10kV开闭所电气部分初步设计

供配电工程课程设计成绩评定表

指导教师签字：

供配电工程课程设计任务书（6）

班 级：2012级电气工程及其自动化①班 学 生：46~53号（8人） 学 时：2周

时 间：第14～15周 指导教师：陈学珍、杨毅

一、设计题目

10kV 开闭所电气部分初步设计

二、设计目的及要求

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、技术经济分析比较、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。

要求根据用户所能取得的电源及负荷的实际情况，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，选择开闭所主接线方案、高压配电线路接线方式、高压设备和进出线。最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。

三、设计依据

本设计是为某住宅区设计建设一座10kV 开闭所。 1、供电电源情况

当地供电部门提供两个供电电源,两回10kV 进线：

①由110/10kV 甲站采用电缆引入，距离住宅区6km 。10kV 母线短路数据：()MVA

S k 2503max .=、()MVA

S k 1703min .= ②由35/10kV 乙站采用电缆引入，距离住宅区4km ，10kV 母线短路数据：()MVA S max .k 2003=、()MVA

S min .k 1103=。 当地供电部门要求开闭所的过电流保护整定时间不大于1.0s ；在用户10kV 电源侧进行电能计量。

2、负荷情况

该住宅区属于二级负荷。

该住宅区10kV 开闭所设计出线6回。其中2回送电给200kVA 变电所，2回送电给315kVA 变电所，2回送电给250kVA 变电所。变电所采用箱式变电所（站）。

3、自然条件

该地区海拨22.2m ，地层以砂质粘土为主。年最高气温39℃，年平均气温23℃，年最低气温-5℃, 年最热月平均最高气温33℃，年最热月平均气温26℃，年最热月地下0.8m 处平均温度25℃．主导风向为南风，年雷暴日数52。

四、设计任务

1、选择箱变型号及规格。

2、设计和论证10kV 开闭所主接线。

3、计算短路电流。

4、选择并校验电气设备。

5、作电气平面总布置图。

6、开闭所继电保护设计*

。

7、开闭所防雷保护规划设计*

。

目录

前言 (4)

一、小区箱式变电站的选择 (5)

二、设计和论证10kV开闭所主接线 (7)

三、负荷计算及短路电流计算 (10)

四、电气设备选择与校验 (15)

五、开闭所防雷保护规划设计 (20)

总结 (22)

参考文献 (23)

前言

1.1 企业供配电的意义和前景

随着工农业生产的机械化，自动化水平的快速发展，对电能的需求量也愈来愈大，对供电的可靠性、经济性、灵活性及电能的质量要求愈来愈高。在传统的供电系统中，很多工矿企业，尤其中小型企业和作坊式工厂，出现设备落后甚至早已超过使用年限；线路布局不合理甚至线况极差；设备管理和维护不得当；无保护系统或相对落后；日常操作不合理等等现象，这些现象不仅使电能大量损耗，带来不合理利用，而且给工人和企业带来极大的安全隐患，一旦爆发将会带来极大的后果。

企业供电系统处于电力系统的末端，经过一至两级降压后直接向负荷供电，因此接线相对简单。它作为电力系统的一个组成部分，必然要反映电力系统各方面的理论和要求，并恰当地运用在工矿企业供电的设计、维护运行中，因此它要受到电力系统工作情况的影响和制约。但工矿企业供电系统和电力系统又有所不同，它主要反映工矿企业用户的特点和要求。如，工矿企业的电力负荷的统计计算，电能的合理经济利用，减少用地面积的新型变电站结构，大型及特种设备的供电，厂内采用集中和调度技术的合理性问题等。这些问题有的与电力系统的安全和经济运行关系密切，有的是为了保证用户的高质量用电。近些年来,由于能源紧缺,计划用电、节约用电、安全用电受到了普遍重视，工矿企业供电的讨论内容较过去更为广泛。如供电方案的可行性研究、低能耗高性能、便于安装维护快速施工的新型电气设备及配电电器的选用，我国现行接地运行方式与国际标准协调的研讨，以及计算机用于工矿企业供电系统的辅助设计及监控等。这些都已在国内引起热烈的讨论。随着电力工业的快速发展及规模的不断扩大，传统的供电技术已不适应现代供电系统的更高要求。为此必须利用不断涌现的新理论、新方法、新技术、新设备，把计算机技术、通信技术与传统的供电技术相结合，形成现代供电技术，以适应现代供电系统的快速发展要求。

1.2本设计的课题及内容

本供配电系统设计的对象为某10kV开闭所，其设计所用的相关资料及数据见本设计的任务书。根据本设计的要求，可将整个供配电系统的分为以下几个方面进行分步计算与设计：

（1）小区箱式变电站的选择

它具有成套性强、体积小、结构紧凑、运行安全可靠、维护方便、以及可移动等特点，与常规土建式变电站相比，同容量的箱式变电站占地面积通常仅为常规变电站的1/10～1/5，大大减少了设计工作量及施工量，减少了建设费用。

（2）设计和论证10kV开闭所主接线

配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线按线和无母线按线两大类。主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。

（3）负荷计算及短路电流计算

在电力系统的设计和运行中，不仅要考虑正常工作状态，而且还必须考虑到发生故障时所造成的不正常工作状态。实际运行表明，破坏供电系统正常运行的故障，多数为各种短路故障。

为了限制发生短路时所造成的危害和故障范围的扩大，需要在供电系统中加装保护，以便在故障发生时，自动而快速地切断故障部分，以保障系统安全正常运行。这就需要我们准确的计算短路电流的大小。

（4）选择并校验电气设备

电气设备气设备按在正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置所处的位置，环境温度，海拔高度以及有无防尘防火防剥等的要求。电气要求是指电气装置对设备的电压、电流、频率的要求。

电气设备按在短路故障条件下工作进行选择，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定度和热稳定度进行校验。对熔断器及装有熔断器的电压互感器，不必进行动稳定度和热稳定度的校验；对电力电缆，由于机械强度足够，所以也不必要进行短路动稳定度和热稳定度校验。

(5)开闭所防雷保护规划设计

电力系统的电气设备遭受到雷击放电会引起过电压，雷电过电压产生的雷电冲击波，具有很大的破坏性。直击雷高电压引起的强大电流会产生极大的热效应和力效应，相伴还有电磁脉冲和闪络放电。所以，必须要采取有效措施加以防护。下面就结合设计任务书，根据以上五个部分依次进行计算和设计。