10kV降压变电站电气方案设计书

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1、封面作者：PanHongliang仅供个人学习目录A*-亠、亠 、亠_第一节前言2第二节设计任务书3第三节设计说明书.7一、负荷计算7二、无功功率补偿计算10三、变电所位置和形式选择11四、变电所主变压器台数和容量12五、变电所主接线选择12六、短路电流的计算13七、变电所一次设备的选择与校验15八、变电所高、低压线路设计19九、变电所二次回路设计及继电保护的整定21十、防雷和接地装置设计24第四节 电气设计图.26一、变电所平面布置图26二、厂区供电线路规划图 27三、变电所高压配电主接线图、 28四、变电所低压配电主接线图、 29五、变电所变压器保护二次回路图 30 第五节 心得和体会 .

2、31 第六节 附录参考文献 .32第一节 前言课程设计是教案过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计 算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计根据设计任务书可分为三大部分，第一部分为设计计算书，包括负荷计算、无功功率及补偿计算、短路电流的计算、设备选择及校验计算、配电变压器保护定值 计算；第二部分为设计说明书，包括变电所位置和形式选择、变电所主接线设计、变 电所主变压器台数和容量、变电所一次设备的选择与校验

3、、变电所高、低压线路设计、 变电所二次回路设计及继电保护的整定、防雷和接地装置设计；第三部分为电气设计 图，包括变电所平面布置图、厂区供电线路规划图、变电所高压配电主接线图 变电所低压配电主接线图、变电所变压器保护二次回路图。本设计基于本人掌握的供电知识基础，尚有正确和不完善的地方，敬请老师、同学指正！2009年 10 月第二节 设计任务一、原始资料1简况某地区新建工厂，设备情况如附表所示。经供电部门批准，距离该厂 15kM 的一 10kV变电所专用线供电，该变电所的出口短路容量为200MVA。，地区气温为38C, 平均气温为25C，该厂区土壤电阻率为200Q/m2。2图 911二、设计内容及

4、要求1计算全厂的计算负荷，确定无功补偿容量及设备；2确定该厂配电主接线，确定变电所母线至本厂线路导线路径、线型；4. 选择配电的主要设备(10kV线路的导线，变压器，高、低压开关，10kV和0.4kV 母线，CT，PT,低压出线等)5. 规划所选设备的保护配置，确定配电变压器的保护方式及动作值；6. 配电装置的地网设计；三、设计成果1. 编写设计计算书，包括：(1) 计算全厂的计算负荷；(；(3)短路电流计算；( 4)设备选择及校验计算；(5)配电变压器保护定值计算。2. 编写设计说明书，包括：(1)该厂电源选择及主接线方案论证：设计该厂主电路接线，论证所设计方案是 最佳方案；(2)防雷和接地

5、装置的确定(5)配电装置的地网设计方案。3应完成的图纸：1）供电系统主接线；2）总降压变电所电气平面布置图3）配电地网配置图；4）配电室平面配置图（含基础断面图）5）配电房至各车间线路图。第三节 设计说明书一、负荷计算厂区各用电车间的计算负荷，按照如下经验公式计算。1、三相类负荷计算公式：为计算有功，为需要系数，为三相设备额定有功容量 为计算无功， 为功率因数角2、单相类负荷等效三相负荷计算公式： 为等效三相计算有功，为需要系数，为单相设备有功容量 为计算无功， 为功率因数角3、用电车间计算负荷计算公式：i为车间序号，j为车间内负荷类别数，为车间计算有功负荷 i 为车间序号， j 为车间内负荷

6、类别数，为车间计算无功负荷 为车间计算视在功率为车间计算负荷电流，为额定线电压4、计算各车间负荷（1）热处理车间电炉：=0.8X600=480；=640通风机：=0.8X 60=48 ；= =47.05照明：=1.732X0.9X6=9.35；=16.43=480489.35=537.35=64024019.31=899.31=1047.62=1591.7A二、无功功率补偿计算1、变压器低压侧的视在计算负荷 由计算负荷表可知：=6638；=6480.81；=9277.06；=14095.44 A2、低压侧功率因数=0.723、无功补偿容量为使高压侧的功率因数 0.90，则低压侧补偿后的功率因数

7、应高于 0.90，取： 。要使低压侧的功率因数由 0.72 提高到 0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：=6638X0.6352=4216.25取:=480X9个=4320，则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：=2160.816980.84计算电流为： 10606.6 A4、变压器的功率损耗有功损耗： 104.71无功损耗： 418.855、变电所高压侧的计算负荷6638104.71=6742.712160.81418.85=2579.667219.33416.82 A补偿后的功率因数为： 0.930.9，满足要求。6、年耗电量的估算 年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得

8、到： 年有功电能消耗量：年无功电能耗电量：结合本厂的情况，年负荷利用小时数为4800h,取年平均有功负荷系数，年平均无 功负荷系数。由此可得本厂：年有功耗电量：年无功耗电量：三、变电所位置和形式选择 由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经 10kV 公共市电架空进线（中间有电缆接入变电所），另一路引自邻厂高压联络线。变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定， 根据变电所位置和形式 的选择规定及GB50053 1994的规定，结合本厂的实际情况，这里变电所采用单独 设立方式，其设立位置参见厂区供电线缆规划图，内部布置形式参见变电所平面 布置图。四、变电所主变

9、压器台数和容量1、变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜 装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较 大。结合本厂的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。2、变电所主变压器容量选择。每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：（1）任一台变压器单独运行时，宜满足：（2）任一台变压器单独运行时，应满足：，即满足全部一、二级负荷需求。代入数据可得：=（0.60.7）X7219.33二（4331.65053.5）。另外，考虑到本厂的气象资料（年平均气温为），所选变压器的实际容量：也满足使用要求，同时又考虑到未来510年的

10、负荷发展，初步取=5000 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。型号：SC10-5000/10，其主要技术指标如下表所示：变压器型号额定容量/额定电压/kV联结 组型 号损耗/kW空载电流短路阻抗高压低压空载负 载SC10-5000/10100010.50.4Dyn112.457.451.36备注参考尺寸（mm）：长：1760 宽：1025 高：1655 重量（kg）： 3410五、变电所主接线选择4- 一才1 、方案一高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以 从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自

11、动 切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线 或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现 交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。2、方案二单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断 对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。3、方案三高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行 检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其

12、他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经济性能较 差；采用方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案一。根据所选的接线方式，画出主接线图，参见变电所高压电气主接线图。六、短路电流的计算本厂的供电系统简图如图（一）所示。采用两路电源供线，一路为距本厂 6km 的馈电变电站经LGJ-185 （额定载流515A416.82 a）架空线（系统按电源计），该 干线首段所装高压断路器的断流容量为；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电 所高压 10kV 母线上 k-1 点短路和低压 380V 母线上 k-2 点短路的三相短路电流和短路 容量，如图 1 所示短路点。图 1 计算

13、短路点 下面采用标么制法进行短路电流计算：1、确定基准值取，所以：；2、计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆电抗）（1）电力系统的电抗标么值：（2）架空线路的电抗标么值：查手册得，因此：（3）电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得，因此：可绘得短路等效电路图如图 2 所示。图23、计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标么值：（2）三相短路电流周期分量有效值：（3）其他三相短路电流：（4）三相短路容量：4、计算 k-2 点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标么值：（2）三相短路电流周期分量有效值：（3

14、）其他三相短路电流：（4）三相短路容量：七、变电所一次设备的选择与校验1、变电所高压一次设备的选择 根据机械厂所在地区的外界环境，高压侧采用天津市长城电器有限公司生产的JYN2-10 （ Z ）型户内移开式交流金属封闭开关设备。此高压开关柜的型号： JYN2-10/4ZTTA （说明：4： 一次方案号；Z真空断路器；T：弹簧操动；TA :干热 带）。其内部高压一次设备根据本厂需求选取，具体设备见变电所高压电气主接线图。 初选设备：高压断路器： ZN24-10/1250/20 高压熔断器： RN2-10/0.5 -50电流互感器： LZZQB6-10-0.5-200/5 电压互感器： JDZJ-10 接地开关： JN-3-10/25母线型号： TMY-3（504