供配電工程課程設(shè)計(jì)-10kV變電所電氣設(shè)計(jì)

1、 能源與動力工程學(xué)院本 科 生 課 程 設(shè) 計(jì)題 目： 稅友科技樓10kV變電所電氣設(shè)計(jì) 課 程： 供配電工程 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣 1001 學(xué) 號： 101601114 姓 名： 李楊 指導(dǎo)教師： 翁雙安 完成日期： 2013年6月19日 揚(yáng)州大學(xué)能源與動力工程學(xué)院供配電工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1題 目稅友科技樓10kV變電所電氣設(shè)計(jì)2原始資料2.1 課題原始資料各課題的工程概況及負(fù)荷詳見工程圖紙資料（另附）。2.2 供電條件（1）供電部門110/10kV變電所位于工程附近1.5/2.0/2.5/3.0km（自選）處，10kV母線短路電流為16/18/20kA（自選），根

2、據(jù)需要可提供給用戶1路或2路10kV專線（自選）供電。（2）采用高供高計(jì)，要求月平均功率因數(shù)不少于0.95。不同電價(jià)負(fù)荷，計(jì)量分開。如學(xué)校用電統(tǒng)一執(zhí)行居民電價(jià)，公共建筑執(zhí)行商業(yè)照明電價(jià)、非工業(yè)動力電價(jià)，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用電統(tǒng)一執(zhí)行大工業(yè)電價(jià)、職工生活用電執(zhí)行居民電價(jià)。居住區(qū)采用高供低計(jì)（住戶每單元集中設(shè)置計(jì)量表箱、小區(qū)公建在配電室低壓出線柜設(shè)置計(jì)量表）。（3）供電部門要求用戶變電所高壓計(jì)量柜在進(jìn)線主開關(guān)柜之前，且第一柜為隔離柜。2.3 其他資料當(dāng)?shù)刈顭嵩碌娜兆罡邭鉁仄骄禐?5，年最熱月地下0.8m處最高溫度平均值為25。3具體任務(wù)及技術(shù)要求本次課程設(shè)計(jì)共1.5周時(shí)間，具體任務(wù)與日程安排如下：第1

3、周周一：熟悉資料及設(shè)計(jì)任務(wù)，負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償、變壓器選擇。 周二：供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)繪制變電所高壓側(cè)主接線圖。周三：設(shè)計(jì)繪制變電所低壓側(cè)主接線圖。周四：設(shè)計(jì)繪制變電所低壓側(cè)主接線圖。周五：設(shè)計(jì)繪制變電所電氣平面布置圖。第2周周一：短路電流計(jì)算，高低壓電器及電線電纜選擇計(jì)算。 周二：編制設(shè)計(jì)報(bào)告正文（設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書）電子版。 周三：整理打印設(shè)計(jì)報(bào)告，交設(shè)計(jì)成果。要求根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及工程實(shí)際情況，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，完成10kV變電所的電氣設(shè)計(jì)（每組23人分工合作完成）。設(shè)計(jì)深度應(yīng)達(dá)到初步設(shè)計(jì)要求，制圖應(yīng)符合國家規(guī)范要求。4實(shí)物內(nèi)容及要求課程設(shè)計(jì)報(bào)告文本內(nèi)容包括：

4、1.封面；2.任務(wù)書；3.目錄；4.正文；5.致謝；6.參考文獻(xiàn)；7.附錄（課程設(shè)計(jì)圖紙）。4.1 設(shè)計(jì)報(bào)告正文內(nèi)容（1）工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù)（2）負(fù)荷計(jì)算與無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)（3）供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)（4）變電所設(shè)計(jì)（5）短路計(jì)算與高低壓電器選擇（6）電線電纜選擇（7）低壓配電線路保護(hù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告正文編寫的一般要求是：必須闡明設(shè)計(jì)主題，突出闡述設(shè)計(jì)方案、文字精煉、計(jì)算簡明，條理清晰、層次分明。（變電所出線部分內(nèi)容各有側(cè)重）設(shè)計(jì)報(bào)告正文采用A4版面撰寫、A3紙打?。宽摪鏀?shù)2）。4.2 設(shè)計(jì)圖紙（1）變電所高壓側(cè)電氣主接線圖（1張A3）（2）變電所低壓側(cè)電氣主接線圖（24張A3）（3）變電所電氣平面

5、布置圖（1張A3）設(shè)計(jì)圖紙繪制的一般要求是：滿足設(shè)計(jì)要求，遵循制圖標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，比例適當(dāng)、布局合理，講究繪圖質(zhì)量。（變電所出線部分內(nèi)容各有側(cè)重）設(shè)計(jì)圖紙采用A3圖紙CAD出圖。與報(bào)告正文一起裝訂成冊。5設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及參考文獻(xiàn)1 翁雙安供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20082 莫岳平、翁雙安供配電工程M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20113 任元會工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊M3版北京：中國電力出版社，20058學(xué)生任務(wù)分配表1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)分配表序號課題名稱班級學(xué)號（末兩位）備注5稅友科技樓10kV變電所電氣設(shè)計(jì)電氣100113，14，157完成期限任務(wù)書寫于2013年6月1日，完成期限為

6、2013年6月19日8指導(dǎo)教師翁雙安目 錄1 工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù). 11.1 工程概況 11.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 12 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償設(shè)計(jì). 22.1 負(fù)荷數(shù)據(jù) 22.2 負(fù)荷計(jì)算 3 2.2.1照明負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算 3 2.2.2電力負(fù)荷與平時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算 3 2.2.3 火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算 4 2.2.4 變電所負(fù)荷計(jì)算 43 供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì) 53.1 負(fù)荷分級及供電電源 53.2 電壓選擇與電能質(zhì)量 53.3 電力變壓器選擇 73.4 變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 8 3.4.1 變電所高壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì) 8 3.4.2 變電所低壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)

7、 84 變電所布置設(shè)計(jì) 94.1總體布置 94.2配電裝置通道與安全凈距 9 5 短路電流計(jì)算與高低壓電器選擇 105.1 變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算 105.2 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算 11 5.2.1 變壓器低壓側(cè)短路電流計(jì)算 115.2.2 低壓配電線路短路電流計(jì)算 135.3 高壓電器選擇 165.4 高壓互感器選擇 175.5 低壓斷路器的初步選擇 18 5.5.1配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的初步選擇 18 5.5.2變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的初步選擇 196 電線電纜選擇206.1 高壓進(jìn)出線電纜選擇. 206.2 變電所硬母線選擇 216.3 低壓配電干線電纜選擇 227低壓配電

8、線路保護(hù)設(shè)計(jì) 247.1 低壓配電線路的保護(hù)設(shè)置. 247.2 低壓斷路器過電流脫扣器的整定 247.2.1 配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的整定 247.2.2 變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的整定 25致謝 27參考文獻(xiàn)附錄 設(shè)計(jì)圖紙圖 紙 目 錄序號圖 紙 名 稱圖幅圖紙編號備 注1變電所高壓側(cè)電氣主接線圖A3電012變電所低壓側(cè)電氣主接線圖（一）A3電023變電所低壓側(cè)電氣主接線圖（二）A3電034變電所低壓側(cè)電氣主接線圖（三）A3電045變電所低壓側(cè)電氣主接線圖（四）A3電056變電所電氣平面布置圖A3電06 1 工程概況與設(shè)計(jì)依據(jù)1.1 工程概況本工程位于揚(yáng)州市區(qū)，總建筑面積約2000

9、m2 ;建筑層數(shù)、高度：地上19層，建筑高度約為80m；本工程屬于一類高層建筑.結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式為樁基基礎(chǔ)。建筑功能：地下室戰(zhàn)時(shí)人防平時(shí)為汽車庫（具體詳人防圖紙）,地上為辦公。 1.2 設(shè)計(jì)依據(jù) 1相關(guān)專業(yè)提供給的工程設(shè)計(jì)資料； 2各市政主管部門對初步設(shè)計(jì)的審批意見； 3甲方提供的設(shè)計(jì)任務(wù)書及設(shè)計(jì)要求； 4中華人民共和國現(xiàn)行主要標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)： 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50052-2009） 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50054-2011） 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ16-2008） 通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50055-93） 建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB50034-2004） 智能建筑

10、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50314-2006） 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-2010） 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范（GB50343-2004） 公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DGJ32/J 96-2010） 江蘇省民用建筑熱環(huán)境與節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ32/J-2006） 高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB 50045-95)（2005年版） 民用建筑設(shè)計(jì)通則（GB 50352-2005）2 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)2.1 負(fù)荷數(shù)據(jù)稅友科技樓有220V單相用電設(shè)備（如照明負(fù)荷），也有380V三相用電設(shè)備（如電力負(fù)荷）；各類負(fù)荷中有平時(shí)需要運(yùn)行的用電設(shè)備，也有在發(fā)生火災(zāi)時(shí)才需要運(yùn)行的消防用電設(shè)備。以上設(shè)備

11、均由設(shè)于地下室的10/0.38kV變電所采用低壓三相四線制系統(tǒng)放射式或樹干式配電。根據(jù)方案設(shè)計(jì)，各層用電設(shè)備負(fù)荷數(shù)據(jù)見表2-1。表2-1 本建筑工程各層用電設(shè)備負(fù)荷數(shù)據(jù)用電設(shè)備名稱配電回路額定容量 /kW普通照明插座MWP11400空調(diào)動力MWP21330公共走道照明主備電源MWP4100公共走道照明主備電源MWP5100公共走道應(yīng)急照明主備電源MWP620公共走道應(yīng)急照明主備電源MWP720監(jiān)控主機(jī)主備電源MWP815監(jiān)控主機(jī)主備電源MWP915報(bào)警主機(jī)主備電源MWP1010報(bào)警主機(jī)主備電源MWP1110給水增壓泵主備電源MWP128.5給水增壓泵主備電源MWP138.5二樓防火卷簾主備電源

12、MWP1410二樓防火卷簾主備電源MWP1510消防電梯主備電源MWP1627消防電梯主備電源MWP1727客梯電梯主備電源1MWP1875客梯電梯主備電源1MWP1975客梯電梯主備電源2MWP2075客梯電梯主備電源2MWP2175屋頂消防風(fēng)機(jī)主備電源MWP2246.5屋頂消防風(fēng)機(jī)主備電源MWP2346.5屋頂穩(wěn)壓泵主備電源MWP240.75屋頂穩(wěn)壓泵主備電源MWP250.75消火栓主備電源MWP2675消火栓主備電源MWP2775噴淋泵主備電源MWP2890噴淋泵主備電源MWP2990電信機(jī)房主備電源MWP3015電信機(jī)房主備電源MWP3115變電所風(fēng)機(jī)主備電源MWP3210變電所風(fēng)機(jī)主

13、備電源MWP3310消防電梯排污泵主備電源MWP342.2消防電梯排污泵主備電源MWP352.22.2 負(fù)荷計(jì)算2.2.1照明負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算 照明負(fù)荷0.38kV配電干線及支干線負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法，見表2-2。負(fù)荷計(jì)算時(shí)不計(jì)備用回路負(fù)荷及備用設(shè)備功率。表2-2 照明負(fù)荷0.38kV配電干線及支干線負(fù)荷計(jì)算照明回路名稱額定容量 /kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kW無功 功率 /kvar視在 功率 /kVA計(jì)算電流 AMWP114000.650.85910.0564.01070.61627.3 MWP41000.80.980.0 38.7 88.9 135.1 合計(jì)15

14、000.660.85990.0 602.7 1159.0 1761.7 乘同時(shí)系數(shù)（0.75/0.80)15000.500.84742.5 482.2 885.3 1345.7 2.2.2電力負(fù)荷與平時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷和平時(shí)消防負(fù)荷0.38kV配電干線及支干線負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法計(jì)算，見表2-3。負(fù)荷計(jì)算時(shí)不計(jì)備用回路負(fù)荷及備用設(shè)備功率。表2-3 電力負(fù)荷和平時(shí)消防負(fù)荷0.38kV配電干線及支干線負(fù)荷計(jì)算電力及平時(shí)消防回路名稱額定容量 /kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kW無功 功率 /kvar視在 功率 /kVA計(jì)算電流 AMWP213300.80.8106

15、4.0 798.0 1330.0 2021.6 MWP81510.915.0 7.3 16.7 25.3 MWP101010.910.0 4.8 11.1 16.9 MWP128.510.88.5 6.4 10.6 16.2 MWP18750.850.763.8 65.0 91.1 138.4 MWP20750.850.763.865.091.1138.4 MWP162710.727.027.538.658.6 MWP301510.915.07.316.725.3 MWP321010.910.04.811.116.9 MWP342.210.82.21.72.84.2 合計(jì)1567.70.820

16、.791279.2 987.9 1616.2 2456.7 乘同時(shí)系數(shù)（0.75/0.80)1567.70.610.77959.4 790.3 1243.0 1889.3 2.2.3 火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷低壓配電干線負(fù)荷計(jì)算火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷0.38kV配電干線及支干線負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法計(jì)算，見表2-4。負(fù)荷計(jì)算時(shí)不計(jì)備用回路負(fù)荷及備用設(shè)備功率。表2-4 火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷0.38kV配電干線及支干線負(fù)荷計(jì)算火災(zāi)時(shí)消防回路名稱額定容量 /kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kW無功 功率 /kvar視在 功率 /kVA計(jì)算電流 AMWP62010.920.09.722.233.8 MWP1410

17、10.910.04.811.116.9 MWP2246.510.846.534.958.188.4 MWP240.7510.80.80.60.91.4 MWP267510.875.056.393.8142.5 MWP289010.890.067.5112.5171.0 合計(jì)242.251.000.81242.3 173.7 298.1 453.1 乘同時(shí)系數(shù)（0.95/0.98)242.250.950.80230.1 170.2 286.3 435.1 2.2.4 變電所負(fù)荷計(jì)算先計(jì)算變電所總負(fù)荷，見表2-5，以便選擇變壓器臺數(shù)及容量表2-5 10/0.38kV變電所總負(fù)荷計(jì)算回路名稱額定容量

18、 /kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kW無功 功率 /kvar視在 功率 /kVA計(jì)算電流 A照明回路1500.0 0.660.85990.0 602.7 1159.0 1761.7 電力回路1567.7 0.820.791279.2 987.9 1616.2 2456.7 0.0 0.0 0.0 0.0 合計(jì)3067.7 0.740.822269.2 1590.6 2771.1 4212.1 乘同時(shí)系數(shù)（0.75/0.80)3067.70.550.801701.9 1272.5 2125.0 3230.0 功率因數(shù)補(bǔ)償-640功率因數(shù)補(bǔ)償后3067.70.550.94 1701.

19、9 632.5 1815.6 2759.7 變壓器損耗18.2 90.8 高壓側(cè)負(fù)荷3067.70.550.921720.1 723.2 1865.9 107.7 變壓器選擇21250KVA2500變壓器負(fù)荷率73%在確定變壓器臺數(shù)及容量后，還應(yīng)將所有負(fù)荷分配到每臺變壓器的低壓母線上，然后進(jìn)行負(fù)校核計(jì)算，以確定每臺變壓器的負(fù)荷率及具體選擇無功功率補(bǔ)償裝置。 3 供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計(jì)3.1 負(fù)荷分級及供電電源（一）本工程符合分類 一級負(fù)荷：消防負(fù)荷、走道照明用電、安防系統(tǒng)用電、電子信息設(shè)備機(jī)房用電、客梯用電、排污泵、生活水泵，障礙照明用電等用電。 三級負(fù)荷：除上述之外的其他用電。 根據(jù)負(fù)荷計(jì)算

20、結(jié)果可知：一級負(fù)荷合計(jì)337.7kW，二級負(fù)荷合計(jì)0，三級負(fù)荷合計(jì)2730kW。（二） 供電電源 地下室設(shè)專變負(fù)責(zé)本大樓及室外附屬建筑供電,室外管網(wǎng)引入兩路高壓10KV電源. 兩路高壓應(yīng)引自不同的高壓電網(wǎng)，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。3.2 電壓選擇與電能質(zhì)量（1）電壓選擇一般工藝與民用建筑宜采用10K供電，若10KV供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不能滿足要求時(shí)，則應(yīng)考慮采用35110KV的電壓供電。小負(fù)荷的用電單位宜接入地區(qū)低壓電網(wǎng)。高、低壓配電電壓的選擇取決于供電電壓、用電設(shè)備的電壓以及配電范圍、負(fù)荷大小和分布情況等。（2）電能質(zhì)量1）、電壓偏差應(yīng)許值及減少電壓偏差的措施a電壓偏

21、差應(yīng)許值：在電力系統(tǒng)正常狀況下，供電企業(yè)到用戶受電端的供電電壓應(yīng)許偏差見表。在電力系統(tǒng)非正常狀態(tài)下，用戶受電端的電壓應(yīng)許偏差不應(yīng)超過(或低于)額定值的10%。供電企業(yè)到用戶受電端的供電電壓應(yīng)許偏差系統(tǒng)標(biāo)稱電壓/KV供電電壓偏差應(yīng)許值（%）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓/KV供電電壓偏差應(yīng)許值（%）35（三相線電壓）正負(fù)偏差絕對值之和不大于1010（6）（三相線電壓）+/-7用電設(shè)備端子電壓偏差應(yīng)許值名稱電壓偏差應(yīng)許值（%）名稱電壓偏差應(yīng)許值（%）電動機(jī)：正常情況下+5-5照明：一般工作場所遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場所應(yīng)急照明、安全特低電壓供電的照明道路照明+5-5+5-10+5-10+5-5b. 減少電壓偏差

22、的措施：1.合理選擇變壓器的電壓比和分接頭。必要時(shí)采用有載調(diào)壓變壓器。2.合理地減少變壓器及線路的阻抗。例如，減少系統(tǒng)的變壓級數(shù)；合理增大導(dǎo)線或電纜的截面積；采用多回路并聯(lián)供電；盡量使高壓線路深入負(fù)荷中心，減少低壓配電距離。3.采取無功補(bǔ)充措施。4宜使三相負(fù)荷平衡。2）、減少電壓波動和閃變的措施a大容量的沖擊性負(fù)荷宜與對電壓波動和閃變敏感的負(fù)荷由不同變壓器供電。b較大容量的沖擊性負(fù)荷宜由變電所低壓柜處采用專用回路供電。c較小容量的沖擊性負(fù)荷與其他負(fù)荷共用回路時(shí)，宜采用加大導(dǎo)線截面或降低共用線路阻抗的措施。d采用靜止無功功率補(bǔ)償裝置減少無功功率沖擊引起的電壓波動。3）、抑制諧波的措施a各類大功率

23、非線性用電設(shè)備變壓器由短路容量較大的電網(wǎng)供電。b對大功率靜止變流器應(yīng)提高整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)和增加變流器的波形脈動數(shù)，多臺相數(shù)相同的整流裝置，使整流變壓器的二次側(cè)有適當(dāng)?shù)南嘟遣?。c按諧波次數(shù)裝設(shè)濾波器。d選用Dyn11聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的三相配電變壓器。3.3 電力變壓器選擇（1）變壓器型式及臺數(shù)變壓器型式選擇是指確定變壓器的相數(shù)、繞組型式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號、調(diào)壓方式等，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、高效節(jié)能、免維護(hù)的新產(chǎn)品。對干式變壓器，通常還根據(jù)其布置形式相應(yīng)選擇其外殼防護(hù)等級。考慮到變壓器在建筑內(nèi)，故選用低損耗的SCB型10/0.4KV三相干式雙繞組電力變壓器。變壓器采用無勵磁調(diào)壓方式，分接

24、頭為5%，連接組別為Dyn11，帶風(fēng)機(jī)冷卻并配置溫控儀自動控制，帶IP2x防護(hù)外殼。（2）變壓器的臺數(shù)因?yàn)橛休^多的一、二級負(fù)荷，故選擇兩臺主變壓器。（3）變壓器容量變壓器容量是根據(jù)無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷確定的。本工程總視在功率為1865.9（cos=0.92），選擇1250。變壓器負(fù)荷率為73%。變壓器T1的負(fù)荷計(jì)算見表3-1，變壓器T2的負(fù)荷計(jì)算見表3-2。 表3-1 變壓器T1的負(fù)荷計(jì)算變壓器T1回路名稱額定容量 /kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kW無功 功率 /kvar視在 功率 /kVA計(jì)算電流 AMWP114000.650.85910.0 564.0 1070.6 162

25、7.3 MWP41000.80.980.0 38.7 88.9 135.1 MWP162710.727.027.538.658.6 MWP20750.850.763.8 65.0 91.1 138.4 MWP301510.915.07.316.725.3 MWP321010.910.04.811.116.9 MWP342.210.82.21.72.84.2 合計(jì)15000.660.85990.0 602.7 1159.0 1761.7 乘同時(shí)系數(shù)（0.75/0.80)1629.20.680.841108.0 709.1 1315.4 1999.4 功率因數(shù)補(bǔ)償-240功率因數(shù)補(bǔ)償后1629.2

26、0.510.93831.0 327.2 893.1 1357.5 表3-2 變壓器T2的負(fù)荷計(jì)算變壓器T1回路名稱額定容量 /kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos有功 功率 /kW無功 功率 /kvar視在 功率 /kVA計(jì)算電流 AMWP213300.80.81064.0798.01330.02021.6 MWP81510.915.0 7.3 16.7 25.3 MWP101010.910.0 4.8 11.1 16.9 MWP128.510.88.5 6.4 10.6 16.2 MWP18750.850.763.8 65.0 91.1 138.4 合計(jì)1438.50.810.801161.3 8

27、81.5 1457.9 2216.1 乘同時(shí)系數(shù)（0.75/0.80)1438.50.610.78870.9 705.2 1120.7 1703.4 功率因數(shù)補(bǔ)償-400功率因數(shù)補(bǔ)償后1438.50.610.94870.9 305.2 922.9 1402.8 3.4 變電所電氣主接線設(shè)計(jì)3.4.1 變電所高壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)稅友科技樓變電所的兩路10KV外供電源可同時(shí)供電，并設(shè)有兩臺變壓器。因此高壓側(cè)電氣主接線圖見圖紙目錄電01。3.4.2 變電所低壓側(cè)電氣主接線設(shè)計(jì)變電所設(shè)有兩臺變壓器，因此，低壓配電系統(tǒng)電氣主接線采用分段單母線形式。圖見圖紙目錄電02。4 變電所布置設(shè)計(jì)4.1 總體布置本

28、工程變電所為單層布置，不單獨(dú)設(shè)值班室。由于變壓器為干式并帶有IP2X防護(hù)外殼，所以，可與高低壓開關(guān)柜設(shè)置于一個(gè)房間內(nèi)（變配電室）。由于低壓開關(guān)柜數(shù)量較多，故采用雙列面對面布置形式。圖中，高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜及變壓器的相對位置是基于電纜進(jìn)出線方便的考慮。由于干式變壓器防護(hù)外殼只有IP2X，故未與低壓開關(guān)柜貼鄰安裝，兩者低壓母線之間采用架空封閉母線連接。雙列布置的低壓開關(guān)柜母線之間也采用架空封閉母線連接。為保證運(yùn)行安全，變配電室設(shè)有通向通道的門，與物業(yè)管理的值班室經(jīng)過通道相通。同時(shí)，變配電室內(nèi)留有發(fā)展空間和安全工具放置與設(shè)備檢修區(qū)。需注意的是，高低壓開關(guān)柜的排列應(yīng)使其操作面正視圖與高低壓系統(tǒng)圖一

29、致。本工程變電所電氣平面布置圖見附錄圖紙電03。4.2 配電裝置通道與安全凈距從附錄圖紙中的變電所電氣平面布置圖可以看出，本工程高壓開關(guān)柜的柜后維護(hù)通道最小處為800mm，低壓開關(guān)柜的柜后維護(hù)通道距墻最少1000mm，距承重柱750mm，柜前操作通道2400mm，干式變壓器外廓與側(cè)墻壁的凈距最少為700mm，干式變壓器正面之間的距離為1800mm。以上配電裝置通道與安全凈距均滿足規(guī)范要求。5 短路電流計(jì)算與高低壓電器選擇5.1 變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算根據(jù)所設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)一次接線，本工程變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路如圖5-1所示。短路點(diǎn)k-1點(diǎn)選在變電所一段10kV母線上。圖5-1 變壓器高

30、壓側(cè)短路電流計(jì)算電路采用標(biāo)幺值法計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表5-1。表5-1 變電所高壓側(cè)短路計(jì)算過程及結(jié)果基準(zhǔn)值 Sd=100MVA，Uc1=10.5kV，Id1=5.5 kA序號元件短路點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)X*Ik3/kAIb3/kAIk3/kAip3/kASk3/MVAIk2/kA1SAmax0.275 20.0 20.0 20.0 51.0 363.7 17.3 min0.344 16.0 16.0 16.0 40.8 291.0 13.9 2WHAx/kml/km0.0951.50.129 312k-1max0.404 13.6 13.6 13.6 34.7 247.5 11.8 min0.473 11

31、.6 11.6 11.6 29.7 211.5 10.1 由表5-1可知，變電所10kV母線上三相對稱短路電流初始值最大為13.6kA，兩相對稱短路電流初始值最小為10.1kA。5.2 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算5.2.1 變壓器低壓側(cè)短路電流計(jì)算本工程變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算電路如圖5-2所示。短路點(diǎn)選在兩臺變壓器低壓繞組出口處k-3、k-4點(diǎn)和兩臺低壓進(jìn)線開關(guān)負(fù)荷側(cè)k-5、k-6點(diǎn)（即低壓柜AA1、AA12處）和離低壓進(jìn)線開關(guān)最遠(yuǎn)端母線處k-7、k-8點(diǎn)（即低壓柜AA6、AA7處）。圖5-1 變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算電路采用歐姆法計(jì)算，短路電流計(jì)算結(jié)果見表5-2。計(jì)算時(shí)，配電母線的型號規(guī)格先按發(fā)

32、熱條件初選。 表5-2 變壓器T1低壓側(cè)短路計(jì)算 Un=380V序號元件短路點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)R/mX/mZ/mRL-PE/mXL-PE/mZL-PE/mIk3/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1 SAk-1Skmax/MVA247.50 0.064 0.643 0.646 0.043 0.429 2T1SrT/kVAPk/kWUk12501061.024 7.611 7.680 1.024 7.611 312k-31.088 8.255 8.326 1.067 8.040 8.111 27.74 1.661 65.14 24.02 28.47 4T1WB1r/m/mx/m/ml/m0.

33、0130.12740.052 0.508 rL-PE/m/mxL-PE/m/ml/m0.0390.28240.156 1.128 5 34k-51.140 8.763 8.837 1.223 9.168 9.249 26.14 1.664 61.51 22.63 24.97 6T1WB2r/m/mx/m/ml/m0.0130.1277.20.094 0.914 rL-PE/m/mxL-PE/m/ml/m0.0390.2827.20.281 2.030 7 5+6k-71.234 9.677 9.755 1.504 11.199 11.299 23.67 1.670 55.90 20.50 20

34、.44 5.2.2 低壓配電線路短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn)首端為低壓配電柜出線，末端為與低壓配電柜相對應(yīng)的配電總箱。本工程變電所低壓配電線路短路電流計(jì)算電路如圖5-2所示。圖5-2 低壓配電線路短路電流計(jì)算電路采用歐姆法計(jì)算，以低壓開關(guān)柜AA11配出的監(jiān)控主機(jī)用電配電箱配電干線MWP8和低壓開關(guān)柜AA3配出的消防電梯用電配電干線MWP16為例。其短路電流計(jì)算表格見表5-3和表5-4。計(jì)算時(shí)，配電干線及其分支線的型號規(guī)格先按發(fā)熱條件初選。表5-3 變壓器T2低壓側(cè)配電干線MWP8（AA11柜配出）短路計(jì)算 Un=380V序號元件短路點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)R/mX/mZ/mRL-PE/mXL-PE/mZL-PE/

35、mIk3/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1 SAk-1Skmax/MVA247.50 0.064 0.643 0.646 0.043 0.429 2T2SrT/kVAPk/kWUk12501061.024 7.611 7.680 1.024 7.611 3T2WBr/m/mx/m/ml/m0.0130.12770.091 0.889 rL-PE/m/mxL-PE/m/ml/m0.0390.28270.273 1.974 4 1+2+3AA111.179 9.144 9.219 1.340 10.014 10.103 25.05 1.667 59.04 21.69 22.86 5

36、MWP8r/m/mx/m/ml/m2.1750.0854597.875 3.825 rL-PE/m/mxL-PE/m/ml/m5.2620.18845236.790 8.460 6 4+51AT199.054 12.969 99.900 238.130 18.474 238.845 2.31 1.000 3.27 2.00 0.97 表5-4 變壓器T1低壓側(cè)配電干線MWP16（AA3柜配出）短路計(jì)算 Un=380V序號元件短路點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)R/mX/mZ/mRL-PE/mXL-PE/mZL-PE/mIk3/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1 SAk-1Skmax/MVA247.50

37、 0.064 0.643 0.646 0.043 0.429 2T1SrT/kVAPk/kWUk12501061.024 7.611 7.680 1.024 7.611 3T1WBr/m/mx/m/ml/m0.0130.1277.80.101 0.991 rL-PE/m/mxL-PE/m/ml/m0.0390.2827.80.304 2.200 4 1+2+3AA31.190 9.245 9.321 1.371 10.240 10.331 24.78 1.667 58.42 21.46 22.35 5MWP16r/m/mx/m/ml/m0.2290.0779020.610 6.930 rL-P

38、E/m/mxL-PE/m/ml/m0.8040.1879072.360 16.830 6 4+5XFDTAT21.800 16.175 27.145 73.731 27.070 78.543 8.51 1.014 12.20 7.37 2.94 5.3 高壓電器選擇（1）高壓器的選擇本工程高壓斷路器作為變壓器回路、電源進(jìn)線回路的控制和保護(hù)電器及分段聯(lián)絡(luò)用電器。查光盤資料選用VD4-12-630A/20kA型戶內(nèi)高壓真空斷路器，配用彈簧操動機(jī)構(gòu)，二次設(shè)備電壓為DC 110V，高壓斷路器的選擇校驗(yàn)見表5-5，由表可知，所選斷路器合格。表5-5 高壓斷路器的選擇校驗(yàn)序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器

39、技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1額定電壓與最高工作電壓=10kV，=101.15kV=11.5 kV=12kV，合格2額定電流AH4柜：=72.5A =630A，合格3額定頻率50Hz50Hz合格4額定短路開斷電流=13.6kA=20kA，合格5額定峰值耐受電流=34.7kA=50kA，合格6額定短時(shí)（4s）耐受電流AH4柜：=（0.1+0.5+0.05）=120.224S=4=1600S，合格7額定斷路關(guān)合電流=34.7kAi=50kAi，合格8承受過電壓能力及絕緣水平10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地雷電沖擊耐受電壓75kV1min工頻耐受電壓42kV滿足條件9環(huán)境條件地下室高壓開關(guān)柜內(nèi)正常使用環(huán)境滿足條件1

40、0其他條件無特殊要求額定操作順序：分-180s-合分-180s-合分滿足條件（2）高壓熔斷器的選擇本工程高壓熔斷器作為電壓互感器回路的短路保護(hù)電器。選用XRNP1-12-0.5A/KA型電壓互感器用戶內(nèi)高壓限流熔斷器。高壓熔斷器的選擇校驗(yàn)見下表5-6。表5-6高壓熔斷器的選擇校驗(yàn)序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1額定電壓與最高工作電壓Un=10kV，Um=101.15=11.5Ur=12kVUrUm,合格2額定頻率50Hz50Hz合格3熔斷器額定電流Ir=0.5AIr Ir.f,合格4熔體額定電流電壓互感器回路Ir.f=0.5A合格5額定開斷電流Ib3=13.6kA（最大運(yùn)行方式

41、）Ib=50kAIbIb3,合格6環(huán)境條件稅友科技樓配電系統(tǒng)正常使用環(huán)境滿足條件5.4 高壓互感器選擇（一）高壓電流互感器的選擇本工程高壓電流互感器選用LZZBJ12-10A型戶內(nèi)高壓電流互感器。1、高壓電流互感器一般項(xiàng)目的選擇校驗(yàn)，見表5-7表5-7 高壓電流互感器一般項(xiàng)目的選擇校驗(yàn)序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)互感器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1額定電壓Un=10kVUr=10kVUr=Um合格2額定頻率50Hz50Hz合格3額定一次電流AH2(計(jì)量)：Imax=72.2AAH2：I1r=100AIrImax合格AH3(測量/保護(hù))Imax=72.2AAH3：I1r=100AIrImax合格4額定二次電流I

42、2r=5A合格5準(zhǔn)確級及容量AH2 (計(jì)量)0.2s（10VA）合格AH3 (測量/保護(hù))0.5/10P（20VA/15VA）合格6額定動穩(wěn)定電流Ip3=34.7kA（最大運(yùn)行方式）Imax=112.5kA(最小)ImaxIp3合格7額定短路時(shí)（1s）熱穩(wěn)定電流Qt=13.613.6(0.1+0.5+0.05)=120.2 AAs(后備保護(hù)延時(shí)時(shí)間取0.5s)It2t=45451=2025AAsIt2t Qt合格8環(huán)境條件華東地區(qū)建筑物地下室高壓開關(guān)柜內(nèi)正常使用環(huán)境滿足條件9其他條件電能計(jì)量接線繼電保護(hù)接線兩相不完全星型聯(lián)接三相星型聯(lián)接滿足條件（二）高壓電壓互感器的選擇 選用JDZ1210型戶

43、內(nèi)高壓電壓互感器。選擇校驗(yàn)見表5-8。表5-8高壓電壓互感器一般的選擇校驗(yàn)序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)互感器技術(shù)數(shù)據(jù) 結(jié)論 1額定一次電壓Un=10KVUr=10KVUr=Un,合格 2額定頻率 50HZ 50HZ 合格 3額定二次電壓 100V 合格 4準(zhǔn)確級及容量 AH2 (計(jì)量） AH1（測量）0.2（30VA）0.5（80VA) 合格 合格 5環(huán)境條件華東地區(qū)建筑物地下室高壓開關(guān)柜內(nèi)正常使用環(huán)境滿足條件 6其他條件兩只單相電壓互感器接成Vv滿足條件5.5 低壓斷路器的初步選擇5.5.1配電干線保護(hù)斷路器過電流脫扣器的初步選擇（1）變電所低壓出線MWP8線路斷路器的初步選擇，見表5-9。

44、 表5-9 變電所低壓小容量出線斷路器的初步選擇（MWP8）序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類別選擇低壓小容量出線保護(hù)用MWP8塑料外殼式斷路器，選擇型兩段保護(hù)，T2S，160，PR221DS-LS合格2極數(shù)選擇TN-S系統(tǒng)3P合格3額定電流選擇Ic=25.3A，合格4分?jǐn)嗄芰x擇，合格5附件選擇非消防用電回路斷電及動作信號返回電分AC220，帶合分輔助觸點(diǎn)信號及過電流脫扣器動作信號滿足要求（2）變電所低壓出線MWP16線路斷路器的初步選擇，見表5-10。 表5-10 變電所低壓出線斷路器的初步選擇（MWP16）序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類別選擇低壓小容量

45、出線保護(hù)用 MWP16塑料外殼式斷路器，選擇型兩段保護(hù)，T2S，160，PR221DS-LS合格2極數(shù)選擇TN-S系統(tǒng)3P合格3額定電流選擇Ic=58.6A，合格4分?jǐn)嗄芰x擇，合格5附件選擇非消防用電回路斷電及動作信號返回電分AC220，帶合分輔助觸點(diǎn)信號及過電流脫扣器動作信號滿足要求5.5.2變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的初步選擇變電所低壓電源進(jìn)線斷路器的初步選擇見表5-11序號選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)技術(shù)數(shù)據(jù)斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)結(jié)論1類別選擇電源進(jìn)線、母線聯(lián)絡(luò)保護(hù)用抽出式空氣斷路器，選擇型三段保護(hù)，合格2極數(shù)選擇TN-S系統(tǒng)3P合格3額定電流選擇，合格4分?jǐn)嗄芰x擇，合格5附件選擇標(biāo)準(zhǔn)附件配置電操、電分、

46、電合均為AC220，帶合分輔助觸點(diǎn)信號及過電流脫扣器動作信號滿足要求表5-11變電所低壓電源進(jìn)線、母線聯(lián)絡(luò)保護(hù)用斷路器的初步選擇6 電線電纜選擇6.1 高壓進(jìn)出線電纜選擇已知當(dāng)?shù)刈顭嵩碌娜兆罡邭鉁仄骄禐?8，年最熱月地下0.8m處最高溫度平均值為25。6.1.1高壓電源進(jìn)線電纜選擇1.類型選擇及敷設(shè)10 kV專線電源A引入電纜選用YJV22-8.7/15-3120型3芯電纜，在變電所外采用直埋/穿管埋地、在變電所內(nèi)采用梯架/電纜溝相結(jié)合的敷設(shè)方式。2電纜截面選擇高壓電源進(jìn)線電纜截面先按允許溫升條件選擇，然后校驗(yàn)其電壓損失和短路熱穩(wěn)定。表6-1 高壓電源進(jìn)線電纜截面選擇序號選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具 體

47、內(nèi) 容結(jié) 論1允許溫升線路計(jì)算電流Ic=107.7A滿足條件IcIal合格初選電纜截面S=120 mm2按敷設(shè)方式與環(huán)境條件確定的電纜載流量Ial=245A 0.9=220.5A2電壓損失計(jì)算負(fù)荷P=1720.1kW,Q=723.2kvar滿足條件U%Ual%合格線路參數(shù)r=0.181/km, x=0.095/km已知線路長度L=1.5km電壓損失計(jì)算值U%=0.15允許電壓損失Ual%=53短路熱穩(wěn)定三相短路電流Ik3”=13.6kA滿足條件SminS合格短路持續(xù)時(shí)間tk =tp +tb=0.9s熱穩(wěn)定系數(shù)K=137A/ mm2熱穩(wěn)定最小允許截面Smin=96.8 mm2電纜實(shí)際截面S=12

48、0 mm2電纜型號規(guī)格表示：YJV22-8.7/10-3120（二）高壓電源出線電纜選擇以高壓柜至變壓器T1一次側(cè)的電纜為例。高壓柜至變壓器T1一次側(cè)的電纜選用ZB-YJV-8.7/10型3芯電纜。高壓電源出線電纜截面僅按允許溫升條件進(jìn)行初選，未校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定條件，由于該段電纜長度較短，電壓損失極小，不需校驗(yàn)，見表6-2。表6-2 高壓電源出線電纜截面選擇序號選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1允許溫升線路電流計(jì)算=72.2A滿足條件合格初選電纜截面S=70按敷設(shè)方式與環(huán)境條件確定的電纜載流量=2550.910.72=167.1A電纜型號規(guī)格表示：ZB-YJV-8.7/10-3706.2 變電所硬母線選

49、擇（一）高壓開關(guān)柜母線選擇本工程采用XGN24型高壓開關(guān)柜，選用硬裸銅母線，每相1片。母線截面先按允許溫升條件選擇，然后校驗(yàn)其短路動穩(wěn)定條件，短路熱穩(wěn)定條件未校驗(yàn)。由于母線長度較短，電壓損失較小，不需校驗(yàn)。開關(guān)柜有主母線和分支母線，以主母線截面選擇為例，見表6-3。表6-3 高壓主母線截面選擇序號選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1允許溫升母線電流計(jì)算=72.2A滿足條件合格額定峰值耐受電流XGN24型高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)值：=50kA主母線型號規(guī)格表示：TMY-3(808)（二）低壓開關(guān)柜主母線選擇本工程采用MNS(BWL3)-04型低壓開關(guān)柜，柜內(nèi)主母線選用每相2片硬裸銅母線。母線截面先按允許溫升條件選擇

50、，然后校驗(yàn)其短路動穩(wěn)定條件，短路熱穩(wěn)定條件未校驗(yàn)。由于母線長度較短，電壓損失較小，不需校驗(yàn)。開關(guān)柜有主母線和分支母線，以變壓器T1低壓側(cè)主母線截面選擇為例，見表6-4。表6-4 低壓主母線截面選擇序號選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1允許溫升母線電流計(jì)算=1804.3A，允許變壓器1.2倍過載時(shí)=2165.1A滿足條件合格額定峰值耐受電流MNS(BWL3)-04型低壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)值：=200kA母線型號規(guī)格表示：TMY-32(8010)+(8010)6.3 低壓配電干線電纜選擇（一）配電干線MWP8電纜選擇MWP8為監(jiān)控主機(jī)配電線路，采用線纜型號為YJV-510，線纜截面先按溫升條件選擇，然后校驗(yàn)其電壓

51、損失條件，短路熱穩(wěn)定條件未校驗(yàn)，見表6-5。表6-5 配電干線MWP8電纜截面選擇序號選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1允許溫升線路電流計(jì)算=25.3A滿足條件合格初選電纜截面相線S=10，N線S=10,PE線為10按敷設(shè)方式與環(huán)境條件確定的電纜載流量=72A0.55=39.6A2電壓損失計(jì)算負(fù)荷P=15.0kW，Q=7.3kvar滿足條件合格線路參數(shù)r=2.175/km，x=0.085/km。已知線路長度L=0.045km電壓損失計(jì)算值=0.11允許電壓損失1（二）配電干線MWP16電纜選擇MWP16為消防電梯配電線路，采用線纜型號為YJV-2(395+250)，線纜截面先按溫升條件選擇，然后校驗(yàn)其

52、電壓損失條件，短路熱穩(wěn)定條件未校驗(yàn)，見表6-6。表6-6 配電干線MWP16電纜截面選擇序號選擇校驗(yàn)項(xiàng)目具體內(nèi)容結(jié)論1允許溫升線路電流計(jì)算=390.5 A滿足條件合格初選電纜截面相線S=95，N線S=50,PE線為50按敷設(shè)方式與環(huán)境條件確定的電纜載流量= 286A0.55=157.3A2電壓損失計(jì)算負(fù)荷P=27.0kW，Q=27.5kvar滿足條件合格線路參數(shù)r=0.229/km，x=0.077/km已知線路長度L=0.09km電壓損失計(jì)算值=0.52允許電壓損失=17 低壓配電線路保護(hù)設(shè)計(jì)7.1 低壓配電線路的保護(hù)設(shè)置（一）過電流保護(hù)設(shè)置(1)本工程低壓配電線路裝設(shè)有短路保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)，保護(hù)作用于切斷供電電源。保護(hù)電器安裝于線路首端。(2)變電所低壓電源進(jìn)線及母聯(lián)開關(guān)、低壓配電干線均采用配置微處理器脫扣器的三段保護(hù)(LSI)或兩段保護(hù)(LS)選擇型熔斷器，以實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)的選擇型。所有低壓配電干線與配電支線的保護(hù)電器上下級之間均按選擇性配合要求配置。（二）接地故障電氣火災(zāi)防護(hù)設(shè)置本工程為火災(zāi)危險(xiǎn)場所，故在電源進(jìn)線處