10kV开闭所电气部分初步设计

10kV开闭所电气部分初步设计供配电工程课程设计成果评定表姓名学号

专业班级

课程设计题目：10kV开闭所电气部分初步设计

课程设计答辩记录：

成果评定及依据：

1.课程设计考勤状况（20%）：

2.课程设计答辩状况（30%）：

3.完成设计任务报告规范性（50%）：

最终评定成果：

供配电工程课程设计任务书（6）

班级：2024级电气工程及其自动化①班

同学：46~53号（8人）

学时：2周

时间：第14～15周

指导老师：陈学珍、杨毅

一、设计题目

10kV开闭所电气部分初步设计

二、设计目的及要求

通过本课程设计：熟识供配电系统初步设计必需遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范等，熬炼工程设计、技术经济分析比较、工程计算、工具书使用等力量，并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。

要求依据用户所能取得的电源及负荷的实际状况，根据平安牢靠、技术先进、经济合理的要求，选择开闭所主接线方案、高压配电线路接线方式、高压设备和进出线。最终按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

三、设计依据

本设计是为某住宅区设计建设一座10kV开闭所。

1、供电电源状况

当地供电部门供应两个供电电源,两回10kV进线：

①由110/10kV甲站采纳电缆引入，距离住宅区6km。10kV母线短路数据：()MVA

Sk2503max.=、()MVA

Sk1703min.=②由35/10kV乙站采纳电缆引入，距离住宅区4km，10kV母线短路数据：()MVASmax.k2024=、

()MVA

Smin.k1103=。当地供电部门要求开闭所的过电流爱护整定时间不大于1.0s；在用户10kV电源侧进行电能计量。

2、负荷状况

该住宅区属于二级负荷。

该住宅区10kV开闭所设计出线6回。其中2回送电给200kVA变电所，2回送电给315kVA变电所，2回送电给250kVA变电所。变电所采纳箱式变电所（站）。

3、自然条件

该地区海拨22.2m，地层以砂质粘土为主。年最高气温39℃，年平均气温23℃，年最低气温-5℃,年最热月平均最高气温33℃，年最热月平均气温26℃，年最热月地下0.8m处平均温度25℃．主导风向为南风，年雷暴日数52。

四、设计任务

1、选择箱变型号及规格。

2、设计和论证10kV开闭所主接线。

3、计算短路电流。

4、选择并校验电气设备。

5、作电气平面总布置图。

6、开闭所继电爱护设计*。

7、开闭所防雷爱护规划设计*。

目录

前言(4)

一、小区箱式变电站的选择(5)

二、设计和论证10kV开闭所主接线(7)

三、负荷计算及短路电流计算(10)

四、电气设备选择和校验(15)

五、开闭所防雷爱护规划设计(20)

总结(22)

（1）小区箱式变电站的选择

它具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行平安牢靠、维护便利、以及可移动等特点，和常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规变电站的1/10～1/5，大大削减了设计工作量及施工量，削减了建设费用。

（2）设计和论证10kV开闭所主接线

配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以肯定次序相连接的接受和安排电能的电路。

（3）负荷计算及短路电流计算

在电力系统的设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，而且还必需考虑到发生故障时所造成的不正常工作状态。实际运行表明，破坏供电系统正常运行的故障，多数为各种短路故障。

为了限制发生短路时所造成的危害和故障范围的扩大，需要在供电系统中加装爱护，以便在故障发生时，自动而快速地切断故障部分，以保障系统平安正常运行。这就需要我们精确     的计算短路电流的大小。

（4）选择并校验电气设备

电气设备气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置所处的位置，环境温度，海拔高度以及有无防尘防火防剥等的要求。电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率的要求。

电气设备按在短路故障条件下工作进行选择，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器及装有熔断器的电压互感器，不必进行动稳定度和热稳定度的校验；对电力电缆，由于机械强度足够，所以也不必要进行短路动稳定度和热稳定度校验。

(5)开闭所防雷爱护规划设计

电力系统的电气设备遭受到雷击放电会引起过电压，雷电过电压产生的雷电冲击波，具有很大的破坏性。直击雷高电压引起的强大电流会产生极大的热效应和力效应，相伴还有电磁脉冲和闪络放电。所以，必需要实行有效措施加以防护。下面就结合设计任务书，依据以上五个部分依次进行计算和设计。

一、小区箱式变电站的选择

箱式变电站有称预装式变电站是集高压受电部分、配电变压器、低压配电部分于一体的组合装置，该技术是从欧洲引进的，俗称欧式箱变也是日常生活中常用的箱变之一。以ZBW(XBW)系列箱式变电站为例：它具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行平安牢靠、维护便利、以及可移动等特点，和常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规变电站的1/10～1/5，大大削减了设计工作量及施工量，削减了建设费用

1、型号及其含义:见下图

2、ZBW(XBW)系列箱式变电站的主要技术参数简介，见下表

3、箱式变电站平面布置形式及形状尺寸

ZBW系列箱式变电站，依据排列方式分：

1.“目”字型排列

2.“品”字型排列

该住宅区10kV开闭所设计出线6回。其中2回送电给200kVA变电所，2回送电给315kVA变电所，2回送电给250kVA变电所。变电所采纳箱式变电所（站）。故选择6个ZBW系列的箱式变电站,其高压侧额定电压均为10kv,变压器的容量分别为2个200kVA,2个315kVA,2个250kVA。由于是为生活小区供电，而且容量均在50-400kvA内，故选择三相品字型排列。

二、设计和论证10kV开闭所主接线

配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以肯定次序相连接的接受和安排电能的电路。由于本设计工作电源由四周地区110／10kV甲变电站和35/10kV乙变电站取得，该厂又属于二级负荷，故需有两路进线，高压配电所采纳采纳单母线接线。各住宅小区变电所均需选用两台变压器，故可采纳单母线分段接线方式。

2.1高压配电所的主接线方案论证

（1）方案一：两路电源的单母线接线

两路电源进线的单母线接线的典型方案如图2-1，两个进线断路器必需实行操作联锁，只有在工作电源进线断路器断开后，备用电源进线断路器才能接通，以保证两路电源不并列运行。

图2-1单母线接线

单母线接线优点是简洁、清楚、设备少、运行操作便利且有利于扩建，但牢靠性和敏捷性不高。若母线故障或检修，会造成全部出线停电

2）方案二：单母线分段接线

当出线回路数增多且有两路电源进线时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线，如图2-2所示，QF3为分段断路器。母线分段后，可提高供电的牢靠性和敏捷性。在正常工作时，分段断路器可接通也可断开运行。两路电源进线一用一备时，分段断路器接通运行，此时，任一段母线消失故障，分段断路器和故障段断路器都会在断电爱护装置下自动断开，将故障段线母线切除后，非故障段母线便可连续工作。而当两