某公司雙回路10kV變電所電氣設(shè)計

1、 *大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）某公司雙回路10kV變電所電氣設(shè)計系別：機電信息學(xué)院專業(yè)名稱：電氣自動化技術(shù)學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師姓名、職稱： 完成日期 2013 年 6 月 5 日19 摘 要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本次設(shè)計為某公司雙回路10KV變電所電氣設(shè)計，并繪制電氣主接線圖及其他圖紙。該變電所由市電源10KV雙電源供電，供電部門要求在進線側(cè)進行用電計量，并要求進線側(cè)功率因數(shù)不得低于0.9。電源1進線處三相短路容量180MVA、電源2進線處三相短路容量160MVA。 本次設(shè)計中進行了負(fù)荷等級確定與供電電源，負(fù)荷計算與無功補償，變壓器類型、臺數(shù)及容量選擇，變電所電氣主接線設(shè)計等內(nèi)容的編寫、

2、設(shè)計與計算。本設(shè)計符合設(shè)計任務(wù)及工程實際情況，以10110kV 變電所設(shè)計規(guī)范、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、10110kV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范等規(guī)范規(guī)程為依據(jù)，設(shè)計的內(nèi)容符合國家有關(guān)經(jīng)濟技術(shù)政策，設(shè)計深度達到擴大初步設(shè)計要求，所選設(shè)備全部為國家推薦的新型產(chǎn)品，技術(shù)先進、運行可靠、經(jīng)濟合理。 關(guān)鍵詞：變電所, 變壓器, 接線目 錄摘 要11 概 述32 負(fù)荷等級確定與供電電源42.1 工程概況與設(shè)計依據(jù)42.1.1 工程概況42.1.2 設(shè)計依據(jù)42.2 負(fù)荷等級確定與供電電源取得42.2.1 負(fù)荷等級確定42.2.2 供電電源取得53 負(fù)荷計算與無功補償73.1 各回路負(fù)荷計算73.2 無功補償方案8

3、3.3 總計算負(fù)荷確定104 變壓器類型、臺數(shù)及容量選擇114.1變壓器類型選擇114.2變壓器臺數(shù)選擇114.3變壓器容量選擇125 變電所電氣主接線設(shè)計135.1 高壓配電網(wǎng)接線設(shè)計135.2 變電所電氣主接線設(shè)計135.3 低壓配電網(wǎng)的接線形式14附 錄：10kv配電裝置配電圖16致 謝17參考文獻181 概 述1、 待設(shè)計變電所地位及作用 按照先行的原則，依據(jù)遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展，決定在本公司興建1雙回路10kV變電所。該變電所建成后，主要擔(dān)負(fù)本公司生產(chǎn)、生活用電的提供，改善提高供電水平。同時和其他地區(qū)變電所聯(lián)成環(huán)網(wǎng)，提高了本地供電質(zhì)量和可靠性。 2、 變電所負(fù)荷情況及所址概況 該公司負(fù)荷資料

4、如表1-1所示。表1-1 某公司負(fù)荷統(tǒng)計資料用電單位名稱設(shè)備容量(KW)需要系數(shù)COS1車間動力照明200200.750.850.650.72車間動力照明160200.650.850.70.7綜合樓動力照明401000.750.850.80.8食堂宿舍動力照明60400.750.80.80.6鍋爐房倉庫等動力照明100200.70.80.750.7 所址概況：該地區(qū)年最高氣溫為37，年平均氣溫為25，年最低氣溫6，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。該地區(qū)雷暴日數(shù)為25天。該地區(qū)海拔高度為130m，土壤電阻率110m。 2 負(fù)荷等級確定與供

5、電電源2.1 工程概況與設(shè)計依據(jù)2.1.1 工程概況 該公司有兩個車間、綜合樓、食堂宿舍、鍋爐房倉庫各一棟。由市電源10KV雙電源供電，供電部門要求在進線側(cè)進行用電計量，并要求進線側(cè)功率因素不得低于0.9。電源1進線處三相短路容量180MVA、電源2進線處三相短路容量160MVA。而且它們都是二級負(fù)荷。2.1.2 設(shè)計依據(jù)1）設(shè)計任務(wù)書2）國家現(xiàn)行電氣設(shè)計規(guī)范：a）供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50052-95b) 10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB50053-94c) 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50054-95d）民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 JGJ/T 16-92等3）相關(guān)專業(yè)提供的條件4) 當(dāng)?shù)毓╇姴?/p>

6、門有關(guān)管理規(guī)定5）業(yè)主有關(guān)要求2.2 負(fù)荷等級確定與供電電源取得2.2.1 負(fù)荷等級確定本工程用電設(shè)備負(fù)荷等級確定見表2-1。 表2-1 負(fù)荷等級確定序號用電設(shè)備名稱負(fù)荷等級低壓配電回路回路編號11車間動力二級雙回路1 , 121車間照明二級雙回路2 , 232車間動力二級雙回路3 , 342車間照明二級雙回路4 , 45綜合樓動力二級雙回路5 , 56綜合樓照明二級雙回路6 , 67食堂宿舍動力二級雙回路7 , 78食堂宿舍照明二級雙回路8 , 89鍋爐房倉庫等動力二級雙回路9 , 910鍋爐房倉庫等照明二級雙回路10 , 102.2.2 供電電源取得 根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50052

7、-95第2.0.2條 一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電；第2.0.6條 二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。第4.0.1條 用電單位的供電電壓應(yīng)根據(jù)用電容量、用電設(shè)備特性、供電距離、供電線路的回路數(shù)、當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。所以本工程采用兩路10kV電源供電，變電所安裝兩臺變壓器互為備用。對一二級負(fù)荷采用低壓雙回路供電，兩回路分別接在變壓器低壓側(cè)兩段母線上，供電系統(tǒng)概略圖如圖2-1所示。圖2-1 供電系統(tǒng)概略圖 3 負(fù)荷計算與無功補償3.1 各回路負(fù)荷計算負(fù)荷計算方法選用需要系數(shù)法，根據(jù)公式： 有功計算負(fù)荷（kW） Pc=Pm=KdPe無功計算負(fù)荷（kvar） 視在計

8、算負(fù)荷（kVA） 計算電流（A） 各低壓配電干線的計算負(fù)荷、無功補償前低壓母線計算負(fù)荷見表3-1，表3-2。表3-1 變壓器T1無功補償前低壓母線計算負(fù)荷序號回路編號設(shè)備名稱設(shè)備容量Pe / kWKd 計算負(fù)荷PCkWQCkvarSckVAICA111車間動力2000.750.651.17150175.37230349221車間照明200.850.71.021717.3424.2836.9332車間動力1600.650.71.02104106.1148.57225.7442車間照明200.850.71.021717.3424.2836.9總計算負(fù)荷288316.15427.66649.760.

9、9 0.930.66259.2294.02391.96595.5其中二級負(fù)荷(1 , 2 ,3 , 4)0.90.930.66259.2294.02391.96595.5表3-2 變壓器T2無功補償前低壓母線計算負(fù)荷序號回路編號設(shè)備名稱設(shè)備容量Pe / kWKd 計算負(fù)荷PCkWQCkvarSckVAICA15綜合樓動力400.750.80.753022.537.556.9826綜合樓照明1000.850.80.758563.75106.25161.437食堂宿舍動力600.750.80.754533.7556.2585.4648食堂宿舍照明400.80.61.33242.6753.38159

10、鍋爐倉庫等動力1000.70.750.887061.7393141.8610鍋爐倉庫等照明200.80.71.021616.3222.8634.73總計算負(fù)荷278240.720.9 ，0.930.75250.2223.87335.73510.09其中二級負(fù)荷(1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6)0.920.930.75250.2223.87335.73510.093.2 無功補償方案根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 GB50052-95第5.0.3條 采用電力電容器作為無功補償裝置時，宜就地平衡補償，低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補償；高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補償。第5.0.4條 無

11、功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法確定。本工程選用并聯(lián)電容器組，在變電所低壓側(cè)集中補償，采用自動投切方式。 變壓器低壓側(cè)無功補償及無功補償后低壓母線計算負(fù)荷見表3-3，表3-4。表3-3 變壓器T1無功補償后低壓母線計算負(fù)荷計算點變壓器T1有功計算負(fù)荷PckW無功計算負(fù)荷Qckvar視在計算負(fù)荷SckVA計算電流IcA功率因數(shù)cos 補償前低壓母線計算負(fù)荷259.2294.02391.96595.50.66 補償容量 QN.Ckvar QN.C=Pc ×tan(arccos0.66 ) tan(arccos0.92 )=184.62 實際取10組×20kvar=2

12、00kvar200補償后低壓母線計算負(fù)荷259.294.02275.73418.930.94 表3-4 變壓器T2無功補償后低壓母線計算負(fù)荷計算點變壓器T2有功計算負(fù)荷PckW無功計算負(fù)荷Qckvar視在計算負(fù)荷SckVA計算電流IcA功率因數(shù)cos 補償前低壓母線計算負(fù)荷250.2223.87335.73510.090.75 補償容量 QN.CkvarQN.C =Pc ×tan(arccos0.75)tan(arccos0.92 )=117.28實際取6組×20 kvar= 120kvar120 補償后低壓母線計算負(fù)荷250.2103.87270.9411.610.924

13、3.3 總計算負(fù)荷確定高壓進線總計算負(fù)荷見表3-5。表3-5 變電所高壓進線總計算負(fù)荷序號計算點有功計算負(fù)荷PckW無功計算負(fù)荷Qckvar視在計算負(fù)荷SckVA計算電流IcA功率因數(shù)cos1變壓器T1低壓母線計算負(fù)荷259.294.02275.73418.930.942 T1功率損耗PT0.01Sc ； QT0.05Sc2.7613.793 變壓器T1高壓側(cè)計算負(fù)荷 （序號12）261.9107.81283.316.40.9244變壓器T2低壓母線計算負(fù)荷250.2103.87270.9411.610.9245 T2功率損耗PT0.01Sc ； QT0.05Sc2.70913.5456變壓器

14、T2高壓側(cè)計算負(fù)荷（序號45）252.9117.42278.8416.10.9077 其他高壓出線計算負(fù)荷8 變電所高壓進線總計算負(fù)荷（序號367） 514.8225.230.95 0.97489.1218.47535.730.90.914 變壓器類型、臺數(shù)及容量選擇4.1變壓器類型選擇變壓器類型選擇見表4-1。表4-1 變壓器類型選擇序號類 型 選擇結(jié)果依 據(jù)1變壓器相數(shù)三相 用戶變電所一般采用三相變壓器2變比及調(diào)壓方式無載10KV變壓器一般采用無載調(diào)壓方式3繞組型式雙繞組用戶供電系統(tǒng)大都采用雙繞組方式4絕緣及冷卻方式環(huán)氧樹脂、干式風(fēng)冷變壓器使用方便5外殼防護等級IP20變壓器是安裝在室內(nèi)6

15、聯(lián)結(jié)組DY11低壓側(cè)短路電流大，利于故障的排除7型 號SCB10/0.4KV功耗低4.2變壓器臺數(shù)選擇 本工程項目選擇兩臺變壓器。由于工程項目總負(fù)荷較大，一二級負(fù)荷較多，且根據(jù)10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范第3.3.1條有大量一級或二級負(fù)荷時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器。第3.3.2條 裝有兩臺及以上變壓器的變電所，當(dāng)其中任一臺變壓器斷開時，其余變壓器的容量應(yīng)滿足一級負(fù)荷及二級負(fù)荷的用電。4.3變壓器容量選擇變壓器容量選擇見表4-2。表4-2 變壓器容量選擇序號項 目 計算負(fù)荷選擇兩臺變壓器的容量SNTkVA1視在計算負(fù)荷SckVA 726.4310002（0.60.7）SckVA508.53一二級

16、負(fù)荷Sc（）kVA726.434變壓器負(fù)荷率T10.731000T20.731000所選變壓器其他技術(shù)參數(shù)見表4-3。表4-3 變壓器技術(shù)參數(shù)變壓器全型號原邊額定電壓kV副邊額定電壓kV原邊額定電流A副邊額定電流A空載損耗kW短路損耗kW空載電流阻抗電壓T1 SCB10100.420050001.557.090.66 T2SCB10100.420050001.557.090.665 變電所電氣主接線設(shè)計變配電所電氣主接線設(shè)計是供電工程設(shè)計中一項最重要的內(nèi)容，必須依據(jù)供電電源情況、生產(chǎn)要求、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運行方式等條件綜合確定，在滿足安全可靠和靈活方便的前提下，做到經(jīng)濟合理；必須遵守國家標(biāo)

17、準(zhǔn)GB50053199410KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范和電力行業(yè)管理的有關(guān)規(guī)定。主接線設(shè)備采用的電氣設(shè)備，應(yīng)符合國家或行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)優(yōu)先、經(jīng)濟適用和節(jié)能的成套設(shè)備和定型產(chǎn)品。5.1 高壓配電網(wǎng)接線設(shè)計 本項目無高壓配電網(wǎng)由供電部門提供兩路10 kV環(huán)網(wǎng)電源。5.2 變電所電氣主接線設(shè)計 本項目所用電源由供電部門提供兩路10 kV環(huán)網(wǎng)電源，可同時供電，互為備用。因此高壓系統(tǒng)電氣接線圖可選擇單母線兩路電源接線。 圖5-1主接線方案一 圖5-2主接線方案二 本工程可能采用的兩個主接線方案見圖5-1，圖5-2。技術(shù)經(jīng)濟比較見表5-1。表5-1 電氣主接線方案的比較比較項目主接線方案

18、一（圖5-1）主接線方案二（圖5-2）技術(shù)指標(biāo)供電安全性相同相同供電可靠性低高電能質(zhì)量相同相同靈活方便性低高擴建適應(yīng)性相同相同建筑壽命及占地面積大小少多設(shè)備的先進性相同相同經(jīng)濟指標(biāo)低高 高壓開關(guān)柜選擇KYN44A-12型開關(guān)柜，其用途是保證人員與設(shè)備安全。本工程項目采用高供高計，計量柜在主進開關(guān)柜之前，第一柜為進線隔離柜。根據(jù)10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范 GB50053-94第3.5.1條 供一級負(fù)荷的配電所或大型配電所，當(dāng)裝有電磁操動機構(gòu)的斷路器時，應(yīng)采用220V或110V蓄電池組作為合、分閘直流操作電源；當(dāng)裝有彈簧儲能操動機構(gòu)的斷路器時，宜采用小容量鎘鎳電池裝置作為合、分閘操作電源。第3.

19、5.3條 小型配電所宜采用彈簧儲能操動機構(gòu)合閘和去分流分閘的全交流操作。本工程真空斷路器采用彈簧儲能操動機構(gòu)，并考慮經(jīng)濟性本工程采用可靠性較高的直流操作電源 220V 20Ah。5.3 低壓配電網(wǎng)的接線形式 根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB5005295第6.0.3條 當(dāng)用電設(shè)備為大容量，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電。所以本工程項目低壓配電網(wǎng)采用放射式接線，當(dāng)負(fù)荷為二級以上時則采用雙回路放射式接線。放射式線路故障影響范圍小，因而可靠性較高，而且易于控制和實現(xiàn)自動化，適于對重要負(fù)荷的供電。單回路放射式接線一般供二、三級負(fù)荷或?qū)Ｓ迷O(shè)備，供二級負(fù)荷時宜有備用電源；雙回路放射式接線供電可靠性較單回路放射式接線大大提高，可供二級負(fù)荷，若雙回路來自兩個獨立電源，還可供一級負(fù)荷。 附錄：10kv配電裝置配電圖 10kV配電裝置圖：