性低高电能质量相同相同灵活方便性低高扩建适应性相同相同建筑寿命及占地面积大小少多设备的先进性相同相同经济指标低高 高压开关柜选择KYN44A-12型开关柜，其用途是保证人员与设备安全。本工程项目采用高供高计，计量柜在主进开关柜之前，第一柜为进线隔离柜。根据10kV及以下变电所设计规范 GB50053-94第3.5.1条 供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源。第3.

19、5.3条 小型配电所宜采用弹簧储能操动机构合闸和去分流分闸的全交流操作。本工程真空断路器采用弹簧储能操动机构，并考虑经济性本工程采用可靠性较高的直流操作电源 220V 20Ah。5.3 低压配电网的接线形式 根据供配电系统设计规范GB5005295第6.0.3条 当用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。所以本工程项目低压配电网采用放射式接线，当负荷为二级以上时则采用双回路放射式接线。放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。单回路放射式接线一般供二、三级负荷或专用设备，供二级负荷时宜有备用电源；双回路放射式接线供电可靠性较单回路放射式接线大大提高，可供二级负荷，若双回路来自两个独立电源，还可供一级负荷。 附录：10kv配电装置配电图 10kV配电装置图：