10KV供配电课程设计

广东技术师范学院供配电课程设计题目10KV变电所系部自动化学院班级10电师（2）姓名黄万平学号2010105144136指导教师周卫_2013_年_06月__20__日目录前言………………………………………………………………3一、负荷计算和无功功率计算及补偿…………………………4二、变电所位置和形式的选择…………………………………6三、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择………6四、短路电流的计算……………………………………………75、变电所一次设备的选择与校验……………………………9六、变电所二次设备的选择与校验……………………………12七、变电所高、低压线路的选择………………………………14八、变电所二次回路方案选择及继电保护的整定……………15九、防雷和接地装置的确定……………………………………19十、心得和体会…………………………………………………20十一、附录参考文献……………………………………………21十二、附图………………………………………………………21前言课程设计是教学过程中的一个重要环节，通过课程设计可以巩固本课程理论知识，掌握供配电设计的基本方法，通过解决各种实际问题，培养独立分析和解决实际工程技术问题的能力，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有一定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定基础。本设计可分为九部分：负荷计算和无功功率计算及补偿；变电所位置和形式的选择；变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择；短路电流的计算；变电所一次设备的选择与校验；变电所高、低压线路的选择；变电所二次回路方案选择及继电保护的整定；防雷和接地装置的确定；心得和体会；附参考文献。另外有设计图纸4张（以附图的形式给出），分别是：附图一《厂区供电线缆规划图》；附图二《变电所平面布置图》；附图三《变电所高压电气主接线图》；附图四《变电所低压电气主接线图》。由于设计者知识掌握的深度和广度有限，本设计尚有不完善的地方，敬请老师、同学批评指正！1、负荷计算和无功功率计算及补偿1.第一车间负荷计算：查表A-1-1中的小批量的金属切削机床项，可得Kd=0.18,=0.5,=1.73所以0.18×(7.5×3+4×8+3×7+1.5×10)=16.29kw16.29×1.73=28.18kvar查表A-1-1中的通风机项，可得Kd=0.8,=0.8,=0.75所以=0.8×2×3=4.8kw,=4.8×0.75=3.6kvar;则第一车间的总负荷：设同时系数,均为0.9，=0.9×(16.29+4.8)=18.98KW=0.9×(28.18+3.6)=28.6kvar==34.33KVA=×0.38)=52.2A2第二车间负荷计算：=65×0.3=19.5kw=19.5×4/3=26kvar==32.5KVA=×0.38)=49.4A3第三车间负荷计算：=56×0.4=22.4kw=22.4×4/3=29.87kvar==37.3KVA=×0.38)=56.73A4第四车间负荷计算：=40×0.4=16kw=16×=16.32kvar==22.855KVA=×0.38)=34.72A5第五车间负荷计算：=72×0.3=21.6kw=21.6×=22kvar==30.83KVA=×0.38)=46.84A6生活区负荷计算：=300×0.5=150kw=150×3/4=112.5kvar==187.5KVA=×0.38)=284.88A取全厂的同时系数为：，，则全厂的计算负荷为：=0.95×(18.98+19.5+22.4+16+21.6+150)=236.056kw=0.97×(28.6+26+29.87+16.32+22+187.5)=300.98kvar==382.5KVA=581.2A7.变压器低压侧的有功负荷和视在负荷分别为P=236.056kw,S=382.5KVA这时低压侧的功率因数为：=P/S=0.617为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90。取=0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：==223.5kvar查表A-2选BW0.4-25-3型电电容器，需要的数量为n=/=223.5/25=9实际补偿容量为=25×9=225kvar补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：==248KVA计算电流:=376.8A此时变压器的功率损耗为:Δ=0.015=3.72kwΔ=0.06=14.88kvar变电所高压侧总的计算负荷为Δ=236.056+3.72=239.776kw=Q-+Δ=300.98-225+14.88=90.86kvar==256.4KVA==14.8A补偿后的功率因数为==0.935满足（大于0.90）的要求。8.年耗电量的估算年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到：年有功电能消耗量：年无功电能耗电量：结合本厂的情况，年负荷利用小时数为4800h，取年平均有功负荷系数a=0.72,年平均无功负荷系数b=0.78。由此可得本厂：年有功耗电量：=0.72×236.056×4800=815809.536kw.h年无功耗电量：=0.78×300.98×4800=1126869.12kw.h二、变电所位置和形式的选择由于本单位是三级重要负荷，一般采用一条进线，系统电源由地区变电所经6km、10kv高压架空线而后经1km、10kv高压电缆送入本单位变电所。变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本单位的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。其设立位置参见附图一《厂区供电线缆规划图》。内部布置形式参见附图二《变电所平面布置图》。3、变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择（1）变电所主变压器台数的选择这个单位变电所虽然是三级负荷，但是考虑到现实当中的实际情况，结合实际的用电情况，仍然采用两台变压器，一台负责第一到第五车间供电，另一台变压器负责生活区的供电。这样，即使其中一台变压器出现了故障，因有另一台变压器正常工作，可为另一负荷提供电源。（2）变电所主变压器容量选择。每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：1）任一台变压器单独运行时，宜满足：2）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷需求。即代入数据可得：=（0.6~0.7）×382.5=229.5267.75KVA查表A-3得，可选两台容量为315KVA的变压器，型号为S9-315/10。其主要技术指标如下表所示：变压器型号额定容量/额定电压/kV联结组型号损耗/KW空载电流%短路阻抗%高压低压空载负载S9-315/1031510.50.4Dyn110.874.234（3）变电所主接线方案的选择1）、一次侧单母线不分段，二次侧单母线分段主接线因为在三级负荷中采用单电源进线，独立变电所装两台变压器，应采用一次侧单母线不分段，二次侧单母线分段主接线比较合适。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。根据所选的接线方式，画出主接线图，参见附图三《变电所高压电气主接线图》。4、短路电流的计算本单位的供电系统简图如图（一）所示。采用一路电源供线，一路为距本厂7km的馈电变电站经LGJ-185架空线6KM（系统按∞电源计），在经过1KM的高压电缆线接入本单位的变电所。该干线首段所装高压断路器的断流容量为100MV。A。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点和K-3点短路的三相短路电流和短路容量。下面采用标么制法进行短路电流计算。（1）确定基准值：取，，所以：（2）计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：电力系统的电抗标么值：=1架空线路1WL的电抗标么值：=2.058电缆线2WL的电抗标么值：=0.0726电力变压器T1，T2的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得%=4，因此，=12.698可绘得短路等效电路图如图（二）所示。（3）计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值：1+2.058+0.0726=3.1306k-1点所在电压级的基准电流:=5.5KAk-1点短路电流和短路容量各量：0.3195.5×0.319=1.755KA=4.475KA=31.94MVA(4)计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值:1+2.058+0.0726+12.698=15.8286k-2点所在电压级的基准电流:=144.337KAk-2点短路电流和短路容量各量：144.337×0.0632=9.12KA=16.781KA=6.318MVA5、变电所一次设备的选择与校验（1）、变电所一次高压设备的选择1）、变电所一次高压断路器的选择由短路计算可得，=17.32A0.3195.5×0.319=1.755KA=4.475KA查表A-4，选择SN10—10I/630型少油断路器。高压一次断路器选择校验表序号SN10-10I/630选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据110KV≥10KV合格2630A≥17.32A合格316KA≥1.755KA合格440KA≥4.475KA合格51024≥3.696合格经校验所选SN10—10I/630型少油断路器合格。2）、变电所一次高压隔离开关的选择根据1）中所给的电气条件，查表A-5，选择型高压隔离开关。高压隔离开关选择校验表序号选择要求装设地点电气条件结论项目数据项目数据110KV≥10KV合格2200A≥17.32A合格325.5KA≥4.475KA合格4500≥3.696合格经校验所选型高压隔离开关合格。3）、变电所一次高压熔断器的选择根据变压器一次侧高压额定电压10KV，额定电流17.32A，查表A--6-2，选择RN2-10/0.5-50型高压熔断器。4）、变电所一次高压电流互感器的选择根据变压器一次侧高压额定电压10KV，额定电流17.32A，查表A--7，选变比为100/5A的LQJ-10型电流互感器。Kes=225,Kt=90,t=1s,0.5级二次绕组的=0.4。动稳定性校验：=225×=31.82KA4.475KA，满足动稳定性要求。热稳定性校验：=12963.696，满足热稳定性要求。所以选变比为100/5A的LQJ-10型电流互感器满足要求5）、变电所一次高压电压互感器的选择根据变压器一次侧高压额定电压10KV，额定电流17.32A，查表A--8，选JDZJ-10型电压互感器电压比为10000/：100/：100/3，0.50.5级二次绕组额定负荷为50VA。6）变电所一次高压母线的选择根据==14.8A，选择TML-1×40×4校验条件：TMY母线材料的最大允许应力=140MPa10kV母线的短路电流=1.755KA；=4.475KA三相短路时所受的最大电动力：=15.6N母线的弯曲力矩：=1.404N。M母线的截面系数：=母线在三相短路时的计算应力：==1.32Mpa可得，=140MPa=1.32Mpa，满足动稳定性要求。同理，低压母线选择TML-3×40×4。7）、支柱绝缘子选择绝缘子型号：ZA-10Y抗弯强度：3.75kN（户内支柱绝缘子）校验条件：母线采用平放在绝缘子上的方式，则：（其中=200mm；=900mm）。所以：=15.6N满足要求。8）、穿墙套管选择CWL-10/6000型6、变电所二次设备的选择与校验1）、低压断路器的选择第一车间低压断路器的选择DW15-200（1）、瞬时脱扣器额定电流选择和动作电流整定，故选取脱扣器=1.35×3×52.2=216.4A查表A-9-5的整定倍数，选择3倍整定倍数瞬时脱扣器，则动作电流整定为3×100=300A216.4A与保护线路的配合故满足要求。（2）、长严时过电流脱扣器动作电流整定动作电流整定：=1.1×52.2=57.42A查表A-9-5，选择60-100中整定电流为60A的脱扣器，则=60A与保护