小區(qū)供配電畢業(yè)設計(詳細)

1、學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明學生畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）是在導師的指導下進行的設計（研究）工作及取得的成果，設計（論文）中引用他（她）人的文獻、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標注出，論文中的結論和結果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學院或其它教育機構的學位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設計（研究）所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設計（論文）作者（簽字）： 年 月 日重慶科技學院畢業(yè)設計（論文）畢業(yè)設計（論文） 題 目 重慶科技學院學城科苑小區(qū)供配電設計 學 院 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級 電氣工程及其自

2、動化 學生姓名 張熹 學號 2010441611 指導教師 官正強 職稱 教授 評閱教師 職稱 2014 年 6 月 8 日重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 摘要摘要小區(qū)供電系統(tǒng)首先要能滿足小區(qū)內人們的基本生活用電需要，其次還要確保用電的安全，供電的可靠，技術的先進和經(jīng)濟合理，并且能做好節(jié)能的的要求。本設計說明書介紹了重慶科技學院科苑小區(qū)的高低壓電力供配電系統(tǒng)的初步設計情況。圍繞方案設計和初步設計階段的有關要求，著重進行了小區(qū)的 10kv 高壓供電及變配電所設計、小區(qū)內各個樓層的供配電系統(tǒng)設計、地下車庫照明設計，計算了短路，電流選擇了變壓器。選擇了各線路的導線截面和變電所的高低壓設備；配置了繼電保護

3、裝置。給出了供配電系統(tǒng)原理圖。關鍵詞：住宅區(qū) 供配電系統(tǒng) 初步設計 設計說明 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 AbstractAbstractCell power supply system must first be able to meet peoples basic living within the district electricity needs, followed by electricity but also ensure the safety of power supply reliability, advanced technology and economic ration

4、ality, and can do the required energy. The design specification describes the preliminary design district in Chongqing Institute of Technology Keyuan high and low voltage power supply and distribution system. Programs designed around the requirements and preliminary design phase, focusing on the dis

5、tricts conduct 10kv high voltage power supply and power distribution design, supply and distribution system design within the district each floor, underground garage lighting design, calculation of the short-circuit current transformer is selected . Select the wire cross-section of each line and sub

6、station high voltage equipment; configured protection devices. Given the supply and distribution system schematic.Keywords: Residential areas；Supply and distribution system；Preliminary Design；Design Description重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 目錄 目錄摘要.ABSTRACT.引 言1 科苑小區(qū)供電設計相關資料及要求.11.1 科苑小區(qū)建筑物及相關情況 .11.2 目的設計范圍及要求 .31.

7、3 設計依據(jù) .32 方案確定 .42.1 負荷確定 .42.2 主接線方案的選擇 .43 負荷計算 .83.1 負荷計算概述.83.2 負荷計算 .83.3 無功補償 .134 變壓器的選擇.154.1 變壓器概述 .154.2 變壓器類型的選擇.154.3 變壓器臺數(shù)的選擇.154.4 變壓器容量的選擇.155 短路電流計算 .175.1 短路電流概述 .175.2 短路電流計算的目的 .175.3 短路電流的計算 .186 一次設備選擇 .216.1 高壓一次設備 .216.2 低壓一次設備 .236.3 電線、電纜的選擇 .237 繼電保護與二次回路 .277.1 繼電保護設計 .27

8、7.2 二次回路的設計 .288 照明設計 .298.1 照明系統(tǒng)概述 .29重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 目錄8.2 燈具的選擇 .298.3 照度計算與燈具布置 .30結束語 .32參考文獻 .33致謝 .34附錄 1 原始資料附錄 2 科苑小區(qū)各主要 CAD 圖 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 引言引 言本次設計是為重慶科技學科苑小區(qū)供配電系統(tǒng)做模擬初步設計，主要目的為大學階段所學知識有一次綜合性應用。這是我的導師為我設計的一個真實的本科畢業(yè)設計課題。全部內容主要由我一個人歷時約15周完成的，由于時間緊，工程設計實際經(jīng)驗和專業(yè)水平所限，設計中缺點和錯誤在所難免，敬請老師們批評指教。大學階段所學

9、知識重點在理論，涉及工程實踐方面很少，這次設計主要偏向于工程實踐。通過這次綜合的設計會讓自己在理論知識與實踐結合有一個全新的認識，但也暴露了自己諸多方面的不足，如實踐經(jīng)驗欠缺、相關規(guī)范不夠了解、綜合考慮問題不周。這次設計主要依據(jù)為官正強老師所提供的任務書，經(jīng)過三個月認真的準備，在官老師細心指導下，初步完成了任務書所要求的設計任務。 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 科苑小區(qū)供電設計相關資料及要求 01 科苑小區(qū)供電設計相關資料及要求1.1 科苑小區(qū)建筑物及相關情況1.1.1 建筑物基本情況根據(jù)重慶科技學院新校區(qū)總體規(guī)劃，重慶科技學院學城科苑小區(qū)坐落在學校北角。本次供配電設計的主要任務是完成小區(qū)低層（

10、別墅區(qū)）和多層（花園洋房）區(qū)的供配電設計任務。具體包括：A 型低層住宅 14 棟（其中 As 南入口 6 棟，總建筑面積為 6256.2，An 北入口 8 棟，總建筑面積為 6981.89） ；B 型多層住宅 17 棟（其中 Bs 南入口 7 棟，總建筑面積為 16831.49，Bn 北入口 10 棟，總建筑面積為 39984.73） 。A 型有 2 層，每層 1 戶。B 型有 5 層，每層有 2 戶。每戶面積在 90 平方米至 120 平方米之間。本設計為普通民用高層住宅，按三級負荷供電。防火等級為二級，安全等級為二級，按二類防雷建筑物設計防雷。建筑設計資料見圖 1.11.1科苑小區(qū)建筑面積

11、明細表樓號層數(shù)戶數(shù)建筑面積/備注小區(qū)別墅建筑面積明細表An-1261195.54北向入口An-224800.62北向入口An-324800.62北向入口An-4261195.54北向入口An-524798.9北向入口An-624798.9北向入口An-7261197.26北向入口An-825994.13北向入口As-1261172.66南向入口As-2261172.66南向入口As-3261172.66南向入口As-424783.64南向入口As-5261170.94南向入口As-624733.64南向入口重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 科苑小區(qū)供電設計相關資料及要求 1小區(qū)多層建筑面積明細表Bn

12、-15162582.88北向入口Bn-25162568.88北向入口Bn-35162582.88北向入口Bn-45162568.88北向入口Bn-55162568.88北向入口Bn-6581287.1北向入口Bn-75162568.88北向入口Bn-8581287.1北向入口Bn-95162568.88北向入口Bn-105162568.88北向入口Bs-15162588.96南向入口Bs-2581297.73南向入口Bs-35162588.96南向入口Bs-4581297.73南向入口Bs-55243880.19南向入口Bs-65162588.96南向入口Bs-75162588.96南向入口多

13、層住宅地下車庫建筑面積明細表地下車庫號建筑面積/車庫 11212.32車庫 2989.02車庫 3950.42車庫 4480.83車庫 5972.53車庫 6470.161.1.2 實驗樓電源供應情況電源供應情況：電源由學校第一教學樓內的開閉所沿學校公用網(wǎng)溝接入小區(qū)所建的獨立變配電所內。變電所距學校開閉所 1200m，學校開閉所出口短路容量重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 科苑小區(qū)供電設計相關資料及要求 2為 250MVA。1.1.3 氣象條件 新校區(qū)位于重慶近郊，與重慶主城區(qū)氣象一致，基本特征為：冬暖春早、夏熱秋涼、四季分明、無霜期長，空氣濕潤、降水豐潤，多云霧、少霜雪，光溫水同季，按照供配電相關

14、規(guī)范進行設計。具體如表 1.2 所示：表 1.2 氣象條件氣象條件氣溫風速 ms復冰 mm最高氣溫+400最低氣溫-50最大風速+1025外過電壓+1510內過電壓+15+1515年平均氣溫+150全年雷電日401.1.4 地質條件 以頁巖、泥巖、黏土為主，海拔高程 300M，祥見勘察報告。1.2 目的設計范圍及要求（1)作該該小區(qū)域內的變電所設計，完成高低壓變配電系統(tǒng)的設計；初步達到設備訂貨及土建施工對電專業(yè)的要求，變配電室的平面布置圖設計；（2)根據(jù)各樓棟和住戶對供電的要求完成各院各戶的配電系統(tǒng)設計；各戶的供電設計只到入戶配電箱。1.3 設計依據(jù)重慶建委關于重慶科技學院小區(qū)的初步設計的批復

15、（文件號：xxx） 。學校提供的小區(qū)建筑設計任務書及用電設計要求。中華人民共和國現(xiàn)行主要標準及法規(guī)：民用建筑電氣設計規(guī)范JGJ/T16-92建筑設計防火規(guī)范GB16-87（2001 年版）供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50052-9510KV 及以下變電所設計規(guī)范GB50053-94建筑物防雷設計規(guī)范GB50057-94 2000 年版電力工程電纜設計規(guī)范GB50217-94重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案確定 32 方案確定2.1 負荷確定在確定供電電源時，應結合負荷級別、用電容量、用電單位的電源和電力系統(tǒng)的供電電源等因素，保證供電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟合理性的要求。根據(jù)有關文范規(guī)定，電力負荷應根據(jù)對供電

16、可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失及影響的程度分為一級、二級、三級負荷。一級負荷一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡；或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設備的損壞等。在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應視為特別重要的負荷。二級負荷二級負荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設備的損壞等。三級負荷三級負荷為一般電力負荷，指所有不屬于上述一、二級的負，對供電無特殊要求。本工程為科苑小區(qū)，根據(jù)其工程概況和國家先關文范規(guī)定，其別墅區(qū)和高層住宅中。其應急照明、消防用電、為二級負荷，其余用電則為三級負荷

17、，按照供電原則，考慮到二級負荷極為稀少，在供電時則對供電系統(tǒng)按三級負荷供電。本著盡量接近負荷中心，降低電能損耗，操作方便的原則，在小區(qū)中心 18棟對面小山上所建的獨立變配電所。電源由第一教學樓內的開閉所沿學校公用網(wǎng)溝接入小區(qū)直接供電給小區(qū)用戶，便于學校用電的統(tǒng)一調配,方便各個高壓出線的調配與事故處理。本工程的高壓側主要為從開閉所到配電所 10KV 電壓，低壓側則為 380/220V 電壓。主要是供電對象為小區(qū)各個樓層的三級負荷用電，包含消防、應急照明等少量二級負荷用電。2.2 主接線方案的選擇2.2.1 高壓電氣主接線高壓主接線方案承擔著系統(tǒng)的電能傳輸和分配路線，基本要求為安全可靠、靈活、經(jīng)濟

18、。高壓配電所擔負著從電力系統(tǒng)受電并向各個用電場所和用電設備的任務。包括高壓電源進線、母線、高壓配電出線三部分。通過分析列出了兩套高重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案確定 4壓主接線方案，如下圖 2.1 所示： - 圖 2.1 高壓側兩方案圖方案一為高供高計、負荷開關熔斷器組合電器接線方式。這種方式的接線要求負荷不算太大的情況下使用，可靠性也稍低一點。但接線，所用開關、計量等設備和接線都較為簡單，經(jīng)濟性較好。對于本工程幾乎為三級負荷的民用小區(qū)來說，完全可以滿足條件。方案二為高供高計、斷路器接線方式。這種接線方式對負荷要求較大，可靠性比較高，對于所用的開關、計量等設備和接線較為復雜，成本稍微偏高，但

19、是在以后的維護工作中比方案一方便，故選擇方案二的接線方式。經(jīng)分析后決定，本工程的高壓接線方案為方案二的高供高計、斷路器組合電器接線方式。2.2.2 低壓電氣主接線10KV 配變電所的低壓電氣接線一般采用單母線和分段單母線兩種方式。對于分段單母線，兩端單母線互為備用，母聯(lián)開關手動手動或自動切換。本工程為兩臺變壓器供電，對于此工程有兩種適合的低壓接線形式：方案一為電力和照明負荷共用變壓器供電，對于這種接線方式，對電力和照明分別計量，對電力負荷和照明電價負荷分別集中，設分計量表。它適合與本工程的低壓側接線方式。方案二為電力和照明負荷共用變壓器供電，不用分別計量，少了分別計量的設備從而達到經(jīng)濟運行的目

20、的。如下圖 2.2 所示重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案確定 5方案一 有分計量的電氣主接線方案二 沒有分計量的主接線圖 2.2 低壓側兩方案圖2.2.3 選擇合適的高低壓電氣主接線方案對于一次側高壓電氣主接線方式，通過對比得出在本小區(qū)的供電工程中由于沒有電梯等常用二級負荷，而其他的二級負荷極為稀少，再加上總的小區(qū)負荷不算太大的情況下，和方案二都可以用于本次工程，但考慮到經(jīng)濟成本問題，綜合重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 方案確定 6考慮后我決定還是選擇方案一。對于二次側低壓電氣接線方式，方案一和方案二都適用于本小區(qū)的供電方式，但是考慮到方案一計量太復雜，小區(qū)幾乎用不上， 。同時也為了節(jié)約成本，我決

21、定選擇方案二?？偟慕泳€方案為，高壓電氣主接線為高供高計、斷路器組合電器接線方式。低壓電氣接線方式為電力和照明負荷共用變壓器供電的低壓電氣主接線12。如圖 2.3 所示：PT 防雷計量柜圖 2.3 一次主接線方案重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 73 負荷計算3.1 負荷計算概述計算負荷是根據(jù)已知的用電設備安裝容量確定的假想負荷，是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。同時也是選擇元件的重要依據(jù)。合理選擇設導線、電纜、變壓器、開關等電氣元件。負荷計算過小,會出現(xiàn)過熱危險,使得設備的使用壽命降低,甚至會影響系統(tǒng)的安全運行.負荷計算偏大,則造成性價比不高，設備的浪費。因此,正確進行負荷計算

22、是供電設計的前提,也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。負荷計算的方法一般分為需要系數(shù)法、面積法和二項式法。而二項式法應用局限性較大，而需要系數(shù)法和面積法計算方便所以常被采納。而我所用計算負荷的方法為面積法13。面積法，對于本工程的系統(tǒng)，通過分析和相關資料的查閱，一般住宅按40W50W/（按建筑面積，以下同） ，別墅及部分高級公寓住宅可按 60W80W/計算，且面積越大索取值越小，故取 60W/，水泵、地下室照明等公用負荷平均以 10W/計算，消防負荷不統(tǒng)計在最大負荷內。=0.75,對應cos=0.88tan3.2 負荷計算A 型低層住宅最大負荷如下：An-1 最大負荷為 P30=1195

23、.5460=71.73KW+公用負荷 11.95KW=83.68KW。 無功負荷=73.6Kvar 視在計算負荷 =111.57KVA 計算電流=127AAn-2 最大負荷為 P30=800.6260=48KW+公用負荷 8KW=56KW無功負荷=49.28Kvar 視在計算負荷 =74.67KVA 計算電流=85AAn-3 最大負荷為 P30=800.6260=48KW+公用負荷 8KW=56KW重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 8無功負荷=49.28Kvar 視在計算負荷 =74.67KVA 計算電流=85AAn-4 最大負荷為 P30=1195.5460=71.73KW+公用負荷 1

24、1.95KW=83.68KW無功負荷=73.6Kvar 視在計算負荷 =111.57KVA 計算電流=127AAn-5 最大負荷為 P30=798.9060=47.9KW+公用負荷 8KW=55.9KW無功負荷=49.19Kvar 視在計算負荷 =74.5KVA 計算電流=84.9AAn-6 最大負荷為 P30=798.9060=47.9KW+公用負荷 8KW=55.9無功負荷=49.19Kvar 視在計算負荷 =74.5KVA 計算電流=84.9AAn-7 最大負荷為 P30=1197.2660=71.84KW+公用負荷 11.97KW=83.81KW無功負荷=73.75Kvar 視在計算負

25、荷 =111.75KVA 計算電流=127AAn-8 最大負荷為 P30=994.1360=59.65KW+公用負荷 9.94KW=69.59KW無功負荷=61.24Kvar 視在計算負荷 =92.79KVA 計算電流=106AAs-1 最大負荷為 P30=1172.6660=70.36KW+公用負荷 11.72KW=82.08KW重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 9無功負荷=72.23Kvar 視在計算負荷 =109KVA 計算電流=124A As-2 最大負荷為 P30=1172.6660=70.36KW+公用負荷 11.72KW=82.08KW無功負荷=72.23Kvar 視在計算負

26、荷 =109KVA 計算電流=124AAs-3 最大負荷為 P30=1172.6660=70.36KW+公用負荷 11.72KW=82.08KW無功負荷=72.23Kvar 視在計算負荷 =109KVA 計算電流=124AAs-4 最大負荷為 P30=783.6460=47.02KW+公用負荷 7.83KW=54.84KW無功負荷=48.26Kvar 視在計算負荷 =73.12KVA 計算電流=83AAs-5 最大負荷為 P30=1170.9460=70.25KW+公用負荷 11.7KW=81.95KW無功負荷=72.12Kvar 視在計算負荷 =109KVA 計算電流=124AAs-6 最大

27、負荷為 P30=783.6460=47.02KW+公用負荷 7.83KW=54.84KW無功負荷=48.26Kvar 視在計算負荷 =73.12KVA 計算電流=83AB 型多層住宅負荷如下：Bn-1=Bn-3=最大負荷 P30=2582.8860=154.97KW+公用負荷重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 1025.82KW=180.79KW。 無功負荷=159Kvar 視在計算負荷 =241KVA 計算電流=274ABn-2= Bn-4=Bn-5= Bn-7= Bn-9= Bn-10 最大負荷P30=2568.8860=154.11KW+公用負荷 25.68KW=179.79。無功負荷

28、=158.22Kvar 視在計算負荷 =239.72KVA 計算電流=273ABn-6=Bn-8 最大負荷 P30=1287.1060=77.23KW+公用負荷 12.87KW=90.1KW 無功負荷=79.29Kvar 視在計算負荷 =120.13KVA 計算電流=173ABs-1= Bs-3= Bs-6 最大負荷 P30=2588.9660=155.37KW+公用負荷25.88KW=181.25KW.無功負荷=159.5Kvar 視在計算負荷 =241.67KVA 計算電流=275ABs-2= Bs-4= Bs-7 最大負荷 P30=1297.7360=77.86KW+公用負荷12.9KW

29、=90.76KW.無功負荷=79.87Kvar 視在計算負荷 =121KVA 計算電流=138ABs-5 最大負荷 P30=3880.1960=232.81KW+公用負荷 38.8KW=271.61KW.無功負荷=239Kvar 視在計算負荷 =362.15KVA 計算電流=413A重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 11因此總的計算負荷為（取=0.45，=0.5）pKQKP30 總0.45*3726=1677KW 總0.5*3285.97=1643Kvar 總2347KVA 3566A計算負荷列表如圖 3.2 所示樓號P30/KW/KvarKVAAAn-183.6873.6111.5712

30、7An-25649.2874.6785An-35649.2874.6785An-483.6873.6111.57127An-555.949.1974.584.9An-655.949.1974.584.9An-783.8173.75111.75127An-869.5961.2492.79106As-182.0872.23109124As-282.0872.23109124As-382.0872.23109124As-454.8448.2673.1283As-581.9572.12109124As-654.8448.2673.1283Bn-1180.79159241274Bn-2179.79158

31、.33239.72273Bn-3180.79159241274Bn-4179.79158.33239.72273Bn-5179.79158.33239.72273Bn-690.179.29120.13173Bn-7179.79158.33239.72273Bn-890.179.29120.13173Bn-9179.79158.33239.72273重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 12 Bn-10179.79158.33239.72273Bs-1181.25159.5241.67275Bs-290.7679.87121138Bs-3181.25159.5241.67275Bs-490.76

32、79.87121138Bs-5271.61239362.15413Bs-6181.25159.5241.67275Bs-790.7679.87121138小區(qū)總負荷1677164323473566圖 3.2 負荷統(tǒng)計列表以上統(tǒng)計為本小區(qū)用電負荷，因為為兩臺變壓器單獨供電，負荷最好達到平衡，故將以上用電負荷盡量平均分配給兩臺變壓器。變壓器 1 負責供應別墅區(qū)和多層住宅中除 Bs-5 外的其余 Bs 樓，變壓器二負責供應 Bn 樓和 Bs-5 樓的負荷各個變壓器大約負責 1173.5KVA 的負荷。安排見下表 3.3 所示：變壓器所負責的負荷An-1An-2An-3An-4An-5An-6An-7

33、An-8As-1As-2As-3As-4As-5As-6變壓器一Bs-1Bs-2Bs-3Bs-4Bs-6Bs-7Bn-1Bn-2Bn-3Bn-4Bn-5Bn-6Bn-7變壓器二Bn-8Bn-9Bn-10Bs-5圖 3.3 變壓器負荷表3.3 無功補償3.3.1 無功功率簡述現(xiàn)實生活用電中，存在大量的感應電動機、及氣體放電燈等感性負荷，使得功率因數(shù)降低。若已經(jīng)充分發(fā)揮了設備的最大性能用來提高其自然功率因數(shù)，卻還不能達到規(guī)定功率因素的情況下，就必須人工進行無功功率補償。無功補償容量應按照無功補償計算或無功功率曲線來確定。無功補償裝置有手動投切的無功補償裝置和無功自動補償裝置。為滿足要求，設計時在變

34、壓器的低壓母線側統(tǒng)一裝設無功補償裝置，就可以選擇相對較小容量的變壓器，節(jié)約了初期的經(jīng)濟投入。而單獨集中補償是被容量較大，并且功率因數(shù)很低的用電負荷所采納2 13。3.3.2 無功補償計算重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 13本工程采取在 380/220V 低壓側并聯(lián)電容集中無補償，以變壓器 1 為例 變壓器 1 補償前功率因數(shù)值功率因數(shù)計算公式: （3.6）30()30cosPS（總）總 所以 =0.71 無功補償容量 按規(guī)定，變壓器高壓側的，考慮到變壓器的無功功率損耗cos0.90 遠大于有功功率損耗，故在變壓器低壓側進行無功補償時，低壓側補償TQTP后的功率因數(shù)應略高于高壓側補償后的功

35、率因數(shù)，這里取。cos0.92 要使低壓側的功率因數(shù)由 0.71 提高到 0.92，低壓側需裝設的并聯(lián)電容器的容量應為：補償容量的計算公式為： 303030(tantan)CQQQP（3.7）所以，需要補償?shù)娜萘繛?38(0.992-0.426)=474.17Kvar取 480Kva 補償后的變壓器容量和功率因數(shù)補償后變電所低壓側的視在計算負荷為： 因此補償后變壓器可選一臺容量為 1250 KVA 的 SC 系列變壓器變壓器的功率損耗為0.015=0.015 904=13.56 KWTp30(2)S0.06=0.06904=54.24KvarTQ30(2)S變電所高壓側的計算負荷為838+13

36、.56=851.56KW30(1)P(821.5-480)Kvar+54.24=395.24Kvar30(1)Q 無功補償后，工廠的功率因數(shù)（最大負荷時）為 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.90）要求。變壓器 2 補償功率因數(shù)計算方法同上，補償后功率因數(shù)為 0.907，同樣滿足重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 負荷計算 14要求。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 變壓器的選擇 154 變壓器的選擇4.1 變壓器概述變電所的主要任務是將所受電壓經(jīng)過變壓然后分配給各個用電設備，而變壓器則是變電所中最為關鍵的一次設備。合理選擇變壓器的臺數(shù)和容量，有利于提高經(jīng)濟成本，對用電的經(jīng)濟運行，節(jié)能起到的至關重要的因素。如果周圍

37、環(huán)境因素惡劣，則應該選用防塵，防腐全封閉的變壓器；對于要求高的場所，宜選用干式電力變壓器。對于有大量一、二級用電負荷或用電負荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大，或集中用電負荷較大的單位，應設置兩臺及以上的電力變壓器。變壓器的選擇必須遵照有關國家標準，結合實際情況，合理選擇，并且盡量選擇技術先進，節(jié)能和維護輕松方便的產(chǎn)品2 12。4.2 變壓器類型的選擇電力變壓器類型的選擇是指確定變壓器的調壓方式、絕緣及冷卻方式、相數(shù)、聯(lián)結組別等。對于小區(qū)的 10kV 配電變壓器一般采用無載調壓方式。至于變壓器的相數(shù)，用戶變電所一般采用三相變壓器。10kV 配電變壓器有 Dyn11 和 Yyn0 兩種常見聯(lián)結組。而 D

38、yn11 聯(lián)結組變壓器有低壓側單相接地短路電流大，承受單相不平衡負荷的負載能力強等優(yōu)點，從而在低壓電網(wǎng)中得到廣泛應用。由上面分析得出選擇變壓器的類型為干式、無載調壓、雙繞組、Dyn11 聯(lián)結組。4.3 變壓器臺數(shù)的選擇變壓器的臺數(shù)的確定一般要綜合考慮根據(jù)負荷等級、負荷容量和經(jīng)濟性等條件。 10kV 及以下變電所設計規(guī)范 GB5005394中規(guī)定，當符合以下條件之一時，宜裝設兩臺及兩臺以上的變壓器：(1) 有大量一級或二級負荷；(2) 季節(jié)性負荷變化較大；(3) 集中負荷容量較大。結合本小區(qū)的情況，考慮到供電安全可靠和集中負荷容量較大，所以選擇兩臺變壓器。4.4 變壓器容量的選擇對有兩臺變壓器的

39、變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應同時滿足以下兩個條件：重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 變壓器的選擇 16 滿足總計算負荷 60%的需要，即0.6； 式（3.1）N.TS30S滿足全部一、二級負荷的需要，即30()S 式（3.2）N.TS30()S條件 1 是考慮到兩臺變壓器運行時，每臺變壓器各承受總計算負荷的 50%，負載率約為 0.6，此時變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總負荷時，只過載 40%，可繼續(xù)運行一段時間。條件 2 是考慮在事故情況下，一臺變壓器能保證一、二級負荷的供電需要。根據(jù)無功補償后的計算負荷：=2038A，代入數(shù)據(jù)可得：30S0.6*2038=1222.

40、8kVA，同時又考慮到未來 5-10 年得負荷發(fā)展，初步取N.TS=1200kV.A?？紤]到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為 SC 系列干式變壓N.TS器。型號：SC11-1250KVA/10KV，其主要技術指標見表 4.1表 4.1 SC11-1250/10 干式電力變壓器主要參數(shù)型號額定容量 KVA負載損耗KW空載損耗 KW短路阻抗%空載電流%總重 kg尺寸（mm）LWHSC11-1250KVA/10KV12509.692.0961.0288514858701370使用條件：1.環(huán)境溫度-50+50 2.海拔高度1000m 重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 短路電流計算 175 短路電流計算5

41、.1 短路電流概述5.1.1 短路的原因對供電系統(tǒng)的要求是必須正常地不間斷地對用電負荷供電。但是由于各種原因，故障的出現(xiàn)時難免的，這樣就破壞的系統(tǒng)的正常運行。系統(tǒng)中最常見的故障就為短路故障。造成短路的主要原因，是電氣設備載流部分的絕緣損壞。這種損壞是因為設備本身質量問題，或是絕緣設備老化等原因造成的。當然也可能是工作人員自身的誤操作和違規(guī)操作造成的短路故障12。 5.1.2 短路的后果短路后，短路電流會遠遠大于正常工作電流。在大電力系統(tǒng)中，短路電流甚至可以達到幾十萬安。面對如此大的電流肯定會對系統(tǒng)、人員、設備造成相當大的危害：（1）短路時會產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，這樣會損壞故障原件和短路

42、電路中的其他原件損壞。（2）短路時短路電路電壓要驟降，電氣設備的正常運行也會受到嚴重影響。（3）短路時保護裝置會動作，造成停電，越靠近電源，停電范圍也就越大，損失也會越大。（4）嚴重短路時電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性也會受影響，可造成系統(tǒng)解列。由此可見，短路有著十分嚴重的后果，進行短路電流計算，可以正確地選擇電氣設備，使其達到足夠的穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時不導致設備的損壞，以此來消除一定的短路因素。5.1.3 短路的形式在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生單相短路、兩相接地短路、兩相短路和三相短路、。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的概率最大，而發(fā)生三相短路的概率最小。但是從用戶方面來說，一般是三相短路的電

43、流最大，造成的危害也最嚴重。為了使電力系統(tǒng)的電氣設備在最要中的短路狀態(tài)下也能可靠的工作，在選擇和校驗電氣設備用的短路計算種，常以三相短路計算為主。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 短路電流計算 185.2 短路電流計算的目的短路電流計算目的主要有以下幾點：在設計電氣主接線時，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要采取限制短路電流的措施，需要進行短路電流計算；在進行電氣設備和載流導體的選擇時，為了保證各種電氣設備和導體在正常運行時和故障情況下都能安全、可靠的工作，同時又要力求節(jié)約成本，需要根據(jù)短路電流對電氣設備進行動、熱穩(wěn)定度的校驗；在選擇繼電保護裝置及進行整定計算時，必須以各種不同類型短路時的

44、短路電流作為依據(jù)；設計接地裝置；電力系統(tǒng)運行及故障分析等3 15。5.3 短路電流的計算5.3.1 短路電流的計算短路電流的計算有歐姆法和標幺值法，本次設計采用標幺值法。標幺值是在計算短路電流時所用的各阻抗、電壓、電流量全采用標幺值，也就是用實際值與基準值的比值來計算。這是為了在多電壓等級的系統(tǒng)中計算時能顯得比較方便。在高壓電路中電力系統(tǒng)中各原件的電阻略去不計，短路電流計算一般只計各原件的電抗12。5.3.2 本工程短路電流計算按系統(tǒng)最大運行方式時短路電流計算 繪制計算電路圖 G0. 38KVK-1 10KV10KVK-21200m圖 5.1 短路計算電路圖求 10kV 母線上 K-1 點短路

45、和 380V 低壓母線上 K-2 點短路電流和短路容量。電源側短路容量定為 Sk=250MV.A 確定基準值：設Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側Ud1=10.5kV,低壓側Ud2=0.4kV,則重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 短路電流計算 19計算短路電路中各原件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng) 已知Soc=250MVA,故2）電纜 查表得在基準容量Sd=100MVA，Ud=Uc時，10KV電纜長1.2km，而X0=0.8/km3）電力變壓器 查表得,故6.0% ZU等效電路圖如圖5.2所示：10. 420. 9634. 844. 8k-1k-2圖 5.2 等效電路圖首先計算 k-1 點的短路電路總

46、電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標幺值 b. 三相短路電流周期分量有效值 c.其它短路電流重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 短路電流計算 20 KA4.04=10.3KAd. 三相短路容量 其次計算 k-2 點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標幺值 3.76b. 三相短路電流周期分量有效值 =38.3KAc.其它短路電流38.3KA38.3=70.47KAd. 三相短路容量綜上所知：短路計算結果如下表 5.1 所示表 5.1 最大運行方式下短路計算結果三相短路電流/kA三相短路容量/MVA短路計算點)3(kI)3( I)3(I)3(shi)3(shI)3(kS重慶科技學院本科

47、生畢業(yè)設計 短路電流計算 21k-14.044.044.0410.36.173.53k-238.338.338.370.4741.7526.6重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 一次設備選擇 226 一次設備選擇6.1 高壓一次設備6.1.1 高壓一側設備概述高壓一次設備選擇的條件是，須滿足一次電路在正常運行、短路故障條件下工作要求，同時設備用工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 按故障條件下的工作下選擇合理的電氣設備，就是按最大可能的短路故障時的動、熱穩(wěn)定度進行校驗。對裝有熔斷保護的電壓互感器則不必進行以上校驗，電纜則不必進行動穩(wěn)定度校驗，其他設備均要進行以上校驗12。6.1.2 高壓開關柜的

48、選擇和高壓一次主接線圖的確定高壓開關柜是按一定的線路方案將高壓開關設備、保護電器、檢測儀表和母線、絕緣子等一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。用于控制和保護變電所中的變壓器和高壓線路，也用于大型高壓交流電動機的起動和保護。目前，10kv 及以下變電所中常用的高壓開關柜有中置式空氣絕緣金屬封閉鎧裝式開關柜和 SF6 氣體絕緣金屬封閉式開關柜兩大類。本次設計主要為 10kv 側，選擇柜型為 KYN10-27 系列。對于 KYN10-27 系列優(yōu)點： PT 加避雷首先解決了二次電路和繼電保護的用電，節(jié)省引入二次電源的投資；更換電壓、電流互感器等設備時，拉出即可斷電操作，方便安全。缺點：本方案

49、為上進線，與電纜下進線沖突，要求將電纜引至配電室上方進線，增大了工程量且影響了美觀。柜子的連接方式見附錄 CAD 圖6.1.3 高壓一次設備的選擇因為高壓柜已經(jīng)確定為 KYN10-27，其自身附帶了各種主要電器設備類型，結合高壓側短路電流計算表格和負荷計算表格，為開關柜選擇大小匹配的電器設備13 。具體的設備型號如下表 6.1 所示： 表 6.1 高壓主要設備型號主要電器設備設備型號主要電氣設備設備型號真空斷路器ZN5-10/630熔斷器RN2-10電流互感器LDJ-10/75/5避雷器FZ3電壓互感器JDZ-10/0.1重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 一次設備選擇 23 母線的選擇：母線一般有銅

50、、鋁、鋼三種，現(xiàn)在大部分采用銅制母線，本工程也采用銅制。這里我們按經(jīng)濟電流密度選擇母線截面按經(jīng)濟電流密度選截面計算公式： =/ ecA30IecJ（6.1） 為所選變壓器的額定電流，因為兩個變壓器均選擇的SCB10-1250KVA/10KV干30I式銅線變壓器，故, 取 1.2，故=72.2/1.2=60.2mm2ecJecA母線選擇：TMY-6066.1.4 校驗高壓一次主要設備母線的校驗:校驗發(fā)熱條件40時銅排載流量=排寬厚度系數(shù)排寬(mm);厚度系數(shù)為:母排 12 厚時為 20;10 厚時為 18;依次為: 12-20，10-18，8-16，6-14，5-13，4-12 該母線在 40室

51、內的允許載流量=6014=840A=72.2AalI30I可見，滿足發(fā)熱條件。校驗熱穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度系數(shù)為 C=171短路發(fā)熱假想時間=1.2s 的母線，其221mmSAimat最小面積=38.3103mm2360，故滿足。minActIima)3(2mm校驗動穩(wěn)定度母線的彎曲力矩 M=，截面系數(shù) W=，軸線間距 a300,10)3(lF62hbmm取 a=500mm，支持點間距 =600mm,則母線的最大應力l=M/W= =1.9MPac6102)3(hblF而硬銅母線的允許應力為=140MPa=1.9MPa,滿足。alc表 6.2 高壓一側設備一覽表校 裝置地點電氣條件一次設備型號規(guī)格重慶科

52、技學院本科生畢業(yè)設計 一次設備選擇 24真空斷路器熔斷器電流互感器電壓互感器避雷器驗項 目參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)ZN510/630RN210LDJ10/75/5JDZ-10/0.1FZ3額定電壓KVNU10kveNU.10kv10kv10kv10kv額定電流(A)30I72.2AeNI.63010075額定開斷電流KA)3(kI4.04kAocI20動穩(wěn)定電流KAi)3(sh10.3KAmaxi50/熱穩(wěn)定電KA)3(shI4.0421.2=19.59tIt.220/通過以上表格 6.2 中的校驗，其選擇的設備類型均符合。6.2 低壓一次設備380/220V 低壓側選擇 GCS 系列開關柜，低壓側母線選

53、擇 TMY-806 其校驗過程和上面的高壓母線過程一樣，均符合要求。6.3 電線、電纜的選擇6.3.1 電線、電纜截面選擇的原則選擇的原則：配電系統(tǒng)的導線和電纜的選擇，一般按照以下原則進行：（1）使用環(huán)境和敷設方法選擇導線和電纜的類型。（2）機械強度選擇導線的最小允許截面。（3）允許載流量選擇導線和電纜的截面。重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 一次設備選擇 25（4）按電壓損失校驗導線和電纜的截面。按上述條件選擇的導線和電纜具有幾種截面時，應取其中較大的一種類型的選擇，且一般 10KV 及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，通常先按允許電壓損

54、耗進行選擇，再校驗其發(fā)熱條件和機械強度。隨著我國快速發(fā)展，現(xiàn)在在大部分場合采用銅芯電纜，本工程選擇銅芯電力電纜12。 6.3.2 高壓側電纜的選擇與校驗因為本工程選擇 10KV 進線電纜，按發(fā)熱條件選擇截面：因為I30=IN.T=A,資料顯示重慶年最高溫度月平均值為 40C.因為此電纜為從電纜溝引入，根據(jù)環(huán)境溫度的定義（室內包括電纜溝或隧道內，環(huán)境溫度為當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶?5C） ，基于以上原則在選擇選擇 YJV-6/10KV-3956.3.3 低壓側電纜、電線的選擇由圖 3.3 變壓器的負荷表可知，變壓器一與變壓器二平均分配了整個小區(qū)的用電負荷，其走線方式（見附錄 CAD 圖）由圖 3.2

55、 的負荷統(tǒng)計表可知，每一棟樓的用電負荷，電流情況。用以選擇低壓側電線和繼電器。查相關表格，選擇斷路器和電纜如表 6.3樓號A斷路器電纜總電纜An-1127DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435An-285DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-425JYV-0.6/1KV-470An-385DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-425An-4127DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435JYV-0.6/1KV-470An-584.9DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-425An-684.9DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-425JYV-0.6/1KV-47

56、0An-7127DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435An-8106DZ20Y-125JYV-0.6/1KV-JYV-0.6/1KV-495重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 一次設備選擇 26435As-1124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435As-2124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435JYV-0.6/1KV-495As-3124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435As-483DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-425JYV-0.6/1KV-470As-5124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435As-683DZ20Y-100

57、JYV-0.6/1KV-425JYV-0.6/1KV-470Bn-1274DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bn-2273DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bn-3274DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bn-4273DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bn-5273DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bn-6173DZ20Y-180JYV-0.6/1KV-470Bn-7273DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bn-8173DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-470Bn-9273DZ20Y-400

58、JYV-0.6/1KV-4120Bn-10273DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 一次設備選擇 274120Bs-1275DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bs-2138DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435Bs-3275DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bs-4138DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435Bs-5413DZ20Y-630Y0.6/1KV-4240Bs-6275DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4120Bs-7138DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-435表 6.3 斷路器和

59、電纜選擇重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 照明設計 287 繼電保護與二次回路7.1 繼電保護設計7.1.1 保護選擇概述為了保證工廠供電系統(tǒng)的安全運行，在各主要電力線路和設備設置了保護裝置，系繼電保護。主要為高壓線路、高壓電動機的繼電保護，這里論述電力變壓器繼電保護。電力變壓器的繼電保護包括低壓側的單向保護和變壓器本身的電流速動保護、定時限過電流保護、過負荷保護、零序保護。由于變壓器靠近供電電源，而帶時限的過電流保護特點為越靠近電源動作時間越長，這樣導致的危害和損失將會更大。故本工程變壓器采用電流速斷作主保護，并以反時限過電流保護作為后備保護12 13。7.1.2 保護的整定計算過電流保護整定1）

60、動作電流計算采用兩相兩繼電器接線，其中電流繼電器采用的是 GL-15/10 型，按保護裝置的動作電流及返回電流按躲過線路的最大負荷電流來整定，=1.3，=1，relKwK=0.8，=75/5=15，即reKiK max.LirewrelOPIKKKKI（7.1）=A 所以動作電流整定為 12A2）過電流保護動作時間整定由于本變電所為終端變電所，故過電流保護時間整定為st2 . 13）過電流保護靈敏度系數(shù)的校驗：利用過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗公式 1.5 （7.2）1minopkpIIS重慶科技學院本科生畢業(yè)設計 照明設計 29其中：=0.86638.3/(10kV/0.4kV)=1.3kATkk