商业楼10kV配变电所电气设计

本文格式为Word版，下载可任意编辑——商业楼10kV配变电所电气设计供配电工程课程设计任务书

1．题目

万马商业楼10kV配变电所电气设计

2．原始资料

2.1课题原始资料

各课题的工程概况及负荷详见工程图纸资料（另附）。

2.2供电条件

（1）供电公司110/10kV变电所位于工程附近2.5km处，10kV母线短路电流为20kA，根据需要可提供给用户1路或2路10kV电缆专线供电。

（2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。不同电价负荷，计量分开。如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电执行居民电价。居住区采用高供低计（住户每单元集中设置计量表箱、小区公建在配电室低压出线柜设置计量表）。

（3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。

2.3其他资料

当地最热月的日最高气温平均值为35℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。当地年雷暴日数为35天。当地地质平坦，海拔高度为100m，土壤为普通粘土。

3．具体任务及技术要求

本次课程设计共1.5周时间，具体任务与日程安排如下：

第1周周一：熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿、变压器选择。周二：供配电系统一次接线设计，设计绘制变电所高压侧主接线图。

周三：设计绘制变电所低压侧主接线图。周四：设计绘制变电所低压侧主接线图。周五：设计绘制变电所电气平面布置图。

第2周周一：短路电流计算，高低压电器及电线电缆选择计算。

周二：编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。周三：整理打印设计报告，交设计成果。

要求根据设计任务及工程实际状况，依照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，完成10kV变电所的电气设计（变电所出线保护电器选择整定及电缆截面选择设计分工合作完成）。设计深度应达到初步设计要求，制图应符合国家规范要求。

4．实物内容及要求

课程设计报告文本内容包括：1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.致谢；6.本工程为扬州市万马商业楼，该工程为地下室一层，地上七层，框架结构，现浇楼板。本工程低压配电电压为220/380V,电源引自地下变配电室，变配电室电气参见当地有关部门施工图纸，处穿钢管保护，同时做好防水处理。

1.2设计依据

设计根据国家有关电气规范及XX建设标准,建筑专业提供的平、立、剖面甲方提供

的设计要求。

1.《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-922.《供配电设计规范》GB50052-953.《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-944.《低压配电设计规范》GB50054-95

5.《建筑设计防火规范》GB50016-2023(2023版)6.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)7.《建筑电气工程施工质量验收规范》GB-50303-20238.《剩余电滚动作保护装置安装和运行》GB-13955-20239.《建筑照明设计标准》GB50034-202310.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-202311.《通用用电设备配电设计规范》GB50055-9312.国家和XX建筑标准设计有关规范等。

2负荷计算及无功补偿设计

2.1负荷数据

5

商业楼有220V单相用电设备（如照明回路），也有380V三相用电设备(如电力负荷)。各类负荷中有平日需要运行的用电设备，也有在发生火灾时才需要运行的消防用电设备。

根据方案设计，各层用电设备负荷数据见表2-1。

表2-1本建筑工程各层用电设备负荷数据

用电设备名称配电干线照明回路一层商店照明二层商店照明三层商店照明4~7层照明地下室车库照明地下室车库照明设备房照明W5W9W11W13W61W63W65电力及平日消防回路消防控制中心4~7层电力消防电梯屋面电梯屋面稳压泵消防电梯地下室电力地下室电力锅炉房电力空调机房水泵冷却塔公用变电所地下室通风机地下室通风机地下室通风机地下室排烟风机地下室排烟风机地下室排烟风机W1W15W47W49W51W53W55W57W59W60W67W69W71W73W75W77W79106003030111511.513.650.25303102.2112.22211220.80.90.70.80.80.70.90.90.90.80.90.80.80.80.80.80.819680808006.36.43.90.90.90.90.850.90.90.85额定容量/kW功率因数6

制冷机组生活泵W81W84火灾时消防回路25717.20.80.8消防控制中心应急照明应急照明四层屋面正压风机四层屋面正压风机四层排烟风机四层排烟风机五层排烟风机五层排烟风机六层排烟风机六层排烟风机七层排烟风机七层排烟风机内廊排烟风机屋面正压风机内廊排烟风机屋面正压风机屋面正压风机消防电梯屋面稳压泵消防电梯公用变电所地下室通风机地下室通风机地下室通风机地下室排烟风机地下室排烟风机W1W3W7W17W19W21W23W25W27W29W31W33W35W37W39W41W43W45W47W51W53W67W69W71W73W75W7710251022.5307.57.57.57.57.57.57.57.543083022.5301115102.2112.222110.80.90.90.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.80.70.80.70.90.80.80.80.80.87

地下室排烟风机消火栓泵喷淋泵喷雾泵W79W86W88W902237110370.80.80.80.82.2负荷计算

按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式如下：有功功率（kw）PC=KdPC无功功率（kvar）QC=PCtanφ视在功率（kVA）SC=PC/cosφ计算电流（A）IC=SC/(3UN)

2.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算

照明负荷回路低压配电干线计算负荷依照需要系数法计算，见表2-2。

表2-2照明负荷低压配电干线负荷计算变电所负荷计算表

用电设备名称

照明回路名称

额定容量需要系数/kW

Kd

W5

196

0.7

W9

80

0.8

0.9

64.0

31.0

71.1

108.1

0.9

137.2

66.4

152.4

231.7

功率因数cosφ

有功无功视在计算电

功率功率功率流A

/kW/kvar/kVA

一层商店照明二层商店照明三层商店照明4~7层照明地下室车库照明地下室车库照明设备房照

明

W65合计乘同时系

数（0.75/0

.80)

1172.63.91172.6

W63

6.4

W61

6.3

W13

800

W11

80

0.80.964.031.071.1108.1

0.70.85560.0347.1658.81001.4

10.96.33.17.010.6

10.96.43.17.110.8

10.72

0.850.87

3.9841.8

2.4484.1

4.6971.1

7.01476.0

0.540.85631.4387.3740.71125.8

8

2.2.2电力负荷与平日消防负荷低压配电干线负荷计算

电力负荷与平日消防负荷低压配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-3。

表2-3电力负荷与平日消防负荷低压配电干线负荷计算

用电设备名称电力及平日消防回路名称消防控制中心4~7层电力W156000.7消防电梯屋面电梯屋面稳压泵消防电梯地下室电力地下室电力锅炉房电力空调机房水泵冷却塔公用变电所地下室通风机地下室通风机地下室通风机地下室排烟风机地下室排烟风机地下室排烟风机制冷机组生活泵

W79W81W842225717.21110.80.80.89

22.0257.017.216.5192.812.927.5321.321.541.8488.332.7W7711W7522W732.2W7111W692.2111110.811.08.313.820.90.822.016.527.541.80.82.21.72.84.20.811.08.313.820.90.82.21.72.84.2W67100.80.98.03.98.913.5W603030.80.8242.4181.8303.0460.6W5950.250.80.940.219.544.767.9W5713.6W5511.5W51W531115110.80.80.910.95.312.118.40.99.24.510.215.50.80.711.015.08.315.313.821.420.932.6W47W493030110.70.830.030.030.622.542.937.565.157.00.9420.0203.4466.7709.3W11010.810.07.512.519.0额定容量需要系数/kWKd功率因数cosφ有功无功视在计算电流功率功率功率A/kW/kvar/kVA

合计乘同时系数（0.75/0.80)1154.751.010.841171.3760.91396.72123.01154.750.760.82878.5608.71068.71624.52.2.3火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算

火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-4。

表2-4火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算

用电设备名称火灾时消防回路名称消防控制中心应急照明应急照明四层屋面正压风机四层屋面正压风机四层排烟风机四层排烟风机五层排烟风机五层排烟风机六层排烟风机六层排烟风机七层排烟风机七层排烟风机内廊排烟风机屋面正压风机内廊排烟风机W418W3930W374W357.5W337.5W317.5W297.5W277.5W257.5W237.5W217.51111111110.810.88.06.010.015.20.824.018.030.045.60.84.03.05.07.60.87.55.69.414.30.87.55.69.414.30.87.55.69.414.30.87.55.69.414.30.87.55.69.414.30.87.55.69.414.30.87.55.69.414.30.87.55.69.414.3W19300.80.824.018.030.045.6W1722.510.822.516.928.142.8W1W3W71025101110.80.90.910.025.010.07.512.14.812.527.811.119.042.216.9额定容量需要系数/kWKd功率因数cosφ有功无功视在计算电流功率功率功率A/kW/kvar/kVA10

屋面正压风机屋面正压风机消防电梯屋面稳压泵消防电梯公用变电所地下室通风机地下室通风机地下室通风机地下室排烟风机地下室排烟风机地下室排烟风机消火栓泵喷淋泵喷雾泵W79W86W88W90合计乘同时系数（0.95/0.98)572.4223711037572.4W7711W7522W732.2W7111W692.2W6710W51W531115W45W4722.530W43300.811110.81111111110.970.80.80.80.80.8022.037.0110.037.0552.416.527.882.527.8415.027.546.3137.546.3690.941.870.3209.070.31050.20.811.08.313.820.90.822.016.527.541.80.82.21.72.84.20.811.08.313.820.90.82.21.72.84.20.98.03.98.913.50.80.711.015.08.315.313.821.420.932.60.80.722.530.016.930.628.142.942.865.10.824.018.030.045.60.920.79524.8406.7663.91009.2

2.2.4变电所负荷计算

先计算变电所总计算负荷，以便选择变压器的台数与容量。变电所总计算负荷见表2-5。

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表2-5变电所负荷计算

额定容量/kW1172.61154.82327.42327.35需要系数Kd0.721.010.860.65功率因数cosφ0.870.840.850.83有功无功视在计算电功率功率功率流A/kW/kvar/kVA841.81171.30.02023.11509.8484.1760.90.0971.11476.0回路名称照明回路电力回路合计乘同时系数（0.75/0.80)1396.72123.00.00.01245.02366.93597.8996.01808.72749.3

3供配电系统一次接线设计

3.1负荷分级及供电电源

本工程多为一级与二级负荷。一级负荷应设有两个电源供电，当一个电源发生故障时，

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另一个电源应不至于同时受到破坏。两个电源均能承受用户的全部一级负荷设备的供电。二级负荷的供电系统，宜由两回电源线路供电。三级负荷，对供电无特别要求。

平日一二级负荷见表3-1。

表3-1平日一二级负荷计算

平日一二级负荷回消防控制中心应急照明一层商店照明应急照明二层商店照明三层商店照明4~7层电力消防电梯屋面电梯屋面稳压泵消防电梯地下室电力地下室电力锅炉房电力空调机房水泵冷却塔地下室车库照明地下室车库照明设备房照明公用变电所地下室通W67W69102.2W653.910.80.90.88.02.23.91.78.92.813.54.20.853.92.44.67.0W636.410.96.43.17.110.8W616.310.96.33.17.010.6W603030.80.8242.4181.8303.0460.6W5950.250.80.940.219.544.767.9W5713.6W5511.5W51W531115W15W47W4960030300.711110.80.80.910.95.312.118.40.99.24.510.215.50.80.711.015.08.315.313.821.420.932.60.90.70.8420.030.030.0203.430.622.5466.742.937.5709.365.157.0W11800.80.964.031.071.1108.1W980W5W719610W1W31025110.710.80.964.031.071.1108.10.90.9137.210.066.44.8152.411.1231.716.90.80.910.025.07.512.112.527.819.042.2路名称额定容量需要系数/kWKd功率因数cosφ有功无功视在计算电流功率功率功率A/kW/kvar/kVA13

风机地下室通风机地下室通风机地下室排烟风机地下室排烟风机地下室排烟风机生活泵W79W84合计乘同时系数（0.80/0.85)功率因数补偿功率因数补偿后108710872217.21087W7711W7522W732.2W711111111110.750.80.80.8822.017.2816.216.512.9433.027.521.5923.941.832.71404.40.811.08.313.820.90.822.016.527.541.80.82.21.72.84.20.811.08.313.820.90.600.87653.0368.0749.51139.3-2000.600.97653.0168.0674.21024.8

3.2电压选择与电能质量

本工程低压配电电压为~220/380V,电源引自地下一层变配电室，变配电室电气参见当地有关部门施工图纸。

低压配电柜进线采用YJV电力电缆埋地引入，埋深为室外地坪下-0.7m，穿钢管保护，同时做好防水处理。

照明与电力配电回路分开。对于较大容量的电力设备采用专线供电。

3.3电力变压器选择

（1）变压器形式与台数

本工程为一般高层建筑，变电所位于主体建筑地下一层内，故采用SGB10型三相双绕组干式变压器。变压器采用无励磁调压方式，电压比10±0.5%/0.4KV,联接组别为Dyn11，考虑到与开关柜布置在同一房间内，带IP2x防护外壳。因本工程有较多的一、二级负荷，故采用两台变压器。

（2）变压器容量选择

本工程乘同时系数后的总视在功率为1808.7kVA。

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选择两台变压器，每台变压器的容量为1250kVA，正常运行是为照明回路和电力回路。

（3）变压器负荷分派计算及补偿

变压器负荷分派计算及补偿见表3-2。

表3-2变压器负荷分派计算及无功补偿额定容量/kW1172.61154.82327.42327.352327.352327.35需要系数Kd0.721.010.860.650.650.65功率因数cosφ0.870.840.850.830.970.95有功无功视在计算电功率功率功率流A/kW/kvar/kVA841.81171.30.02023.11509.81509.815.61525.4484.1760.90.0971.11476.0回路名称照明回路电力回路合计乘同时系数（0.75/0.80)功率因数补偿功率因数补偿后变压器损耗高压侧负荷变压器选择2×1250KVA变压器负荷率1396.72123.00.00.01245.02366.93597.8996.0-600396.078.0474.01808.72749.31560.92372.51597.4250062%92.2

变压器T1和T2的负荷分派与计算见表3-3、3-4。

表3-3变压器T1负荷计算

变压器T1回路名消防控制中心一层商店照明二层商店照明三层商店照明4~7层照明地下室电力地下室电力锅炉房电力

W5950.250.80.915

40.219.544.767.9W5713.6W5511.5W138000.70.80.80.910.95.312.118.40.99.24.510.215.50.85560.0347.1658.81001.4W11800.80.964.031.071.1108.1W980W5196W11010.70.80.964.031.071.1108.10.9137.266.4152.4231.70.810.07.512.519.0称额定容量需要系数/kWKd功率因数cosφ有功无功视在计算电流功率功率功率A/kW/kvar/kVA地下室车库照明地下室车库照明设备房照明公用变电所地下室通风机地下室通风机地下室通风机地下室排烟风机地下室排烟风机地下室排烟风机W79合计乘同时系数（0.75/0.80)功率因数补偿功率因数补偿后1247.950.600.97742.9181.9764.81162.5-2801247.950.600.85742.9461.9874.81329.7221247.9510.790.80.8622.0990.516.5577.427.51146.541.81742.7W7711W752210.811.08.313.820.9W732.210.822.016.527.541.8W7111W692.21110.82.21.72.84.20.811.08.313.820.90.82.21.72.84.2W67100.80.98.03.98.913.5W653.910.853.92.44.67.0W636.410.96.43.17.110.8W616.310.96.33.17.010.6

表3-4变压器T2负荷计算

变压器T2回路名4~7层电力

W156000.70.916

420.0203.4466.7709.3称额定容量需要系数/kWKd功率因数cosφ有功无功视在计算电流功率功率功率A/kW/kvar/kVA消防电梯屋面电梯屋面稳压泵消防电梯空调机房水泵冷却塔制冷机组生活泵W47W493030110.70.830.030.030.622.542.937.565.157.0W51W531115110.80.711.015.08.315.313.821.420.932.6W60W81W84合计乘同时系数（0.75/030325717.26345.40.8110.160.80.80.80.84242.4257.017.21022.6181.8192.812.9667.5303.0321.321.51221.2460.6488.332.71856.2.80)功率因数6345.40.120.82767.0534.0934.61420.5补偿功率因数-350补偿后6345.40.120.97767.0184.0788.71198.9

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

采用分段单母线形式，由10KV电源A和电源B同时供电，母线联络断路器断开，两个电源各承受一半负荷。当电源B故障或检修时，闭合母联断路器，由电源A承受全部负荷；当电源A故障或检修时，母联断路器仍断开，由电源B承受一半负荷。

见图纸目录变电所高压侧电气主接线图，图号电01，共1张。

3.4.2变电所低压侧电气主接线设计

正常运行时，两台变压器同时运行，母联断路器断开，两台变压器分列运行，各承受一半负荷。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，由另一台变压器承受全部一、二级负荷及部分三级负荷。

见图纸目录变电所低压侧电气主接线图，图号电02，共8张。

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

17

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便利的考虑，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。

4.2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

高压三相短路电流与短路容量的计算公式：

Ik3\X*Id

18

Ib=Ik33Ik3\ip3=Sk3\

2KpIk3\

3cUnIk3\

上面对应的是变电所高压侧短路电流计算电路公式，高压侧短路计算见表5-1。

表5-1高压侧短路计算

基准值Sd=100MVA，Uc1=10.5kV，Id1=5.5kA序号元件短路点运行参数maxminX*0.2750.344Ik3\A20.016.0Ib3/kA20.016.011.29.811.29.8Ik3/kA20.016.0ip3/kA51.040.8Sk3\VA363.7291.0Ik2/kA17.313.91SA2WHAx/Ω/km0.095maxl/km2.50.2150.4900.55911.29.828.625.1204.0178.99.78.531＋2k-1min5.2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

计算有关电路元件的阻抗

⑴高压系统电抗（归算到400V侧）每相阻抗:

Zs=Ucx10/Sk=(400V)x10/204.0MV·A=0.784MΩXs=0.995Zs=0.995x0.784MΩ=0.780MΩ相零阻抗:

XL-PE=2Xs/3=0.520MΩRL-PE=2Rs/3=0.052MΩ

⑵变压器的阻抗（由附录表查得SCB10-1250/10变压器Dyn11联接，△Pk=11KWUk％=6每相阻抗:

RT=△PkUC/SNT=11KWx(400V)/(1250KV·A)=1.126MΩZT=Uk％UC/100SNT=6x(400V)/100x1250KV·A=7.680MΩ

19

2

2

2

2

2

2

2

-3

2

-3

致谢

为期一个半周的课程设计终究在紧张的节奏中接近尾声，我们大家都收获了好多，一个半周是繁忙而又充实的设计。

我们做了供配电工程10KV配变电所的课程设计，这是供配电工程课程的最终一个重要的教学环节，是我们电气一次很重要的专业课程设计。

当然，在课程设计过程中，我也得到了好多人的帮助。首先，我要感谢老师在课程设计专业上给予我的指导、提供给我的支持与帮助，让我从刚开始的无从下手到顺利完成课程设计。

其次，我还要感谢我的组员们，他们还指出了我出错的地方，并和我共同探讨，避免了走弯路，而且还有大量其他帮助过我的同学们，我也要感谢他们，他们为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。同时也感谢学院给我们提供的良好环境。

在这次课程设计中，我不仅学到了大量新的知识，还将大量课上学到的东西用于课程设计中，才知道它的使用价值，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。

最终，再一次感谢在课程设计中帮助过我的老师和同学们。

46

XT=ZT2-RT2=7.597MΩ相零阻抗：

RL-PE=RT=1.126MΩXL-PE=XT=7.597MΩ⑶母线和电缆的阻抗每相阻抗:

Rwb=R*L=0.013x4=0.052MΩXwb=X*L=0.118x4=0.472MΩ相零阻抗:

RL-PE=rL-PEL=0.039x4=0.156MΩXL-PE=xL-PEL=0.264x4=1.056MΩ计算K-5点的三相和单相短路电流三相短路回路总阻抗：

R∑=Rs+RT+RWB=0.078+1.126+0.052=1.256MΩX∑=Xs+XT+XWB=0.780+7.597+0.472=8.849MΩ三相短路电流:

I

（3）

k

=Uc/3R∑+X∑=25.84KA

22

短路电流冲击系数:

Kp=1+e(-∏R∑/X∑)=1.640三相短路冲击电流：

i

（3）

p3

（3）

=2KpIK=2*1.640*25.84=59.92KA

2

单相短路回路总相零阻抗：

R=0.052+1.126+0.156=1.334MΩX=0.520+7.597+1.056=9.173MΩ两相短路电流：

I

（2）

k2

=0.866xI

（2）

k

=0.866x25.84=22.38KA

单相短路电流：

I

（1）

k

=U/R+X=24.91KA

22

20

计算K-7点的三相和单相短路电流每相阻抗:

Rwb=R*L=0.013x11.2=0.146MΩXwb=X*L=0.118x11.2=1.322MΩ相零阻抗:

RL-PE=rL-PEL=0.039x11.2=0.437MΩXL-PE=xL-PEL=0.264x11.2=2.957MΩ三相短路回路总阻抗：

R∑=1.256+0.146=1.402MΩX∑=8.849+7.597+1.322=10.171MΩ三相短路电流:

I

（3）

k

=Uc/3R∑+X∑=22.49KA

22

短路电流冲击系数:

Kp=1+e(-∏R∑/X∑)=1.649三相短路冲击电流：

i

（3）

p3

（3）

=2KpIK=2*1.649*22.49=52.43KA

2

单相短路回路总相零阻抗：

R=1.334+0.437=1.771MΩX=9.173+2.957=12.130MΩ两相短路电流：

I

（2）

k2

=0.866xI

（2）

k

=0.866x22.49=19.48KA

单相短路电流：

I

（1）

k

=U/R+X=18.84KA

22

变压器低压侧短路计算见表5-2。

21

表5-2变压器低压短路计算

变压器T1低压侧短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3\kpip3/kAIk2/kAIk1E/kA12SAT1k-1341＋2T1WB1k-3563＋4T1WB2k-575+6k-7Skmax/MVASrT/kVA1250r/mΩ/m0.013△Pk/kW11x/mΩ/m0.118204.00Uk％6l/m4l/m4l/m11.2l/m11.20.0781.1261.2040.0521.2560.1461.4020.7807.5978.3770.4728.8491.3220.7847.6808.4638.9380.0521.1261.1780.1561.3340.4371.7710.5207.5978.1171.0569.1732.95712.1308.2029.27012.25927.2925.8422.491.6371.6401.64963.1559.9252.4323.6322.3819.4828.1624.9118.84rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.039r/mΩ/m0.0130.264x/mΩ/m0.118rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.0390.26410.17110.267

23

5.2.2低压配电线路短路电流计算

共对四组配电干线进行了低压短路计算，分别是2层商店照明（W9）、4~7层照明（W13）、五层排烟风机（W25）、喷淋泵（W88）。短路计算见表5-3~表5-6。

表5-3配电干线W9（AA4柜配出）低压短路计算

变压器T1低压侧配电干线W9（AA4柜配出）短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3\kpip3/kAIk2/kAIk1E/kA12SAT1k-13T1WB1451+2+3W9AA464+52AL1Skmax/MVASrT/kVA1250r/mΩ/m0.013△Pk/kW11x/mΩ/m0.118204.00Uk％6l/m9.6l/m9.6l/m30.8l/m30.80.0781.1260.1251.3290.6500.7807.5971.1339.5105.9000.7847.6809.6030.0521.1260.3741.55334.74236.2950.5207.5972.53410.6535.88316.53410.76439.88424.0514.321.6451.05755.9321.3920.8312.4021.465.79rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.039r/mΩ/m0.310.264x/mΩ/m0.078rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m1.1280.19110.87711.91316.13124

表5-4配电干线W13（AA2柜配出）低压短路计算变压器T1低压侧配电干线W13（AA2柜配出）短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3\kpip3/kAIk2/kAIk1E/kA12SAT1k-13T1WB1451+2+3W13AA1164+57ALSkmax/MVASrT/kVA1250r/mΩ/m0.013△Pk/kW11x/mΩ/m0.118204.00Uk％6l/m8.8l/m8.8l/m50l/m500.0781.1260.1141.3190.6501.9690.7807.5971.0389.4165.9000.7847.6809.5080.0521.1260.3431.5221.9503.4720.5207.5972.32310.44013.2023.64010.55123.89424.2914.961.6441.66856.4735.2721.0412.9521.899.67rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.039r/mΩ/m0.0130.264x/mΩ/m0.118rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.0390.26415.31615.44225

表5-5配电干线W25（AA6柜配出）低压短路计算变压器T1低压侧配电干线W25（AA6柜配出）短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3\kpip3/kAIk2/kAIk1E/kA12SAT1k-13T1WB1451+2+3W25AA76

4+5PYAC2Skmax/MVASrT/kVA1250r/mΩ/m0.013△Pk/kW11x/mΩ/m0.118204.00Uk％6l/m12l/m12l/m45.2l/m45.20.0781.1260.1561.360160.6410.7807.5971.4169.7934.1580.7847.6809.8870.0521.1260.4681.646388.765390.9400.5207.5973.16811.2859.04020.32511.405390.94023.361.421.6461.00054.382.0120.231.2320.250.59rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.039r/mΩ/m32.5540.264x/mΩ/m0.09rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m8.6010.2162.00113.952162.60126

表5-6配电干线W88（AA7柜配出）低压短路计算变压器T1低压侧配电干线W88（AA7柜配出）短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3\kpip3/kAIk2/kAIk1E/kA12SAT1k-13T1WB1451+2+3W88AA664+5PLAC1Skmax/MVASrT/kVA1250r/mΩ/m0.013△Pk/kW11x/mΩ/m0.118204.00Uk％6l/m12.8l/m12.8l/m26l/m260.0781.1260.1661.3710.6505.1410.7807.5971.5109.8885.9000.7847.6809.9820.0521.1260.4991.67815.49617.1740.5207.5973.37911.4964.62816.12411.61823.55723.1417.831.6471.25753.8831.6920.0415.4419.889.80rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.039r/mΩ/m0.1450.264x/mΩ/m0.077rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/m0.5960.17811.89012.95427

5.3高压电器选择

本工程选用KYN44A-12型箱型固定式金属封闭开关柜,柜内安装的高压电器主要有高压断路器、负荷开关、高压熔断器等。

（一）高压断路器的选择

本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线回路的控制和保护电器及分段联络用电器。选用VD—12—630A/20kA型户内高压真空断路器，选用弹簧操动机构，二次设备为电压为DC1110V。高压断路器的选择校验见表5-7，由表可知，所选断路器合格。

表5-7高压断路器的选择校验

选择项目额定电压与最高工作电压额定电流额定频率额定短路开断电流装置地点技术数据Un=10kV,Um=10×1.15Kv=11.5kV断路器技术数据Ur=12kV结论Ur>Um，合格Imax?118.4A50HZIr?630A50HZIr?Imax，合格合格Ib3?11.2kAIb?20kAimax?50kAIb?Ib3，合格额定峰值耐受电流ip3?28.6kAQt?11.22?(0.1?0.8?0.05)?119.2kA2?simax?ip3，合格额定短时(4s)耐受电流I2tt?202?4?1600kA2?si?50kAI2tt?Qt，合格额定短路关合电流ip3?28.6kA10KV系统中心点经消弧线圈接地i?ip3，合格承受过电压能力及绝缘水平环境条件雷电冲击耐受电压75kV。1min工频耐受电压42kV万马商业楼地下室高压开关柜正常使用环境额定操作顺序分满足条件满足条件其他条件无特别要求-180s-合分-180s-合分满足条件

（二）高压条熔断器的选择

本工程高压熔断器作为电压互感器回路的短路保护电器。选用XRNP1-12-0.5A/KA型电压互感器用户内高压限流熔断器。高压熔断器的选择校验见表5-8，所选熔断器合格。

28

表5-8高压熔断器的选择校验

序号选择项目装置地点技术数据熔断器技术数据1额定电压与最高工作电压23456额定频率熔断器额定电流熔体额定电流额定开断电流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Ib3=11.2kA（最大运行方式）Ib=50kAIb>Ib3,合格电压互感器回路Ir.f=0.5A合格50Hz50HzIr=0.5A合格Ir>Ir.f,合格Un=10kV，Um=10×1.15=11.5kVUr=12kVUr>Um,合格结论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5-9。

表5-9高压电流互感器一般项目的选择校验

序选择项目号1额定电压装置地点技术数据互感器技术数据结论Un=10kV50HzAH2(计量)：Imax=236.8AAH3(测量/保护)Imax=118.4AUr=10kV50HzAH2：I1r=300AAH3：I1r=200AUr=Um合格合格2额定频率3额定一次电流Ir>Imax合格Ir>Imax合格合格合格4额定二次电流5确凿级及容量AH2/AH11(计量)AH3/AH5/AH8/AH10(测量/保护)I2r=5A0.2s（10VA）0.5/10P（30VA/20VA）合格6额定动稳定电流ip3=28.6kA（最大运行方式）Qt=11.52×(0.1+0.5+0.05)=80.6A·s(后备保护延时时间取0.5s)2Imax=112.5kA(最小)It2×t=452×1=2025A2·sImax>Ip3合格7额定短路时（1s）热稳定电流It2×t>Qt合格89环境条件其他条件华东地区建筑物地下室高压开关柜内电能计量接线继电保护接线正常使用环境满足条件两相不完全星型联接三相星型联接29

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内作计量专用，有的安装于进

线隔离测量柜AH1/AH12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5-10。

表5-10高压电压互感器一般的选择校验

序号1选择项目额定一次电压23额定频率额定二次电压4确凿级及容量5环境条件AH2/AH11(计量）AH1/AH12（测量）华东地区建筑物地下室高压开关柜内6其他条件两只单相电压互感器接成Vv满足条件0.2（30VA）0.5（80VA)正常使用环境合格合格满足条件50HZ50HZ100V装置地点技术数据互感器技术数据结论Un=10KVUr=10KVUr=Un,合格合格合格5.5低压断路器的初步选择

5.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择

选用了四组配电干线进行过电流脱扣器的初步选择，分别为2层商店照明（W9）、4~7层照明（W13）、五层排烟风机（W25）、喷淋泵（W88）。选择状况见表5-11~表5-14。

表5-11变电所低压出线断路器的初步选择（W9）

序号选择项目1类别选择低压小容量出线保护用W92极数选择TN-S系统装置地点技术数据断路器技术数据结论塑料外壳式断路器，选择型号为T2S,160,PR221DS-LS3P合格合格3额定电流选择Iu?In?IcIc=108.1AIu?160A,In?160A，合格4分断能力选择Ik3?13.86kA非消防用电回路断电及动作信号返回Ics?Icu?50kA电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号

Ics?Ib3，合格满足要求5附件选择30

表5-12变电所低压出线断路器的初步选择（W13）

序号选择项目1类别选择低压小容量出线保护用W132极数选择TN-S系统3P合格塑料外壳式断路器，选择型号为E2N,16,PR121/P-LSI合格装置地点技术数据断路器技术数据结论3额定电流选择Iu?In?IcIc=1001.4AIu?1600A,In?1250A，合格4分断能力选择Ib3?14.96kA标准附件配置Ics?Icu?65kA电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号Ics?Ib3，合格满足要求5

附件选择表5-13变电所低压出线断路器的初步选择（W25）

序号选择项目1类别选择低压小容量出线保护用W252极数选择TN-S系统3P合格塑料外壳式断路器，选择型号为T2S,160,PR221DS-LS合格装置地点技术数据断路器技术数据结论3额定电流选择Iu?In?IcIc=14.3AIu?160A,In?63A，合格4分断能力选择Ib3?1.42kA非消防用电回路断电及动作信号返回Ics?Icu?50kA电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号Ics?Ib3，合格满足要求5

附件选择表5-14变电所低压出线断路器的初步选择（W88）

序号12

选择项目装置地点技术数据低压小容量出线保护用W88TN-S系统31

断路器技术数据塑料外壳式断路器，选择型号为T3S,250,PR221DS-LS3P结论类别选择极数选择合格合格3额定电流选择Iu?In?IcIc=209.0AIu?250A,In?250A，合格4分断能力选择Ib3?17.30kA非消防用电回路断电及动作信号返回Ics?Icu?50kA电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号Ics?Ib3，合格满足要求5附件选择5.5.2变电所低压电源进线断路器的初步选择

变电所低压电源进线断路器的初步选择见表5-15。

表5-15变电所低压电源进线、母线联络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抽出式空气断路器，选择型三段保护，结论1类别选择电源进线、母线联络保护用TN-S系统E3N,25,PR122/P?LSI3P合格2极数选择合格3额定电流选择Iu?In?IcIC?I2rT?1804.3AIu?2500A,In?2500A，合格4分断能力选择Ib3?27.29kAIcs?Icu?65kA电操、电分、电合均为AC220，带合分Ics?Ib3，合格5附件选择标准附件配置辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号满足要求

32

6电线电缆选择

6.1高压进出线电缆选择

（一）高压电源进线电缆选择

1.类型选择及敷设

10kV专线电源A引入电缆选用YJV22——8.7/10型3芯电缆，在变电所外采用直埋/穿管埋地、在变电所内采用梯架/电缆沟相结合的敷设方式。2．电缆截面选择

高压电源进线电缆截面先按允许温升条件选择，然后校验其电压损失和短路热稳定，见表6-1。

表6-1高压电源进线电缆截面选择

序号选择校验项目具体内容结论线路计算电流IC?92.2AS?95mm2满足条件初选电缆截面1允许温升按敷设方式与环境条件确定的母线载流量Ial?215A?0.9?193.5A(已知电缆直埋/穿管埋地0.8m，环境温度25℃,2根电缆有间距并列敷设。查附录表2-22得电缆载流量，并根据附录表2-30校正)计算负荷IC?Ial合格P?1525.4kW,Q?474.0kvarr?0.229Ω/km,x?0.096Ω/km线路参数2电压损失电压损失计算值（查光盘附录表2-10）。已知线路长度L=2.5km满足条件?U%??Ual%合格?U%??0.991(Pr?Qx)l210Un允许电压损失?Ual%?5\Ik3?11.2kA三相短路电流3短路热稳定短路持续时间满足条件Smin?Stk?tp?tb?0.9s合格33

热稳定系数K?137A?s/mm2热稳定最小允许截面Smin?\IK3(tk?0.05)K?103?79.68mm2电缆实际截面S?95mm2（二）高压出线电缆选择

以高压柜至电压器T1一次侧的电缆为例。1.类型选择及敷设

高压柜至变压器T1一次侧的电缆选用ZB——YJV——8.7/10型3芯电缆，在变电所内采用电缆沟敷设，考虑防火要求，选用B级阻燃电缆（本工程为一级火灾自动报警保护对象）。2.电缆截面选择

高压出线电缆截面先按短路热稳定选择，然后校验其允许温升条件。由于该电缆长度较短，电压损失微小，不需校验，见表6-2。

表6-2高压出线电缆截面选择

序号1选择校验项目短路热稳定具体内容三相短路电流短路持续时间热稳定系数结论Ik3〞=11.2kAtk=tp+tb=0.6sK=137A﹒满足条件2s/mmSminIc?I2rT?1804.2A母线计算电流允许变压器1.2倍过载时Imax?1.2I2rT?2165.04A1允许温升初选母线截面项母线S满足条件?2?(100mm?8mm),NIC?Ial合格母线截面为100mm?8mm或载流量相当的其他规格母线按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量Ial?2694A（已知环境温度35℃。查光盘附录表2-23得母线载流量)\Ik3?25.84kA(依据表5-2)三相短路电流热效应2短路热稳定tk?tp?tb?0.6s\2Qt?IK3(tk?0.05)满足条件It2t?Qt合格?434.01kA2?s额定短时(1s)耐受电流MNS(BWL3)-04型低压开关柜：It?100kA,t?1s（查附录三）三相短路电流峰值3短路动稳定额定峰值耐受电流ip3?59.92kAMNS(BWL3)-04型低压开关柜：满足条件imax?ip3合格imax?200kA（查附录三）6.3低压配电干线电缆选择

1、类型选择及敷设

由于干线负荷容量较大且为树干式照明配电线路，故采用CCX6型普通插接式密集绝缘母线槽，交流380V三相五线等截面，IP4X铝合金外壳。母线槽从变电所采用吊装引致电气竖井后，采用垂直支架安装固定（参见标准图集D7011《电气竖井设备安装》）。

2、母线槽选择

母线槽先选择额定电流，然后校验其短路热稳定、动稳定。由于本工程所用母线槽较长，还应校验其电压损失。主要进行了四组配电干线的母线槽选择，分别为2层商店照明（W9）、4~7层照明（W13）、五层排烟风机（W25）、喷淋泵（W88）。母线槽选择的状况见表6-5~表6-8。

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表6-5W9电力配电出线电缆截面选择

序号选择校验项目具体内容结论线路计算电流相线S初选电缆截面1允许温升IC?108.1A?70mm2、N线为满足条件35mm2、PE线为35mm2IC?Ial合格Ial?171A?0.9?153.9A按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量(多回路多芯电缆穿管埋地敷设，环境温度25℃。先查附录2-21，再由附录2-33校正)所带负荷均匀分布，将其等效成集中负荷为计算负荷P?64.0kW,Q?31.0kvarr?0.310Ω/km,x?0.078Ω/k2电压损失线路参数（见附录表2-10）电压损失计算用的线路等效长度为0.03km满足条件合格?U%??Ual%电压损失计算值?U%??0.461(Pr?Qx)l210Un允许电压损失?Ual%?5\Ik3?14.32kA三相短路电流短路持续时间热稳定系数3短路热稳定热稳定最小允许截面t?0.25sK?143A?s/mm2Smin?\IK3t满足条件Smin?S合格K?50.1mm2电缆实际截面

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S?70mm2表6-6W13母线槽选择

序号选择校验项目具体内容结论线路计算电流IC?1001.4A满足条件1额定电流母线槽额定电流选择IrIC?Ir?1250A合格三相短路电流热效应2短路热稳定\Ik3?14.96kA，t?0.2s\2Qt?IK3t满足条件?67.14kA2?sCCX6-1250/5型母线槽设计值：额定短时(1s)耐受电流It2t?Qt合格It?50kA，t?1s三相短路电流峰值3短路动稳定额定峰值耐受电流ip3?35.27kACCX6-1250/5型母线槽设计值：满足条件Smin?S合格imax?105kA，所带负荷均匀分布，将其等效成集中负荷为计算负荷P?560.0kW,Q?347.1kvarr?0.027Ω/km,x?0.014Ω/km4电压损失线路参数等效集中负荷布置于负荷分布线段的中点，电压损失计算用的线路等效长度为满足条件?U%??Ual%合格l?0.05s电压损失计算值?U%??0.691(Pr?Qx)l210Un允许电压损失

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?Ual%?1表6-7W25电力配电出线电缆截面选择

序号选择校验项目具体内容结论线路计算电流相线S初选电缆截面1允许温升IC?14.3A?6mm2、N线为满足条件6mm2、PE线为6mm2IC?Ial合格Ial?44A?0.9?39.6A(按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量多回路多芯电缆穿管埋地敷设，环境温度25℃。先查附录2-21，再由附录2-33校正)所带负荷均匀分布，将其计算负荷等效成集中负荷为P?7.5kW,Q?5.6kvarr?3.554Ω/km,x?0.092Ω/k线路参数2电压损失（见附录表2-10）电压损失计算用的线路等效长度为0.045km满足条件合格?U%??Ual%电压损失计算值1?U%?(Pr?Qx)l210Un?0.85允许电压损失?Ual%?5满足条件3短路热稳定三相短路电流\Ik3?1.42kASmin?S合格

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表6-8W88电力配电出线电缆截面选择

序号选择校验项目具体内容结论线路计算电流相线S初选电缆截面1允许温升IC?209.0A?150mm2、N线为满足条件70mm2、PE线为70mm2IC?Ial合格Ial?260A?0.9?234A(按敷设方式与环境条件确定确定的母线载流量多回路多芯电缆穿管埋地敷设，环境温度25℃。先查附录2-21，再由附录2-33校正)所带负荷均匀分布，将其等