小区供电方案设计

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※※※※※※※2010级供电技术课程设计

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※

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※姓学

名号

xxx2010xxxx院系部

电气工程系班

号

方xxxx完成时间

2013年月日

第1

设计任务1.为住宅小区长期供电进行合理设计该住宅小区两栋楼房临时建筑施工选择变压器及其一次侧电气设备花园小区长期供电变电所设计。2.设计两栋楼房的变电所，即选择变压器，确定主接线方案，绘出主接线图，选择变电所进出线和低压进线。该住宅小区临时施工现场用电情况如下：混凝土搅拌机2台，每台10kw，380v卷扬机2台，每台28kw，380v塔式起重机2台，每台20kw，380v振捣器10台，每台1kw，380v施工照明，6000w，220v生活照明，9000w，220v动力设备平均功率因数，需要系数，照明需要系数小区有两栋高层楼房1楼分单元，2楼，1单元，各楼每个单元负一层均设有单元配电室，每个单元15kw电梯两部10kw风机和25kw高压水泵电动机台220kw热力泵电动机2台；两栋楼各有30kw消防水泵电动机各两台；1号楼每个单元住户用电设备容量为192kw号楼住户用电设备容量为144kw。1号楼地下车库照明用电设备容量为2kw，2楼为1kw。路灯照明设备容量2kw。为两栋楼房临时建筑施工选配变压器，选择变压器一次侧电气设备；设计两栋楼房变电所，即选择变压器，确定主接线方案，绘出主结构图；选择变电所进线，低压进电线；画出二次回路接线图；

3030第2

负荷计算和无功功率补偿电负式1.有功计算负荷（单位为KW）P=KP，K为系数30ded2.无功计算负荷（单位为kvar）Q=P303.视在计算负荷（单位为kvA）

30

=

P4.计算电流（单位为A）SI=303UU为用电设备的额定电压（单位为）电负式1.有功计算负荷（单位为KW）

NP=30

P30式是所有设备组有功计算负P之和K~。2.无功计算负荷（单位为kvar）

是有功负荷同时系数，可取Q=30

Q30Q是所有设备无Q之和30303.视在计算负荷（单位为kvA）

是无功负荷同时系数，可取。

30

=

30

230

4.计算电流（单位为A）I=30

S30U

5.总负荷计算（单位为KW）P

i

30i经过计算到临时施工现场和小区长期供电的负荷计算表表所额定电压取380V）

需要

计算负荷编号

名称

类别

设备容量P/kWe

系数K

cos

tan

P30

/kW

Q30

/kvar

30

/kVA

I

30

/A1

临时施工

混凝土搅拌机卷扬机塔式起重机振捣器

20564010

1028205施工照6

10

0明生活照9

100明风机高压水

2016122050

403050一号楼

泵热力泵2

440

352264440每单元

电动机住户用电设备容量

192100

续上表风机高压水

2016122050

403050泵热力泵3

二号楼

440352264440电动机住户用电设备容量电梯

1441001203060重要负

消防水4荷附加负

泵电动机地下车库照明

120967212031005荷

路灯照2110202明临时工地计算负荷

P30

=

Q30

=

30

=

一号楼单元计算负荷

P30

=

Q30

30

=

一号楼3单元计算负荷二号楼及各种负荷计算负荷

P30P30

==

Q30Q30

==

3030

=cos==cos=临时工地中相总容量／三相总容量=%为施工照明和生活照明单项总容量没有超过三项设备总容量的15%，按三相负荷计算。小区中，考虑到总负荷过大，若选用一个变压器工作需要很大的容量并不实际，若选用多台变压器并联使用施工与设计及日后的维护会产生诸多不便此定将小区分为：一号楼、2单；一号楼3元；二号楼及各种负荷，三个部分。分别设立三个变电所对小区供电。同时，对此三部分进行负荷计算。

无功功率的人工补偿装置：并联电容器。由计算可知，该供电要求的最大负荷时的功率因数只有，供电部门要求该厂线侧最大负荷时功率因数不低于。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此最大负荷时功率因数应稍大于，暂取来计算380V侧所需无功功率补偿容量临时工地：P)=[tan-tan]=2花园小区：一号楼1、2单元：P-)=[tan-tan]=C301一号楼3单元：P)=[tan-tan]=2二号楼及各种负荷：P)=[tan-tan]=C3012补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷：Q'30

1=（）kvar='30

2=（）kvar=Q'

3=（）kvar=kvar'

4=（）kvar=视在功率：

12

'2

=kVA

22

'2

=

32

'2

=

42

'2

=kVA变压器的功率损耗为：=×==×=t1t2

=×==×=t3t4Q=×=;=×=t1t2Q=×=;=×=t3t4变电所高压侧的计算负荷：P'

(1)'

(2)

(3)P'

(4)Q'

(2)

(3)Q

(4)S

'30

(1)69.6；'(1)

(2)=1056.78

2

499.06

2

S

'30

(3)=528.4249.56584.37'30(1)

(4)=

2

290.87

2

计算电流：I

'

1

S'3U

=I

'

2

S'

=I

'

3

S'

N

=I

'

4

S'

N

=功率因数提高为：

1=

'S'

=

2=

'S'

=

2=

'S'

=；

2=

'S'

=在无功补偿前，临时工地的变电所主变压器容量为应选为100kVA,能满足负荷用电的需要采取无功补偿后变压器T的容量选为80kVA就足够了据实际情况，小区应初定选择三个变压器。而无功补偿前小区的变电所主变压器T的容量应分别选为1250kVA能满足负荷用电的需要采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1250kVA、630kVA的就足够了。无功补偿后工厂侧和10kV侧的负荷计算如表2-22-5。

表2-2

无功补偿后临时工地的计算负荷计算负荷项目cos

30

/kW

30

/kvar

S

30

/kVA

I30

/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量380V侧补偿后负荷

22主变压器功率损耗

S

30

=

S

30

=10kV侧负荷计算表2-3

无功补偿后花园小区1楼、2单元的计算负荷计算负荷项目

cos

30

/kW

30

/kvar

S

30

/kVA

I30

/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量380V侧补偿后负荷

146主变压器功率损耗

S

30

=

S

30

=10kV侧负荷计算表2-4

无功补偿后花园小区1楼的计算负荷计算负荷项目

cos

30

/kW

30

/kvar

S

30

/kVA

I30

/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量380V侧补偿后负荷主变压器功率损耗

S

30

=

S

30

=10kV侧负荷计算表2-5

无功补偿后花园小区2号及各负荷的计算负荷计算负荷项目

cos

30

/Kw

30

/kvar

S

30

/kVA

I30

/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量380V侧补偿后负荷主变压器功率损耗

S

30

=

S

30

=10kV侧负荷计算

第三章

变电所主变压器及主接线方案的选择地择由于临时工地是临时性质的施工结束后需要拆除根据临时工地的负荷性质和电源情况，变电所装设一台主变压器，型号为，就足以满足工地需要，而变压器容量根据式（3-1）选择，即：

=（3-1）30因此选一台S9-80/10型低损耗配电变压器，联结组为Yyn0。区择由于花园小区是长期性的据花园小区的负荷性质和电源情况保证小区居民生活用电不受影响装设三座变电所别为小区不同单元供电座变电所装设一台主变压器，型号为SC（B）10型，以满足小区需要。具体安排如下：变压器为1楼1、2元提供；变压器为1楼元提供；变压器TM3为2号楼及各种负荷提供。而变压器容量根据式（TM1STM2STM3S

NNN

=1000KVA＞（3-2）=500KVA＞（3-2）=630KVA＞（3-2）因此选（B（B-500共三台配电变压器。小区二级负荷所需的备用电源虑由邻近单位相联的高压联络线来承担以选主变压器的联结组为Yyn0。根据上面对主变压器的选择以及负荷的性质和施工条件以选择如下主接线方案：

地区由于本设计采取的是三个变电所分别为花园小区的住宅楼各单元和各种负荷供电，虽然三个变电所在小区不同的位置，但其主接线方式是相同的，在此，只简要画出一个变电所的主接线图。

第四章算

短路电流的计算

路元1.电力系统

已知电力系统出口断路器的断流容S=500MVA，故UX(10.5Soc

5000.22

(4-1）2.架空线路暂设线路长为5km，查表得6-10KV电缆线路电x/，故xl23.电力变压器查表得变压器的短路电压百分%=4故

（4-2）U%UXkN2式中为变压器的额定容量N

(10.5)55.13

（4-3）

点侧计1.总电抗

X0.221.751

（4-4）2.三相短路电流周期分量有效值Ik

U

k

10.51.97

3.08kA

（4-5）3.三相短路次暂态电流和稳态电流I

''(3)

I(3)I

(3)k

3.08

（4-6）4.三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i

sh

I

7.85kA

（4-7）I

(3)

I

''(3)

3.08kA4.65kA

（4-8）5.三相短路容量

UI(3)kN

56.0MV三相短路电流

（4-9）三相短路容量/MVA短路计算点

I

(3)

I

''(3)

I

i

(3)

I

S

k-1算

N2N2

路元1.电力系统已知电力系统出口断路器的断流容S=500MVA，故UXN1(10.5)0.22Soc2.电缆线路暂设线路长为5km，查表得6-10KV电缆线路电x0.08/故l5)0.4023.电力变压器查表得变压器的短路电压百分%=6故

（4-10）（4-11）

%6(10.5)2100S100KVAN

（4-12）式中，为变压器的额定容量点侧计1.总电抗

0.412

（4-13）2.三相短路电流周期分量有效值I

k

UX

1k

kV

（4-14）

3.三相短路次暂态电流和稳态电流I

''(3)

I(3)I

(3)k

9.77

（4-15）4.三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i

sh

I

''(3)

2.5524.93kA

（4-16）I

(3)

I

1.519.77kA

（4-17）5.三相短路容量

(3)UI(3)k1

（4-18）点侧计1.阻抗归算到侧(U))X3.2VOC

（4-19）0.622

0.4kV10.5

)2

UU6kV)1000

（4-21）2.三相短路电流周期分量有效值I

Uk

3(3.2

0.4kV

)

21.99kA（4-22）3.其他短路电流I

''(3)

I

(3)

I

(3)

21.99kA

（4-23）i(3)1.84I

''(3)

1.84kA40.46kA

（4-24）I

(3)

1.09I

''(3)

1.0921.99kA

（4-25）4.三相短路容量

3UI(3)k2k

kV21.99kAM

（4-26）以上为1号楼1、2单元（变压器为SC（B）的短路计算结果，同理可得，1号楼3单器为楼及各种负器为的短路计算结果。详见表4-2。

三相短路电流

三相短路容量/MVA小区变压器

短路计算点

I

(3)

I

''(3)

I

i

(3)

I

(3)

S

k-11楼单元k-2k-11号楼3单元k-2k-12号楼及各种负荷k-2

第五章

变电所一次设备的选择校验10kV侧一电设备的额定电U

一般不应小于所在系统的额定电，即UN

，高压N设备的额定电

应不小于其所在系统的最高电

N

=10kV，NU

=，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压

U

熔断器额定电压U

=12kV。电设备的额定电I

不应小于所在电路的计算电I，即30I

N

I

30能设备的额定开断电I或断流容S，对分断短路电流的设备来说，不应小于ococ它可能分断的最大短路有效I

(3)k

或短路容

k

，即I

oc

I

(3)

S

(3)

对于分断负荷设备电流的设备来说，则I

oc

I

I

为最大负荷电流。关的校1.动稳定校验条件i

i(3)

I

(3)shi

、I

分别为开关的极限通过电流峰值和有效值i

(3)、Ish

分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值2.热稳定校验条件I

t

tI

(3)2

t

ima对于上面的分析，如表所示，由它可知所选一次设备均满足要求。

断流能选择校验项目

电压

电流

动态定度

热稳定度

其它力装置地点条

参数

U

N

I

N

I

(3)I(3)k

I

ima件

数据额定参数

10kVU

(

I

NIN

)

I

i

=2It一次设备型

电流互感器

10kV

100/5A

-

225kA

0.1)

2

二次负荷号规格

=kA

=81户外隔离开关GW4-12/400

12kV

400A-25kA

10500号断流能

其选择校验项目

电压

电流

动稳定度

热稳定度力

它装置地点条

参数

U

N

I

N

I

(3)

I

(3)

I

件

数据

10kV

(

I

N

)

kA

9.77=

额定参数

U

I

N

I

i

It高压少油断路器SN10-10I/630

10kV

630A

16kA

40kA

1024一次设备型

高压隔离开关号规格

GN

-10/200

10kV

200A-kA

10

电流互感器10kV100/5A-380V侧一

2250.1kA=kA

160号断流

动态选择校验项目

电压

电流

热稳定度

其它能力

定度参数

U

N

I

N

I

(3)k

I

(3)

I

ima

-装置地点条件

数据380V

42.770.7

-kA

=额定参数

U

I

N

I