学校10kv变电所及配电系统设计

学校10kv变电所及配电系统设计

目录

1课程设计原始数据 (1)

1.1设计题目 (1)

1.2设计要求 (2)

1.3设计依据 (2)

1.4设计任务 (4)

2负荷计算及功率补偿 (5)

2.1负荷计算的方法 (5)

2.2无功功率补偿 (8)

3变电所位置和型式的选择 (9)

3.1根据变配电所位置选择一般原则： (9)

3.2变电所的型式与方案： (10)

4变电所变压器和主接线方案的选择 (11)

4.1主变压器的选择 (11)

4.2装设一台主变压器的主接线方案 (11)

5 短路电流的计算 (12)

5.1绘制计算电路 (12)

5.2确定短路计算基准值 (12)

5.3计算短路电路中个元件的电抗标幺值 (13)

5.4 K-1点（10.5K V侧）的相关计算 (13)

5.5 K-2点（0.4K V侧）的相关计算 (14)

6变电所一次设备的选择校验 (15)

6.1选择校验条件 (15)

6.210KV侧一次设备的选择校验 (17)

6.30.4KV侧一次设备的选择校验 (18)

7变压所进出线与邻近单位联络线的选择 (19)

7.110KV高压出线的选择： (19)

7.2变电所及邻近单位焦点路线的选择 (19)

7.30.4KV低压出线选择 (20)

7.4按发热条件选择 (21)

7.5校验电压损耗 (21)

7.6短路热稳定校验 (21)

设计总结 (22)

致谢 (23)

参考文献 (23)

附图 (24)

1课程设计原始数据

1.1设计题目

某学校10KV变电所及配电系统设计

1.2设计要求

要求根据学校所能取得的电源及学校用电负荷的实际情况，并适当考虑到学校的发展，按照安全、可靠、优质、经济的供配电基本要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，进行导线截面的选择计算，并选择继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明，绘出设计图样。

1.3设计依据

(1)学校总平面图

见附图。

(2)车间组成及工厂负荷情况

(3)学校组成及布置

①教学楼；②宿舍楼；③实验楼；④锅炉房；⑤食堂；

(4)工厂负荷情况

学校年最大负荷利用小时为4600H，日最大负荷持续时间为12H。该学校除食堂、教学楼和锅炉房属二级负荷外，其余均为三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本学校的负荷统计资料如表所示(表中设备容量是范围值。)

表 1.1

(5)供电电源情况

按照学校与当地供电部门签订的供用电协议规定，本学校可由附近一条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。

该干线的导线牌号为LGJ-35；干线首端(即电力系统的馈电变电站)距离本厂约5.0km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。与临近单位高压联络架空线线长度为3km。

(6)气象资料

本厂所在地区的年最高气温为38℃，年平均气温为23℃，年最低气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。

(7)电费制度

学校与当地供电部门达成协议，在学校变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元／kVA，动力电费为0.2元／kW．H，照明(含家电)电费为0.5元／kW．H。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6～10kV为800元／kVA。

1.4设计任务

要求在规定时间内独立完成下列设计说明书，包括：

①学校负荷计算及功率补偿，列出负荷计算表、表达计算成果；

②学校总降压变电所主变压器的台数及容量选择；

③学校总降压变电所主接线设计；

④导线型号及截面的选择；

⑤学校电力系统短路电路的计算；

⑥变电所一侧设备的选择与校验；

⑦防雷保护和接地装置的设计；

2负荷计算及功率补偿

2.1负荷计算的方法

2.1.1负荷计算的内容和目的

（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。

（2) 尖峰电流指单台或多台用电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。

（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。

本设计采用需要系数法确定。

主要计算公式有：

有功功率：30P =d K e P ， （d K 为系数） 无功功率：30Q = 30P tan ϕ 视在功率：30S =ϕ

cos 30

P 计算电流：30I =

N

U S 330, N U 为用电设备的额定电压（单位为KV ）

2.1.2由上述方法算出个车间的符合列表如下：