【正文】 薛豐進(jìn) 完 成 日 期 20xx 年 6 月 1 日 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 工學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 宏達(dá)商貿(mào)大樓雙回路 10KV 變配電所設(shè)計(jì) 專業(yè)名稱 電氣工程及其自動化 學(xué)生 姓名 仲 宇 指導(dǎo)老師 薛豐進(jìn) 揚(yáng) 州 大 學(xué) 20xx 年 6 月 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） I 摘要 本次設(shè)計(jì)結(jié) 合宏達(dá)商貿(mào)大樓用電負(fù)荷的現(xiàn)狀，以及符合經(jīng)濟(jì)、綜合技術(shù)等各方面因素 ，確定了該大樓 10kV 變配電所的 設(shè)計(jì)方案 。 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） II Abstract The design of the present situation Hongda Trading building electricity load, and in line with economic, technological and other aspects of the prehensive factor determining the building 10kV substation design. The main design elements include: substation load statistics。 design of secondary circuit transformer cabis, counters and other energy metering。 load calculation。供電部門可提供兩個獨(dú)立的 10kV 電源，一用一備。 由市電源 10KV 雙電源供電，一用一備。 當(dāng)?shù)啬昀妆┤諗?shù)為 25 天。設(shè)計(jì)圖紙采用 A3 圖紙 CAD 出圖 設(shè)計(jì)遵循的規(guī)范 （ 1）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 （ 2）國家現(xiàn)行電氣設(shè)計(jì)規(guī)范： 《 20kV 及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005320xx 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005220xx 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005720xx 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5005420xx 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 JGJ1620xx 《電氣工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB5021720xx 《低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5025420xx 《電力交流設(shè)備施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5025520xx 《電氣照明裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5025920xx 《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》 GB5016820xx （ 3）相關(guān)專業(yè)提供的條件 （ 4) 當(dāng)?shù)毓╇姴块T有關(guān)管理規(guī)定 （ 5）業(yè)主有關(guān)要求 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 3 無功補(bǔ)償 負(fù)荷等級及供電電源的確定 負(fù)荷等級的分類 根據(jù) GB50052—20xx《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，用電負(fù)荷根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在對人生安全、經(jīng)濟(jì)損失上所造成的影響程度，分為一級負(fù)荷、二級負(fù)荷、三級負(fù)荷 。 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 4 表 22 各級負(fù)荷的供電要求 負(fù)荷 等 級 供電要求 一級負(fù)荷 1） 級負(fù)荷應(yīng)有兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到破壞。 二級負(fù)荷可由一回6KV 及以上專用的架空線路供電。 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的意義 電力系統(tǒng)中的各種用電設(shè)備從供配電系統(tǒng)汲取的功率（電流）視為電力負(fù)荷。 如果計(jì)算負(fù)荷過大，將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，造成浪費(fèi)；如果計(jì)算負(fù)荷過小，又將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏小，造成運(yùn)行時過熱，增加電能損耗和電壓損失，甚至有可能使設(shè)備和導(dǎo)線燒毀，造成事故。 ∑Qc 對于配電干線， K∑p =~， K∑q=~ 對于低壓母線， K∑p =~， K∑q=~ 注 ：附錄表中 所列 需要系數(shù) Kd 的值 ， 適用于設(shè)備臺數(shù)多且容量差別不大的負(fù)荷。當(dāng)只有一臺電動機(jī)時，則此電動機(jī)的計(jì)算電流就取其額定電流。因此，在進(jìn)行供電設(shè)計(jì)時，可用此功率因數(shù)來確定需要無功補(bǔ)償?shù)淖畲笕萘俊?q∑KKw 6 1 9 . 9Pc∑ 故選擇成套并聯(lián)電容器，可安裝的電容器組數(shù)為 8 組，總?cè)萘?160kvar。 q∑KKw 5 1 5 . 6Pc∑ 故選擇成套并聯(lián)電容器，可安裝的電容器組數(shù)為 24 組，總?cè)萘?480kvar。 表 28 補(bǔ)償后高壓進(jìn)線總負(fù)荷 總負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷名稱 設(shè)備功率/Kw 需要系數(shù)/Kd 功率因數(shù) /cosφ 有功計(jì)算負(fù)荷/kW 無功計(jì)算負(fù)荷/kvar 視在計(jì)算負(fù)荷/kVA 計(jì)算電流 /A 無功補(bǔ)償前低壓母線計(jì)算負(fù)荷 電力負(fù)荷合計(jì) 1692.1 44 4 9 照明負(fù)荷合計(jì) 5 5 1 34 合計(jì) 2507.75 1 1 42 24 電力一級負(fù)荷 照明二級負(fù)荷 93 4 9 電力二級負(fù)荷 95 9 一、二級負(fù)荷合計(jì) 285 5 7 7 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 13 計(jì)入同時系數(shù) 總負(fù)荷 Kp=, Kq= 2507.75 8 68 70 90 其中一、二級負(fù)荷 Kp=, Kq= 285 5 3 8 無功補(bǔ)償 ,低壓側(cè)由 補(bǔ)償?shù)? (kvar) 580 無功補(bǔ)償后的低壓母線的負(fù)荷計(jì)算 總負(fù)荷 2507.75 8 7 90 05 一、二級負(fù)荷 285 5 5 9 變壓器功率損耗△Pt≈ △Qt≈ 變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷 2507.75 2 2 6 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 14 一次接線設(shè)計(jì) 變壓器的選擇 電力變壓器是供配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備 ，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。 本工程根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求，結(jié)合宏達(dá)商貿(mào)大樓的特點(diǎn)選擇 SC(B)10 型 三相 雙繞組干式變壓器， 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 Dyn11， 無載調(diào)壓 ， 電壓變比 10（ 1177。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器： 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 15 （ 1）有大量一級或二級負(fù)荷 。 根據(jù)實(shí)際負(fù)荷的大小，相應(yīng)投入變壓器的臺數(shù)，可做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)約電能。 變壓器的容量選擇要遵循以下原則： （ 1） 變壓器的容量 。 對于有兩臺變壓器運(yùn)行的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件： ① 滿足總計(jì)算負(fù)荷 60%～ 70%的需要，即 。在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)節(jié)生產(chǎn)，可切除三級負(fù)荷。 ＞ 且 。 （ 4）應(yīng)滿足今后 5～ 10 年負(fù)荷增長的需要。 10%，可以互為備用，并聯(lián)運(yùn)行 ，維護(hù)使用方便 。一次接線是供配電系統(tǒng)的主體，對于系統(tǒng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、靈活、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用。 變電所 主接線 高壓 側(cè)接線設(shè)計(jì) 本工程由供電部門提供雙回路 10kV 電源，一用一備， 故變壓器 高壓 側(cè)采用單母線接線。 而且為了便于檢修，緊靠母線處都裝有隔離開關(guān) QB。 高壓側(cè)接線確定后， 因變壓器容量大，故主開關(guān)采用真空斷路器，高壓開關(guān)柜采用中置式手車柜。 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 18 正常運(yùn)行時，兩臺變壓器同時運(yùn)行，母聯(lián)斷路器斷開，兩臺變壓器分列運(yùn)行，各承擔(dān)一半負(fù)荷。需要說明的是，變電所低壓出線回路的設(shè)計(jì)是以建筑物豎向低壓配電干線系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，并與之相一致。聯(lián)絡(luò)柜的母線分段處設(shè)置阻火隔斷，以確保一級負(fù)荷的供電可靠性。 （ 2）假定短路回路各元件阻抗值保持不變。 （ 4）短路持續(xù)時間內(nèi)，短路相數(shù)不變，如三相短路保持三相短路。 表 41 需 要確定的短路電流及計(jì)算目的 序號 短路物理量 符號 計(jì)算目的 1 三相對稱短路電流初始值 Ik3 用于校驗(yàn)高壓電器導(dǎo)體的熱穩(wěn)定、整定繼電保護(hù)裝置 2 三相對稱開斷電流 Ib3 開關(guān)電器的第一對觸頭分段瞬間，預(yù)期短路電流對稱交流分量在一個周期內(nèi)的有效值，用于校驗(yàn)高壓開關(guān)電器的分?jǐn)嗄芰? 3 三相短路電流峰值 ip3 用于校驗(yàn)高壓電器、母線、絕緣子的動穩(wěn)定，斷路器的額定關(guān)合電流 4 三相穩(wěn)態(tài)短路電流 Ik3 計(jì)算其他短路電流的依據(jù)；對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路， Ik3=Ik3 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 20 5 兩相穩(wěn)態(tài)短路電流 Ik2 用于校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置或高壓熔斷器的靈敏度；對遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路，等于兩相短路電流初始值 6 對稱短路容量初始值 Sk3 校驗(yàn)高壓電動機(jī)起動的依據(jù)，也是計(jì)算低壓電網(wǎng)短路電流的依據(jù) 7 單相接地電容電流 Ic 用于確定高壓系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式；對高壓非有效接地系統(tǒng)，用于驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 8 單相接地短路電流 Ik1 對高壓有效接地系統(tǒng)，用于驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 三相對稱短路電流的計(jì)算 采用標(biāo)幺值計(jì)算，計(jì)算步驟如下： （ 1）確定基準(zhǔn)值。 （ 2）供配電系統(tǒng)各元件的電抗標(biāo)幺值。39。 ? ?2dd39。 100%? 式中 %KU —— 變壓器的阻抗電壓百分值，查表得 —— 變壓器額定容量 ? ?2d..d39。 3 三相短路容量 339。33 kk II ? 三相短路電流峰值 39。兩相短路電流 Ik2 與三相穩(wěn)態(tài)短路電流 Ik3 的比值關(guān)系，視短路點(diǎn)與電源的距離遠(yuǎn)近而定。 圖 41 變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路 （ 1） 確定基準(zhǔn)值 取 ?dS 100MV A= ? ?2*2 ndcUSxlX ?=（Ω /kM） 3km ）（ V AMV?= 高壓進(jìn)線電初選 YJV 型，導(dǎo)體截面 70mm178。 3 / ）（?? XSS dk =100MV 表 42 變壓器高壓側(cè)短路計(jì)算表 高壓側(cè)短路計(jì)算 序號 電路元件 短路計(jì)算點(diǎn) 技術(shù)參數(shù) 電抗標(biāo)幺值X* 三相短路電流 /kA 三相短路容量Sk3/MV.A Sd= Ik3 Ib3 Ik3 ip3 Ik2 Ip3 1 電力系統(tǒng) A Sk3=180/M 6 180 2 電力線路 A x= /km l=3km 7 3 1+2 k1 Un=10kV Id1= 3 3 3 3 0 7 1 120.48 4 電力系統(tǒng) B Sk3=180/M 6 180 5 電力線路 B x= /km l=3km 7 6 5+6 k2 Un=10kV Id1= 3 3 3 3 0 7 1 120.48 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算條件 揚(yáng)州大學(xué)本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ） 25 高壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算條件也適用于低壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算，此外，低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算還有如下特點(diǎn)： （ 1）直接將變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)看作是無限大容量電源供電系統(tǒng)或按遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路進(jìn)行計(jì)算。 （ 6）計(jì)算 220/380V電網(wǎng)三相短