某厂10KV供配电系统设计

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分析10kV变配电所供配电系统的设计重点与难点

分析10kV变配电所供配电系统的设计重点与难点

分析 10kV变配电所供配电系统的设计重点与难点摘要:网络通信技术的广泛应用性也促进了当前我国现代电力系统的不断完善和快速发展。

然而,我国交流配电运输系统在理论设计和实际运行中还仍然存在一些突出问题。

本文首先阐述了10kV变配电所供配电系统设计难点,并分析了10kV变配电所供配电系统设计重点。

关键词:10kV变配电所;供配电系统;设计一、电力系统10kV配电线路设计原则在具体设计中,需遵循的主要原则可归纳为以下几点。

(1)安全性原则:需保证设计方案可让配电线路运行具有安全性,不会因设计问题而导致线路或系统出现安全故障。

(2)科学性原则:在具体设计工作中,需确保每项设计工作的实施均具有理论支持,在设计工作开始前需开展理论论证。

(3)经济性原则:应确保设计工作具有经济合理性,不会超过工程预算。

对此可开展定额设计工作,并保证设计路径具有科学性,提供多种可供选择的具体方案,并在方案中尽量使用具有先进性、节能性的具体设备,让工程造价得到有效降低。

二、10kV变配电所供配电系统的设计的难点1.系统设计选择的科学性10kV变配电所供配电系统构想时要秉持着可靠、客观、科学、实际的理念。

因为整个系统的内部构成十分复杂,线路数量多、种类多,导致规格更是丰富,同时对线路的负荷要求比一般线路要高,还要特别注意系统设计环节的处理,一旦出现任何问题,将会影响整个系统的正常运行。

这些都决定了在设计系统时科学选择的巨大难度。

同时还有一些细节也要考虑进去,比如在挑选电缆时要关注其性能,特别是材料本身的质量状况,是否抗腐蚀、是否耐磨损,这一切都要为尽可能少地出现故障问题,提高系统运行稳定性的最终目标服务。

设计目的在于对用户现在与将来连续不断需要电力的实际情况进行回应,合理选择变压器体积和数量;根据国家和电力行业规范标准要求安装配置无功补偿装置;计量方式、计量位置确定、计量设备型号配置正确;电费电价的收取合理;电力设施保养检修主体明晰。

10~0.4kV变电所供配电系统初步设计

10~0.4kV变电所供配电系统初步设计

10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ~0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3~4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1~1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5~2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。

10kV供配电系统设计

10kV供配电系统设计

大学校区10kV供配电系统设计The Design Of Campus’s Power Supply System大学校区10kV供配电系统设计[摘要] 本次设计是为当地的大学一个校区设计的供配电系统,该系统通过降压变压器与10kV公共电源干线相连,根据校区内的实际用电负荷情况,按照安全可靠,技术先进,经济合理的标准,确定变电所的位置和型式;主变压器的台数、容量和类型;选择变电所主接线方案及高低设备和进出线;确定二次回路方案;选定整定继电保护装置。

[关键词] 供配电系统变电所短路变压功率The Design Of Campus’s Power Supply System[Abstract]This power supply and distribution system is designed for a campus of a local university. The system connected with a 10Kv main power line through a step-down transformer. Determine the location and type of the substation, the quantity and capacitance of main transformer, the both high-pressure low-pressure equipment and relay protection device, with the specific design including the formula of main wiring, secondary circuit on the basis of safety, reliability, technological advancement and economic rationality, according to the actual electricity load.[Key Words] Power Supply and Distribution Substation Short Circuit Varying Voltage Power目录引言 (IV)第一章设计任务 (1)1.1 原始资料 (1)1.2 设计任务 (2)第二章负荷分析计算和无功补偿 (4)2.1 负荷计算的目的及方法 (4)2.2 学生宿舍的负荷分析和计算 (4)2.3 无功补偿后生活区的计算负荷 (6)第三章变电所及主变压器的选择 (8)3.1变电所所址选择的一般原则 (8)3.2利用生活区的负荷来选变电所的位置 (9)3.3变电所型式的选择 (9)3.4变电所主变压器和主结线方案的选择 (9)第四章短路电流计算及设备的选择 (12)4.1短路电流计算的目的 (12)4.2短路电流计算的一般规定 (12)4.3 短路电流的计算 (12)4.4变电所一次设备的选择校验 (15)第五章变电所二次回路方案的选择和继电保护选择 (22)5.1高压断路器的操作机构控制与信号回路 (22)5.2变电所的电能计量回路 (22)5.3变电所的测量和绝缘监察回路 (22)5.4 继电保护的整定 (23)5.5主变压器的继电保护 (24)5.6作为备用电源的高压联络线的继电保护装置 (26)5.7变电所低压侧的保护装置 (26)第六章防雷保护和接地装置的设计 (28)6.1 接地极要求 (28)6.2 接地线要求 (28)6.3 接地线和接地极连接要求 (28)6.4接地电阻要求 (28)结论 (29)致谢语 (30)参考文献 (31)附录 (32)附图1:本校变电所主接线图 (32)附图2:本校用电接线图 (32)引言供配电技术,就是研究电力的供应及分配的问题。

10KV变电所供配电系统设计开题报告_胡森斌

10KV变电所供配电系统设计开题报告_胡森斌

10KV变电所供配电系统设计开题报告_胡森斌在供配电系统设计时,10kV及以下变电所的设计是很重要的一环。

它涉及到负荷计算,负荷等级的确定以及对短路电流进行计算。

常常还需要对谐波的抑制要求进行满足以及监测低压出线回路的漏电电流。

10kV及以下变电所的设计的安全性还会对整个城市的电网产生影响,因此当地的供电部门经常要对变电所的施工图来进行审查,以符合安全和计量的需要。

下面就设计中常见问题、变电所内高压电缆截面的选择、变电所设置位置要求、变电所对土建的要求、变电所设计阶段的面积、高度的初步要求等进行探讨。

1、10kV及以下变电所的设计中常见问题1.1主接线不符合要求因为有关电力的部门对有关产权的分界点的划分要求不了解,同时还不知道功率的因数低还会被处罚的相关规定,很多10kV及以下变电所的主接线的设计在不能满足计量和功率因数的补偿的相关要求的时候,却不恰当地选用了对负荷等级进行改变的做法。

1.2电源进线开关的配置的不合理由于规范GB50053-2013《20kV及以下变电所设计规范》中没有明确电源的进线开关在什么情况下可以使用断路器或使用带熔断器的负荷开关,因此在一些变电所的工程设计中会出现全部采用真空断路器或都用负荷开关的不正常现象。

S――保护导体的截面积,mm2。

I――通过导体(电缆)的预期故障电流(短路电流周期分量有效值),A;当持续时间小于0.1s时,应计入非周期分量的影响;I值可由《35~6/0.4kV 配变电系统短路电流计算实用手册》查到近似值,或经计算得出。

T――保护装置(断路器、熔断器)切断电流的时间,s;t 值需由供电部门提供,当不能提供时,校验民用建筑10 kV 及以下变电所内由高压柜到变压器一段电缆时,t值可取为0.7s。

K――计算系数(不同型号的电缆,系数的大小不同,k 值可见GB50054-2011《低压配电设计规范》表A.0.7,例如YJV 工作温度为90℃的铜缆k=143,铝缆k=94。

10KV工厂供配电系统设计

10KV工厂供配电系统设计

10KV工厂供配电系统设计在工厂供配电系统设计中,10KV电力系统是一种常见的高压输电系统。

该系统的设计目标是确保工厂设备的正常运行,并提供安全可靠的电力供应。

下面将介绍10KV工厂供配电系统设计的一般思路和关键要点。

首先,10KV工厂供配电系统设计需要考虑工厂的电力需求和负荷特性。

通过对工厂设备的用电功率和电流进行测算和分析,确定工厂的负荷类型和负荷水平。

同时,还需要考虑到工厂未来的扩容计划,以确保系统的可扩展性和灵活性。

其次,10KV工厂供配电系统设计应考虑到系统的可靠性和安全性。

为了实现系统稳定供电,设计中应包括双电源供电、备用电源和备用配电设备等措施。

同时,在系统设计中应合理设置隔离开关、断路器和保护装置等设备,以保障系统在故障发生时的安全运行。

另外,10KV工厂供配电系统设计还需考虑系统的经济性和效率。

在线路和设备的选型中,要综合考虑成本和性能,并选择性价比较高的产品。

同时,应合理布置输电线路和配电设备,以最大程度地减少线损和功率因数。

在具体的设计过程中,需要进行输电线路和配电网络的规划和布置。

输电线路应选择适当的电缆类型和规格,并合理规划各级配电变压器。

此外,为了确保系统的稳定性和可靠性,还要合理设置电容器补偿装置和防雷接地装置。

此外,还应制定系统的运行管理规范和安全操作规程,培训和管理相关人员。

工厂供配电系统的安全管理和操作是保证系统正常运行的重要环节,只有通过合理的操作和维护,才能确保系统的稳定供电。

综上所述,10KV工厂供配电系统设计需要综合考虑电力需求、负荷特性、可靠性、安全性、经济性和效率等因素。

通过合理规划和布置输电线路和配电设备,采用适当的电源和保护设备,以及制定相关的管理规范和操作规程,可以实现工厂电力系统的稳定供电,满足工厂设备的正常运行需求。

某厂10KV供配电系统设计

某厂10KV供配电系统设计

某厂10KV供配电系统设计目录摘要 (3)1设计任务 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (4)1.3.1工厂总平面图 (4)1.3.2工厂负荷情况 (4)1.3.3供电电源情况 (5)2负荷计算和无功功率补偿 (5)2.1负荷计算 (5)2.2无功功率补偿......................................... 错误! 未定义书签。

3变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (9)3.1年耗电量的估算 (9)3.2变电所主变压器台数的选择 (12)3.3变电所主变压器容量的选择 (12)3.4变电所主接线方案的选择 (13)4变电所高、低压线路的选择 ...................................... 错误! 未定义书签。

4.1高压线路导线的选择.................................... 错误! 未定义书签。

4.2低压线路导线的选择.................................... 错误! 未定义书签。

5电气设备的选择 (13)5.1设备的选择与校验原则 (13)5.1.1按工作电压选择 (13)5.1.2按工作电流选择 (13)_____ 5.1.3按断流能力选择 (13)隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 (14)5.2高压侧一次设备的选择 (14)5.3低压侧一次设备的选择 (14)5.4继电保护及二次接线设计 (14)6防雷与接地装置的设置 (14)6.1直接防雷保护 (15)6.2雷电侵入波的防护 (15)6.3接地装置的设计 (15)结束语 (16)参考文献 (16)摘要:众所周知,电能是生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供;电能的输送的分配既简单,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。

10~0.4kV变电所供配电系统初步设计

10~0.4kV变电所供配电系统初步设计

10~0.4kV变电所供配电系统初步设计摘要:从负荷计算、无功补偿、站址选择、主接线选用、短路电流、设备选型、继保配置、防雷接地、照明、配网自动化等方面论述了10kV变电站设计的主要内容和设计程序.关键词: 10kV变电站; 设计; 负荷计算; 无功补偿10kV配电网属中压配电网,它延伸至用电负荷的中心或居民小区内,直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要,起着承上启下确保用户供电的作用,因此10kV配电网所处的地位十分重要. 在配电工程中,能否保证系统安全、经济、可靠地运行,工程的设计质量是一个重要条件. 本文就10kV变电站的设计思路进行探讨.1 负荷计算及负荷分级计算负荷是确定供电系统,选择主变容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据. 因此,正确进行负荷计算及负荷分类是设计的前题,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段. 此阶段需要的原始资料有: ①供电区域的总平面图; ②供电区域逐年及最终规模的最大负荷、年耗电量、功率因数值及项目投产日期; ③每回出线的名称、负荷值、各负荷的性质及对供电可靠性或其它方面的特殊要求; ④供电部门对电源电压、供电方式、电源路数及继电保护、自动装置等方面的相关意见; ⑤用户对变电站设置方面的数量、容量、位置等的设想及资金准备情况等.计算负荷的方法多种多样,如需用系数法、二项式法、利用系数法等. 目前多数采用需用系数法与二项式法相结合的方法,部分采用利用系数法. 但是由于利用系数法其理论依据是概率论和数理统计,计算结果比较接近实际,因此也适用于各类的负荷,在以后的负荷计算工作中将占主导地位.负荷根据其对供电可靠性的要求可划分为一、二、三级负荷. 对于一级负荷,如医院的手术室等必须有两个独立的电源供电,如同时具备两个条件的发电厂或变电所的不同母线段等,且当两个独立电源中任一电源失去后,另一电源能保证对全部一级负荷的不间断供电. 对于一级负荷中的特别重要负荷,也称保安负荷. 如用于银行主要业务的电子计算机及其外部设备、防盗信号等必须备有应急电源,应由两个独立的电源点供电. 如两个发电厂、一个发电厂和一个地区电网或一个电力系统中的两个区域性变电所等. 独立于正常电源的发电机同样可作为应急电源,实行先断后通. 对于二级负荷一般需有两个独立电源供电,且当任一电源失去后,另一电源能保证对全部或部分的二级负荷供电. 对于三级负荷,通常只需一个电源供电. 在各类负荷中,除了保安负荷外,都不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计.2 无功补偿的确定在电力系统中,存在着广泛的、大量的感性负荷,在系统运行中消耗大量的无功功率,降低了系统的功率因数,增大了线路的电压损失,电能损耗也增高. 因此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率的基础上设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送. 目前广泛采用并联电容器作为无功补偿装置,分集中补偿和分散补偿两种. 在确定无功补偿方案时应注意如下问题:2. 1 补偿方式问题目前无功补偿的出发点还放在用户侧,只注意补偿用户的功率因数,而不是立足于降低电力网的损耗. 如为提高某电力负荷的功率因数,增设1台补偿箱,对降损有所帮助,但要实现最有效的降损,可通过计算无功潮流来确定各点的最优补偿量及补偿方式,使有限的资金发挥出最大的效益.2. 2 谐波问题电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏,且电容器对谐波有放大作用,因此使系统的谐波干扰更严重. 动态无功补偿的控制容易受谐波干扰的影响,造成控制失灵. 因而在有较大谐波干扰的地方补偿无功,还应考虑添加滤波装置.2. 3 无功倒送问题无功倒送会增加线路及变压器的损耗,加重线路的负担,因此是电力系统所不允许的.2. 4 电容器容量的选择(1) 集中补偿容量( kvar) :QC = P ( tanψ1 - tanψ2) . P为最大负荷月的平均有功功率, kW; tgψ1为补偿前功率因数的正切值; tgψ2为补偿后功率因数的正切值;(2) 单个电动机随机补偿容量( kvar) :QC = 3 I0Un. Un 为电动机的额定电压, kV; I 0为电动机的空载电流, A.(3) 按配电变压器容量确定补偿容量( kvar) . 在配电变压器低压侧安装电容器时, 应考虑在轻负荷时防止向10kV配电网倒送无功,以取得最大的节能效果. QC = (0. 10 ~0. 15) Sn. Sn 为配变容量, kV A.3 变电站位置的确定变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区(如军事设施、通信电台、飞机场等) 、滑坡、滚石、明暗河塘等,靠近负荷中心出线条件好,交通运输方便. 当前,在一些居民区变电站的建设中,有部分居民对实际情况不了解或看到一些报刊杂志上的片面宣传资料,对配电设备的环境影响产生了误解或恐惧心理,引发“要用电,但拒绝供电设备”的矛盾. 根据上海市辐射环境监理所对上海市内不同类型的已投运的100余座10kV变电站历时两年多的实测和调研,结果如下:(1) 具有独立建筑物的10kV变电站: ①变电站产生的电场经过实心墙体的屏蔽,得到有效的衰减,基本无法穿出. 在距铁门、百叶窗等非实心墙体外3~4米处,电场强度已衰减至环境背景值的水平. ②磁感应强度对实心墙体的穿透力较强,其垂直分量大于水平分量,随着空间距离的增长有明显的衰减. ③实际测得的最大电场与磁场强度值远低于我国环境标准所规定的居民区电场与磁场参考限值.(2) 置于大楼内的10kV变电站: ①电磁场在户内所测得的数值相对比户外的数值要高. ②无论户内或户外,实际测得的最大电场与磁场强度值均比我国环境标准所规定的参考限值有较大的裕度.(3) 10kV预装式变电站: ①10kV预装式变电站附近的电场强度与上述具有独立建筑物变电站的情况相当,磁感应强度在总体上偏小. ②电场与磁场实测最大强度值均远低于我国环境标准所规定的参考限值.在《浙江省农村低压电力设施装置标准》中也要求变电站离其它建筑物宜大于5米. 在设计中,还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响,必要时采用控制和降低噪声的措施.4 主变压器选择在10kV变电站中,要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器. 变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择. 当有大量的一、二级负荷,或季节负荷变化较大,或集中负荷较大时,宜装设两台及以上的变压器. 当其中任一台变压器断开时,其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要. 定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素. 对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器,此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性,又结合了电费电价政策,做到经济运行.为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,并有利于抑制3n次谐波影响,宜选用的变压器接线组别为D, yn11. D, yn11接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大,也有利于低压侧单相接地故障的切除. 在改、扩建工程中,为了满足变压器并列运行条件,选用的变压器接线组别与原有的保持一致,短路阻抗百分比接近,容量比不超过1∶3. 如我县某企业,其设备的用电规格与我国不相一致,根据用户的意见,我们将容量为630kV A的主变接线组别定为D, dn,并要求变压器设单独的接地系统,以此满足用户的供电要求. 设在高层建筑内部的变电站,主变采用干式变压器. 设在周围大气环境较差的变电站,应选用密闭型或防腐型变压器. 为了不降低配电运行的电压, 10kV变电站的主变分接头宜放在10. 5kV上,分接范围油浸变为±5% ,干式变为±2 ×2. 5%.5 电气主接线的选择变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系,是变电站设计中的重要环节. 主接线的形式多种多样,在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路—变压器组接线、桥式接线等,每种接线均有各自的优缺点. 通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较,选择最合理的方案.技术指标包括: ①供电的可靠性与灵活性; ②供电电能质量; ③运行管理、维护检修条件; ④交通运输及施工条件; ⑤分期建设的可能性与灵活性; ⑥可发展性.经济指标包括: ①基建投资费用. ②年运行费.我县西部的甲乙两企业,以前均由长广的6kV线路供电,现都要求改为电网10kV供电. 在甲企业中,由于其预计运行的时间只有3年左右,且周围均为10kV电网供电,经过技术及经济比较,采用了保留原有供电设备,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器来满足用电要求的方案,节省了投资,节约了时间.在乙企业中,其新增设备的额定电压为10kV,在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷,如同样采用甲企业的方法,仅增一台特殊变比(10kV /6kV)的变压器,则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点,对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响. 经技术及经济比较,向用户列举了10kV供电的诸多优点,动员用户对原有供电设备进行了改造. 此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择.6 短路电流计算在供电系统中危害最大的故障是短路,为了正确选择和校验电气设备,须计算短路电流.在10kV变电站的短路电流计算中,一般将三相短路电流作为重点. 为了简化短路电流计算方法,在保证计算精度的情况下,可忽略一些次要因素的影响. 其规定有:(1) 所有电源的电动势相位角相同,电流的频率相同,短路前电力系统的电势和电流是对称的.(2) 认为变压器为理想变压器,变压器的铁芯始终处于不饱和状态,即电抗值不随电流大小发生变化.(3) 输电线路的分布电容略去不计.(4) 每一个电压级均采用平均额定电压,只有电抗器采用加于电抗器端点的实际额定电压.(5) 一般只计发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗.(6) 在简化系统阻抗时,距短路点远的电源与近的电源不能合并.参照以上原则,给出变电站在最大运行方式下的等效电路图,运用同一变化法或个别变化法分别得出:(1)次暂态短路电流( I ”) ,用来作为继电保护的整定计算和校验断路器的额定断流容量.(2) 三相短路冲击电流( Ish ) ,用来校验电器和母线的动稳定.(3) 三相短路电流稳态有效值( I ∞) ,用来校验电器和载流导体的热稳定.(4) 次暂态三相短路容量( S ”) ,用来校验断路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值,作为选择限流电抗器的依据.7 设备的选择及校验在进行电气设备选择时,应根据工程的实际情况,在保证安全、可靠的前题下,积极而稳妥地采用新技术,注意节约投资.7. 1 10kV开关柜的选择容量为500kV A及以上的变压器一般均配有10kV开关柜. 10kV开关柜可分为固定式和手车式开关柜.就绝缘介质而言,目前10kV开关柜的主流产品又可分为SF6气体绝缘和真空绝缘. SF6气体绝缘的开关柜体积小,一般20年内免维护,但价格高,其气体的泄露还会造成环境污染. 真空绝缘的开关柜体积适中,相对同等档次的SF6气体绝缘的开关柜来说价格略低,使用过程中不会造成环境污染,但每二年就需做一次试验,增大了运行维护的工作量. 因此开关柜的选择除按正常工作条件选择和按短路状态校验外,还应考虑开关柜放置的场合和对开关柜性能的要求等条件. 如我县某工程,其预留的10kV变电站位置在地下室,该工程在建筑上并没有考虑变电站的通风问题,且在建筑施工时设置的变电站大门只有2. 05米净高,用电可靠性要求较高. 在这里,选用SF6气体绝缘的开关柜显然违背了《国家电网公司电力安全工作规程》中在SF6电气设备上的工作这一节的相关条款. 但一般的真空开关柜高度均在2. 2米以上,通过对一些开关柜制造厂家的咨询,最后采用了高度为1. 9米的非标型真空开关柜. 7. 2 10kV负荷开关和熔断器组合的选择在10kV变电站的设计中,对主变容量在400kV A及以下的变电站,高配部分通常采用负荷开关加熔丝的组合,其接线简单. 为提高工作效率,笔者综合了各部门对400kV A及以下变电站建设的意见和建议,制作了一套400kV A及以下变电站设计的标准图,取得了良好的效果.在10kV负荷开关和熔断器组合的选择方面, 10kV负荷开关按正常工作条件选择和按短路状态校验. 熔断器的熔体额定电流按Ie = k I1. max进行选择,其中k为可靠系数,当不计电动机自起动时取1. 1~1. 3,考虑电动机自起动时取1. 5~2. 0; I 1. max为电力变压器回路的最大工作电流. 熔管的额定电流≥熔体的额定电流. 选择熔断器时,还应保证前后两级熔断器之间(多见于美式箱变) 、熔断器与电源侧的继电保护之间、熔断器与负荷侧的继电保护之间的动作选择性. 当本段保护范围内发生短路故障时,应在最短的时间内切除故障. 当电网接有其它接地保护时,回路中的最大接地电流与负荷电流之和应小于最小熔断电流.7. 3 0. 4kV开关柜的选择0. 4kV开关柜的主流产品目前有GGD、GCK、GCS等. 按正常工作条件选择,按短路状态校验. 一般对于接线简单、出线回路少的场合采用GGD型. 对于出线多、供电可靠性较高、供电设备较美观的场合采用GCK或GCS型. 无论采用何种柜型,其所配置的开关都应根据负荷的用电要求及用户的资金准备情况加以合理选择,使其具有较高的性价比.7. 4 电力电缆的选择(1) 首先应根据用途、敷设方式和使用条件来选择电力电缆的类型. YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆是目前工程建设中普遍选用的两种电缆. YJV型电缆与VV型电缆相比, YJV型电缆虽然价格略高,但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长的显著优点( YJV型电缆寿命可长达40年, VV型电缆寿命仅为20年) ,因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆.(2) 电缆的额定电压UN ≥所在电网的额定电压.(3) 按长期发热允许电流选择电缆的截面. 但当电缆的最大负荷利用小时数T max > 5000h,且长度超过20米时,则应按经济电流密度来选择.(4) 允许电压降的校验. 对供电距离较远、容量较大的电缆线路,应满足:ΔU % = 173 ImaxL ( r cosψ+xsinψ) / U ≤5% , U、L为线路工作电压(线电压)和长度; cosψ为功率因数; r、x 为电缆单位长度的电阻和电抗.(5) 热稳定的校验电缆应满足的条件为:所选电缆截面S ≥Q d /C X 100 (mm2 ). Qd为短路电流的热效应, (A2 S) ; C为热稳定系数. 如我县某企业的供电电源是从紧邻的一座110kV变电所的10kV侧专线接入的,由于该企业的用电负荷不是很大,若按长期发热允许电流选择的电缆截面,或按经济电流密度来选择的电缆截面均在95 mm2以下,但在热稳定校验时,所选电缆截面S ≤Q d /C X 100 (mm2 ) ,电缆截面至少需在120 mm2及以上.8 继电保护的配置当变压器故障时,在保护的配置上一般有两种途径:如选用断路器或开关来开断短路电流,则配以各类的微机保护. 如一次设备选用的是负荷开关,则选用熔断器来保护. 两者比较如下.(1) 断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能,价格较昂贵. 负荷开关只能分合额定负荷电流,不能开断短路电流,需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流,价格较便宜.(2) 在切空载变压器时,断路器或开关会产生截流过电压. 负荷开关则没有此种现象.(3) 对变压器的保护,断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和,一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间. 限流熔断器具有速断功能,但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行,应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣,完成三相电路的开断.(4) 由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间,且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线,短路发生后,可在短时内熔断来切除故障,所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护. 使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求. 但就限制线性谐振过电压方面来说,在变压器的高压侧应避免使用熔断器.9 防雷与接地(1) 10kV变电站在建设过程中,可利用钢筋混凝土结构的屋顶,将其钢筋焊接成网并接地来防护直击雷.(2) 在变电站内的高压侧、低压侧及进线段安装避雷器,以防护侵入雷电波、操作过电压及暂时过电压.(3) 10kV变电站中的接地网一般由扁钢及角钢组成,也可利用建筑物钢筋混凝土内的钢筋体作接地网,但各钢筋体之间必须连成电气通路并保证其电气连续性符合要求. 接地电阻值要求不大于4Ω. 变压器、高低压配电装置、墙上的设备预埋件等都需用扁钢等与接地网作可靠焊接进行接地. 发电机的接地系统需另行设置,不得与变电站的接地网连接.(4) 低压配电系统按接地方式的不同可分为三类:即TT、TN和IT系统. TT方式供电系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称作保护接地系统. TN方式供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统. 在TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开又可分为: TN C和TN S方式供电系统. TN C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线,适用于三相负载基本平衡的情况. TN S方式供电系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,当N线断开,如三相负荷不平衡,中性点电位升高,但外壳、PE线电位. TN S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统. 此外,在一些由用户提供的图纸中,我们还可看到TN C S方式的供电系统,此系统的前部分是TN C方式供电,系统的后部分出PE线,且与N线不再合并. TN C S供电系统是在TN C系统上的临时变通作法,适用于工业企业. 但当负荷端装设RCD (漏电开关) 、干线末端装有断零保护时也可用于住宅小区的低压供电系统. IT方式供电系统表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地,负载侧电气设备进行接地保护. IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好,一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格的连续供电的地方.10 照明10kV变电站内的照明电源从低压开关柜内引出,管线选用BV 500铜芯塑料线穿管后沿墙或顶暗敷,电线的管径按规定配置,所配灯具应具有足够的照度,在安装位置上不应装设在变压器和高、低压配电装置上,应安装在墙上设备的上方或周围,要留有一定的距离来保证人身及设备的安全,同时应避免造成照明死区. 灯具安装高度应高于视平线以避免耀眼,还要避免与电气设备或运行人员的碰撞.11 配网自动化配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合,将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起,改进供电质量,与用户建立更密切、更负责的关系,以合理的价格满足用户要求的多样性需要,力求供电经济性最好,企业管理更为有效. 配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的. 目前配电自动化主要考虑的功能有: ①变电站综合自动化; ②馈线自动化; ③负荷管理与控制; ④用户抄表自动化.就国情而言,配网自动化系统目前还处于试点建设阶段,缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础,但配网自动化是今后发展的方向. 因此,在进行站内设计时,要结合配网自动化规划,给未来的实施自动化技术改造(包括信息采集、控制、通信等提供接口和空间等方面)留有余地. 在技术上实现配电自动化的前提条件是: ①一次网络规划合理,接线方式简单,具有足够的负荷转移能力; ②变配电设备自身可靠,有一定的容量裕度,并具有遥控和智能功能. 除此之外,还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平,因为可自动操作的一次开关价格昂贵,而二次设备相对便宜,故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式. 如在目前的设计中,采用了短路故障指示器,能准确、迅速地确定故障区段,站内都备有通信、集抄装置的位置等. 对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时,尽可能选用可靠的一次智能化开关. 配网自动化系统因投资大、见效慢,应统一规划,分步实施. 因此,在10kV变电站的设计中,我们要结合配网自动化的进程,及时用先进、科学的方法来完善我们的设计,完善我们的电网.参考文献:[ 1 ] 芮静康. 现代工业与民用供配电设计手册[ S]. 北京:中国水利水电出版社, 2004.[ 2 ] 蓝毓俊,戴继伟. 各类10KV配电站对环境影响的测量与分析[ J ]. 上海电力, 2003, (4).[ 3 ] 吴致尧,何志伟. 10KV配电系统无功补偿的研究进展[ J ]. 电机电器技术, 2004, (5).。

10KV中压系统配电设计详解

10KV中压系统配电设计详解

部引出线负荷的供电,但在操作过程中须对母线
做短时停电。
“倒闸操作”是指:接通电路时,先闭合隔 离开关,后闭合断路器;切断电路时,先断开断 路器,后断开隔离开关。这是因为带负荷操作过 程中要产生电弧,而隔离开关没有灭弧能力,所 以隔离开关不能带负荷操作。例如,在图3.7(a) 中,当需要检修电源Ⅰ时,先断开断路器QF1、 QF2,然后再断开隔离开关QS1~QS4,这时,再 合上母线隔离开关QSW,闭合QS3、QS4,最后再 闭合QF2,恢复全部负荷供电(当电源Ⅱ不能承担 全部负荷时,可先把部分引出回路的非重要负荷 切除)。
分段母线发生故障时,QFW在保护作用下会首先 自动跳开,保证非故障分段母线的持续、正常供 电。
当某段母线发生故障时,分段断路器QFW与
电源进线断路器(QF1或QF2)将同时切断,非故障
段母线仍保持正常工作。当对某段母线进行检修
时,可操作分段断路器QFW和相应的电源进线断 路器、隔离开关按程序切断,而不影响其余各段 母线的正常运行,减少母线故障影响范围。所以 采用断路器分段的单母线接线比采用隔离开关分
停车时间考虑。当与自动启动的发电机组配
合使用时,不宜少于10 min。
(2) 二级负荷的供电系统,宜由两回线路
供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级
负荷可由一回6 kV及以上专用的架空线路或电缆
供电。当采用架空线时,可为一回架空线供电; 当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路 供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。 (3) 三级负荷的供电系统对电源没有特别
线连接的方式称为单母线接线。
单母线接线方式根据母线分段与否可以分为
不分段接线和分段接线两种;根据进线回数(电 源回数)又可以分为一回进线、双回进线、三回 进线等单母线接线方式。

工厂10kv供配电设计

工厂10kv供配电设计
⑩不应设在地势低洼和可能积水的场所。
3.2
3.2.1
负荷指示图是指电力负荷按一定比例用负荷圆的形式标示在工厂或车间的平面图上。各车间(建筑)的负荷圆的圆心应与车间(建筑)的负荷“重心”(负荷中心)大致相等。在负荷大体均匀分布的车间(建筑)内,这一重心就是车间(建筑)的中心。在负荷分布不均匀的车间(建筑)内,这一重心应偏向负荷集中的一侧。
(2-5)
取: =540 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为:
变压器的功率损耗为:
变电所高压侧的计算负荷:
补偿后的功率因数为: 满足(大于0.90)的要求。
2.3
年有功电能消耗量及年无功电能耗电量可由下式计算得到。
年有功电能消耗量: (2-6)
年无功电能耗电量: (2-7)
结合本厂的情况,年负荷利用小时数 为4600h,取年平均有功负荷系数 ,年平均无功负荷系数 。由此可得本厂:
78.75
131.25
199.42
7
装配车间
185
0.3
0.70
1.02
55.5
56.61
79.28
120.46
8
机修车间
160
0.25
0.65
1.17
40
46.8
64.56
93.53
9
锅炉房(二)
60
0.7
0.80
0.75
42
31.5
52.5
79.77
10
仓库
50
0.4
0.80
0.75
20
15
25
37.98
总计

781.25
787.155
1109.04

10KV高压配电所主接线设计任务书

10KV高压配电所主接线设计任务书

课题一10KV高压配电所主接线设计任务书一、设计题目机械厂10KV高压配电所主接线设计二、设计目的1、初步掌握工厂10KV高压配电所主接线设计的内容、思想、方法和步骤。

2、获得综合运用所学知识、已有能力解决供配电系统工程实际问题的技术和能力。

3、实践工程设计的实际锻炼。

4、培养学生的工作能力、工作方法、工作精神。

三、设计原始资料(一)工厂环境情况工厂占地面积约1000亩,厂区地势平坦,无高大建筑物和树木。

有污尘、高温、潮湿、振动、易燃易爆、腐蚀性气体的场所不多。

(二)供电电源情况工厂附近电力网比较发达和牢固,10KV、35KV干线纵横交错。

距拟定的工厂高压配电所最近的10KV干线有多条,距离约1km,干线短路容量为100MVA、水平排列、相邻相线之间的距离为1m。

电源进线先用1km架空线、再用0.5m电缆将电源从干线引到工厂高压配电所。

为计算方便,每条出线长度均取1km。

(三)工厂负荷情况全厂供有铸钢、铸铁、金工、热处理、组装、机修车间,计6个车间;氧气站、乙炔站,计2个站;危险品、五金、成品仓库,计3个仓库,办公大楼1座。

假定铸钢车间、金工车间、氧气站为一级负荷,组装车间为二级负荷,其余车间为三级负荷。

用电设备全部为220/380V设备。

工厂为白班制,供电电压有时波动较大但谐波干扰较轻,年最大负荷利用小时为2800h、日最大负荷持续时间为6h。

计算时不计变压器和线路损耗。

在高压配电所进行无功补偿。

具体负荷统计资料如下表:(计算工厂总负荷时可取KΣp=kΣq=0.90)(四)气象资料(五)地质水文资料(六)电费制度四、设计任务1、所址及型式的选择2、主接线方案的确定3、负荷计算及无功补偿计算4、短路计算5、一次设备的选择校验6、高压电容器的选择7、进出线方式、型式、截面的选择8、配电所布置与结构的选择五、设计要求1、在规定的时间内,按照设计进程,完成规定的设计任务。

2、写出设计说明书(正文):绪论、设计过程、结论。

10KV工厂供配电系统设计

10KV工厂供配电系统设计

题目10kv工厂变电站设计目录1. 设计任务 (3)%设计题目 (3)设计目的 (3)设计任务与要求 (3)2.设计内容...............................................4-10 .负荷计算和无功功率补偿.............................4-7负荷计算.......................................4-6无功功率的补偿 (7).变压器的选择.......................................7-8/变压器台数的选择 (7)变压器容量的选择 (8)变压器类型的选择 (8).导线与电缆的选择 (9)高压进线和引入电缆的选择 (9)380v低压出线的选择 (9).电气设备的选择 (10)模块功能 (10)~模块需要提供的参数 (10)继电保护及二次结线设计 (10)3.防雷与接地装置的设置.....................................10-11 .直接防雷保护 .. (11).雷电侵入波的防护 (11)接地装置的设计 (11)4.参考文献 (13)"1.设计任务设计题目:10KV工厂供配电系统设计设计目的通过本课程设计:熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范等,锻炼工程设计、工程计算、工具书使用等能力,并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。

让我们了解设计工厂配电的一般流程,对工厂的布局有个大致的概念,对电力系统的接线方式有一定的了解。

设计任务与要求?!2.设计内容.负荷计算负荷计算的目的是:(1)计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率,作为选择变压器容量的依据。

(2)计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流,作为选择这些设备的依据。

(3)计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流,作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。

10kV配电工程设计说明书

10kV配电工程设计说明书

**开发有限公司10kV配电工程施工设计说明书**有限公司电力设计资格证书号:**批准:审核:设计:目录一、............................................................................................................................................... 工程概况4二、设计依据 (4)2.1、甲方提供的建筑电气图纸。

(4)2.2、供电部门提供的用电方案答复单。

(4)2.3、有关的设计规范 (4)三、设计范围 (6)四、供电设计 (6)4.1、概述 (6)4.2、接线方式 (6)4.3、计量 (6)4.4、电缆选型 (7)4.4.1、接线方式选择 (7)4.4.2、导线截面选择原则 (7)4.4.3、低压电缆的选型 (10)4.5、10kV/0.4kV供、配电 (10)4.5.1 、负荷计算 (10)4.5.2 、变压器 (12)4.5.3 、无功补偿 (14)4.6、防雷与接地 (14)五、其他 (15)六、主要设备材料清册 (16)一、工程概况本工程位于**,总建筑面积约47761㎡,由7#、8#楼住宅、车库及商业组成。

建筑层数:7#、8#楼为31F/-1F,其中1~31F为住宅,-1F为地下车库和商业;住宅总户数372户、门市39户。

负荷等级:消控室用电、消防负荷等为二级负荷,其余负荷为三级负荷。

总概况为:电源进线采用10kV单电源供电,电源点从由**处搭火。

本期工程设计变压器总容量为2300kVA,在本期工程7#、8#楼地下室配电房内新建高压柜KYN28-12/5台,SCB11-1000KVA变压器1台,SCB11-800KVA变压器1台,SCB11-500KVA变压器1台。

低压进线柜GCK/3台、低压出线柜GCK/7台、补偿柜GCK/3台、联络柜GCK/1台、直流屏1套24AH,350kW发电机1台、发电机进线柜GCK/1台、发电机出线柜GCK/3台。

开题报告10kv进线钢铁厂供配电系统设计

开题报告10kv进线钢铁厂供配电系统设计

目录一、研究背景、目的和意义 (1)二、国内外同类研究现状 (1)三、课题内容与设计方案 (3)1、课题内容 (3)2、原始资料 (3)3、主接线方案的设计原则及一般要求 (4)4、主接线方案选择 (5)四、设计进度 (6)五、阶段性设计步骤及进度 (7)1.1计算负荷确定的方法 (7)1.2变压器以及电力线路功率损耗的计算 (8)1.3工厂的计算负荷和年电能消耗量 (9)六、参考文献 (12)10kV进线钢铁厂供配电系统设计一、研究背景、目的和意义众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力。

电能既易于由其他形式的能量转换而来,也易于转换为其他形式的能量以供应用。

电能的输送和分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化,而且现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。

因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

在工厂里,电能虽然是工业生产的主要能源和动力,但是它在产品成本中所占的比重一般很小(除电化等工业外)。

例如在机械工业中,电费开支仅占产品成本的5%左右。

因此电能在工业生产中的重要性,并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少,而是在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。

从另一方面来说,如果工厂供电突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。

例如某些对供电可靠性要求很高的工厂,即使是极短时间的停电,也会引起重大设备损坏,或引起大量产品报废,甚至可能发生重大的人身事故,给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。

因此,做好工厂供电工作对发展工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。

二、国内外同类研究现状工厂变配电站是工厂供配电系统组成的一个重要环节,是电力网中线路的重要连接部分,其作用是变换电压、汇集和分配电能。

工厂变配电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全,因此,对工厂变电站进行监控和管理具有重要意义。

10kV变电所供配电系统的设计要点

10kV变电所供配电系统的设计要点

10kV变电所供配电系统的设计要点摘要:要想发挥出变配电所的积极作用,提高供电的质量及其稳定性,需要对变配电所进行科学、合理的设计。

同时,充分结合线路设计的总体要求,结合具体的用电需求状况,进一步提升上级电源选择的合理性。

在今后的工作中,相关的设计人员还需要考虑到节能设计、防雷设计等因素对线路设计产生的影响,进行综合的把控,进一步发挥配电系统的积极作用,满足人们的用电需求。

关键词:10kV变电所;供配电系统;设计要点110kV变配电所供电设计要求在开展10kV变配电所供电设计的工作之前,需要对整条供电线路进行科学、合理的设计,在充分发挥各种设计准则和相关标准的基础上,提升设计的质量,具体可以从以下五个方面开展。

(1)进行系统设计前,需要根据上级电源的设计要求和其未来的发展规划进行充分的调查和研究,保障后期各种配电工作的开展都能够满足上级电源的需求。

根据整个系统的设计要求,确定合适的上级电源。

将二者的优势进行有效结合,更好地满足变配电所的用电需求。

(2)需要充分考虑供电系统的容量对整个工作所产生的影响。

根据相关的调查研究发现,在现阶段的容量设计中,大部分设计人员都严重缺乏前瞻性的思考,在后期的供电工作中,出现了供电量不足的问题。

为了避免上述问题的发生,在今后的设计工作中,需要在充分调查了用户用电需求的基础上,预留容量发展空间。

这样,在后期的电力事业发展的过程中,才能够满足各种调整和改造工作的需求。

(3)需要考虑整条供电线路设置的影响。

在进行供电线路设置的过程中,需要从用户的用电需求角度出发,提升线路设计的科学性和合理性,从而更好地发挥配电所调控电能的积极作用。

(4)在设计的过程中,需要设计人员从整体的角度出发,进行全面的把控。

部分的工作人员在设计的过程中,由于缺乏全面性的规划,出现了电压不稳定的问题。

为此,设计人员需要有效发挥谐波处理方式和其他保护措施的积极作用,以此达到提升供电系统稳定性和系统运行质量的目的。

10kV变电所供配电系统的设计探讨

10kV变电所供配电系统的设计探讨

10kV变电所供配电系统的设计探讨摘要:随着我国经济的快速发展,工业化生产规模也在进一步扩大,与此同时人们的生活质量也得到了显著提升。

在这一时代背景下,人们对变电所的供电质量和效率也有了全新要求。

目前,在人们日常生活和工作当中,10kV变电所具有着十分重要的作用,其可有效转化发电厂电能,从而使人们的用电安全得到保障。

而为了保证10kV变电所作用的充分发挥,需要合理设计变电所的供配电系统,从而高效转化电能。

本文针对10kV变电所供配电系统设计进行分析,介绍了10kV变电所供电设计要求,并提出具体的设计要点,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。

关键词:10kV变电所;供配电系统;设计;要求;要点在电力系统当中,10kV配电网具有重要作用,而10千伏变电所则是其核心部分,需要有效完成相关供配电任务,因此对电网的运行安全性、稳定性和经济性具有重要影响。

在以往10kV变电站的实际运行过程当中,由于受到相关因素影响,进而导致变电站出现噪声污染强、占地面积大、供电质量低以及抗干扰能力弱等相关问题。

对此,为了全面优化10kV变电所的供配电能力,需要对供配电系统展开合理设计,在明确其设计要求的基础上,合理采取设计对策,以此来全面提升供配电系统设计水平,保障10kV变电所的安全稳定运行。

一、10kV变电所的供电设计要求在10kV变电所供电设计工作开展前,相关设计人员需要科学合理的设计整条供电线路,并在对各种设计准则和标准充分发挥的前提下,使设计工作质量得到有效提升,具体来说可以从以下几个方面进行入手。

首先,在实际开展系统设计工作前,相关设计人员需要结合上级电源设计要求以及未来发展规划有效落实调查研究工作,从而为后期配电工作开展打好基础,确保能够使上级电源需求得到有效满足。

与此同时,还需要结合系统设计要求对上级电源进行确定,有效结合二者优势使变配电所的实际用电需求得到满足[1]。

其次,相关设计人员需要对供电系统容量进行充分考虑,明确其对工作所具有的影响。

某工厂10kV变配电系统设计

某工厂10kV变配电系统设计

目录第1章绪论 (1)第2章线路设计 (3)2.1配电线路设计 (3)2.1.1 高压配电线路放射式接线 (3)2.1.2 高压配电线路树干式接线 (5)2.1.3 高压配电线路环形接线 (7)2.2短路电流计算 (8)2.3配电系统电气设备的选型 (9)2.3.1 电气设备选择的一般条件 (9)2.3.2 配电线路的元器件选型 (10)2.3.2.1 变压器的选择 (10)2.3.2.2 高压断路器 (11)2.3.2.3 高压隔离开关 (11)2.3.2.4 防雷设备的选择 (12)2.3.2.5 互感器选择 (14)2.3.3 工厂常用架空线路裸导线型号及电缆的选择 (15)2.3.3.1 裸导线型号及选择 (15)2.3.3.2电力电缆的型号及选择 (16)2.4控制线路设计 (17)2.4.1 定子串电阻降压启动控制线路 (17)2.4.2 星形-三角形降压启动控制线路 (18)2.4.3 控制线路元器件选型 (19)2.4.3.1 接触器选择 (19)2.4.3.2 时间继电器选择 (19)2.4.3.3 热继电器选择 (19)2.4.3.4 熔断器的选择 (20)第3章功率补偿 (21)3.1功率补偿的意义及方式 (21)3.2功率补偿接线的设计 (23)3.2.1 三角形接线 (23)3.3.2 星形接线 (23)3.3功率补偿原理及控制线路设计 (24)3.3.1 无功补偿的基本原理 (24)3.3.2 无功补偿控制线路 (24)3.4功率补偿的计算 (25)第4章总线路设计 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章绪论工厂供电,即指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。

电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供应用;电能的输送的分配既简单经济,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。

10kV供配电系统设计

10kV供配电系统设计

10kV供配电系统设计摘要随着人们的居住条件的不断改善,人们对小区电力供应的要求越来越高,特别是供电的可靠性和持续性。

这就要求在进行供配电系统设计时要结合该小区的规模和规模标准来设计,要既能满足小区的用电负荷,又能保证小区的供电安全及供电可靠性。

本次设计课题内容为某小区10KV供配电系统设计。

论文的主体结构为:首先论述了课题的意义和设计概况,主要包含此小区供配电系统的设计理论。

设计前期根据民用住宅建筑物的负荷计算准则来进行负荷计算,运用了三种负荷计算方法对各类别的用电负荷进行计算和统计,经过分析选择低压集中无功补偿方式,采用并联电容器,使功率因数由0.85提高到0.932,大大降低了设备运行的损耗;再采用标幺值法对短路电流进行运算,选择主要电气设备的型号和参数,灵活将电器设备的原理进行理解及运用,根据数据表,选择了合适的电缆型号和截面。

后期则从防直击雷和接地系统的角度,对建筑物进行防雷保护的设计,及图纸的绘制。

关键词:供配电系统;短路计算;无功补偿ABSTRACTWith the continuous improvement of people's living conditions, people's demand for residential power supply is increasingly high, especially the reliability and continuity of power supply. This requires the design of power supply and distribution system to combine the size and scale of the district standards to design, to both meet the district's electricity load, but also to ensure that the district's power supply security and reliability.This design topic for the residential area 10KV power supply and distribution design. The main structure of the thesis is as follows: firstly, the significance and the design of the project are discussed, including the design theory of the power supply and distribution system. Preliminary design according to the load of residential buildings calculation criterion for load calculation, using three kinds of calculation methods of all kinds of used electricity load calculation and statistics, and selection of shunt capacitor of low voltage reactive power compensation, the power factor increased from 0.85 to 0.932, greatly reduces the loss of equipment operation; by p.u. method of short-circuit current calculation, for power transformer selection and electrical equipment models and the parameters identified, flexible understanding and application of the principle of electrical equipment, according to the data table, select the appropriate cable type, and the cross section. From the late directlightning protection and grounding system point of view, design of lightning protection of buildings, drawing and drawing.Key words :power supply and distribution system;short circuit calculation;reactive power compensation目录1 前言 (1)1.1 课题意义 (1)1.2 设计概况 (1)1.3 设计范围 (1)1.4 设计原则及标准 (1)1.5 设计思路 (2)2 住宅小区的负荷计算 (3)2.1 负荷的分类 (3)2.3 负荷计算准则 (3)2.3 电气负荷计算 (4)2.3.1 计算的主要方法 (4)2.3.2 其它负荷计算方法 (5)2.3.3 详细负荷计算 (6)2.4 系统负荷计算的统计结果 (10)3 无功功率补偿及其计算 (13)3.1 无功补偿的必要 (13)3.2 无功补偿装置的选择 (13)1 前言1.1 课题意义住宅小区是城市居住区公共空间的重心,小区供配电规划是小区电力网配置的依据和基础。

10KV工厂供配电系统设计

10KV工厂供配电系统设计

10KV工厂供配电系统设计随着现代工业的发展,工厂供配电系统的设计变得越来越重要。

在高压电力系统中,10KV的电压等级是比较常见的,因此本文将重点介绍10KV工厂供配电系统的设计。

1.10KV工厂供配电系统概述10KV工厂供配电系统是指将10KV电力线路引入工厂内部,通过变压器将电压降低至工厂所需的供电电压,然后再进行供配电。

该系统通常包括变电所、配电室、配电线路及配电设备等部分。

其主要功能是将外部供电引入工厂内部,为工厂各种设备提供稳定、可靠的电力供应。

2.10KV工厂供配电系统设计原则在设计10KV工厂供配电系统时,需要遵循以下原则:(1)安全性原则:确保供电系统的安全性,避免电气事故发生。

(2)可靠性原则:确保供电系统的稳定性和可靠性,保证工厂生产的顺利进行。

(3)经济性原则:考虑设计成本和运行成本,使系统在满足需求的同时具有良好的经济性。

(4)合理性原则:根据工厂的实际情况和需求,合理设计供配电系统,满足工厂的电力需求。

3.10KV工厂供配电系统设计步骤(1)确定电力需求:根据工厂的用电需求,确定所需的电力容量和负荷特性。

(2)确定电源接入点:确定10KV电力线路的引入点,包括进线路由、变电所选址等。

(3)选择变压器类型:根据工厂的电力需求和变电站的容量,选择合适的变压器类型和容量。

(4)设计配电线路:设计工厂内的配电线路,包括主干线路和支线路的布置及容量计算。

(5)选用配电设备:选用合适的开关设备、断路器等配电设备,并设计合理的配电方案。

(6)系统保护设计:设计合理的系统保护方案,确保供配电系统的安全性和可靠性。

(7)系统接地设计:设计合理的系统接地方案,保障工厂供配电系统的接地可靠性。

4.10KV工厂供配电系统设计注意事项在设计10KV工厂供配电系统时,需注意以下事项:(1)避免过载现象:根据工厂电力需求合理设计供配电系统的容量,避免发生过载现象。

(2)保证电力质量:采用合适的电力质量监测设备,确保供电质量符合要求。

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某厂10KV供配电系统设计学院:电气工程学院摘要 (3)1 设计任务 (4)1.1设计题目 (4)1.2设计要求 (4)1.3设计依据 (4)1.3.1工厂总平面图 (4)1.3.2工厂负荷情况 (4)1.3.3供电电源情况 (5)2 负荷计算和无功功率补偿 (5)2.1负荷计算 (5)2.2无功功率补偿 (9)3 变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择 (9)3.1年耗电量的估算 (9)3.2变电所主变压器台数的选择 (10)3.3变电所主变压器容量的选择 (10)3.4变电所主接线方案的选择 (11)4 变电所高、低压线路的选择 (11)4.1高压线路导线的选择 (12)4.2低压线路导线的选择 (12)5 电气设备的选择 (13)5.1设备的选择与校验原则 (13)5.1.1按工作电压选择 (13)5.1.2按工作电流选择 (13)5.1.3按断流能力选择 (13)5.1.4隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验 (14)5.2高压侧一次设备的选择 (14)5.3低压侧一次设备的选择 (14)5.4继电保护及二次接线设计 (14)6 防雷与接地装置的设置 (14)6.1直接防雷保护 (15)6.2雷电侵入波的防护 (15)6.3接地装置的设计 (15)结束语 (16)参考文献 (16)众所周知,电能是生产的主要能源和动力。

电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式的能量以供;电能的输送的分配既简单,又便于控制、调节和测量,有利于实现生产过程自动化。

因此,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。

电能在工业生产中的重要性,在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量,提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件,有利于实现生产过程自动化。

若工厂的电能供应突然中断,则对工业生产可能造成严重的后果。

因此,做好工厂供电工作对于工业生产,实现工业现代化,具有十分重要的意义。

当下供配电系统的发展趋势是:◆提高供电电压:以解决大型城市配电距离长,配电功率大的问题,这在我国城市已经有先例。

◆逐步淘汰等级: 因为过细的电压分级不利于电气设备制造的发展。

◆降低功率损耗: 扩大异步电动机的制造容量,只是由于我国在设备上还不能全面配套而尚未推广。

◆供配电系统自动化:借助计算机技术和网络通信技术,对配电网进行离线和在线的智能化监控管理。

做到保护、运行、管理的自动化,提高工作效率,增强供配电系统的可靠性。

关键词:电能、供配电系统、生产过程自动化1.设计任务1.1设计题目:某厂10KV供配电系统设计(以某一冶金机械厂为例)1.2设计要求:要求有两台变压器(有BZT),先设配电所,再到各车间降压为380V/220V。

1.3设计依据:1.3.1工厂总平面图:1.3.2 工厂负荷情况:该厂多数车间为两班制,年最大负荷小时数为4600h,日最大负荷持续时间为6h。

该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外,其余为三级负荷。

该厂的负荷统计资料如下:厂房编号厂房名称负荷类别设备容量(kw)需要系数Kx功率因数cosφtanφ1 铸造车间动力520 0.4 0.7 1.02 照明10 0.9 1.0 02 锻压车间动力240 0.3 0.65 1.17 照明10 0.9 1.0 03 金工车间动力390 0.32 0.65 1.12 照明10 0.9 1.0 04 工具车间动力290 0.35 0.65 1.33 照明10 0.9 1.0 05 电镀车间动力450 0.6 0.8 0.75 照明10 0.9 1.0 06 热处理车间动力260 0.62 0.82 0.82 照明10 0.9 1.0 01.3.3 供电电源情况:按照工厂与当地供电部门登定的供电用电协议规定,本厂由附近一条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。

从干线中取得工作电源后,送往配电所对各个车间进行电能分配。

分配好的电能经过变压器降压到380V/220V ,再送往各车间。

2.负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算:负荷计算的目的是:(1)计算变配电所内变压器的负荷电流及视在功率,作为选择变压器容量的依据。

(2)计算流过各主要电气设备(断路器、隔离开关、母线、熔断器等)的负荷电流,作为选择这些设备的依据。

(3)计算流过各条线路(电源进线、高低压配电线路等)的负荷电流,作为选择这些线路电缆或导线截面的依据。

(4)为电气设计提供技术依据。

采用需要系数法对各个车间进行计算,并将照明和动力部分分开计算,照明部分最后和宿舍区照明一起计算。

具体步骤如下:计算公式:有功功率 )(s 30kW P K P x = 无功功率 )(kvar tan 3030φP Q =视在功率 )k (23023030VA Q P S +=计算电流 ))(3/(3030A U S I N =式中,x K 为需要系数;φcos 为功率因数;φtan 为功率因数角的正切值;UN 为用电设备组的额定电压;3=1.732。

1. 铸造车间 动力部分:30(11)5200.9468P kW kW =⨯=; 30(11)468 1.02477.36var Q kW k =⨯=30(11)668.5S kVA ==; 30(11)668.51015.711.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(12)100.99P kW kW =⨯=;30(11)0Q = 2. 锻压车间 动力部分:30(21)2400.372P kW kW =⨯=; 30(21)72 1.1784.24var Q kW k =⨯=30(21)110.82S kVA == 30(21)110.82168.371.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(22)100.99P kW kW =⨯=; 30(22)0Q = 3. 金工车间 动力部分:30(31)3900.32124.8P kW kW =⨯=; 30(31)124.8 1.12139.78var Q kW k =⨯=30(31)187.38S kVA == 30(31)187.38284.711.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(32)100.99P kW kW =⨯=; 30(32)0Q = 4. 工具车间 动力部分:30(41)2900.35101.5P kW kW =⨯=; 30(41)101.5 1.33135var Q kW k =⨯=30(41)168.9S kVA == 30(41)168.9256.621.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(42)100.99P kW kW =⨯=; 30(42)0Q = 5. 电镀车间 动力部分:30(51)4500.6270P kW kW =⨯=; 30(51)2700.75202.5var Q kW k =⨯=30(51)337.5S kVA == 30(51)337.5512.791.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(52)100.99P kW kW =⨯=; 30(52)0Q = 6. 热处理车间 动力部分:30(61)2600.62161.2P kW kW =⨯=; 30(61)161.20.82132.18var Q kW k =⨯=30(61)208.47S kVA == 30(61)208.47316.741.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(62)100.99P kW kW =⨯=; 30(62)0Q = 7. 装配车间 动力部分:30(71)1700.75127.5P kW kW =⨯=; 30(71)127.5 1.02130.05var Q kW k =⨯=30(71)182.12S kVA == 30(71)182.12276.721.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(72)100.99P kW kW =⨯=; 30(72)0Q = 8. 机修车间 动力部分30(81)1000.330P kW kW =⨯=; 30(81)30 1.1735.1var Q kW k =⨯=30(81)46.17S kVA == 30(81)46.1770.11.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(82)50.9 4.5P kW kW =⨯=; 30(82)0Q = 9. 锅炉房 动力部分:30(91)1150.892P kW kW =⨯=; 30(91)92 1.0596.6var Q kW k =⨯=30(91)133.4S kVA == 30(91)133.4202.691.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(92)30.9 2.7P kW kW =⨯=; 30(92)0Q = 10.仓库 动力部分 :30(101)500.420P kW kW =⨯=; 30(101)200.7515var Q kW k =⨯=30(101)25S kVA == 30(101)2537.981.7320.38kVAI A kV==⨯照明部分:30(102)20.9 1.8P kW kW =⨯=;30(102)0Q = 11. 生活区照明30(112)4000.8320P kW kW =⨯= 30(112)0Q =取全厂的同时系数为:0.95p K ∑=,0.97q K ∑=,则全厂的计算负荷为:11113030(1)30(2)110.95()0.9518591766.05i i i i P P P kW kW===+=⨯=∑∑113030(1)10.970.971447.81var =1404.38var i i Q Q k k ===⨯∑302256.37S kV A ==⋅;303428.3I A ==2.2无功功率补偿:由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为:302256.37S k V A =⋅这时低压侧的功率因数为:(2)1766.05c o s 0.782256.37φ==,为使高压侧的功率因数≥0.90,则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90,取95.0cos =φ。

要使低压侧的功率因数由0.78提高到0.95,则低压侧需装设的并联电容器容量为:var 11.665var )95.0arccos tan 78.0arccos tan (38.1404k k Q C =-⨯=取:CQ=700v a r k 则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为:VA S k 34.1901)70038.1404(05.176622'30=-+=计算电流:AV VAI 87.2888k 38.03901.34k 130=⨯=’变压器的功率损耗为: KW S P T 01.1934.190101.001.0'30=⨯=≈∆KVAR S Q T 07.9534.190105.005.0'30=⨯=≈∆高压侧的计算负荷为:KW P 06.178501.1905.1766''30=+=KVAR Q 45.79907.95)70038.1404(''30=+-=KVA S 9.195545.79906.178522''30=+=A I 93.1121039.1955''30=⨯=补偿后的功率因数为:913.09.195506.1785cos ==φ满足(大于0.90)的要求。

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