某小區(qū)變電所設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、某小區(qū)變電所設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)作者:日期：鑫4膏碗曙/才祥方龜CmifGFV bMIiI IR KOMWIUH M5 OUKOIKG IHI 府SRY F HJSTE N0 RUSH課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：某小區(qū)變電所設(shè)計(jì)學(xué)校： 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院學(xué)生姓名：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師:設(shè)計(jì)時(shí)間：201 6年 6 月重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院摘要本設(shè)計(jì)為8棟級(jí)的小區(qū)設(shè)計(jì)小區(qū)變電所，根據(jù)本小區(qū)的電源需求及本小區(qū)用 電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到小區(qū)負(fù)荷的擴(kuò)展可能性，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式、主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，變電 所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線、 確定二次回路方

2、案，選擇整定繼電保護(hù)裝 置。關(guān)鍵詞：小區(qū)變電所；變壓器的選擇；線路的選擇；保護(hù)繼電器目錄一、任務(wù)設(shè)計(jì) 目 的與要求 (4 )二、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) (4)三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 (6 )三、一 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償(6)三、二 確定變壓器容量、臺(tái)數(shù)、形式 (6)三、三 確定變電所高、低壓系統(tǒng)的接線方案(7 )三、四 確定自備電源及其設(shè)備選擇 (8)三、五 短路電流計(jì)算 (8)三、六 開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、電纜等設(shè)備的選擇 (11 )一七確定二次回路方案及繼電保護(hù)的選擇與整定3)三、八繪制變電所高低壓系統(tǒng)圖(1 4)三、九 繪制變電所設(shè)備布置圖 (16)總結(jié)(17)課程設(shè)計(jì)題目重慶市中區(qū)杲小區(qū)變電所設(shè)計(jì)學(xué)院重慶郵電大學(xué)移通學(xué)

3、院專(zhuān)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化年級(jí)20 1 3已知參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：小區(qū)平面簡(jiǎn)圖見(jiàn)附錄圖1 ,已知小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)協(xié)議，本小區(qū)可由東邊 20公里處的地區(qū)變電所1 10/3 8. 5 /11kv、50MVA雙繞組變壓器供電。3 5KV供電時(shí)母線的出線端斷路器斷流容量為90 0 MVA ; 10KV供電時(shí)母線的出線端斷路器斷流容量為350MVA小區(qū)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不能低于0. 92;地區(qū)變電站35KV饋電線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置定時(shí)時(shí)間為1. 5 S,小區(qū)變電所保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不得大于1. 5 S。本地區(qū)年最高氣溫為 4 0 C ,年均氣溫為20C,年最低氣溫為5C ,點(diǎn)最熱月平均氣溫為 32C, 年

4、最熱月地下0. 8m平均溫度為25C,主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，年暴雨日數(shù)為 30天。本地區(qū)海拔為 350 m ,地層以多土石壤為主，地下水位3nl學(xué)生應(yīng)完成的工作：1、計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功補(bǔ)償；2、確定變壓器容量、臺(tái)數(shù)、形式；3 、確定變電所高、低壓系統(tǒng)主要接線方案4、確定自備電源及其設(shè)備選擇 ；5、短路電流計(jì)算；當(dāng)前資料收集情況（含指定參考資料）：1、供電工程 第2版 主編：翁雙安；2、民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ/T75-1994 ;3、劉介才主編.工廠供電簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 ;4、劉介才主編.供電工程師技術(shù)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 ;課程設(shè)計(jì)的工作計(jì)劃：1、課程

5、設(shè)計(jì)資料收集、方案選擇一 4h2、變電所設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算 4h3、設(shè)的i擇 -4 h4、供配電綜合自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)- - 2h5、確定二次回路及繼電保護(hù)的選擇與整定-2h6、繪制變電所高、低壓系統(tǒng)主接線圖2 h7、繪制變電所設(shè)備布置圖- -2h8、編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告及設(shè)計(jì)答辯 4h任務(wù)下達(dá)日期 日0113完成日期2016年 6月指導(dǎo)教師（簽名）設(shè)計(jì)的目的與要求:通過(guò)建筑電氣與供配電綜合設(shè)計(jì)，使我們初步熟悉建筑變電所設(shè)計(jì)方案的確 定，掌握設(shè)計(jì)相關(guān)計(jì)算以及設(shè)備選擇的方法 ，提高我們查閱和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、手 冊(cè)。產(chǎn)品樣本的能力。初步具備變電所設(shè)計(jì)和設(shè)備選擇的能力， 提高施工圖的繪 圖能力及編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)能力。通過(guò)本次

6、綜合設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固對(duì)應(yīng)理論課程知 識(shí)點(diǎn)。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：根據(jù)本小區(qū)所能取得的電源及本小區(qū)用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到小區(qū)負(fù)荷的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置 與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè) 備與進(jìn)出線，建筑的內(nèi)外照明設(shè)計(jì)、確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置， 確定防雷和接地裝置，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。原始資料：1 .某小區(qū)具有居民樓8棟，平面簡(jiǎn)圖如下:圖1總平面圖(1:20 0 )2 .小區(qū)負(fù)荷情況：該小區(qū)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下：名稱(chēng)樓層每層戶(hù)數(shù)每戶(hù)容量(kw)需要系數(shù)Kdco S (j)132830.

7、 330.823 2830.330.8332830. 3 30. 8426550.330. 852 6530.330.7632630.330.772 6640.330. 8826640. 3 30.73 .供電電源情況:按照小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)協(xié)議，本小區(qū)可由東邊2 0公里處的地區(qū)變電所110/3 8.5/11KV 5 0MVA雙繞組變壓器供電。3 5KV供電時(shí)母線的出線端斷路器容量為 900MV A ; 1 0 KV供電時(shí)母線的 出線端斷路器斷流容量為35 0 M VA4 .供電局提出的技術(shù)要求：(1)小區(qū)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不能低于0 .92。(2)地區(qū)變電站3 5 KV饋電線路定時(shí)限過(guò)電流

8、保護(hù)裝置整定時(shí)間為2s,小區(qū)變電所保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不得大于1 . 5 So5 .氣象資料：本地區(qū)年最高氣溫為4 0 C ,年平均氣溫為20 C,年最低氣溫為5C ,年最熱 月平均氣溫為3 2c，年最熱月地下0.8m平均溫度為25C，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)， 年暴雨日數(shù)為30天。6 .地質(zhì)水文資料：本地區(qū)海拔35 0 m,地層以多石土壤為主，地下水位為3m計(jì)算書(shū)cost anP cQcScIc1棟0.80.752 15.42174 .93277. 5 04 2 6. 922棟0. 80.7 52 1 5.421 74. 932 7 7.542 6.923棟0.80.752 15.42174.932 7

9、7.5426.9 24棟0 .80. 75109.4117.56106.5 91645棟0.71 .0 210 9 .4159.89193. 7 32 9 8.056棟0.71.0216 1 .568188 . 022 4 7.903 8 1 .387棟0 . 80. 7 51 7 5.0 322 10. 6 7273. 89421.378棟0. 71.02175. 03 2214.892 77.15426.3 8（一）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償1Pc總K P ?Pc1Pc1480.70( Kw)Q總K Q ?QC0.95 Q1544. 24( Kvar)_2_2Sc總怛總QU2068.81( KV

10、? A)2 cos 包 0.71Sctan 0.95)767. 56( Kvar)27273無(wú)功補(bǔ)償容量QrcPc 總(tantanQrc士 767. 56 / 30qrc由可靠性選擇得：n查表附錄R,選擇產(chǎn)品型號(hào)為:BSMT .4 3 03型自愈式并聯(lián)電容器，每組容量為qrc =3 0 Kvar4補(bǔ)償后視在計(jì)算負(fù)荷：Sc' cos滿足要求(二)確定變壓器容量Pc2 (Qc Qrc)21640. 17(KV? A)PcSC1480. 700. 9251640. 17，臺(tái)數(shù)，形式該變電所為小區(qū)供電，本地區(qū)年最高氣溫為4 0C,年均氣溫為20C,年最 低氣溫為5C,點(diǎn)最熱月平均氣溫為32C

11、,年最熱月地下0. 8m平均溫度為25C, 主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，年暴雨日數(shù)為30天。本地區(qū)海拔為3 50m地層以多土石壤 為主,地下水位3m所以初選兩臺(tái)等容量的干式變壓器互為備用。每臺(tái)變壓器容量 : Sr ?T (0.6 0.7)2068.811241. 3 1448. 16(KV ? A)所以每臺(tái)容量為1 250 (KV. A)即SCBD型1 0 /0 . 4KV三相干式雙繞組電力 變壓器，由于小區(qū)內(nèi)幾乎沒(méi)有二級(jí)負(fù)荷(消防水泵、應(yīng)急燈 ),所以每臺(tái)1 0 00 (KV A)足以供緊急情況，變壓器采用無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓方式，分接頭+5%聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)Dyn 11。考慮環(huán)境因素，帶風(fēng)機(jī)冷卻并配置溫控儀自動(dòng)控制

12、，帶I P 2 X防護(hù)外 殼。(三)確定變電所高低壓系統(tǒng)接線方案工作電源工作電源出線1 2 3 4567出線g因?yàn)檫x擇兩臺(tái)變壓器，考慮到供電可靠性，所以主接線方案為：兩路電源進(jìn)線的單母線接線（四）確定自備電源及設(shè)備選擇兩臺(tái)變壓器互為備用（五）短路電流計(jì)算 高壓電網(wǎng)電力系統(tǒng)地區(qū)變電所（小區(qū)變電所）確定基準(zhǔn)值打一 上：DOmvA.二 "=0.4K Vi=W(3Lldl)=5.5KA計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值:(1)電力系統(tǒng)(2)架空線路X20.1(/ km) 20km100MV A d 1.81 (10.5kV)2(3)電力變壓器X3X4Uk%0 Sd?100Skt3.63.6

13、1,028i.8i4363 .求k-1點(diǎn)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流的短路容量總電抗標(biāo)幺值0,28+1.81=2.0三相對(duì)稱(chēng)短路電流初始值" = Li： Xt,-9-1）- 5.50kA/2.09±2.63kA其他三相短路電流在3, = Idy/ X（i*-1）= 2+63kAIP3 1.51 2.16 3.94kAip3 2.55 2.16 6.66kA三相短路電容&/ = SVr 卬.n = 1OQAH"/2.11= 46,9MV A4 .求k-2點(diǎn)的短路總阻抗、總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量。兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行情況下：總電抗標(biāo)幺值：X*

14、 (K 2) X1* X2* X3*0.3 1.81 3 5.11三相短路電流周期分量有效值：Ik3'' Id2/X* (k 2) 144.34/5.11 28.25其他三相短路電流：10/0.4k v變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)，一般R -X3，可取心 1.6 iP3 2.26Ik3, Ip3 1.31Ik3 則: Ik3 Ib3 Ik3'' 28.25kA iP3 2.26 28.25 63.845kA Ip3 1.31 28.25 37.01kA三相短路容量：Sk2'' Sd/X* (k 2) 100Mv|a/5.11 19.57Mv

15、|a兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行情況下：總電抗標(biāo)幺值:X *(k 2) X1* X2* X3* 0.3 1.81 6 8.11三相短路電流周期分量有效值Ik3'' Id2/X *(k 2)144.3KA/8.11 17.80KA其他三相短路電流： Ik3 Ib3 Ik2, 17.8CKA ip3 2.26 17.80KA 40.23KA Ip3 1.71 17.80KA 23.32KA三相短路容量：&3" Sd/X* (K 2)100MV |a/5.85 12.33Mv|a高壓短路電流計(jì)算表序號(hào)電路元件短路計(jì)算點(diǎn)-技木參數(shù)標(biāo)抗 標(biāo)值 /K*三相短路電流三相短路 容量nr

16、% /KMA3I短3電力 系統(tǒng)nM三3 0 0 MV10.32電力線路X =0. 1 052/K Ml=2 0 KM1.8131+2K一1U n =1 0KV也=5 5KA2.112. 612. 612.616.663.944 7. 3 94變壓 器57T = 10I&0IATA吟=4.5653+4k-2并聯(lián)2=Q3SKV如=14434KA5 .118.1128.2528. 2528 .2563.8537 .0119.5 7分列17 .8017 .8017 .8 040.2323 .321 2.33（六）開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線和電纜的選擇按電壓損失條件選擇導(dǎo)線橫面積選擇電力線纜：初取x 0.10

17、/KMUy%rpl xQl10Un228642. 8r26900. 6x2 5iqi0KV)22.86r 5 26.9 0.1r 0. 808 / KMr 0. 8 / KM選取YJV228.7 / 10350型電纜 電纜 直埋/穿管理地0. 8 m ,環(huán)境溫度2 5 C按發(fā)熱條件校驗(yàn)，線路計(jì)算電流為：V5fclC-=113.43,4查附錄表40得電纜載流量為147A。設(shè)同一路徑有2根電纜有間距并列敷設(shè)，根據(jù)附錄表4 8校正。電纜實(shí)際載流量lai 142 0.9 132.3A %所選電纜截面積滿足發(fā)熱條件。選擇高壓斷品&器并校驗(yàn)：本工程選用戶(hù)內(nèi)中置式高壓開(kāi)關(guān)柜：變壓器為SCB0 100

18、01000KV ?A , 額止電流I c.57.74A查附錄表18,選用CVI 12KV3 10KV630A/25KA型戶(hù)內(nèi)高壓真空斷路器，配用彈簧操作機(jī)構(gòu)，二次設(shè)備電壓為DC 110V為高壓斷路器選擇校正。（七）繼電保護(hù)的整定與計(jì)算圖3繼電保護(hù)原理圖1 .過(guò)電流保護(hù)1000kV A 115.61A3 10kV(1)整定動(dòng)作電流整定定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流SI . 2I 2 r 2L.max c 乙乙、3Uin取 Krel 1.2, Kre 0.85 Ki 100/5 20 IDre故過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流為1 opKrel KwKreKi1 L.max1.2 10.85 20115.61A

19、8.16A查附錄表60,選用J L-83靜態(tài)電流繼電器，動(dòng)作電流整定為8.1 6A。(2)整定保護(hù)動(dòng)作時(shí)間對(duì)10/0.4 kV配電變壓器，具過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間整定為0.5s o(3)校驗(yàn)靈敏性保護(hù)裝置k- 1點(diǎn)末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流： _ " _ _ 12k2.min 0.86612k3.min 0.866 2610 A 2260.26 A定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的靈敏度為KsK w I 1k2.minKilop1 2260.26A c c c13.8 220 8.16A滿足保護(hù)靈敏性要求。繼電保護(hù)：限流熔斷器可在10ms內(nèi)切除故障，斷路器全開(kāi)斷時(shí)間有三部分：繼電 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間、斷路器固有時(shí)間、燃弧時(shí)間，一般需要三周波（60ms）。整定時(shí)間=限流熔斷器動(dòng)作時(shí)間+斷路器全開(kāi)斷時(shí)間+