某建筑供配電所課程設計

課程設計任務書題目名稱：變配電所課程設計系：電氣工程系專業(yè)：智能建筑班級：學號：學生姓名：指導教師：職稱：2008年9月日變配電所課程設計任務書=1\*CHINESENUM3一、設計目的：變配電所課程設計，是配合《工廠供電》課程學習的實踐性質的教學內容，是一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。其任務是使學生進一步熟悉供配電各個系統(tǒng)的方案設計，掌握建筑供配電工程的設計原理和方法。具體應達到以下目的：1、通過課程設計加深對本課程基本知識的理解,認識到其的重要性，提高綜合利用本課程知識的能力，更進一步掌握供配電2、掌握本課程工程設計的主要內容、步驟和方法；3、提高制圖能力，學會查有關設計資料進行設計計算的方法；4、提高獨立分析問題，解決問題的能力，逐步增強對實際工程的認識和理解。二、設計題目：某建筑變配電所課程設計三、設計資料：=1\*Arabic1、Pe=2900KW,COSf=0.9；=2\*Arabic2、給某一十層的建筑物設計變電所，該建筑物有地下室可帶裙房；=3\*Arabic3、土建結構圖，見已給結構圖；4、電源就近取市供電局提供的10KV電壓；5、設計資料:《10KV供電系統(tǒng)的設計規(guī)范》、《3-10KV變配電所設計規(guī)范》、《民用建筑的供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、《防雷接地設計規(guī)范》。三、設計內容與粗略步驟：1、完成設計計算書；2、畫出主電路圖的主要部分；3、根據(jù)計算書及設計資料確定設備；4、繪制設備畫出平面圖與剖面圖。四、圖紙及計算書要求：1、設計說明；2、用CAD畫出高壓系統(tǒng)圖；3、用CAD按照合適的比例畫出平面圖、剖面圖；4、畫出材料表；5、寫出計算書（二次回路不需要計算）。設計計算書要有必要的計算說明，數(shù)據(jù)要準確，公式、數(shù)據(jù)要有根據(jù)。文字要簡明扼要；6、接地（防雷不需要做）；7、圖紙和圖例要符合制圖標準或工程習慣做法，線條尺寸要準確完整；8、設計方案要符合相關設計規(guī)范和規(guī)定；9、設計圖紙要滿足施工要求；10、按A4格式裝訂成冊。=5\*CHINESENUM3五、格式要求：設計說明書（論文）必須由學生本人在計算機上輸入、編排，用標準A4紙單面打印。頁面設置：左右邊距2.5cm，上下邊距2.54cm；頁眉：1.5cm頁腳：1.75cm字體：正文全部宋體小四；標題宋體小二加粗；小標題宋體小四加粗；行距：固定值20。頁碼：居中、小五、底部。標題“目錄”三號、黑體、居中。目錄中應包括論文中全部章節(jié)的標題及頁碼，含：參考文獻、附錄。目錄中各章題序及標題用小四號黑體，其余用小四號宋體。設計說明書正文分章、節(jié)撰寫，每章應另起一頁。各章標題要突出重點、簡明扼要。設計說明書中涉及到的公式一律采用公式編輯器編輯。=6\*CHINESENUM3六、參考文獻：=1\*Arabic1、《建筑設計防火規(guī)范》GB—500162、《3-10KV變配電所的設計規(guī)范》GB—500603、《民用建筑電系設計規(guī)范》JGJ/T164、《建筑物防雷設計規(guī)范》GB—500575、《10KV級以上變電所設計規(guī)范》GB—500536、《低壓配電設計規(guī)范》GB—500547、《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB—500528、《導體和電器選擇設計技術規(guī)范》DL52229、《電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規(guī)范》GB—5006210、《電力工程電纜設計規(guī)范》GB—5021711、《工業(yè)和民用配電設計規(guī)范》第三版電力出版社2005，10月12、《電力工程電氣設計規(guī)范》一次部分電力出版社13、《電力工程電氣設計規(guī)范》二次部分能源部西北電力設計院等相關設計圖集負荷計算計算負荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。用電設備計算負荷的確定,在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是世界各國普遍應用的確定計算負荷的基本方法,在此課程設計中采用需要系數(shù)法來確定計算負荷。按需要系數(shù)法確定用電設備的有功計算負荷（kw）的計算公式為P30=KdPe(1-1)式中Pe─用電設備組的總的設備容量，單位為KW。Kd─用電設備組的需要系數(shù)，根據(jù)參考書《工廠供電設計指導》中的表2-1查得變配電所的需要系數(shù)為0.5～0.7，在此選取0.7。無功計算負荷（kvar）為Q30=P30tanφ式中tanφ─用電設備組的總的設備組cosφ的正切值。視在計算負荷（kva）為S30=P30/cosφ(1-2)式中cosφ為功率因數(shù)，有設計任務書取0.9。計算電流(A)的計算公式I30=S30/(UN)(1-3)式中UN—─—用電設備組的額定電壓，單位為KV。由設計任務書可知，該高校的總負荷為2900KW，把負荷代入上述各式計算得各種負荷如表1-1所示。表1-1某高校的負荷計算表設備容量Pe∕KKW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)計算負荷P30/kwQ30/kvaarS30/kVA高壓I30A29000.70.92030974.42255.6130.2變配電所及主變壓器的選擇變配電所所址的選擇根據(jù)參考書《工廠供電設計指導》可知，選擇工廠變、配電所的所址，應根據(jù)下列要求并經技術、經濟比較后擇優(yōu)確定：接近負荷中心。進出線方便。接近電源側。設備吊裝和運輸方便。不應設在有劇烈震動或高溫的場所。不應設在多塵或有腐蝕性氣體的場所。當無法遠離時，不應設在污染源的下風側。不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方；當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗鄰時，應符合現(xiàn)行國家標準GB50058-1992《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的規(guī)定。不應設在地勢低洼和可能積水的場所。高壓配電所應盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房和建在一起。根據(jù)以上所述原則，將該高校的變配電所建在一個建筑物的地下室內。變配電所內的具體布置情況見附圖《變配電所的平面圖》。第二節(jié)變電所主變壓器的選擇1、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇主變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經濟運行要求進行選擇。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上主變壓器：有大量一級或二級負荷。季節(jié)性負荷變化較大，適于采用經濟運行方式。集中負荷較大，例如大于1250KVA時。根據(jù)上述條件，在本工程中由于計算負荷較大，則選擇兩臺變壓器。2、變電所主變壓器的選擇根據(jù)《電力工程電氣設計規(guī)范》的要求，并結合本變電所的具體情況，選用兩臺同種型號的主變壓器。變電所每臺變壓器容量SNT不應小于總的計算負荷S30的60%-70%,即SNT≈（0.6～0.7）S30=（0.6～0.7）x22255.6=（1353.36～1578.9）kva同時每臺變壓器容量應能夠滿足一、二級負荷的要求應。由于本設計為三級負荷，所以不考慮一、二級負荷。同時還適當考慮今后電力負荷的增長，留有一定的余地。由于需要系數(shù)取得最大值，故已考慮今后發(fā)展余量。所以本設計最終選用的主變壓器的實際負荷應為1600KVA。3、主變壓器型號和聯(lián)結組別的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可選用油浸式変圧器，且應優(yōu)選S9、S11等系列變壓器。電力變壓器的聯(lián)結組別，是指變壓器一、二次繞組因采用不同的聯(lián)結方式而形成變壓器一、二次側對應的線電壓之間不同相位關系。6～10KV配電變壓器有Dyn11和yyn0兩種常見的聯(lián)結組。配電變壓器采用Dyn11聯(lián)結較之采用yyn0聯(lián)結有下列優(yōu)點：1）有利于抑制高次諧波電流2）有利于低壓單相接地短路故障的保護和切除3）承受單相不平衡負荷能力強但是，由于yyn0聯(lián)結變壓器一次繞組的絕緣強度要求比Dyn11聯(lián)結變壓器稍低，從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結變壓器，且目前生產Dyn11聯(lián)結變壓器的廠家相對較少，所以在此變電所課設中選擇兩臺S9-1600/10（6）型變壓器,聯(lián)結組別為yyn0，額定容量1600KVA，高壓10KV，低壓0.4KV，阻抗電壓4.5%。短路電流計算及一次設備的選擇短路電流計算1、繪制計算電路如圖3-1所示圖3-1短路計算電路2、確定短路計算基準值設sd=100mva，ud=uc=1.05un，即高壓側ud1=10.5KV，低壓側ud2=0.4KV，則Id1=EQsd/(ud1)=100mva/（*10.5KV）=5.5KaId2=EQsd/(ud2)=100mva/（*0.4KV）=144Ka3、計算短路電路中各元件的電抗標幺值（1）電力系統(tǒng)已知soc=500mva，故X1﹡=100mva/500mva=0.2（2）架空線路由《工廠供電》中表3-1查的電纜線路的平均電抗為0.08Ω/km，線路長取10km，故X2﹡=（0.08*10）Ω*100mva/（10.5KV）2=0.73（3）電力變壓器由《工廠供電設計指導》中表3-1，uz%=4.5%，故X3﹡==2.8因此繪短路計算等效電路如圖3-2所示圖3-2短路計算等效電路4、計算k-1點（10.5KV側）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值X﹡∑(k-1)=X1﹡+X2﹡=0.2+0.73=0.93（2）三相短路電流周期分量有效值I（3）k-1=Id1/X﹡∑(k-1)==5.9ka（3）其他短路電流I，，（3）=I（3）∞=I（3）k-1=5.9kaI（3）sh=2.55I，，（3）=2.55*5.9=15.1kaI（3）sh=1.51II，，（3）=1.511*5.9==8.93kka（4）三相短路容量Sk-1(3)=SSd/X﹡∑(k-1)==107.55mva5、計算k-2點（0.4KV側）的短路路電路總阻抗抗及三相短路路電流和短路路容量（1）總電抗標幺值X﹡∑(k-2)=X1﹡﹡+X2﹡+X3﹡//X4﹡=0.2+00.73+22.8//22.8=2.33（2）三相短路電流周周期分量有效效值I（3）k-2=Id2//X﹡∑(k-2)==61.8kaa（3）其他短路電流I，，（3）=I（3）∞=I（3）k-2=61.8kaaI（3）sh=1.84II，，（3）=1.84*61.8=113.77kaI（3）sh=1.09II，，（3）=1.09*61.8=67.366ka（4）三相短路容量Sk-2(3)=Sd/XX﹡∑(k-2)==42.9mvva以上短路計算結果果綜合如表3-1所示。表3-1短路路計算結果短路計算點三相短路電流/KKA三相短路容量/MMVAIk(3)I“(3)I∞(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-15.95.95.915.18.93107.5k-261.861.861.8113.767.3642.9第二節(jié)變電所所10KV側一次設備的的選擇校驗根據(jù)計算結果，高高壓斷路器采采用高壓少油油斷路器SN10--10I/6630，額定電流流630A，額定開端電電流16KA,額定斷流容容量300MVVA，16KA熱穩(wěn)定電流流斷開時間為為2S高壓隔離開關選用用GN6/88-10T//200型，額定電電壓10KV，額定電流流200A,動穩(wěn)定電流流峰值25.5KKA，5S熱穩(wěn)定電流10KA電流互感器采用LLAJ-100型，額定電電壓10KV，一、二次次額定電流分分別為300、5A，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)數(shù)100，動穩(wěn)定倍倍數(shù)180電壓互感器分別采采用JDZ-110、JDZJJ-10型，額定電電壓10KV，變比分別別為10/0..1KV、KV高壓熔斷器采用RRN2-100型，額定電電壓10KV，額定電流流0.5A，斷斷流能力50KA避雷器采用FS44-10型戶外隔離開關采用用RW4-110/2000型跌開式開開關，額定電電壓10KV，額定電流流200A如表3-2所示。表3-210KKV側一次設備備的選擇校驗驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)UNINIK(3)ish(3)I∞(3)2.timaa數(shù)據(jù)10KV130.2A5.9KA15.1KA5.92×1.99=66.114一次設備型號規(guī)格格額定參數(shù)UN。eIN.eImaciimaIt2.tima高壓少油斷路器SSN10-110I/633010KV630A16KA40KA162×2=5112高壓隔離開關GNN6/8-110T/20010KV200A-25.5KA102×5=5000電流互感器LAJJ-1010KV300/5A-180×√2×00.1=900.5KA(100×0.1))2×1=1000電壓互感器JDZZ-1010/0.1KVV----電壓互感器JDZZJ-10KV----高壓熔斷器RN22-1010KV0.5A50KA--避雷器FS4-11010KV----戶外隔離開關RWW4-10//20010KV200A---以上所選的一次設設備均滿足要要求。第三節(jié)接線方方案及高壓柜柜的選擇根據(jù)設計要求及負負荷情況，高高壓系統(tǒng)一次次接線方案采采用單母線分分段式,由左側電纜纜引入、右側側電纜引出的的主接線方案案?！豆S供電設計指指導》中表4-10《GG-1A（F）型高壓開開關柜的部分分一次線路方方案》中02、03、07、54號柜符合上述述接線方案，因此高壓柜柜選用GG-1A（F）型高壓開關關柜的02、03、07、54號柜。高壓一次系統(tǒng)的接接線圖見附圖圖1《高壓系統(tǒng)統(tǒng)圖》。第四節(jié)變電所進線線及高壓母線的選選擇1、変電所進線的選擇擇根據(jù)第一章高壓側側的計算電流流選擇yjvv電纜線路，纜芯截面面70mm2即滿足要求求，考慮用電電安全及以后后發(fā)展情況，電電纜放大兩號號選擇，即選選擇截面為1120mmm2的yjv電纜線線路。2、高壓母線的選擇擇按88D264《電電力變壓器室室布置》標準準圖集的規(guī)定定，6-10KKV變電所高低低壓LMY型硬鋁母線線的尺寸，如如表3-3所示。表3-36-110KV變電所高低低壓LMY型硬鋁母線線的常用尺寸寸（單位mm）變壓器容量/KVVA200250315400500630800100012501600高壓母線40×4低壓母線相母線40×450×560×680×680×8100×8120×102（100×10）2（120×10）中性母線40×450×560×680×680×880×10按表3-3選擇的的母線尺寸，一一般均滿足短短路動穩(wěn)定和和熱穩(wěn)定要求求，因此不必必再進行短路路校驗。但對對于35KV或以上的變變電所，則不不能采用此表表的母線尺寸寸，而應按發(fā)發(fā)熱條件進行行選擇，并校校驗其短路穩(wěn)穩(wěn)定度。所以由上表可確定定在此課程設設計中，10KV母線選為LMY-33(40×44),即母線尺寸寸為40×4；380V母線選LMY-33(120××10)＋80×10，即相母線線尺寸為120×110，中性線母母線尺寸為80×10。第四章變電所接地裝置的的設計1、接地電阻的要求求由《工廠供電設計指指導》中表99-23，本變電所的的公共接地裝裝置的電阻應應滿足以下條條件：RE≤4Ω且REE≤==4.444Ω式中IIE=UN(loh+35llcab)/3350其中UN－電網額額定電壓（KV），設計計中為10KV；looh－UN電網中架空空線路總長度度（km），取70km;lcab－UN電網網中電纜線路路總長度（km），取25km。故IE=UN(loh++35lcaab)/3550=10*（70+355*25）/350A=27A所以公共接地裝置置接地電阻應應滿足RE≤4Ω。2﹑接地裝置的設計（1）接地方案現(xiàn)初步考慮用長22.5m、直直徑50mmm的鋼管接地地體，沿建筑筑每隔5m打入一根根，管頂距地地面0.8mm，管子之間間用40*40mmm2的扁鋼焊接接相聯(lián)。（2）計算單根鋼管接接地電阻由《工廠供電》附附表25查得砂質粘土的電電阻率為ρ=100Ωm。所以單根鋼鋼管的接地電電阻為RE（1）≈100Ωm/2..5m=400Ω（3）計算鋼管根數(shù)根據(jù)RE（1）/RE=40Ω//4Ω=10，考慮到管管子之間的電電流屏蔽效應應，選用15根長2.5mm、直徑50mmm的鋼管作作接地體。（4）接地電阻校驗用n=15和a/ll=5m/2.5m=2查《工廠供供電》附錄26得ηE≈0.66。因此RE=RE（1）//nη≈100Ωm/2.5mm/（15*0..6