供配電工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告10kv變電所設(shè)計(jì)

1、能源與動(dòng)力工程學(xué)院本 科 生 課 程 設(shè) 計(jì)題 目：東方廣場1號(hào)樓10kv變電所電氣設(shè)計(jì)課 程： 供配電工程 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣1002 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2013年6月23日 揚(yáng)州大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院供配電工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1題 目東方廣場1號(hào)樓10kv變電所電氣設(shè)計(jì)2原始資料2.1 課題原始資料各課題的工程概況及負(fù)荷詳見工程圖紙資料（另附）。2.2 供電條件（1）供電部門110/10kv變電所位于工程附近1.5km處，10kv母線短路電流為20ka，根據(jù)需要可提供給用戶1路或2路10kv專線供電。（2）采用高供高計(jì)，要求月平均功率因數(shù)不

2、少于0.95。不同電價(jià)負(fù)荷，計(jì)量分開。如學(xué)校用電統(tǒng)一執(zhí)行居民電價(jià)，公共建筑執(zhí)行商業(yè)照明電價(jià)、非工業(yè)動(dòng)力電價(jià)，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用電統(tǒng)一執(zhí)行大工業(yè)電價(jià)、職工生活用電執(zhí)行居民電價(jià)。（3）供電部門要求用戶變電所高壓計(jì)量柜在進(jìn)線主開關(guān)柜之前，且第一柜為隔離柜。2.3 其他資料當(dāng)?shù)刈顭嵩碌娜兆罡邭鉁仄骄禐?8，年最熱月地下0.8m處最高溫度平均值為25。當(dāng)?shù)啬昀妆┤諗?shù)為35天。當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)平坦，海拔高度為100m，土壤為普通粘土。3具體任務(wù)及技術(shù)要求本次課程設(shè)計(jì)共1.5周時(shí)間，具體任務(wù)與日程安排如下：第1周周一：熟悉資料及設(shè)計(jì)任務(wù)，負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償、變壓器選擇。 周二：供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)繪制變電所高

3、壓側(cè)主接線圖。 周三：設(shè)計(jì)繪制變電所低壓側(cè)主接線圖。周四：設(shè)計(jì)繪制變電所低壓側(cè)主接線圖。周五：設(shè)計(jì)繪制變電所電氣平面布置圖。第2周周一：短路電流計(jì)算，高低壓電器及電線電纜選擇計(jì)算。 周二：編制設(shè)計(jì)報(bào)告正文（設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書）電子版。 周三：整理打印設(shè)計(jì)報(bào)告，交設(shè)計(jì)成果。要求根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及工程實(shí)際情況，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，獨(dú)立完成10kv變電所的電氣設(shè)計(jì)（變電所出線部分設(shè)計(jì)分工合作完成）。設(shè)計(jì)深度應(yīng)達(dá)到初步設(shè)計(jì)要求，制圖應(yīng)符合國家規(guī)范要求。4實(shí)物內(nèi)容及要求課程設(shè)計(jì)報(bào)告文本內(nèi)容包括：1.封面；2.任務(wù)書；3.目錄；4.正文；5.致謝；6.參考文獻(xiàn)；7.附錄（課程設(shè)計(jì)有關(guān)圖紙）

4、。4.1 設(shè)計(jì)報(bào)告正文內(nèi)容（1）工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù)（2）負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)（3）供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)（4）變電所設(shè)計(jì)（5）短路計(jì)算與高低壓電器選擇（6）電線電纜選擇（7）低壓配電線路保護(hù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告正文編寫的一般要求是：必須闡明設(shè)計(jì)主題，突出闡述設(shè)計(jì)方案、文字精煉、計(jì)算簡明，條理清晰、層次分明。（變電所出線部分內(nèi)容各有側(cè)重）設(shè)計(jì)報(bào)告正文采用a4紙打印。4.2 設(shè)計(jì)圖紙（1）變電所高壓側(cè)電氣主接線圖（1張a3）（2）變電所低壓側(cè)電氣主接線圖（24張a3）（3）變電所電氣平面布置圖（1張a3）設(shè)計(jì)圖紙繪制的一般要求是：滿足設(shè)計(jì)要求，遵循制圖標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，比例適當(dāng)、布局合理，講究繪圖質(zhì)量

5、。（變電所出線部分內(nèi)容各有側(cè)重）設(shè)計(jì)圖紙采用a3圖紙cad出圖。與報(bào)告正文一起裝訂成冊(cè)。5參考文獻(xiàn)1 翁雙安主編供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20082 翁雙安主編供電工程m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20043 任元會(huì)主編工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)m3版北京：中國電力出版社，20056完成期限任務(wù)書寫于2013年6月8日，完成期限為2013年6月22日7、指導(dǎo)教師： 于照目 錄1 工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù)1 1.1 工程概況1 1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)12 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)2 2.1 負(fù)荷數(shù)據(jù)2 2.2 負(fù)荷計(jì)算2 2.2.1照明負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算2 2.2.2電力負(fù)荷與平時(shí)消防負(fù)荷低壓配電

6、干線負(fù)荷計(jì)算3 2.2.3火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算3 2.2.4變電所負(fù)荷計(jì)算43 供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)4 3.1 負(fù)荷分級(jí)及供電電源4 3.2 電壓選擇與電能質(zhì)量6 3.3 電力變壓器選擇6 3.4 變電所電氣主接線設(shè)計(jì)8 3.4.1 變電所高壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)8 3.4.2 變電所低壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)94.變電所布置設(shè)計(jì)9 4.1 總體布置9 4.2配電裝置通道與安全凈距105 短路電流計(jì)算與高低壓電器選擇10 5.1變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算10 5.2低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算11 5.2.1 變壓器低壓側(cè)短路電流計(jì)算11 5.2.2 低壓配電線路短路電流計(jì)算12 5.3高壓電器選

7、擇12 5.4 高壓互感器選擇13 5.5低壓斷路器的初步選擇14 5.5.1配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的初步選擇14 5.5.2變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的初步選擇156.電線電纜選擇16 6.1 高壓進(jìn)線電纜選擇16 6.2 變電所硬母線選擇17 6.3 低壓配電干線電纜選擇197低壓配電線路保護(hù)設(shè)計(jì)19 7.1 低壓配電線路的保護(hù)設(shè)置19 7.2 低壓斷路器過電流脫扣器的整定20 7.2.1 配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定20 7.2.2 變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的整定23致謝24參考文獻(xiàn)25附錄 設(shè)計(jì)圖紙261 工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù)1.1 工程概況本建筑一三層為超市商業(yè)，地下一層

8、為汽車庫和自行車庫，上部建筑1#樓、3#樓為住宅和2#樓為公寓。本工程總建筑面積81700m2, 建筑基底面積8354m2, 地上建筑面積 70740m2, 其中商店及超市建筑面積（1-3f）24997m2，1#樓建筑面積16022m2, 2#樓建筑面積：16271m2, 3#樓建筑面積：13000m2, 地下車庫面積 10960m2, 建筑層數(shù)、高度：地下1層，地上15,16,19,25，建筑高度51.3,54.2,62.9,82.8m本工程結(jié)構(gòu)型式為混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)型式為樁基。1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1) 甲方設(shè)計(jì)任務(wù)書及土建、給排水、暖通等專業(yè)所提資料。2) 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 jgj/t

9、16-92；3) 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50052-95；4) 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50054-95；5) 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 gb50057-94（2000年版）；6) 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2005年版）gb50045-95；7) 汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計(jì)防火規(guī)范 gb50067-97；8) 智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) gb/t50314-2000；9) 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)gb/50034-2004；10) 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 gb50343-2004；11) 江蘇省住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) dgj32/j26-2006 12) 其它有關(guān)國家及地方的現(xiàn)行規(guī)程,規(guī)范；2 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

10、2.1 負(fù)荷數(shù)據(jù)線路用電設(shè)備名稱負(fù)荷功率線路用電設(shè)備名稱負(fù)荷功率b1-wmp1地下室一區(qū)含上面主體3#樓消防動(dòng)力143.5b1-wmp27地下四區(qū)排污泵動(dòng)力25b1-wmp33#樓客用電梯40b1-wmp29地下四區(qū)照明15b1-wmp5地下一區(qū)排污泵動(dòng)力15b1-wmp31消防泵動(dòng)力90b1-wmp7地下一區(qū)照明15b1-wmp33噴淋泵動(dòng)力75b1-wmp9地下室二區(qū)含上面主體1#樓消防動(dòng)力149.5b1-wmp35生活泵動(dòng)力30b1-wmp111#樓客用電梯60b1-wmp37電信機(jī)房雙電源15b1-wmp13地下二區(qū)排污泵動(dòng)力15b1-wmp39電視機(jī)房雙電源15b1-wmp15地下二

11、區(qū)照明15b1-wmp41報(bào)警控制室15b1-wmp17地下室三區(qū)含上面主體2#樓消防動(dòng)力115.5b1-wmp43一三層商業(yè)部分消防動(dòng)力210b1-wmp192#樓客用電梯40b1-wmp452#樓(25層公寓)走道公共用電88b1-wmp21地下三區(qū)排污泵動(dòng)力25b1-wmp47四樓景觀平臺(tái)無機(jī)房電梯40b1-wmp23地下三區(qū)照明15b1-wmp49四樓景觀平臺(tái)照明柜80b1-wmp25地下室四區(qū)消防動(dòng)力115.5表格2.1負(fù)荷數(shù)據(jù) 2.2 負(fù)荷計(jì)算2.2.1照明負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷0.38kv配電干線負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算時(shí)不計(jì)備用回路負(fù)荷及備用設(shè)備功率。照明回路

12、名稱額定容量 /kw需要系數(shù)kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kw無功 功率 /kvar視在 功率 /kva計(jì)算電流 ab1-wmp71510.815.011.318.828.5 b1-wmp151510.915.0 7.3 16.7 25.3 b1-wmp231510.815.0 11.3 18.8 28.5 b1-wmp291510.815.0 11.3 18.8 28.5 b1-wmp498010.980.0 38.7 88.9 135.1 合計(jì)1401.000.87140.0 79.8 161.1 244.9 乘同時(shí)系數(shù)(0.75/0.80)1400.750.85105.0 63.8 1

13、22.9 186.8 表格2.2照明負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)2.2.2電力負(fù)荷與平時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷和平時(shí)消防負(fù)荷0.38kv配電干線負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算時(shí)不計(jì)備用回路負(fù)荷及備用設(shè)備功率。電力及平時(shí)消防回路名稱額定容量 /kw需要系數(shù)kd功率因數(shù)cos有功功率/kw無功功率 /kvar視在 功率 /kva計(jì)算電流 ab1-wmp34010.640.0 53.3 66.7 101.3 b1-wmp51510.815.0 11.3 18.8 28.5 b1-wmp116010.660.0 80.0 100.0 152.0 b1-wmp131510.815.0 11

14、.3 18.8 28.5 b1-wmp194010.640.0 53.3 66.7 101.3 b1-wmp212510.825.018.831.347.5 b1-wmp272510.825.018.831.347.5 b1-wmp353010.830.022.537.557.0 b1-wmp371510.815.011.318.828.5 b1-wmp391510.815.011.318.828.5 b1-wmp45880.70.961.6 29.8 68.4 104.0 b1-wmp474010.640.0 53.3 66.7 101.3 合計(jì)4080.940.71381.6 374.8

15、534.9 813.0 乘同時(shí)系數(shù)（0.75/0.80)4080.700.69286.2 299.9 414.5 630.1 表格2.3電力負(fù)荷與平時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算2.2.3火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算火災(zāi)時(shí)消防回路名稱額定容量/kw需要系數(shù)kd功率因數(shù)cos有功 功率/kw無功功率 /kvar視在 功率 /kva計(jì)算電流ab1-wmp1143.510.75143.5126.6191.3290.8 b1-wmp9149.510.75149.5131.8199.3303.0 b1-wmp17115.510.75115.5101.9154.0234.1 b1-wmp25115.

16、510.75115.5101.9154.0234.1 b1-wmp319010.890.067.5112.5171.0 b1-wmp337510.875.056.393.8142.5 b1-wmp411510.815.011.318.828.5 b1-wmp4321010.8210.0157.5262.5399.0 合計(jì)9141.000.77914.0 754.6 1185.3 1801.6 乘同時(shí)系數(shù)(0.95/0.98)9140.950.76868.3 739.5 1140.5 1733.6 表格2.4火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算2.2.4變電所負(fù)荷計(jì)算先計(jì)算變電所總負(fù)荷，以便選擇變

17、壓器臺(tái)數(shù)及容量。表格2.5變電所負(fù)荷計(jì)算3 供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)3.1 負(fù)荷分級(jí)及供電電源應(yīng)急照明、消火栓泵、噴淋泵、消防電梯、排煙風(fēng)機(jī)、等消防負(fù)荷等為一級(jí)消防負(fù)荷,地下室照明、潛水泵、客梯均為一級(jí)負(fù)荷，其余為三級(jí)負(fù)荷。本工程在一樓東區(qū)設(shè)置高壓開閉所，在二樓設(shè)置1#、2#公用變電站和3#超市專用變電站其中地下室用電及所有消防用電、1#樓住宅用電均引自1#變電站，2#、3#住宅樓用電引自2#變電站超市用電引自超市3#變電站。變電房的兩路10kv電源取自不同的區(qū)域變電所（應(yīng)保證兩路不同時(shí)斷電）；一層設(shè)置10/0.4kv變電所一座，變電所內(nèi)設(shè)置10kv配電柜、變壓器2臺(tái)和若干低壓配電柜，由相應(yīng)部門

18、設(shè)計(jì)。兩路10kv電源同時(shí)工作，互為備用，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路承擔(dān)全部二級(jí)以上負(fù)荷。低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對(duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷采用放射式由變電所直供電；對(duì)于照明及一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式；一級(jí)負(fù)荷采用雙電源供電，最末一級(jí)配電箱切換（自投自復(fù)）。詳細(xì)分級(jí)見下表：表格3.1平時(shí)一級(jí)負(fù)荷計(jì)算 表格3.2三級(jí)負(fù)荷計(jì)算3.2 電壓選擇與電能質(zhì)量1）本工程總計(jì)算容量391.2kw，功率因數(shù)0.95.2）本工程供電電源采用兩路獨(dú)立的10kv高壓電源經(jīng)室外變配電室送至本工程地下一層低壓配電室。低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對(duì)于單臺(tái)容量較

19、大的負(fù)荷或重要負(fù)荷采用放射式由變電所直供電；對(duì)于照明及一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式；一級(jí)負(fù)荷采用雙電源供電，最末一級(jí)配電箱切換（自投自復(fù)）。電力配電系統(tǒng)采用380/220v,50hz,tn-c-s系統(tǒng)。3）減少電壓偏差的措施：合理選擇變壓器的電壓比和分接頭。必要時(shí)采用有載調(diào)壓變壓器。合理地減少變壓器及線路的阻抗。例如，減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)；合理增大導(dǎo)線或電纜的截面積；采用多回路并聯(lián)供電；盡量使高壓線路深入負(fù)荷中心，減少低壓配電距離。采取無功補(bǔ)充措施。宜使三相負(fù)荷平衡。4）減少電壓波動(dòng)和閃變的措施：大容量的沖擊性負(fù)荷宜與對(duì)電壓波動(dòng)和閃變敏感的負(fù)荷由不同變壓器供電。較大容量的沖擊性負(fù)荷

20、宜由變電所低壓柜處采用專用回路供電。較小容量的沖擊性負(fù)荷與其他負(fù)荷共用回路時(shí)，宜采用加大導(dǎo)線截面或降低共用線路阻抗的措施。采用靜止無功功率補(bǔ)償裝置減少無功功率沖擊引起的電壓波動(dòng)。5）抑制諧波的措施：各類大功率非線性用電設(shè)備變壓器由短路容量較大的電網(wǎng)供電。對(duì)大功率靜止變流器應(yīng)提高整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)和增加變流器的波形脈動(dòng)數(shù)，多臺(tái)相數(shù)相同的整流裝置，使整流變壓器的二次側(cè)有適當(dāng)?shù)南嘟遣?。按諧波次數(shù)裝設(shè)濾波器。選用dyn11聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的三相配電變壓器。3.3 電力變壓器選擇電力變壓器是供電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，并影響電氣主接線的基本形式和變電所總體布置形式。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的形式、

21、臺(tái)數(shù)及容量，并使所選擇變壓器的總費(fèi)用最小。變壓器型式選擇是指確定變壓器的相數(shù)、繞組型式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)、調(diào)壓方式等，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、免維護(hù)的新產(chǎn)品。對(duì)干式變壓器，通常還根據(jù)其布置形式相應(yīng)選擇其外殼防護(hù)等級(jí)。變壓器的臺(tái)數(shù)和容量一般根據(jù)負(fù)荷等級(jí)、用電設(shè)備和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等條件綜合考慮確定。本工程為一般民用建筑，變壓器位于變電所內(nèi)，故采用scb10型三相雙繞組干式變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)dyn11,無勵(lì)磁調(diào)壓，電壓比10（15%）/0.4kv?？紤]到與開關(guān)柜布置在同一房間內(nèi)，變壓器外殼防護(hù)等級(jí)選用ip2x。scb10型干式變壓器符合gb20052-2006三相配電變壓器能效限定及節(jié)能

22、評(píng)價(jià)的要求。因工程中具有一、二級(jí)負(fù)荷，故采用兩臺(tái)變壓器。本工程總計(jì)算負(fù)荷為391.2kva，（cos=0.95），其中一級(jí)負(fù)荷為192kva（cos=0.95）。選擇兩臺(tái)等容量的變壓器，互為備用。每臺(tái)變壓器的容量為1250kva。正常運(yùn)行時(shí)照明負(fù)荷與電力負(fù)荷共用變壓器，通過合理分配負(fù)荷，可使兩臺(tái)變壓器正常運(yùn)行時(shí)功率相當(dāng)。查光盤附錄三或者廠家樣本得scb10500/10型變壓器。變壓器負(fù)荷分配計(jì)算及補(bǔ)償裝置選擇詳見表。表格3.3 10/0.38kv變電所變壓器t1負(fù)荷分配計(jì)算及無功功率補(bǔ)償裝置選擇表格3.4 10/0.38kv變電所變壓器t2負(fù)荷分配計(jì)算及無功功率補(bǔ)償裝置選擇3.4 變電所電氣主

23、接線設(shè)計(jì)3.4.1 變電所高壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)1）電氣主接線形式及運(yùn)行方式本工程變電所的兩路10kv外供電源可同時(shí)供電，并設(shè)有兩臺(tái)變壓器。因此，高壓側(cè)電氣主接線采用分段單母線形式。正常運(yùn)行時(shí)，由10kv電源a和電源b同時(shí)供電，母線聯(lián)絡(luò)斷路器斷開，兩個(gè)電源各承擔(dān)一般負(fù)荷。當(dāng)電源b故障或檢修時(shí)，閉合母聯(lián)斷路器，由電源a承擔(dān)全部負(fù)荷；當(dāng)電源a故障或檢修時(shí)，母聯(lián)斷路器仍斷開，由電源b承擔(dān)一半負(fù)荷。此方案的供電可靠性高、靈活性好，但經(jīng)濟(jì)性稍差。2）所用電設(shè)計(jì)：考慮到經(jīng)濟(jì)性，變電所不設(shè)所用變壓器。 3）電氣主接線圖繪制：本工程變電所高壓側(cè)電氣主接線圖見附錄圖紙。3.4.2 變電所低壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)1）電

24、氣主接線形式及運(yùn)行方式變電所設(shè)有兩臺(tái)變壓器，因此，低壓配電系統(tǒng)電氣主接線也采用分段單母線形式。運(yùn)行方式如下：正常運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)斷路器斷開，兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行，各承擔(dān)一半負(fù)荷。當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，切除部分三級(jí)負(fù)荷后，閉合母聯(lián)斷路器，由另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部一、二級(jí)負(fù)荷和部分三級(jí)負(fù)荷。2）電氣主接線圖繪制：本工程變電所低壓側(cè)電氣主接線圖見附錄圖紙?jiān)斠姼戒泩D紙。4.變電所布置設(shè)計(jì)4.1 總體布置 本工程變電所為單層布置，雖含有兩個(gè)變電所，但超市變電所不再所考慮范圍內(nèi)。由于變壓器為干式并帶有ip2x防護(hù)外殼，所以可將高低壓開關(guān)柜設(shè)置與一個(gè)房間內(nèi)，即地下變配電室。由于低壓開關(guān)柜數(shù)量較多，故采用雙列面

25、對(duì)面布置方式。本工程變電所電氣設(shè)備布置平面圖如圖紙目錄電03所示，途中按比例繪制變壓器、開關(guān)柜、直流及交流信號(hào)屏等平面布置尺寸。高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜及變壓器的相對(duì)位置是基于電纜進(jìn)出線方便的考慮，滿足規(guī)定的尺寸大小。由于干式變壓器防護(hù)外殼只有ip2x，未與低壓開關(guān)柜貼鄰安裝，兩者低壓母線之間采用架空封閉母線連接。雙列布置的低壓開關(guān)柜母線之間也采用架空封閉母線連接。4.2配電裝置通道與安全凈距本工程高壓開關(guān)柜的柜后維護(hù)通道最小處為800mm、柜前操作通道為2000mm、低壓開關(guān)柜的柜后維護(hù)通道最小為1200mm、柜前操作通道為2400mm、干式變壓器外廊與門的凈距為1000mm、與側(cè)墻的凈距為8

26、00mm、干式變壓器正面之間的距離為2400mm。以上配電裝置通道與安全凈距均滿足規(guī)范要求。5 短路電流計(jì)算與高低壓電器選擇5.1變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算根據(jù)所設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)一次接線，本工程變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路如圖5.1所示。短路點(diǎn)k-1點(diǎn)選在變電所一段10kv母線上。圖5.1 變壓器高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路采用標(biāo)幺值法計(jì)算，詳見表。表格 5.2變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算5.2低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算5.2.1 變壓器低壓側(cè)短路電流計(jì)算采用歐姆法計(jì)算，見表。5.2.2 低壓配電線路短路電流計(jì)算5.3高壓電器選擇本工程高壓斷路器作為變壓器回路、電源進(jìn)線回路的控制和保護(hù)電器及分段聯(lián)絡(luò)用電器。查光

27、盤，選用kyn44a-12-630a/20ka型戶內(nèi)高壓真空斷路器，配用彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，二次設(shè)備電壓為dc110v。高壓斷路器的選擇校驗(yàn)見表，由表5.3可知，所選斷路器合格。表格 5.3高壓斷路器的選擇校驗(yàn)5.4 高壓互感器選擇（一）高壓電流互感器的選擇本工程高壓電流互感器有的安裝于電能計(jì)量柜ah2/ah11內(nèi)作計(jì)量專用，有的安裝與電源進(jìn)線柜ah3/ah10、變壓器保護(hù)柜ah5/ah8。選用lzzbj12-10a型戶內(nèi)高壓電流互感器。高壓電流互感器一般項(xiàng)目的選擇校驗(yàn)如表5.4。表5.4 高壓電流互感器一般項(xiàng)目的選擇校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)互感器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1額定電壓un=10kvur=1

28、0kvur=um合格2額定頻率50hz50hz合格3額定一次電流ah2(計(jì)量)：imax=236.8aah2：i1r=300airimax合格ah3(測(cè)量/保護(hù))imax=118.4aah3：i1r=200airimax合格4額定二次電流i2r=5a合格5準(zhǔn)確級(jí)及容量ah2/ah11 (計(jì)量)0.2s（10va）合格ah3/ah5/ah8/ah10 (測(cè)量/保護(hù))0.5/10p（30va/20va）合格6額定動(dòng)穩(wěn)定電流ip3=28.6ka（最大運(yùn)行方式）imax=112.5ka(最小)imaxip3合格7額定短路時(shí)（1s）熱穩(wěn)定電流qt=11.52(0.1+0.5+0.05)=80.6a2s(

29、后備保護(hù)延時(shí)時(shí)間取0.5s)it2t=4521=2025a2sit2t qt合格8環(huán)境條件華東地區(qū)建筑物地下室高壓開關(guān)柜內(nèi)正常使用環(huán)境滿足條件9其他條件電能計(jì)量接線 繼電保護(hù)接線兩相不完全星型聯(lián)接三相星型聯(lián)接滿足條件（二）高壓電壓互感器的選擇 本工程高壓電壓互感器有的安裝于電能計(jì)量柜ah2/ah11內(nèi)作計(jì)量專用，有的安裝于進(jìn)線隔離測(cè)量柜ah1/ah12內(nèi)作電壓測(cè)量用。選用jdz1210型戶內(nèi)高壓電壓互感器.高壓電壓互感器一般項(xiàng)目的選擇校驗(yàn)見表5.5。表5.5 高壓電壓互感器一般的選擇校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 結(jié)論 1額定一次電壓un=10kvur=10kvur=un,合格

30、 2額定頻率 50hz 50hz 合格 3額定二次電壓 100v 合格 4準(zhǔn)確級(jí)及容量 ah2 /ah11(計(jì)量） ah1/ah12（測(cè)量）0.2（30va）0.5（80va) 合格 合格 5環(huán)境條件華東地區(qū)建筑物地下室高壓開關(guān)柜內(nèi)正常使用環(huán)境滿足條件 6其他條件兩只單相電壓互感器接成vv滿足條件5.5低壓斷路器的初步選擇5.5.1配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的初步選擇表格5.6配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定序號(hào)整定項(xiàng)目整定計(jì)算公式整定值/結(jié)論1過電流脫扣器額定電流選擇已知ic=563.8a,iu=1250a;要求iuinicin=1000a2長延時(shí)過電流脫扣器整定電流ir1ic=56

31、3.8air1=0.95in 3短延時(shí)過電流脫扣器整定電流及時(shí)間躲過短時(shí)尖峰電流ir2（1.5-3）ic（照明線路估算值）與分支線保護(hù)電氣選擇性配合ir21.2ir3.2=1.210100=1200a整定時(shí)間為0.2sir2=3int2=0.2s4瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流1）躲過瞬時(shí)尖峰電流ir31.2ist.m+ic（n-1）=（3-5）ic與分支線保護(hù)電氣選擇性配合ik1max.2=18.41kair3ik1max.2=1.218.41103a=22.09103a（超出斷路器整定范圍）ir3=15in（取斷路器最大整定值）5保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)已知ik1.min=19.08kaik1.min/

32、ir2=19.08x103a/2x1000a=9.54ik1.min/ir21.3 合格6與被保護(hù)線路的配合過負(fù)荷保護(hù)配合已知母線槽ir=1250air1=inic,合格4分段能力選擇ib3ib3,合格5附件選擇標(biāo)準(zhǔn)附件配置電操、電分、電合均為ac220，帶合分輔助觸點(diǎn)信號(hào)及過電流脫扣器動(dòng)作信號(hào)滿足要求表格 5.8變電所低壓大容量出線（以wlm1為例）保護(hù)用斷路器的初步選擇序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類別選擇低壓大容量出線wlm1保護(hù)用抽出式空氣斷路器，選擇型三段保護(hù)，e3n，32，pr122/plsi合格2極數(shù)選擇tn-s系統(tǒng)3p合格3額定電流選擇ic=351.2aiu=

33、1200a，in=1000aiuinic,合格4分段能力選擇ib3ib3,合格5附件選擇標(biāo)準(zhǔn)附件配置電操、電分、電合均為ac220，帶合分輔助觸點(diǎn)信號(hào)及過電流脫扣器動(dòng)作信號(hào)滿足要求表格 2變電所低壓中小容量出線（以wlm6為例）保護(hù)用斷路器的初步選擇序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類別選擇低壓小容量出線wlm6保護(hù)用塑殼式斷路器，選擇型兩段保護(hù)，t2s，160，pr221dsls合格2極數(shù)選擇tn-s系統(tǒng)3p合格3額定電流選擇ic=40.51aiu=160a，in=160aiuinic,合格4分段能力選擇ib3ib3,合格5附件選擇標(biāo)準(zhǔn)附件配置電操、電分、電合均為ac220，帶

34、合分輔助觸點(diǎn)信號(hào)及過電流脫扣器動(dòng)作信號(hào)滿足要求6.電線電纜選擇6.1 高壓進(jìn)線電纜選擇（一）高壓電源進(jìn)線電纜選擇1.類型選擇及敷設(shè)10 kv專線電源a引入電纜選用yjv22-8.7/15-3120型3芯電纜，在變電所外采用直埋/穿管埋地、在變電所內(nèi)采用梯架/電纜溝相結(jié)合的敷設(shè)方式。2電纜截面選擇高壓電源進(jìn)線電纜截面先按允許溫升條件選擇，然后校驗(yàn)其電壓損失和短路熱穩(wěn)定。表6.1 高壓電源進(jìn)線電纜截面選擇序號(hào)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具 體 內(nèi) 容結(jié) 論1允許溫升線路計(jì)算電流ic=145.7a滿足條件icial合格初選電纜截面s=120 mm2按敷設(shè)方式與環(huán)境條件確定的電纜載流量ial=245a 0.9=220

35、.5a2電壓損失計(jì)算負(fù)荷p=2281.0kw,q=1081.4kvar滿足條件u%ual%合格線路參數(shù)r=0.181/km, x=0.095/km已知線路長度l=0.km電壓損失計(jì)算值u%=1=1.55允許電壓損失ual%=53短路熱穩(wěn)定三相短路電流ik3”=11.5ka滿足條件smins合格短路持續(xù)時(shí)間tk =tp +tb=0.9s熱穩(wěn)定系數(shù)k=137a/ mm2熱穩(wěn)定最小允許截面smin=81.8 mm2電纜實(shí)際截面s=120 mm2（二）高壓出線電纜選擇以高壓柜至電壓器t1一次側(cè)的電纜為例。1.類型選擇及敷設(shè)高壓柜至變壓器t1一次側(cè)的電纜選用zbyjv-8.7/10型3芯電纜，在變電所內(nèi)

36、采用電纜溝敷設(shè)，考慮防火要求，選用b級(jí)阻燃電纜（本工程為一級(jí)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警保護(hù)對(duì)象）。2.電纜截面選擇高壓出線電纜截面先按短路熱穩(wěn)定選擇，然后校驗(yàn)其允許溫升條件。由于該電纜長度較短，電壓損失極小，不需校驗(yàn)，見表6.2。表6.2 高壓出線電纜截面選擇序號(hào)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具 體 內(nèi) 容結(jié) 論1短路熱穩(wěn)定三相短路電流ik3”=20ka滿足條件smins合格短路持續(xù)時(shí)間tk =tp +tb=0.6s熱穩(wěn)定系數(shù)k=137a/ mm2熱穩(wěn)定最小允許截面smin=67.7mm2選取電纜截面s=70 mm22允許溫升線路計(jì)算電流ic= ilrt=92.38a滿足條件icial合格初選電纜截面s=70 mm2按敷設(shè)方

37、式與環(huán)境條件確定的電纜載流量ial=167.1a6.2 變電所硬母線選擇（一）高壓開關(guān)柜母線選擇本工程采用kyn44a-12型高壓開關(guān)柜，選用硬裸銅母線，每相1片。母線截面先按允許溫升條件選擇，然后校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。由于母線長度較短，電壓損失較小，不需校驗(yàn)。開關(guān)柜有主母線和分支母線，以主母線截面選擇為例，見表6.3。表6.3 高壓出線電纜截面選擇序號(hào)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具 體 內(nèi) 容結(jié) 論1允許溫升母線計(jì)算電流ic=92.38a高壓斷路器的額定電流ir=630a滿足條件icip3合格額定峰值耐受電流kyn44a12型高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)值：imax=70ka3短路熱穩(wěn)定三相短路電流熱效應(yīng)ik3”=2

38、0katk =tp +tb=0.65sqt =2500 ka2s滿足條件it2tqt合格額定短時(shí)（4s）耐受電流kyn44a12型高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)值：it=20ka, t=4s（二）低壓開關(guān)柜母線選擇本工程采用mns（bwl3）04型低壓開關(guān)柜，柜內(nèi)主母線選用每相2片硬裸銅母線。截面選擇先按允許溫升條件選擇，然后校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。由于主母線長度較短，電壓損失較小，不需校驗(yàn)。開關(guān)柜有主母線和分支母線，以主母線截面選擇為例，見表6.4。表6.4 變壓器低壓母線橋及低壓開關(guān)柜主母線截面選擇序號(hào)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具 體 內(nèi) 容結(jié) 論1允許溫升母線計(jì)算電流ic= i2rt=1053.6a允許變壓器1.2倍

39、過載時(shí)imax= 1.2i2rt=1264.3a滿足條件icip3合格額定峰值耐受電流mns(bwl3)04型低壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)值：imax=200ka6.3 低壓配電干線電纜選擇由于干線負(fù)荷容量較大且為樹干式照明配電線路，故采用ccx6型普通插接式密集絕緣母線槽，交流380v三相五線等截面，ip2x鋁合金外殼。母線槽從變電所采用吊裝引致電氣豎井后，采用垂直支架安裝固定。7低壓配電線路保護(hù)設(shè)計(jì)7.1 低壓配電線路的保護(hù)設(shè)置（一）過電流保護(hù)設(shè)置（1）本工程低壓配電線路裝設(shè)有短路保護(hù)，過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)作用于切斷供電電源。保護(hù)電氣安裝于線路首端。由于本工程預(yù)分支電纜的分支線長度在2.5米以內(nèi)，并按要求將

40、其分支線進(jìn)行保護(hù)，故其保護(hù)電器安裝于分支線末端。(2) 變電所低壓電源進(jìn)線及母聯(lián)開關(guān)，低壓配電干線開關(guān)均采用配置微處理器脫扣器的三段保護(hù)（lsi）或兩段保護(hù)（ls）選擇型斷路器，以實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)的選擇性。低壓配電支線保護(hù)開關(guān)選用配置熱磁脫扣器的兩段保護(hù)（li）非選擇型斷路器。樓層配電箱進(jìn)線開關(guān)采用隔離開關(guān)，出線開關(guān)采用具有c脫口特性的高分段微型斷路器或gg類熔斷器。末端配電箱出線開關(guān)采用一般微型斷路器。所有低壓配電干線與配電支線的保護(hù)電氣上下級(jí)之間均按選擇性配合要求設(shè)置。（二）接地故障電氣火災(zāi)防護(hù)設(shè)置（1）本工程為火災(zāi)危險(xiǎn)場所，故在每個(gè)樓層電源進(jìn)線處設(shè)置用于防火的剩余電流保護(hù)電器。正常照明線路

41、的剩余電流保護(hù)電器直接動(dòng)作與切斷電源，公共通道照明及應(yīng)急照明線路的剩余電流保護(hù)電器動(dòng)作于信號(hào)，由火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)接收，反饋給消防控制中心。（2）對(duì)配置有兩級(jí)剩余電流保護(hù)的配電線路，設(shè)置在樓層電源進(jìn)線處的剩余電流保護(hù)電器的動(dòng)作電流為300ma,動(dòng)作時(shí)間為0.3s，以便與末端線路的剩余電流保護(hù)電器具有選擇性配合。7.2 低壓斷路器過電流脫扣器的整定 7.2.1 配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定配電干線w9保護(hù)用斷路器的初選型號(hào)為t2s,160,pr221ds-ls,r160,3p。其過電流脫扣整定見表7.1。表7.1 2層商店照明（w9）保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定序號(hào)整定項(xiàng)目整

42、定計(jì)算公式整定值/結(jié)論1過電流脫扣器額定電流選擇已知；要求2長延時(shí)過電流脫扣器整定電流3短延時(shí)過電流脫扣器整定電流及時(shí)間躲過短時(shí)尖峰電流整定時(shí)間為0.25s4保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)已知,合格5與被保護(hù)線路的配合過負(fù)荷保護(hù)配合已知電纜截面為，合格短路保護(hù)配合滿足短路熱穩(wěn)定條件合格配電干線w13保護(hù)用斷路器的初選型號(hào)為e2n,16,pr121/p-lsi,r1250,3p。其過電流脫扣整定見表7-2。表7.2 47層照明（w13）保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定序號(hào)整定項(xiàng)目整定計(jì)算公式整定值/結(jié)論1過電流脫扣器額定電流選擇已知；要求1250a2長延時(shí)過電流脫扣器整定電流3短延時(shí)過電流脫扣器整定電流及時(shí)間1)

43、躲過短時(shí)尖峰電流整定時(shí)間為0.2s4瞬時(shí)過電流脫扣器整定電流1)躲過瞬時(shí)尖峰電流2) 與分支線保護(hù)電器選擇性配合a5保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)已知,合格6與被保護(hù)線路的配合過負(fù)荷保護(hù)配合已知母線槽合格短路保護(hù)配合滿足短路熱穩(wěn)定條件合格配電干線w25保護(hù)用斷路器的初選型號(hào)為t2s,160,pr221ds-ls,r63,3p。其過電流脫扣整定見表7-3。表7.3 五層排煙風(fēng)機(jī)（w25）保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定序號(hào)整定項(xiàng)目整定計(jì)算公式整定值/結(jié)論1過電流脫扣器額定電流選擇已知；要求2長延時(shí)過電流脫扣器整定電流3短延時(shí)過電流脫扣器整定電流及時(shí)間躲過短時(shí)尖峰電流（已經(jīng)單臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率為3.75kw，額定電流為7.96a,起動(dòng)電流倍數(shù)7）4保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)已知,合格5與被保護(hù)線路的配合過負(fù)荷保護(hù)配合已知電纜截面為，合格短路保護(hù)配合滿足