10kV变电站负荷计算书

10kV变电站负荷计算书
一、建筑概况：
工程为北京某度假村项目中某变配电间设计，配电室层高4.8m，下方设有电缆夹层,层高2.1m
二、设计内容：
本工程包括10/0.38kV配电系统，照明系统，插座系统和接地系统。

供电系统：1、用户供电方式的确定；2、光源的选择；3、用电负荷功率、额定电流的计算；4、导线、穿线保护管、断路器的选择；
照明系统：照明从配电箱的引线，线路的敷设方式，包括照度的计算及灯具的选择，安装的高度。

插座系统：动力线的选择，插座的选型及安装高度。

接地系统：接地的方式。

三、设计依据：
1、《10kv及以下变电所设计规范》GB50053-94
2、《建筑照明设计规范》GB50034-2004
3、《建筑防雷设计规范》GB50057-2010
四．设计思路：
本次设计对10KV变电所系统进行设计，主要包括：用建筑设计规范来建立设计的整体思路，并完成强电系统的负荷计算、设备选型、系统构成、照度计算以及施工图的绘制，包括系统图和平面图，最后根据设计方案，选择相应的器材的型号和规格.
高压系统：
1. 高压两路10kV电源双路并行运行。

设有母联开关，为手投自复带电气闭
锁。

高压主进开关与联络开关间设电气联锁，任何情况下只能合其中两个开关。

真空断路器选用弹簧储能操作机构，采用直流220V/65Ah铅酸免维护电池柜作为操作、继电保护及信号电源。

2. 高压开关柜采用KYN28A-12型金属铠装移开式开关柜，共10面，并排布置，其中进线柜2面，隔离柜2面，计量柜2面，母联柜2面，出线柜2面。

低压系统：
1. 变压器低压侧采用单母线分段方式运行，联络开关采用互投自复或互投手复或手投手复（配转换开关），互投时应自动切断非保证负荷电源；低压主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中两个开关。

低压开关柜采用GCK型抽屉式开关柜，共16面；其中受电柜2台，联络柜1台，馈电柜9台，电容器柜4台。

要求柜体断流能力>40kA。

2. 变压器为空气自冷干式变压器SCB10-2000KVA，户内型，接线均为Δ/Yn11，带IP20外壳及强迫风冷。

3. 低压主进开关设过载长延时、短路短延时保护脱扣器,联络开关设过载长延时、短路瞬时保护脱扣器，其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时保护脱扣器，部分出线回路设有分励脱扣器。

4．无功功率采用低压集中自动补偿，在变配电所低压侧设功率因数自动补
偿装置，补偿后变压器侧功率因数在0.9以上。

电容补偿容量为1440kvar。

五、设计方案：
电气主结线设计：
电气主结线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统网络结构的主要组成部分，它直接影响运行的可靠性和灵活性，并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定，都有决定性的关系，对电气主结线设计的基本要求，应包括可靠性，灵活性和经济性，以及扩建的可能性，保证供电可靠性是电气主结线最基本的要求，电气主结线应能适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主结线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理，应从以下几个方面考虑：a.投资省 b.占地面积小 c.电能损耗小。

无功补偿
电站装设的并联电容器装置的主要目的是为了改善电网的功率因数，并联电容器装置向电网提供可阶梯调节的容性无功以补偿多余的感性无功，减少电网有功损耗和提高电压。

电压是电能质量的重要指标，电压质量对电力网络安全经济运行，对保证用户的安全用电和产品质量是非常重要的。

根据统计，用户消耗的无功功率是它有功功率的50%～100%。

同时，电力系统本身消耗的无功功率可以达到用户的25%～75%，无功功率不足，将造成电压的下降，电能损耗增大，电力系统稳定的破坏，所以电力系统的无功电源和无功功率必须平衡，系统的无功功率不仅靠发电机供给，而且调相机并联电力系统的无功补偿可以采用分散补偿的方式，因为电力系统的无功负荷主要是感性功率，所以具体无功补偿就是高压网上的低压侧并联电容器，利用阶梯式调节的容性无功补偿感性无功，所以无功补偿意义为：补偿变压器的无功损耗，补偿高压网的无功缺额。

电气设备的选择
一般原则
（1）应满足正常运行、检修、断路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；
（2）应按当地环境条件校核；
（3）应力求技术先进和经济合理；
（4）选择导体时应尽量减少品种；
（5）扩建工程应尽量使新老电器型号一致；
（6）选用新的产品，均应具有可靠的试验数据，并经正式鉴定合格.
电气设备和载流导体选择的一般条件：
1．按正常工作条件选择
（1）额定电压。

所选电气设备和电缆的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行
电压。

一般电气设备和电缆的最高允许工作电压：当额定电压在220KV 及以下时，为1.15Ue
（2）额定电流。

所选电气设备的额定电流I e，或载流导体的长期允许电流I y不得小于装设
回路的最大持续工作电流I max，即应满足条件I e（或I y）≥I ma
六、电源及变压器情况：
本变电间高压10kV电源采用双路供电，由区外电源进线电缆直埋引入至本变配电间分界室。

本变配电间高压开关柜出线共2路，分别带本变配电间2台2000kV·A变压器。

断路器的选择：
进线柜：01 C 尺寸：1000X1000X2200
断路器：E3N32 R5000/35kA；电流表：6L2-6x5000A 电缆型号：YJV-10-3x35
无功补偿：
刀熔开关：1x(HR3-600) 电容器：12x（BZMJ-0.4-30-3）
1-4AA:
2#消防：
断路器：CM1-225(125)/1250；电流表：6L2-6x150A 电缆型号：ZR-YJV-5x25 电流互感器：3x(125/5) 3
2#空调：
断路器：CM1-400(315)/3150；电流表：6L2-6x400A 电缆型号：YJV-3x185+2x95 电流互感器：3x(315/5) 3
办公楼控制中心：
断路器：CM1-63(63)/630；电流表：6L2-6x75A 电缆型号：YJV-5x10 电流互感器：3x(65/5) 3
4#消防：
断路器：CM1-63(63)/630；电流表：6L2-6x75A 电缆型号：YJV-5x10 电流互感器：3x(65/5) 3
1-5AA:
4#室外：
断路器：CM1-400(315)/3150；电流表：6L2-6x400A 电缆型号YJV-3x185+2x95 电流互感器：3x(315/5) 3
3#室外：
断路器：CM1-630(500)/50000；电流互感器：3x(500/5) 3 电流表：6L2-6x600A 电缆型号YJV-2x(4x95+1x50)
3#照明：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2- 6x500A电缆型号YJV-4x240+1x120
1-6AA:
4#设备：
断路器：CM1-800(800)/8000；电流互感器：3x(630/5) 3 电流表：6L2-6x1000A 电缆型号YJV-2x(3x240+2x120)
4#空调：
断路器：CM1-225(200)/2000；电流互感器：3x(200/5) 3 电流表：6L2-6x300A 电缆型号YJV-3X70+2X35
4#照明（1-17）：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2-6x500A 电缆型号YJV-3X70+2X35
4#照明（1-18）：
断路器：CM1-225(200)/2000；电流互感器：3x(200/5) 3 电流表：6L2-6x300A 电缆型号YJV-4X70+1X35
1-7AA:
3#消防：
断路器：CM1-63(63)/630；电流互感器：3x(65/5) 3 电流表：6L2-6x75A 电缆型号ZR-YJV-5x10
中心舞台：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2-6x500A 电缆型号YJV-3x240+2x120
2#设备：
断路器：CM1-800(800)/8000；电流互感器：3x(630/5) 3 电流表：6L2-6x1000A 电缆型号YJV-2x(3x240+2x120)
1-8AA:
2#照明：
断路器：CM1-400(315)/3150；电流互感器：3x(315/5) 3 电流表：6L2-6x400A电缆型号YJV-4x185+1x95
1#室外（1-24）：
断路器：CM1-630(500)/5000；电流互感器：3x(500/5) 3 电流表：6L2-6x600A电缆型号YJV-2x(4x95+1x50)
1#室外（1-25）：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2-6x500A电缆型号YJV-4x240+1x120
1-9AA:
1#照明（1-26）：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2-6x500A电缆型号YJV-4x240+1x120
1#照明（1-27）：
断路器：CM1-400(315)/3150；电流互感器：3x(315/5) 3 电流表：6L2- 6x400A电缆型号YJV-4x185+1x95
1#空调：
断路器：CM1-225(125)/1250；电流互感器：3x(125/5) 3 电流表：6L2- 6x150A电缆型号YJV-5x35
2-6AA:
3#室外：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2- 6x500A电缆型号YJV-4x240+1x120
3#设备：
断路器：CM1-800(800)/8000；电流互感器：3x(630/5) 3电流表：6L2- 6x1000A电缆型号YJV-2x(3x240+2x120)
2-5AA:
3#照明：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2-6x500A电缆型号YJV-4x240+1x120
2#设备：
断路器：CM1-800(800)/8000；电流互感器：3x(630/5) 3电流表：6L2-6x1000A电缆型号YJV-2x(3x240+2x120)
1#消防：
断路器：CM1-63(63)/630；电流互感器：3x(65/5) 3电流表：6L2- 6x75A 电缆型号YJV-5x10
2-4AA:
2#照明：
断路器：CM1-225(225)/2250；电流互感器：3x(250/5) 3电流表：6L2-6x300A电缆型号YJV-4x9120+1x70
2#室外：
断路器：CM1-400(400)/4000；电流互感器：3x(400/5) 3 电流表：6L2-6x500A电缆型号YJV-4x240+1x120
3#空调：
断路器：CM1-225(125)/1250；电流互感器：3x(125/5) 3 电流表：6L2-6x150A电缆型号YJV-5x35
2-3AA:
无功补偿：
刀熔开关：1x(HR3-600) 电容器：12x（BZMJ-0.4-30-3）
进线柜：01 C 尺寸：1000X1000X2200
断路器：E3N32 R5000/35kA；电流表：6L2-6x5000A 电缆型号：YJV-10-3x35
母排型号：TMY-2(3x(100x10))
七、负荷计算：
1.负荷计算的目的：
负荷计算是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器、导线、电缆的选择是否经济合理。

如计算负荷确定过大，将使电器、电缆选的过大，造成投资和有色金属的消耗浪费，如计算负荷确定过小又会使电器、导线、电缆过早老化甚至烧毁，造成重大损失。

2.负荷分析：
（1）高压进线柜
如图所示，当两个电源S1、S2采用冷备用时，两台变压器T1、T2都要由一个电源供电，一条进线要承担两台变压器的容量，
（2）高压出线柜1-4AH、2-4AH：
低压进线柜
(3)低压进线柜1-1AA、2-1AA：
（4）低压出线柜1-4AA
（5）低压出线柜1-5AA
（6）低压出线柜1-6AA
（7）低压出线柜1-6AA
（8）低压出线柜1-7AA
（9）低压出线柜1-8AA
（10）低压出线柜1-9AA
（11）低压出线柜2-4AA
（12）低压出线柜2-5AA
（13）低压出线柜2-6AA
照度计算：
变配电所照明平面图
（1） 变配电间：上长31.18m 宽6.30m 面积A=196.43㎡
下长9.72m 宽5.70m 面积A=55.41㎡
总面积251.84㎡
利用系数U=0.6
需要系数K=0.7
照度要求值200lx
T8标准直管荧光灯（TLD58W/33） 光通量4600lm
计算公式：av av N UK
E A E A N UK Φ=
=Φ N=200X251.84/9200X0.6X0.7=14
Eav=14X9200X0.6X0.7/251.84=214>200
要求14盏
插座平面图：
（1当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。

（2）当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）。

（3）插座应由单独的回路配电，并且一个房间内的插座由同一路配电。

（4）在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔离变压器的插座可除外。

系统计算:
=6.4KW, COSΦ=0.9
K
X=1; P E
P js =6.4x1=6.4KW
I
js =6.4/0.9x0.38x1.732=11A
八、短路电流计算：
1、短路电流计算的目的
短路是电力系统中常发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害主结线的运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。

这不仅会增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高
的措施，压电器，为了能合理选择轻型电器，在主结线设计时，应考虑限制I
d
即而需要计算I
d。

短路电流计算的一般规定：
为了所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电
力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。

短路电流计算应包括以下规定：
1 验算导体的稳定性和电器的动稳定热稳定以及电器开断电流的能力，应按本设计的设计规划容量来计算，并考虑到电力系统的5-10发展规划（一般应按本工程的建成之后的5-10年）。

在确定短路电流时应按可能发生的短路电流的正常接线方式，而不应按照仅在切换时过程中的可能的并列运行方式的接线方式。

2 选择导体和电器时所用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。

3 选择导体和电器时，对不带电抗的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的地点，对带电抗器6-10kV 出线与厂用分支回路，除其母线与隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器之前外，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。

4 导体和电器的动稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。

若发电机的出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。

短路点选在变压器低压侧。

取B S =2000kV ·A ，B U =10kV 。

为保证选择性，保护线路80%，则
变压器电抗归算： X T = 0.06*0.8 =0.048
短路点前的总阻抗：
高压侧三相短路电流：
变压器出线短路电流：
I K = (5——10)I N =7*5Ka = 35kA
九、接地系统
1. 10kV 电网为小电阻接地系统。

变电室设有工作接地和保护接地，从每台变压器中性点单独引YJV 电缆穿PVC 套管至接地装置。

2. 低压配电系统：采用TN-S 系统。

3. 变配电间保护接地采用镀锌扁钢周圈明敷成环。

电缆桥架及所有高低压变配电装置及金属构架均需与其相连。

从变电室接地环不同位置引出扁钢与总等电位母排相连。

4. 变电室接地与建筑物防雷及强、弱电各系统采用合一接地体。

要求综合接地电阻应小于0.5欧。

变配电室设置总等电位联结。