学校10KV变电所及配电系统设计

目录1课程设计原始数据.....................................................................................11.1设计题目..............................................................................................11.2设计要求..............................................................................................21.3设计依据..............................................................................................21.4设计任务..............................................................................................42负荷计算及功率补偿.................................................................................52.1负荷计算的方法..................................................................................52.2无功功率补偿......................................................................................83变电所位置和型式的选择.........................................................................93.1根据变配电所位置选择一般原则：..................................................93.2变电所的型式与方案：...................................................................104变电所变压器和主接线方案的选择.......................................................114.1主变压器的选择................................................................................114.2装设一台主变压器的主接线方案....................................................115短路电流的计算......................................................................................125.1绘制计算电路...................................................................................125.2确定短路计算基准值.......................................................................125.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值...........................................135.4K-1点（10.5KV侧）的相关计算...................................................1315.5K-2点（0.4KV侧）的相关计算......................................................146变电所一次设备的选择校验...................................................................156.1选择校验条件.................................................................................156.210KV侧一次设备的选择校验..........................................................176.30.4KV侧一次设备的选择校验........................................................187变压所进出线与邻近单位联络线的选择..............................................197.110KV高压出线的选择：...................................................................197.2变电所及邻近单位焦点路线的选择...............................................197.30.4KV低压出线选择........................................................................207.4按发热条件选择................................................................................217.5校验电压损耗....................................................................................217.6短路热稳定校验................................................................................21设计总结......................................................................................................22致谢..........................................................................................................23参考文献......................................................................................................23附图...............................................................................................................241课程设计原始数据1.1设计题目某学校10KV变电所及配电系统设计21.2设计要求要求根据学校所能取得的电源及学校用电负荷的实际情况，并适当考虑到学校的发展，按照安全、可靠、优质、经济的供配电基本要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，进行导线截面的选择计算，并选择继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明，绘出设计图样。1.3设计依据(1)学校总平面图见附图。(2)车间组成及工厂负荷情况(3)学校组成及布置①教学楼；②宿舍楼；③实验楼；④锅炉房；⑤食堂；(4)工厂负荷情况学校年最大负荷利用小时为4600H，日最大负荷持续时间为12H。该学校除食堂、教学楼和锅炉房属二级负荷外，其余均为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本学校的负荷统计资料如表所示(表中设备容量是范围值。)编号名称设备需功有功无功视在计算3容量/kw要系数率因数功率/kw功率/kvar功率/kvA电流/A1宿舍楼2000.80.8160120200303.92教学楼3800.750.8285213356.25541.33实验楼3200.350.65112131172.31261.804食堂300.60.61823.93045.65锅炉房300.60.61823.93045.6总计K∑p=0.9K∑q=0.90.76533.7460.62705.8537表1.1(5)供电电源情况按照学校与当地供电部门签订的供用电协议规定，本学校可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。4该干线的导线牌号为LGJ-35；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约5.0km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。与临近单位高压联络架空线线长度为3km。(6)气象资料本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。(7)电费制度学校与当地供电部门达成协议，在学校变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元／kVA，动力电费为0.2元／kW．H，照明(含家电)电费为0.5元／kW．H。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～10kV为800元／kVA。1.4设计任务要求在规定时间内独立完成下列设计说明书，包括：①学校负荷计算及功率补偿，列出负荷计算表、表达计算成果；②学校总降压变电所主变压器的台数及容量选择；5③学校总降压变电所主接线设计；④导线型号及截面的选择；⑤学校电力系统短路电路的计算；⑥变电所一侧设备的选择与校验；⑦防雷保护和接地装置的设计；2负荷计算及功率补偿2.1负荷计算的方法2.1.1负荷计算的内容和目的（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2)尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。本设计采用需要系数法确定。6主要计算公式有：有功功率：30P=dKeP，（dK为系数）无功功率：30Q=30Ptan视在功率：30S=cos30P计算电流：30I=NUS330,NU为用电设备的额定电压（单位为KV）2.1.2由上述方法算出个车间的符合列表如下：编号名称设备容量/kw需要系数功率因数有功功率/kw无功功率/kvar视在功率/kvA计算电流/A1宿舍楼2000.80.8160120200303.92教学楼3800.750.82852