某商业中心配电系统设计

工厂供电课程设计1/23目录负荷计算和无功功率补偿2主变压器台数容量和类型的选择5变电所主接线方案的设计6短路计算7变电所一次设备的选择与校验10选择整定继电保护装置14防雷保护和接地装置设计14结束语18参考文献19附录20工厂供电课程设计2/23负荷计算和无功功率补偿商业中心负荷情况负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本次设计采用需要系数法计算用电设备组的负荷。主要计算公式有：a.有功计算负荷(单位为kW):C.IPCPKP(2.1)b.无功计算负荷（单位为kvar）：tanCCPQ(2.2)c.视在计算负荷（单位为kVA）：2C2CCQPS(2.3)d.计算电流(单位为A)：CCC3USI(2.4)编号名称Pc/kWQc/kvar1商场4202102办公楼2501103锅炉1501204印刷厂1301005本所用电1506户外照明5020工厂供电课程设计3/23负荷计算表编号名称设备容量需要系数costan计算负荷CP(kW)CQ(kvar)CS(kVA)CI(A)1.商场--0.890.5420210469.6713.52.办公楼--0.920.44250110273.1415.03.锅炉--0.780.8150120192.1291.94.印刷厂--0.790.77130100164.0249.25.本所用电--1.000.0015015.022.86.户外照明-0.930.4502053.981.8总计-1015560--取pK=0.92qK=0.95933.8532.01074.71632.8无功功率补偿(1)由表可知，补偿前变压器低压侧的视在计算负荷为[3]：kVA95.569)26.48801.294(222C12C1C1QPS1074.7(2.5)则,变电所低压侧的功率因数为：52.095.56901.294cos)1(0.87(2.6)由于变压器本身也有损耗，所以计算变压器的功率损耗为：工厂供电课程设计4/23kW55.895.569015.0015.0C1TSP1074.7=16.1kvar(2.7)kvar2.3495.56906.006.01TSQ1074.7=64.5kvar(2.8)可得，变电所高压侧的计算负荷为：kW56.30255.801.2941TC2PPP949.9(2.9)kvar46.5222.3426.488TC2CQQQ596.5(2.10)kVA74.60346.52256.302222C222CC2QPS1121.7(2.11)确定补偿容量现要求在高压侧不低于0.9，而补偿在低压侧进行，所以我们考虑到变压器的损耗，可设低压侧补偿后的功率因数为0.92来计算需要补偿的容量。kvar21.358kvar)]92.0tan(arccos)52.0s[tan(arcco01.294)tan(tan21C1C.CPQ130.7(2.12)231621.358nN.CC.CQQ9(2.13)实际补偿的容量为：kvar3681623C.CQ144(2.14)补偿后的计算负荷和功率因数低压侧的计算负荷为：kVA65.317)36826.488(01.294)(222N.CC12C1'C1nQQPS1011.2(2.15)此时变压器的损耗为：kW76.465.317015.0015.0CTSP’15.2kvar(2.16)kvar06.1965.31706.006.0CTSQ‘60.8kvar(2.17)工厂供电课程设计5/23变电所高压侧的计算负荷为：kW77.29801.29476.4C1TC2‘’‘PPP949.0(2.18)kvar32.13906.19368-26.488TCC2）（’‘’QQQ454.7(2.19)kVA66.32932.13977.298222C222CC2‘’‘QPS1052.4(2.20)变电所高压侧的功率因数为：906.066.329/77.298cos'C'C'SP主变压器台数容量和类型的选择车间变电所变压器台数选择原则对于二、三级负荷，变电所设置一台变压器，其容量可根据计算负荷决定。可以考虑从其他车间的低压线路取得备用电源，这不仅在故障下可以对重要的二级负荷供电，而且在负荷极不均匀的轻负荷时，也能使供电系统达到经济运行。对一、二级负荷较大的车间，采用两回独立进线，设置两台变压器，其容量确定和总降压变电所相同当负荷分散时，可设置两个各有一台变压器的变电所。车间变电所中，单台变压器容量不宜超过1000kVA，现在我国已经能项目cos计算负荷CP(kW)CQ(kvar)CS(kVA)CI(A)380V侧补偿前负荷0.87933.8532.01074.71632.8380V侧无功补偿容量-138380V侧补偿后负荷0.92933.83881011.21536.4工厂供电课程设计6/23够生产大断流容量的新型低压开关电器，因此，如果车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理时，可选用单台容量为1250（或1600）~2000kVA的配电变压器[9]。本设计选择一台变压器。经计算kVA52.461~11.37966.329)4.1~15.1(NS）1052.4=1210.3—1473.4变压器容量选择1600VA。综上变压器选择S9——1600/10，变压器参数见下表：变压器参数表变电所主接线方案的设计设计原则变电所的主接线，应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等因素综合分析确定，并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。本设计的变电所选用一台主变压器，所以其接线方案如下图所示。主接线对变电所设备选择和布置，运行的可靠性和经济额定容量kVA额定电压/kV联结组标号损耗/W空载电流阻抗电压一次二次空载负载1600100.4Yyn02500109100.66工厂供电课程设计7/23性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路—变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。本设计采用一次侧为线路变压器组接线、二次侧为单母线不分段接线短路计算短路计算的方法有很多，常用的有欧姆法和标幺制法，本设计采用的是标幺制法。基准值的选取采用标幺制法进行三相短路计算时，选取的基准值为：Sd=100MV·A,UC1=10.5kV,UC2=0.4kV①由公式ddd3USI计算基准电流，可得：kA50.5103AMV1003C1d1dUSI(5.1)kA1440.43A100MV3C2dd2USI（5.2）短路计算电路工厂供电课程设计8/23计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值①电力系统的电抗标幺值由设计任务可知AMV300OCS，由公式OCd*SSSX，可得：1X=33.0A300MVA100MV(5.3)②电缆线路的电抗标幺值由设计任务知/km)0.33(0X，10kml，由公式2dd0dLLUSlXZXXW*W，可得：99.25.10AMV10010km)Ω/km(33.02*2X(5.4)③变压器的电抗标幺值查表得6%KU，由公式NdK*T100%SSUX，可得：*3X=A1600kV100A100MV6=A1600kV100AkV1010053=3.75(5.5)绘短路等效电路图如下图所示,图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标明短路计算点。短路等效图工厂供电课程设计9/23）（31K点三相短路时的短路电流和容量的计算①计算短路回路总阻抗标幺值32.399.233.0*2*1*K1XXX(5.6)②计算）（31K点所在电压级的基准电流kA50.55.1031003d1dd1USI(5.7)③计算）（31K点短路电流各值301.032.311*K*K11XI(5.8)kAIII651.150.5301.0d1K1K1(5.9)A16.4651.152.252.2K1sh.K1kIi(5.10)kA49.2651.151.151.1K1sh.K1II(5.11)MVA12.3032.3100*K1dK1XSS(5.12)计算）（32K点三相短路时的短路电流①计算短路回路总阻抗标幺值07.775.332.3*3*1*2XXXKK(5.13)②计算）（32K点所在电压级的基准电流kAUSIddd3.1444.03100322(5.14)③计算）（32K短路电流各值141.007.711*K2*K2XI(5.15)kA20.20141.03.144*K2d2K2III(5.16)kA16.3720.2084.184.1K2sh.K2Ii(5.17)kVA02.2220.2009.109.1K2sh.K2II(5.18)工厂供电课程设计10/23MVA14.1407.7100*K2dK2XSS(5.19)短路计算结果短路计算点短路计算点三相短路电流（kA）电压（kV）三相短路容量KS(MVA)KIshishI1K1.6514.162.491030.122K20.2037.1622.020.414.14变电所一次设备的选择与校验一次设备的选择与校验在选择电气设备时，一般可按照电气设备的额定电压不低于设备安装地点电网额定电压NsU的条件选择，即：NsNUU(6.1)按工作电流选择电气设备电气设备的额定电流NI不小于实际通过它的最大负荷电流maxI，即maxNII(6.2)短路热稳定校验：ima22ttItI(6.3)tI——电器的热稳定试验电流工厂供电课程设计11/23t——电器的热稳定试验时间I——短路电流的稳态值imat——短路电流的假想时间短路动稳定校验：maxshii(6.4)maxshII(6.5)maxi——电器的极限通过电流峰和有效值maxI——电器的极限通过电流有效值shi——短路冲击电流峰值shI——短路冲击电流有效值开关电器断流能力校验开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。即K.maxocSS(6.6)(3)K.maxocII(6.7)ocS，ocI为开关电器的最大开断容量和开断电流。根据负荷等级本设计选)(1FAGG型开关柜。(1)高压断路器的校验安装设地点额定电压和额定电流选择断路器ZN5-10动稳定校验：kAi63max，kAi16.4sh，shmaxii，满足要求。热稳定校验：125022522ttI，8.402ktI，工厂供电课程设计12/23imak2ttItI，满足要求。断流能力校验：kA651.1kI，kA20ocI，kocII，满足要求。(2)高压隔离开关安装设地点额定电压和额定电流选择，高压隔离开关选GN19-10/630。动稳定校验：kAi50max，kAi16.4sh，shmaxii，满足要求。热稳定校验：160042022ttI，8.402ktI，imakttItI2，满足要求。(3)高压熔断器安装设地点额定电压和额定电流选择，高压熔断器选RN2-10。断流能力校验：kAIk651.1，kAIoc50，kocII，满足要求。(4)电压互感器安装设地点额定电压选择，电压互感器选择JSJW-6，经校验满足要求。(5)电流互感器安装设地点额定电压和额定电流选择，电流互感器选择LQJ-10。动稳定校验A5.904.0216021NesmaxkIKi，A16.4shki，shmaxii，满足要求。热稳定校验skA8.40skA9001)4.075()(22221Nt2ttIKtI，满足要求。工厂供电课程设计13/2310kV侧一次设备参数表电气设备名称型号主要技术