10-0.4kv变电所设计

供配电课程设计设计题目：某纺织厂10kV/0.4kV变电所设计姓名：班级：学号：指导教师：成绩评定：2018年01月19日目录1.设计题目……………………………………………………11.1原始资料………………………………………………………11.1.1设计环境及基础资料………………………………………11.1.2设计内容……………………………………………………22.功率计算及无功功率补偿…………………………………22.1功率计算………………………………………………………22.2无功功率补偿…………………………………………………42.2.1无功补偿的意义……………………………………………42.2.2无功补偿的基本要求………………………………………42.2.3无功功率平衡与补偿………………………………………43.变压器的选择………………………………………………53.1变压器台数的选择……………………………………………53.2变压器容量的选择……………………………………………63.3变压器类型的选择……………………………………………64.电气主接线设计……………………………………………64.1电气主接线的基本要求………………………………………64.2电气主接线的基本形式………………………………………64.3电气主接线方案………………………………………………74.3.1电气主接线方案的比较……………………………………74.3.2电气主接线方案的确定……………………………………75.短路电流计算………………………………………………75.1短路电流计算的目的…………………………………………75.2短路计算的假设条件…………………………………………75.3短路点的确定…………………………………………………85.4短路电流计算…………………………………………………86.选择主要电气设备…………………………………………117.继电保护的配置……………………………………………13武汉纺织大学课程设计11设计题目：某纺织厂10kV/0.4kV变电所设计1.1原始资料1.1.1设计环境及基础资料（1）某纺织厂因生产规模扩建和提高供电可靠性的需要，拟新建一厂区，为此拟新建10/0.4KV降压变电所一座。有关负荷资料见附表1，新厂区总平面布置图见附图。（2）从电业部门某110/10KV变电所，变电所母线出线短路容量为350MVA，用10KV双回架空线路向本厂配电，该变电所在厂南侧0.5公里。（3）功率因数应在0.9以上(10KV)。织布车间仓库纺纱车间动力车间变电所自来水车间机修车间生活区图1纺织厂平面图表1新厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表序号用电或车间单位名称设备容量（kW）Kdcostan计算负荷P(kW)Q(kvar)S(kVA)1纺纱车间4400.80.80.752织布车间4000.80.80.753自来水车间700.650.80.754机修车间260.30.651.175动力车间3600.30.51.736生活区400.60.61.337仓库250.30.51.178小计1361武汉纺织大学课程设计21.1.2设计内容（1）负荷计算及无功功率补偿。（2）选择变电所主变台数、容量及型式。（3）设计本变电所的电气主接线，选出数个电气主接线方案进行技术经济比较，确定一个最佳方案。（4）进行必要的短路电流计算。（5）选择和校验所需的电气设备。（6）进行继电保护的选择及整定（略写）。2功率计算及无功功率补偿2.1功率计算功率计算公式如下：有功计算负荷：edPKP,无功计算负荷：PtanQ,视在计算负荷：P/cosS，其中，eP为设备容量。则可将图表中的P,Q,S数据计算后再填入。1.纺纱车间：已知75.0tan8.0cos8.0k440de，，，KWP，，WPKPk3524408.0ed，kvar26475.0352PtanQ。VAk4408.0/352P/cosS2.织布车间：已知75.0tan8.0cos8.0k400de，，，KWP，，WPKPk3204008.0ed，kvar24075.0320PtanQ。VAk4008.0/320P/cosS3.自来水车间：已知75.0tan8.0cos65.0k70de，，，KWP，武汉纺织大学课程设计3，WPKPk5.457065.0ed，kvar125.3475.05.45PtanQ。VAk875.568.0/5.45P/cosS4.机修车间：已知17.1tan65.0cos3.0k26de，，，KWP，，WPKPk8.7263.0ed，kvar126.917.18.7PtanQ。VAk1265.0/8.7P/cosS5.动力车间：已知73.1tan5.0cos3.0k360de，，，KWP，，WPKPk1083603.0ed，kvar84.18673.1108PtanQ。VAk2165.0/108P/cosS6.生活区：已知33.1tan6.0cos6.0k40de，，，KWP，，WPKPk24406.0ed，kvar92.3133.124PtanQ。VAk406.0/24P/cosS7.仓库：已知17.1tan5.0cos3.0k25de，，，KWP，，WPKPk5.7253.0ed，kvar775.817.15.7PtanQ。VAk155.0/5.7P/cosS8.小计：已知WPk1361e，P=352+320+45.5+7.8+108+24+7.5=864.8kW，Q=264+240+34.125+9.126+186.84+31.92+8.775=774.786kvar，，VAQPk1.1161786.7748.864S2222武汉纺织大学课程设计4，74.01.1161/8.864/cosSP，0.904.8774.786/86Q/Ptan。64.01361/8.864/KedPP表1新厂各车间电气设备及车间变电所负荷计算表序号用电或车间单位名称设备容量（kW）Kdcostan计算负荷P(kW)Q(kvar)S(kVA)1纺纱车间4400.80.80.753522644402织布车间4000.80.80.753202404003自来水车间700.650.80.7545.534.12556.8754机修车间260.30.651.177.89.126125动力车间3600.30.51.73108186.842166生活区400.60.61.332431.92407仓库250.30.51.177.58.775158小计13610.640.740.90864.8774.7861161.12.2无功功率补偿2.2.1无功补偿的意义无功平衡是保证电力系统电压质量的基础。合理的无功补偿和有效的电压控制，不仅可保证电压质量，而且能提高电力系统运行的经济性、安全性和稳定性。2.2.2无功补偿的基本要求电力系统的无功电源与无功负荷，在各种正常运行以及事故运行时,都应实行分层分区、就地平衡原则，并且无功电源应具有灵活的调节能力，和一定的检修备用和事故备用容量。在正常运行方式时，突然失去一台最大的无功电源设备，系统应能迅速调出无功事故备用容量，保持系统电压稳定和正常供电，避免出现电压崩溃；而在正常检修运行方式下，若发生上述事故，应采取切除部分负荷，或切除并联电抗器等必要措施，以维持电压稳定。对于220kV及以上系统的无功补偿，还应考虑其提高电力系统稳定性的作用。无功补偿设备的配置与设备类型的选择，应进行技术经济比较。可分组投切的并联电容器及可调节的并联电抗器，通常为主要无功补偿设备。2.2.3无功功率平衡与补偿对于不同电压等级的电网，无功功率平衡与补偿形式有所不同。用户为提高功率因数，所需装设的并联电容器容量，可参考图表2。经计算，用户的功率因数为0.74，题目要求将功率因数提高到0.90以上。因表内数据过多,只截取了功率因数为0.74的情况。武汉纺织大学课程设计5表2单位负荷所需的补偿电容器容量单位：kvar/kW[1]原功率因数cosφ1要提高到的功率因数cosφ20.700.750.800.820.840.860.880.900.920.940.960.981.000.740.030.160.210.260.320.370.430.480.550.620.710.91故需装设的并联电容器容量为Q=0.43kvar/kW×864.8kW=371.864kvar以上，才能将功率因数提高到0.90以上。表3补偿电容的选择型号额定电压/kV标准容量/kVar相数BW0.23-4(5)-1BW0.4-12(13,14)-1(3)BW0.4-40(60,80)-1(3)BWF6.3-22(25,30,40,50,100)-1WBWF10.5-22(25,30,33.4,40,50,100,120)-1WBW0.525-12(13,14)-1(3)BWM6.3-100(200,334)-1WBWF12.5-25(40,100,120,150)-1WBWM10.5-50(100,200,334)-1WBGM6.3-45(50,100)-1WBGM10.5-45(50,100)-1W0.230.40.46.310.50.5256.312.510.56.310.545121314406080222534405010022253033.44050100120121314100200334254010012015050100200334455010045501001131311113111111故选择型号为BW0.4-40(60,80)-1(3)的电容器。并联个数n=371.864kvar/80w≈5台，即并联5个如上型号的变压器可将功率因数补偿到0.90以上。3变压器的选择3.1变压器台数的选择发电厂或变电所主变压器的台数与电压等级、接线行式、传输容量以及和系统的联系有密切关系。通常与系统具有强联系的大、中型发电厂和枢纽变电所，在一种电压等级下，主变压器应不少于两台；而对弱联系的中、小型电厂和低压侧电压为6-10kV的变电所或与系统联系只是备用性质时，可只装一台主变压器。本次设计为10kV/0.4kV降压变电所，为小型变电所，故只装一台主变压器。武汉纺织大学课程设计63.2变压器容量的选择单元接线的主变压器容量的确定原则。单元接线时变压器容量应按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷后，留有10%的裕度来确定。采用扩大单元接线时，应尽可能采用分裂绕组变压器，其容量亦应按单元接线的计算原则算出两台机容量之和来确定。发电机的额定容量为1361kVA，扣除厂用电负荷后为1161.1kVA，还需留有10%的裕度，则需1161.1×1.1=1277.21kVA，故选择1600kVA的变压器一台。3.3变压器类型的选择“中电制造”SG10系列非包封H级干式变压器技术数据（频率均为50Hz）电压组合高压（kV）：3,6,6.3,6.6,10,10.5,11，高压分接范围%：±5或±2×2.5%低压（kV）：0.4联结组标号：Y,yn0或D，yn11绝缘水平LI75AC35/AC3型号及容量KVA空载损耗W负载损耗W（145℃）负载损耗W（120℃）空载电流%声级（LPA）dB短路阻抗%器身重量kgSG10-100/10400157014670.80404600SG10-160/10540212019800.80424760SG10-200/10620252023540.80424920SG10-250/10720275025690.704441080SG10-315/10880346032320.704641230SG