某小區(qū)變電所設計課程設計

1、某小區(qū)變電所設計課程設計作者:日期：鑫4膏碗曙/才祥方龜CmifGFV bMIiI IR KOMWIUH M5 OUKOIKG IHI 府SRY F HJSTE N0 RUSH課程設計報告設計題目：某小區(qū)變電所設計學校： 重慶郵電大學移通學院學生姓名：專業(yè)：班級： 學號： 指導教師:設計時間：201 6年 6 月重慶郵電大學移通學院摘要本設計為8棟級的小區(qū)設計小區(qū)變電所，根據本小區(qū)的電源需求及本小區(qū)用 電負荷的實際情況，并適當考慮到小區(qū)負荷的擴展可能性，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置與型式、主變壓器的臺數與容量，變電 所主接線方案及高低壓設備與進出線、 確定二次回路方

2、案，選擇整定繼電保護裝 置。關鍵詞：小區(qū)變電所；變壓器的選擇；線路的選擇；保護繼電器目錄一、任務設計 目 的與要求 (4 )二、設計任務書 (4)三、設計內容 (6 )三、一 負荷計算和無功補償(6)三、二 確定變壓器容量、臺數、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備選擇 (8)三、五 短路電流計算 (8)三、六 開關、導線、電纜等設備的選擇 (11 )一七確定二次回路方案及繼電保護的選擇與整定3)三、八繪制變電所高低壓系統(tǒng)圖(1 4)三、九 繪制變電所設備布置圖 (16)總結(17)課程設計題目重慶市中區(qū)杲小區(qū)變電所設計學院重慶郵電大學移通學

3、院專業(yè)電氣工程及其自動化年級20 1 3已知參數和設計要求：小區(qū)平面簡圖見附錄圖1 ,已知小區(qū)與當地供電部門協議，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供電時母線的出線端斷路器斷流容量為90 0 MVA ; 10KV供電時母線的出線端斷路器斷流容量為350MVA小區(qū)最大負荷時的功率因數不能低于0. 92;地區(qū)變電站35KV饋電線路定時限過電流保護裝置定時時間為1. 5 S,小區(qū)變電所保護的動作時間不得大于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,主導風向為西南風，年暴雨日數為 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學生應完成的工作：1、計算負荷和無功補償；2、確定變壓器容量、臺數、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備選擇 ；5、短路電流計算；當前資料收集情況（含指定參考資料）：1、供電工程 第2版 主編：翁雙安；2、民用建筑電氣設計規(guī)范 JGJ/T75-1994 ;3、劉介才主編.工廠供電簡明設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1993 ;4、劉介才主編.供電工程師技術手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1998 ;課程設計的工作計劃：1、課程

5、設計資料收集、方案選擇一 4h2、變電所設計相關計算 4h3、設的i擇 -4 h4、供配電綜合自動化實訓- - 2h5、確定二次回路及繼電保護的選擇與整定-2h6、繪制變電所高、低壓系統(tǒng)主接線圖2 h7、繪制變電所設備布置圖- -2h8、編寫設計報告及設計答辯 4h任務下達日期 日0113完成日期2016年 6月指導教師（簽名）設計的目的與要求:通過建筑電氣與供配電綜合設計，使我們初步熟悉建筑變電所設計方案的確 定，掌握設計相關計算以及設備選擇的方法 ，提高我們查閱和運用設計資料、手 冊。產品樣本的能力。初步具備變電所設計和設備選擇的能力， 提高施工圖的繪 圖能力及編寫設計說明書能力。通過本次

6、綜合設計，進一步鞏固對應理論課程知 識點。設計任務書：根據本小區(qū)所能取得的電源及本小區(qū)用電負荷的實際情況，并適當考慮到小區(qū)負荷的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置 與型式，確定變電所主變壓器的臺數與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設 備與進出線，建筑的內外照明設計、確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置， 確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。原始資料：1 .某小區(qū)具有居民樓8棟，平面簡圖如下:圖1總平面圖(1:20 0 )2 .小區(qū)負荷情況：該小區(qū)的負荷統(tǒng)計資料如下：名稱樓層每層戶數每戶容量(kw)需要系數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)與當地供電部門協議，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供電時母線的出線端斷路器容量為 900MV A ; 1 0 KV供電時母線的 出線端斷路器斷流容量為35 0 M VA4 .供電局提出的技術要求：(1)小區(qū)最大負荷時的功率因數不能低于0 .92。(2)地區(qū)變電站3 5 KV饋電線路定時限過電流

8、保護裝置整定時間為2s,小區(qū)變電所保護的動作時間不得大于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，主導風向為西南風， 年暴雨日數為30天。6 .地質水文資料：本地區(qū)海拔35 0 m,地層以多石土壤為主，地下水位為3m計算書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）負荷計算和無功補償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無功補償容量QrcPc 總(tantanQrc士 767. 56 / 30qrc由可靠性選擇得：n查表附錄R,選擇產品型號為:BSMT .4 3 03型自愈式并聯電容器，每組容量為qrc =3 0 Kvar4補償后視在計算負荷：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，臺數，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, 主導風向為西南風，年暴雨日數為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所以初選兩臺等容量的干式變壓器互為備用。每臺變壓器容量 : Sr ?T (0.6 0.7)2068.811241. 3 1448. 16(KV ? A)所以每臺容量為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)內幾乎沒有二級負荷(消防水泵、應急燈 ),所以每臺1 0 00 (KV A)足以供緊急情況，變壓器采用無勵磁調壓方式，分接頭+5%聯結組標號Dyn 11?？紤]環(huán)境因素，帶風機冷卻并配置溫控儀自動控制

12、，帶I P 2 X防護外 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因為選擇兩臺變壓器，考慮到供電可靠性，所以主接線方案為：兩路電源進線的單母線接線（四）確定自備電源及設備選擇兩臺變壓器互為備用（五）短路電流計算 高壓電網電力系統(tǒng)地區(qū)變電所（小區(qū)變電所）確定基準值打一 上：DOmvA.二 "=0.4K Vi=W(3Lldl)=5.5KA計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值:(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點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流的短路容量總電抗標幺值0,28+1.81=2.0三相對稱短路電流初始值" = 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點的短路總阻抗、總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量。兩臺變壓器并聯運行情況下：總電抗標幺值：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變壓器二次側低壓母線發(fā)生三相短路時，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兩臺變壓器分列運行情況下：總電抗標幺值: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高壓短路電流計算表序號電路元件短路計算點-技木參數標抗 標值 /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）開關，導線和電纜的選擇按電壓損失條件選擇導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，線路計算電流為：V5fclC-=113.43,4查附錄表40得電纜載流量為147A。設同一路徑有2根電纜有間距并列敷設，根據附錄表4 8校正。電纜實際載流量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：本工程選用戶內中置式高壓開關柜：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型戶內高壓真空斷路器，配用彈簧操作機構，二次設備電壓為DC 110V為高壓斷路器選擇校正。（七）繼電保護的整定與計算圖3繼電保護原理圖1 .過電流保護1000kV A 115.61A3 10kV(1)整定動作電流整定定時限過電流保護的動作電流SI . 2I 2 r 2L.max c 乙乙、3Uin取 Krel 1.2, Kre 0.85 Ki 100/5 20 IDre故過電流保護的動作電流為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，動作電流整定為8.1 6A。(2)整定保護動作時間對10/0.4 kV配電變壓器，具過電流保護動作時間整定為0.5s o(3)校驗靈敏性保護裝置k- 1點末端在系統(tǒng)最小運行方式下的兩相短路電流： _ " _ _ 12k2.min 0.86612k3.min 0.866 2610 A 2260.26 A定時限過電流保護的靈敏度為KsK w I 1k2.minKilop1 2260.26A c c c13.8 220 8.16A滿足保護靈敏性要求。繼電保護：限流熔斷器可在10ms內切除故障，斷路器全開斷時間有三部分：繼電 保護動作時間、斷路器固有時間、燃弧時間，一般需要三周波（60ms）。整定時間=限流熔斷器動作時間+斷路器全開斷時間+