供配电工程课程设计报告Word文档格式.docx
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(1)变电所高压侧电气主接线图(1张A3)
(2)变电所低压侧电气主接线图(2~4张A3)
设计图纸绘制的一般要求是:
满足设计要求,遵循制图标准,依据设计规范,比例适当、布局合理,讲究绘图质量。
(变电所出线部分分工合作完成)。
设计图纸采用A3图纸CAD出图。
与报告正文一起装订成册。
5.参考文献
[1]翁双安主编.供配电工程设计指导[M].北京:
机械工业出版社,2008
[2]莫岳平、翁双安编著.供配电工程[M].北京:
机械工业出版社,2011
[3]任元会主编.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京:
中国电力出版社,2005
6.学生任务分配
表1课程设计任务分配表
序号
课题名称
班级
学号(末两位)
备注
9
学生宿舍10kV变电所电气设计
电气80901
26,27,28
7.完成期限
任务书写于2012年5月30日,完成期限为2012年6月3日
8.指导教师
于照
目录
1工程概况与设计依据………………………………………………………….
1.1工程概况…………………………………………………………………
1.2设计依据………………………………………………………………….
2负荷计算及无功补偿设计……………………………………………………..
2.1负荷计算………………………………………………………………….
2.1.1照明负荷低压配电干线负荷计算…………………………………
2.1.2电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算………………
2.1.3客梯负荷低压配电干线负荷计算………………………………….
2.1.4变电所负荷计算…………………………………………………….
3供配电系统一次接线设计……………………………………………………
3.1负荷分级及供电电源…………………………………………………
3.2电压选择与电能质量…………………………………………………
3.3电力变压器选择………………………………………………………….
3.4变电所电气主接线设计………………………………………………….
3.4.1变电所高压侧电气主接线设计……………………………………..
3.4.2变电所低压侧电气主接线设计………………………………………
4短路电流计算与高低压电器选择………………………………………………
4.1变电所高压侧短路电流计算……………………………………………
4.2变压器低压侧短路电流计算…………………………………..................
4.3高压断路器选择…………………………………………………………
4.4低压断路器的初步选择…………………………………………………
4.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择…………………..
4.5.2变电所低压电源进线断路器的初步选择…………………………..
5电线电缆选择……………………………………………………………………
5.1高压进线电缆选择………………………………………………………
5.2变电所硬母线选择……………………………………………………….
5.3低压配电干线电缆选择………………………………………………….
致谢…………………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………
附录设计图纸………………………………………………………………………
图纸目录
图纸名称
图幅
图纸编号
备注
1
变电所高压侧电气主接线图
A3
电01
2
变电所低压侧电气主接线图
(一)
电02
3
变电所低压侧电气主接线图
(二)
电03
4
变电所低压侧电气主接线图(三)
电04
1工程概况与设计依据
1.1工程概况
本工程为众众家园小区居民楼,七层,框架结构,现浇楼板。
1.2设计依据
设计根据国家有关电气规范及江苏建设标准,建筑专业提供的平、立、剖面甲
方提供的设计要求。
1.《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
2.《供配电设计规范》GB50052-95
3.《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94
4.《低压配电设计规范》GB50054-95
5.《建筑设计防火规范》GB50016-2006(2006版)
6.《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000版)
7.《建筑电气工程施工质量验收规范》GB-50303-2002
8.《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB-13955-2005
9.《建筑照明设计标准》GB50034-2004
10.《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
11.《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
12.国家和江苏建筑标准设计有关规范等。
2负荷计算及无功补偿设计
2.1负荷计算
2.1.1照明负荷低压配电干线负荷计算
表2—1照明负荷低压配电干线负荷计算
2.1.2动力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算
表2—2动力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算
2.1.3客梯负荷低压配电干线负荷计算
表2—3客梯负荷低压配电干线负荷计算
2.1.4变电所负荷计算
表2—4变电所负荷计算
表2—5变电所负荷计算(续)
表2—6变电所负荷计算(续)
表2—7平时二级负荷计算(续)
表2—8三级负荷计算(续)
3供配电系统一次接线设计
3.1负荷分级及供电电源
本工程排烟风机、疏散指示和应急照明为二级负荷,其余照明、空调用电等均为三级负荷。
3.2电压选择与电能质量
本工程低压配电电压为~220/380V,电源引自一层变配电室,变配电室电气参见当地有关部门施工图纸。
低压配电柜进线采用YJV电力电缆埋地引入,埋深为室外地坪下-0.7m,穿钢管保护,同时做好防水处理。
3.3电力变压器选择
电力变压器的型号:
SC(B)10型树脂绝缘干式电力变压器(SCB10—1600/10)
技术参数:
电压等级:
10KV
容量范围:
30~2000KVA
调压方式:
无励磁调压或有载调压(配真空或空气有载开关)
分接范围:
±
5%或±
2X2.5%
频率:
50Hz或60Hz
相数:
三相
联接组别:
Yyn0;
Dyn11;
Yd11或其它
短路阻抗:
标准阻抗或用户要求
使用环境:
相对湿度100%,环境温度不高于40℃
温升限值:
100K
冷却方式:
自冷(AN)或风冷(AF)
防护等级:
IP00;
IP20(户内);
IP23(户外)
绝缘等级:
F级
绝缘水平:
10KV级工频耐压35KV、冲击耐压75KV;
3.4变电所电气主接线设计
3.4.1变电所高压侧电气主接线设计见附录表
3.4.2变电所低压侧电气主接线设计见附录表
4短路电流计算与高低压电器选择
4.1变电所高压侧短路电流计算
(1)确定基准值
取Sd=100MV·
A,Uc1=10.5KvUc2=0.4KV
而Id1=Sd/
Uc1=100MV·
A/(
*10.5KV)=5.50KA
Id2=Sd/
Uc2=100MV·
*0.4KV)=144.34KA
计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值
Sk=20KAx10.5KVx
=363.7MV·
A
电力系统
X1*=Sd/Sk=100MV·
A/363.7MV·
A=0.275
电缆线路
X2*=X0LSd/Uc2=0.10Ω/KM*1.5KM*100MV·
A/(10.5KV)2=0.136
电力变压器
X3*=Uk%Sd/100SNT=6x100x103KV·
A/100X1600KV·
A=3.75
求K1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量
总电抗标幺值
X*∑(K-1)=X1*+X2*=0.275+0.136=0.411
三相短路电流周期分量有效值
I(3)k-1=Id1/X*∑(K-1)=5.50KA/0.411=13.38KA
其他三相短路电流
I"
(3)k-1=I(3)k-1=13.38KA
i(3)sh=2.55x13.38KA=34.12KA
I(3)sh=1.51x13.38KA=20.2KA
三相短路容量
S(3)k-1=Sd1/X*∑(K-1)=100MV·
A/0.411=243.3MV·
两相短路电流
Ik2=0.866xI(3)k-1=0.866x13.38KA=11.6KA
表4-1变电所高压侧短路计算过程及结果
4.2低压电网短路电流计算
4.2变压器低压侧短路电流计算
计算有关电路元件的阻抗
高压系统电抗(归算到400V侧)
每相阻抗:
Zs=Uc2x10-3/Sk=(400V)2x10-3/243.3MV·
A=0.658MΩ
Xs=0.995Zs=0.995x0.658MΩ=0.0654MΩ
相零阻抗:
XL-PE=2Xs/3=0.436MΩ
RL-PE=2Rs/3=0.0436MΩ
变压器的阻抗(由附录表查得SCB10-1600/10变压器Dyn11联接,△Pk=10.2KWUk%=6
RT=△PkUC2/SNT2=10.2KWx(400V)2/(1600KV·
A)2=0.638MΩ
ZT=Uk%UC2/100SNT=6x(400V)2/100x1600KV·
A=6MΩ
XT=
=5.97MΩ
相零阻抗:
RL-PE=RT=0.638MΩ
XL-PE=XT=5.97MΩ
母线和电缆的阻抗
Rwb=R*L=0.011x4=0.044MΩ
Xwb=X*L=0.116x4=0.464MΩ
RL-PE=rL-PEL=0.033x4=0.132MΩ
XL-PE=xL-PEL=0.260x4=1.040MΩ
计算K-2点的三相和单相短路电流
三相短路回路总阻抗:
R∑=Rs+RT+RWB=0.0654+0.638+0.044=0.7474MΩ
X∑=Xs+XT+XWB=0.654+5.97+0.464=7.088MΩ
三相短路电流:
I(3)k=Uc/
R∑2+X∑2=32.4KA
短路电流冲击系数:
Kp=1+e(-∏R∑/X∑)2=1.72
三相短路冲击电流:
i(3)p3=
KpI(3)K=
*1.72*32.4=78.8KA
I(3)p3=
=46.24KA
单相短路回路总相零阻抗:
R=0.0436+0.638+0.132=0.8136MΩ
X=0.436+5.97+1.040=7.446MΩ
两相短路电流:
I
(2)k2=0.866xI
(2)k=0.866x32.4=28.06KA
单相短路电流:
I
(1)k=U/
R2+X2=29.4KA
4.3高压电器选择
(一)高压断路器的选择
本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线回路的控制和保护电器及分段联络用电器。
选用VD—12—630A/20kA型户内高压真空断路器,选用弹簧操动机构,二次设备为电压为DC1110V。
高压断路器的选择校验见下表,由表可知,所选断路器合格。
表4—4高压断路器的选择校验
选择项目
装置地点技术数据
断路器技术数据
结论
额定电压及最高工作电压
Un=10k,Um=10×
1.15kV=11.5kV
Ur=12kV
Ur>
Um,合格
额定电流
AH1柜:
Imax=I1r.T=176.22A
Ir=630A
Ir>
Imax,合格
额定频率
50Hz
50Hz
合格
额定短路开断电流
Ib3=13.38kA(最大运行方式)
Ib=20kA
Ib>
Ib3,合格
5
额定峰值耐受电流
Ip3=34.12kA(最大运行方式)
Imax=50kA
Imax>
ip3,合格
6
额定短时(4s)耐受电流
AH4柜:
Qt=11.5×
11.5×
(0.1+0.5+0.0.05)
=86.0kA·
kA·
s
(0.1+0.8+0.0.05)
=125..6kA·
It·
t=
20×
=1600kA·
t>
Qt
7
额定短路关合电流
I=50kA
I>
Qt,合格
8
承受过电压能力及绝缘水平
10kV系统中性点经消弧线圈接地
雷电冲击耐受点啊75kV
1min工作耐受电压42kV
满足条件
环境条件
华东地区建筑物地下室高压开关柜内
正常使用环境
10
其他条件
无特殊要求
额定操作顺序:
分-180s-合分-180s-合分
(二)高压条熔断器的选择
本工程高压熔断器作为电压互感器回路的短路保护电器。
选用XRNP1-12-0.5A/KA型电压互感器用户内高压限流熔断器。
高压熔断器的选择校验见下表,所选熔断器合格。
表4—5高压熔断器的选择校验
熔断器技术数据
额定电压与最高工作电压
Un=10kV,Um=10×
1.15=11.5
Um,合格
熔断器额定电流
Ir=0.5A
Ir.f,合格
熔体额定电流
电压互感器回路
Ir.f=0.5A
额定开断电流
Ib=50kA
Ib3,合格
4.4高压互感器选择
(一)高压电流互感器的选择
本工程高压电流互感器有的安装于电能计量柜AH2内作计量专用,有的安装与电源进线柜AH1、变压器保护柜AH4。
选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器。
1、高压电流互感器一般项目的选择校验
表4—6高压电流互感器一般项目的选择校验
互感器技术数据
额定电压
Un=10kV
Ur=10kV
Ur=Um
额定一次电流
AH2(计量):
Imax=176.22A
AH2:
I1r=200A
Imax
AH(测量/保护)Imax=176.22A
AH3:
额定二次电流
I2r=5A
准确级及容量
AH2(计量)
0.2s(10VA)
AH3(测量/保护)
0.5/10P(20VA/15VA)
额定动稳定电流
Imax=112.5kA(最小)
Ip3
额定短路时(1s)热稳定电流
(0.1+0.5+0.05)=
80.6A·
A·
(后备保护延时时间取0.5s)
It×
t=45×
45×
=2025A·
电能计量接线
继电保护接线
两相不完全星型联接
三相星型联接
2、供电电源、负荷等级及计量方式
(1)本工程低压配电电压为~220/380V,电源引自一层变配电室,变配电室电气参见当地有关部门施工图纸。
低压总配电柜进线采用YJV电力电缆埋地引入,埋深为室外地坪下-0.7m,穿钢管保护,同时做好防水处理。
(2)本工程排烟风机、疏散指示和应急照明为二级负荷,其余照明、空调用电等均为三级负荷。
应急照明灯自带蓄电池,应急时间大于90分钟;
(3)电能计量采用按楼层分宿舍计量方式,电表在楼层配电间内集中布置。
电能表采用带远传功能的表具,自动抄数将数据传至一层弱电间。
(4)消防设备电源在变配电室低压出线处设剩余电流保护装置,只作用于向消防控制室发送报警信号,不切断电源,额定报警动作电流为100mA。
3、计量、测量电流互感器的实际二次负荷及其准确级校验
电能计量专用电流互感器二次侧为两相不完全星形联接,电能表为多功能电子式仪表,电流回路负荷Si<
=1VA。
已知二路回路铜线截面为4mm^2,电流互感器二次端子道仪表接线端子的单向长度为3cm。
则电流互感器的实际二次负荷为S2=ΣSi+I2r^2(KwRw+Rtoh)=2.85VA
LZZBJ12—10A型电流互感器在Ir=150~200A,0.2S级时的额定二次负荷S2r=10VA>
S2,满足准确级要求。
测量用电流互感器二次侧为三相星形连接,Si<
=1VA,二路回路铜线截面为4mm^2电流互感器二次端子道仪表接线端子的单向长度为3cm。
则电流互感器的实际二次负荷为S2=ΣSi+I2r^2(KwRw+Rtoh)=2.60VA
LZZBJ12—10A型电流互感器在Ir=150~200A,0.5S级时的额定二次负荷S2r=20VA>
4、保护电流互感器稳态性能校验
(1)查表LZZBJ12—10型互感器准确限值系数为15,则额定准确限值一次电流I1al=KalI1r=15^2*150A=2.25kA。
保护校验故障电流Ipc取保护区内末端故障时流过的最大短路电流,即Ipc=1,37kA。
I1al>
Ipc,满足要求。
保护出口短路时,流过互感器的短路最小为5.9kA,大于互感器额定准确限值一次的电流2.25kA,互感器可能出现局部饱和,误差增大,互感器测量的短路电流比实际值小,但远大于速断保护动作电流1.8KA,仍在电流速断保护动作区内。
(2)保护用电流互感器二次侧为三相星形连接,继电器为JS—83C型无源静态电流继电器,继电器最大功耗为7VA,阻抗ΣZi=0.28,二路回路铜线截面为4mm^2电流互感器二次端子道仪表接线端子的单向长度为3cm。
则电流互感器的实际二次负荷为S2=ΣZi+KwRw+Rtoh=0.34Ω
电流互感器额定二次负荷为15KV,额定二次负荷电阻Z2r=0.6Ω,Z2<
Z2r,满足要求。
(二)高压电压互感器的选择
选用JDZ12—10型户内高压电压互感器.
表4—7高压电压互感器一般的选择校验
结论
1
额定一次电压
Un=10KV
Ur=10KV
Ur=Un,合格
2
50HZ
合格
3
额定二次电压
100V
4
AH2(计量)
AH1(测量)
0.2(30VA)
0.5(80VA)
5
6
两只单相电压互感器接成Vv
4.5低压断路器的初步选择
4.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选
表4—8保护断路器过电流脱扣器的初步选
类别选择
低压大容量出线保护用
抽出式空气断路器,选择型三段保护,E1N,12,PR121/P—LSL
2
级数选择
TN-S系统
3P
额定电流选择
Ic=848.5
Iu=1200A,In=1000A
分断能力选择
Ib3<
=32.4KA
Ics=Icu=50KA
5
附件选择
标准附件配置
电操,电分,电合均为AC220,
带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号
满足
要求
4.5.2变电所低压电源进线断路器的初步选择
表4—9低压断路器的初步选择
电源进线,母线联络保护用
抽出式空气断路器,选择型三段保护,E3N,32,PR122/P—LSL
Ic=2=I2r
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