课程设计报告(完成版本)

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1、1 绪论一、设计原始资料1供电电源：由上级变电所以两路不同10kV 电源供电，电源1为电缆线路长度为1.8km ，其母线短路容量最大值和最小值分别为 199MVA和 156MVA 。电源 2 为电缆长度为 2.9km 其母线短路容量最大值和最小值分别为 299MVA和 246MVA 。继电保护动作时间不大于 1.5 秒.2负荷资料 ( 见附表 )3气象、土壤资料按南京地区考虑 .二、设计内容1选择变压器容量台数、计算补偿容量、并设计电气主接线图。2确定短路电流计算点，计算短路电流值。3选择主要电气设备（断路器、熔断器、互感器、母线、电缆、补偿电容、开关柜等。4设计主要一次回路继电保护装置和必要

2、的自动装置。5选择主要二次回路仪表。6 设计变电所平面布置图。7设计防雷保护和接地装置。三、设计要求：1各部分选择设计的依据、方案比较和设计结果的评价分析。2主要的计算步骤和计算公式。3类似的选择和计算结果（如电气设备选择、继电保护整定等）可以列表说明。四、设计应完成的说明书和图纸名称：1电气主接线图2总平面布置图1五、主要参考资料：110kV 配电工程设计手册（谭金超） 。2工厂配电设计手册。3课程设计参考图集。4成套选型样本。5. 供配电系统 赵彩虹。6、工厂供电设计指导，刘介才主编，机械工业出版社、20007、电气图用图形符号，GB4728-84、85，中国标准出版社2第二章方案设计2.

3、1 负荷等级本工程中普通照明为三级负荷，动力用电消防用电楼梯照明为二级负荷。2.2 供电方案选用两台干式变压器 （ 10/0.4KV ）直接接入电力系统， 高压侧接线为单母分段联络， 低压侧接线为单母分段联络， 每台变压器除能承担相应负荷外还可以承担另一台变压器回路的重要负荷，能保证电源和变压器互为备用。2.3 变配电所系统（ 1）高压侧配电系统中， 为了保证整个系统的供电可靠性， 拟采取高压母线分段联络供电方式。（ 2）低压配电系统中为保证二， 三级负荷供电可靠性， 拟采取低压母线分段联络供电方式，并拟用 TN-S 系统。（ 3）根据本工程实际需要拟将变电所设置在室内。（ 4）根据相关规定，

4、 同时为了提高在变配电所工作安全的可靠性， 拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法，对整个变配电所采用等电位系统。3第三章负荷计算3.1 功率计算线路负荷计算表：最需 要 系功 率 因tan有无功功率视在功率大数 Kd数 cos功QcaS(kva)负功(kvar)荷率（Pcak（ kww）1地下车库照明45110450452排水泵200.80.80.751612203商铺配电 1800.910720724商铺配电 2120.910108010805消防泵 (双 )750.80.80.756045756消防控制室（双）2010.80.752015257广电机房（双）200.80.80.751612

5、208智能化机房（双）200.80.80.751612209电信机房（双）200.80.950.33165.2816.810生活加压泵房520.650.80.7534.125.642.7.511商铺配电 3150.91.001350135012楼梯照明（双）200.9101801813消防应急照明2511025025（双）14空调供电（双）100.90.90.489043.2100015照明配电 1220.8101760176016动力供电 1210.90.850.62193.120227.65517消防动力配电12411024024（双）18照明配电 2160.8101280128019动力

6、配电 2180.90.850.62162100190.6020消防动力配电28011080080（双）41#母线 C1 所带负荷：Sca=863.6/0.805=1072.8kva2#母线 C2 所带负荷：Sca=756.1/0.805=939.3kva3.2 变压器的选择变压器台数的选择（ 1）为满足负荷对供电可靠性的要求，对具有一，二级负荷， 宜采用两台及其以上的变压器，当一台故障或检修时，另一台仍能正常工作。（ 2）负荷容量大而集中时，虽然负荷只为三级负荷，也可采用两台及其以上变压器（ 3）对于季节负荷或昼夜负荷变化较大时，从供电的经济性角度考虑；为了方便， 灵活的投切变压器也可以选择两

7、台变压器。因此 选用两台变压器变压器容量的选择变压器所带负荷：Qca=1255*0.74=928.8kvarSca=1255/0.805=1559.1kva所选取变压器参数型号： SG10-1250/10空载损耗： 2080w负载损耗（ 145 度）： 9690w短路阻抗 (%) ： 6负载损耗（ 120 度）： 9052w尺寸： 1710*1470*1770mm重量： 3140kg3.3 电容补偿电力用户的功率因数应达到下列规定数值：高压供电的工业用户电力用户功率因素为 0.9 及以上。电力用户处的并联电容器补偿方式可分个别补偿，分散补偿，集中补偿三种。集中补偿指电容器组集中安装在电力用户的

8、总降压变电所二次侧或变配电所的一次侧或二次侧。实测负荷功率因数为平均0.805，需补偿至0.9。=0.751#变压器所在回路电容补偿低压侧电容补偿+变压器电容补偿=408kvarQc 补=0.75*408=306kvar采用BW-0.4-14-1 型电容补偿N=306/14=24每项装设8 个Q 实=24*14=336kvarcos =pQ 2 =0.93 满足要求p22#变压器所在回路电容补偿低压侧电容补偿+变压器电容补偿=408kvarQc 补=0.75*408=306kvar采用BW-0.4-14-1 型电容补偿5N=306/14=24每项装设8 个Q 实=24*14=336kvarco

9、s =pQ 2 =0.93 满足要求p2第四章电气主接线设计4.1 电气主接线设计的原则电气主接线设计的原则以设计任务书为依据，以国家建设的方针，政策技术规定， 标准为准绳， 结合工程实际情况， 在保证供电可靠， 调度灵活， 满足各项技术要求的前提下，兼顾运行，维护方便，尽可能节省投资，就近取材，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持安全，可靠，经济，灵活的原则。4.2 电气主接线图的方式常用的 10/0.4 用户端电气主接线10kv 部分（双回路进线）1 单母分段：接线灵活，可靠性高，积极性差。2 内桥接线：接线灵活，可靠性高，积极性差。3 外侨接线：多用于线路切换，开关柜闭锁繁琐，较少采

10、用。4 线变阻：多用于变压器切换，开关柜闭锁繁琐，较少采用。0.4kv 部分（ 2 台变压器）：单母分段：可靠性高，积极性高。10kv 部分采用单母分段，负荷开关+熔断器0.4kv 部分采用单母分段，断路器6第五章短路电流计算短路电流计算是供配电系统设计与运行的基础，主要用于解决以下问题：（ 1） 选择和校验各种电气设备，例如断路器，互感器，电抗器，母线等；（ 2） 合理配置继电保护和自动装置；（ 3） 作为选择和评价电气主接线方案的依据。5.1 短路点的确定一般用户变压器所选择变压器高低压侧母线作为短路点。5.2 低压电网短路电流计算的特点（ 1）配电变压器容量远远小于电力系统的容量，因此变

11、压器一次侧可以作为无穷大容量电源系统来考虑；（ 2）低压回路中各元件的电阻值与电抗值之比比较大不能忽略，因此一般要用阻抗计算。（ 3）低压电网中电压一般只有一级，且元件的电阻多以毫欧计，因而用有名值比较方便。5.3 短路电流计算：1 .确定基准值Sd=100MV AUc1=10.5KVUc2=0.4KVSd100=5.5 KAId1=Uc1* 310.5*3Sd100Id2=144.34 KAUc 2*3 0.4*372电抗标幺值1#SK m a x199MVAX1 m i nSd1000.502Skm a x199Sk m i n156MVAX1 m a xSd1000.641Sk m i

12、n156xls 0.08*1.8*100X L1U 20.520.131X BT1U K % * Sd6*100*1000100*S NT4.8100*12502 #Skm a x299MVAX 2 m i nSd1000.334Sk m a x299Skm i n246MVAX 2 m a xSd1000.407Sk m i n246X L 2xls 0.08*2.9*100U 220.2110.5XBT2U K % * Sd6*100*1000100*S NT4.8100*12503 短路电流：X m a x0. 6 4 10. 1 3 10. 7 7 2I m i nkI d15. 51

13、X m a x7. 12K4AK1:0. 772X m i n 0. 5 0 2 0. 1 3 1 0. 6 3 3I m a xkI d15. 51Xm i n8. 69KA0. 633X max0.6410.131 4.8 5.572K2:I d 2144.34I min k2Xmax25.9 KA5.5728X min 0.5020.131 4.8 5.433I max k 2I d1144.34X min26.57KA5.433X max0.4070.210.617I min k3I d15.58.91KAXmaxK3:0.617X min0.3340.210.544I max k3I

14、 d15.510.1KAX min0.544X max0.4070.21 4.8 5.417I min k 4I d 2144.3426.65KAXmax5.417K4:X min0.3340.21 4.8 5.344I max k4I d 2144.3427KAX min5.344第六章选择主要电气设备6.1 设备选择参考依据：96.2 高压开关柜以及设备选择6.2.1 开关柜内部高压一次设备根据本次需要选定：1# 负荷开关及熔断器分析与选择高压线路理论数据高压负荷开关 FKN10-10/400高压熔断器 XRNT 12/125工作电压 10kv额定电压 10kv工作电压 12kv最大工作电

15、流 68.73A额定电流 400A额定电流 125A最大开断电流 1200A短路电流 8.69 Ka闭合电流峰值 15KA冲击电流 22.16Ka极限通过电流 25kA2#负荷开关及熔断器分析与选择高压线路理论数据高压负荷开关 FKN10-10/400高压熔断器 XRNT 12/200工作电压 10kv额定电压 10kv工作电压 12kv最大工作电流 68.73A额定电流 400A额定电流 125A最大开断电流 1200A短路电流 10.1Ka闭合电流峰值 15KA冲击电流 25.755Ka极限通过电流 25kA电流互感器的选择（1） 满足工作电压要求：电流互感器额定电压U r =系统标称电压

16、 U N ;电流互感器最高工作电压U m电流互感器安装处电压U w（2） 满足工作电流要求：(a)一次侧额定电流I rl线路计算电流I c ;（ b）二次侧额定电流 I r 2 =5A(3) 准确度等级：10U=10KVIC1250I r l (1. 2 5 1. 5c) I9 0A1 010*72.2 A3BH-40150/5电流互感器用于计量和测量，因此准确级选0.2/0.5 电流互感器BH-0.66型封闭式电流互感器主要用于户内，供额定电压为0.66kV及以下，额定频率为 50HZ 的交流电路中作为电流、电能测量或继电保护用。电压互感器的选择：满足工作电压要求（ a）一次侧电压 ：额定电

17、压 U r1 =系统标称电压 U N互感器最高工作电压 U m1 互感器安装处电压 U w（ b）二次侧电压： U r 2 =100v本设计供配电系统中U r1 =10KV ，所以选用电压互感器JDZ10-10 10/0.1kv ，用于计量，所以准确级选0.2 级（ JDZ10-10 型电压互感器为环氧树脂全封闭式浇注绝缘户内型产品，适用于各种高压开关柜中 ,额定频率 50Hz、额定电压 10kV 及以下的电力系统中作电压、 电能测量及继电保护用）用于计量，所以准确级选0.2 级高压母线：最大工作电流 (一线带两变 )： 68.73*2=137.46A选取 TMY-25*3(299A35 )2

18、99137.46发热条件满足SminI10.1*1031.12*tima171*61.94 25*3 mm热稳定性满足CF11.732*i 2sh1*10 71.732*(25.755*10 3 )2 * 1*10 7230(N / m)a0.5wb2 * h0.0252 *0.0033.125*10 7 (m3 )66l max10*137.29*10 6 *3.125*1072301.37(m)最大允许跨距1.37m高压进线选择： 已知一般铜芯电缆电抗X00.08/ km ，电导率 r00.053km/ (*mm 2 )1#：U X %X0 * Q* L1 / (10*U 2N ) 0.0

19、8*408*1.8/ (10*10 2 )0.06U R %U %U x %50.06 4.94SP * LU R %863.6*1.85.94mm210* U 2N *10*0.053*10 2 *4.9411选取交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆3*25 型校验允许载流量：I caSBT/(UN*3) 1250/ (10*3)72.1158满足要求2#： UX%X0*Q* L /(10*U 2N)0.08*408*2.9 / (10*10 2 )0.11U R %U %U x %50.14.9S10*P * LU R %756*1.85.24mm2* U 2N *10*0.053*10

20、2 *4.9选取交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆3*25型校验允许载流量：I caSBT/(UN*3) 1250/ (10*3)72.1158满足要求6.3 低压开关柜以及设备选择低压开关柜用在低压电力系统中，作为低压配电系统。低压开关柜选用MNS-B型号的开关柜，本设计所选用的低压开关柜外形尺寸为1000(800)*1000*2200mm, 模数单位 E=25mm ，该产品具有设计紧凑， 以较小的空间容纳较多的功能，垂直母线采用高强度阻燃型功能隔离版进行保护，具有抗电弧的能力。（1） 变压器低压出线，母联线路的断路器及其电流互感器选择：1# 2#变压器出线母联线路 : 额定电流 180

21、4A电压 0.4KV选取断路器： CW1-3200额定电流 3200A额定工作电压 400V CT=2000选取电流互感器： BH-802500/50.4kv 侧出线设备选取表：最视 在电电流（ A ） 低压断路器选择大 负 荷功率压 U(kv)(额定电流 /脱扣器电流 )（ kw ）S(kva)1地下车库照明45450.464.95CM1-100L.M.H100A/80A2排水泵20200.428.87CM1-63L.M63A/40A3商铺配电 180720.4103.92CM1-225L.M.H225A/125A4商铺配电 21201080.4155.88CM1-225L.M.H225A/

22、180A5消防泵 (双 )75750.4108.25CM1-225L.M.H225A/125A6消防控制室20250.436.08CM1-63L.M63A/50A（双）7广电机房（双）20200.428.87CM1-63L.M.63A/40A8智能化机房20200.428.87CM1-63L.M.63A/ 40A（双）9电信机房（双）2016.80.424.25CM1-63L.M.63A/40A10 生活加压泵房52.542.70.461.63CM1-100L.M.H100A/80A11 商铺配电 31501350.4194.86CM1-225L.M.H225A/225A1212楼梯照明 （双

23、）20180.425.98CM1-63L.M.63A/50A13消防应急照明25250.436.08CM1-63L.M .63A/ 50A（双）14空调供电 （双）1001000.4144.34CM1-225L.M.H225A/180A15照明配电 12201760.4254.03CM1-400L.M.H400A/315A16动力供电 1215227.60.4328.51CM1-400L.M.H400A/400A17消防动力配电24240.434.64CM1-63L.M.63A/ 50A1（双）18照明配电 21601280.4184.75CM1-225L.M.H225A/225A19动力配电

24、 2180190.60.4275.11CM1-400L.M.H400A/315A20消防动力配电80800.4115.47CM1-225L.M.H225A/125A2（双）互感器及其出线柜尺寸：线路电流互感器型号及参数出线柜尺寸1地下车库照明BH-40100/50.532E*8E2排水泵BH-M850/50.532E* 8E3商铺配电 1BH-40150/50.532E* 8E4商铺配电 2BH-40200/50.532E*16E5消防泵 (双 )BH-40150/50.532E*8E6消防控制室（双）BH-M850/50.532E*8E7广电机房（双）BH-M850/50.532E*8E8智

25、能化机房（双）BH-M850/50.532E*8E9电信机房（双）BH-M850/50.532E*8E10生活加压泵房BH-40100/50.532E*8E11商铺配电 3BH-40250/50.532E*16E12楼梯照明（双）BH-M850/50.532E*8E13消防应急照明（双）BH-M850/50.532E*8E14空调供电（双）BH-40200/50.532E*16E15照明配电 1BH-40300/50.532E*16E16动力供电 1BH-40400/50.532E*16E17消防动力配电1（双）BH-M850/50.532E*8E18照明配电 2BH-40250/50.532

26、E*16E19动力配电 2BH-40400/50.532E*16E20消防动力配电2（双）BH-40200/50.532E*8E0.4KV母线选择：电流 I=1804A选取 TMY-(125*8)裸铜母线。35时， I al=2110A , 发热条件满足。SminItima27*10 32* 1.1273.5 125*8 mm 热稳定性满足。C17113F1.732*i2 1*10 71.732*(68.85*10 3 )2 * 1 *10 71642(N / m)1sh a0.5wb2 * h0.1252 *0.0082.1*10 5 (m3 )66lmax10*137.29*106 *2.

27、1*105164217.55(m)第七章变压器继电保护7.1 主保护 BCH2 差动保护数据： 变压器 1250/1010/0.4DY11UK %=60.4kv 侧母线最大方式短路电流27KA最小运行方式短路电流25.9KA最大负荷电流 =S=1804 AU * 310KV0 .4KV额定电流ssI NTd72.2 AI NTYu 31804.2 Au3电流互感器接线方式Y电流互感器计算变比72.21804.2*3 3125KTAY5KTAd55电流互感器标准变比KTA110035005KTA25二次连接臂电流1003.61 AI 3125 / 35004.46 AI 72.2 /55选取 0

28、.4KV侧为基本侧，平衡线圈接于0.4KV 基本侧，平衡线圈接于10KV 侧躲过励磁涌流条件：I op1K rel*I NTY1.3*1804.22345.46A躲过二次断线条件 :I op1K rel*I L max1.3*1804.22345.46A外部穿越短路最大不平衡电流：Iop11.3*0.2*27007020AI op kI op1*K w7020317.4AKTA*700WopAN603.45I op k17.414WopsWdsWb1s4Wb 2sI 2 * WopsWds0.91I 1f0.910.050.94I opAN6015 AW4I op13500 / 5 *156062 A3KS( 3 / 2)*25.93.7026.06215