953989454供电工程课程设计体育馆变电所电气设计

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1、本科生课程设计题 目： 体育馆变电所电气设计课 程： 供 配 电 工 程 专 业： 电气工程及其自动化 学 号： 班 级： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 供配电工程课程设计任务书71题 目体育馆变电所电气设计2原始资料2.1 工程概况该变电所为附属式结构（柱间距7800），向体育馆、学生宿舍及食堂等供电，其中体育馆在有重大比赛时为一级负荷。2.2 负荷资料用电设备名称设备容量Pe（KW）需要系数（）COStg比赛厅照明2100.80.651.17游泳馆照明500.80.651.17附房田径场照明300.80.651.17照明及相关设备210080.71.17食堂照明900.80.71.02

2、学生宿舍照明12000.80.71.02学生宿舍照明22200.80.71.02学生宿舍照明32200.80.71.02南校区传达室200.80.651.17所用电150.70.80.75记分设备12400.70.71.02生活水泵150.70.80.75食堂动力900.70.80.75游泳馆泵房动力1000.70.80.75冷冻机房动力1950.70.80.75冷冻机房动力2900.70.80.75冷冻机房动力31700.70.80.75游泳馆空调动力1000.70.80.75篮球馆空调动力2300.70.80.75篮球馆其他动力700.70.80.75注：计算总负荷时，K取0.9。2.3

3、供电条件由市电源10KV双电源供电，一用一备，供电部门要求在进线侧进行用电计量，并要求进线侧功率因素不得低于0.9，不同电价分开计量。电源1进线处三相短路容量180MVA、电源2进线处三相短路容量160MVA。2.4 其他资料当地年最高气温为38，年平均气温为25，年最低气温6，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为27，年最热月地下0.8m处平均温度为25。当地年雷暴日数为25天。当地海拔高度为170m，土壤电阻率90m。3具体任务及技术要求本次课程设计共1.5周时间，具体任务与日程安排如下：第1周周一：布置设计任务，熟悉有关资料，负荷计算、主变压器选择。 周二：供电一次接线方案确定

4、，短路计算。周三：进出线电缆及开关设备选择计算。周四：设计绘制变电所高压电气系统图。周五：设计绘制变电所低压电气系统图。第2周周一：设计绘制变电所低压电气系统图（续）。 周二：设计绘制变电所电气平面布置图。 周三：编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。整理打印设计报告，交设计成果。要求根据设计任务及工程实际情况，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，独立完成10kV变配电所的电气设计。设计深度应达到扩大初步设计要求，制图应符合国家规范要求。4实物内容及要求课程设计报告由设计任务书、设计报告正文、设计图纸三部分组成，并有封面、目录，装订成册。4.1 设计报告正文内容包括：（1）负荷等级

5、确定与供电电源（2）负荷计算与无功补偿（3）变电所所址选择与结构型式（4）变压器类型、台数及容量选择（5）变电所电气主接线设计（6）短路计算与电气设备选择校验（7）进出线电缆选择校验（8）变电所电气装置布置（9）参考文献设计报告正文编写的一般要求是：必须阐明设计主题，突出阐述设计方案、文字精炼、计算简明，条理清晰、层次分明。设计报告正文采用A4纸打印。4.2 设计图纸包括：（1）变电所高压电气系统图（1张A3）（2）变电所低压电气系统图（1张A3加长）（3）变电所电气平面布置图（1张A3）设计图纸绘制的一般要求是：满足设计要求，遵循制图标准，依据设计规范，比例适当、布局合理，讲究绘图质量。设计

6、图纸采用A3图纸CAD出图。1 负荷等级确定与供电电源1.1 工程概况与设计依据1.1.1工程概况该变电所为附属式结构（柱间距7800），向体育馆、学生宿舍及食堂等供电，其中体育馆在有重大比赛时为一级负荷。1.1.2 设计依据1）设计任务书2）国家现行电气设计规范：a）供配电系统设计规范 GB50052-1995b) 10kV及以下变电所设计规范 GB50053-1994c) 低压配电系统设计规范 GB50054-1995d）民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-1992等3）相关专业提供的条件4) 当地供电部门有关管理规定5）业主有关要求1.2 负荷等级确定与供电电源取得1.2.1 负荷等级

7、确定根据设计任务书及相关设计规范，确定本工程中用电设备的负荷等级及其配电方式见表1-1。表1-1 负荷等级确定序号用电设备名称负荷等级低压配电方式回路编号备注1所用电3TN-S2食堂动力2TN-S3南校区传达室3TN-S4篮球馆其他动力3TN-S5冷冻机房动力13TN-S6游泳馆空调动力3TN-S7冷冻机房动力33TN-S8学生宿舍照明13TN-S9学生宿舍照明23TN-S10比赛厅照明2TN-S11生活水泵3TN-S12附房田径场照明3TN-S13游泳馆照明2TN-S14冷冻机房动力23TN-S15游泳馆泵房动力3TN-S16食堂照明3TN-S17篮球馆空调动力3TN-S18记分设备12TN

8、-S19照明及相关设备3TN-S20学生宿舍照明33TN-S1.2.2 供电电源取得 由市电源10KV双电源供电，一用一备，供电部门要求在进线侧进行用电计量，并要求进线侧功率因素不得低于0.9，不同电价分开计量。电源1进线处三相短路容量180MVA、电源2进线处三相短路容量160MVA。供电系统概略图（注：图中备用回路未示出。）如图1-1所示。图1-1供电系统概略图（另起一页）2 负荷计算与无功补偿2.1 各回路负荷计算采用需要系数法进行计算。各低压配电干线的计算负荷、无功补偿前低压母线计算负荷见表2-1，表2-2。表2-1 变压器T1无功补偿前低压配电干线及母线计算负荷序号回路编号设备名称设

9、备容量Pe / kWKd计算负荷PCkWQCkvarSckVAICA1所用电150.70.80.7510.57.87513.1319.9422食堂动力900.70.80.756347.2578.75119.653南校区传达室200.80.651.171618.7224.6337.4164篮球馆其他动力700.70.80.754936.7561.2593.0625冷冻机房动力1950.70.80.7566.549.87583.13126.36游泳馆空调动力800.70.80.75564270106.357冷冻机房动力3950.70.80.7566.549.87583.13126.38学生宿舍照明

10、11500.80.71.02120122.4171.41260.439学生宿舍照明21500.80.71.02120122.4171.41260.4310比赛厅照明2000.80.651.17160187.2246.26374.15总计算负荷1135-727.5684.345-0.90.9-654.75615.9898.911365.75其中一二级负荷（注明其序号）0.9 0.9-200.7211.0291.21442.45备注其中 回路不计入总计算负荷。表2-2 变压器T2无功补偿前低压配电干线及母线计算负荷序号回路编号设备名称设备容量Pe / kWKd计算负荷PCkWQCkvarSckVA

11、ICA1生活水泵150.70.80.7510.57.87513.1319.9422附房田径场照明200.80.651.171618.7224.6337.413游泳馆照明500.80.651.174046.861.5693.5414冷冻机房动力2800.70.80.75564270106.355游泳馆泵房动力1000.70.80.757052.587.5132.956食堂照明800.80.71.026465.2891.42138.907篮球馆空调动力1500.70.80.7510578.75131.25101.048记分设备11500.70.71.02105107.1149.98227.889照

12、明及相关设备1500.80.71.17120140.4184.70280.6210学生宿舍照明31500.80.71.02120122.4171.41260.43总计算负荷-706.5681.825-0.9 0.9-635.85613.64883.631342.53其中一二级负荷（注明哪些序号） -130.5153.9201.78-备注其中 回路不计入总计算负荷。2.2 无功补偿方案本课程设计功率因数达到供电部门要求，无功补偿方式为并联电容器补偿，装置类型为低压集中补偿，自动投切。 变压器低压侧无功补偿及无功补偿后低压母线计算负荷见表2-3，表2-4。表2-3 变压器T1无功补偿后低压母线计算

13、负荷计算点变压器T1有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos补偿前低压母线计算负荷654.75615.9898.911365.750.728补偿容量 QN.CkvarQN.C=654.75 tan(arccos0.728 )tan(arccos0.92 )337.67 实际取 12 组 30kvar=360 kvar-360补偿后低压母线计算负荷654.75255.9702.981068.070.931表2-4 变压器T2无功补偿后低压母线计算负荷计算点变压器T2有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流Ic

14、A功率因数cos补偿前低压母线计算负荷635.85613.64883.631342.530.720补偿容量 QN.CkvarQN.C =635.85 tan(arccos0.720 )tan(arccos 0.92 )341.99实际取 12 组 30 kvar=360 kvar-360-补偿后低压母线计算负荷635.85253.64684.571040.100.9292.3 总计算负荷确定高压进线总计算负荷见表2-5。表2-5 变电所高压进线总计算负荷序号计算点有功计算负荷PckW无功计算负荷Qckvar视在计算负荷SckVA计算电流IcA功率因数cos1变压器T1低压母线计算负荷654.7

15、5255.9702.981068.070.9312T1功率损耗PT0.01Sc ；QT0.05Sc7.0335.15-3变压器T1高压侧计算负荷（序号12）661.78291.05722.9541.740.9154变压器T2低压母线计算负荷635.85253.64684.571040.100.9295T2功率损耗PT0.01Sc ；QT0.05Sc6.8534.25-6变压器T2高压侧计算负荷（序号45）642.7287.89704.2340.660.9137其他高压出线计算负荷-8变电所高压进线总计算负荷（序号367）-0.9 0.91174.032521.0461284.4674.160.

16、914（另起一页）3 变压器类型、台数及容量选择3.1变压器类型选择本工程变压器类型选择见表3-1。表3-1 变压器类型选择序号类 型选择结果选择依据1变压器相数32变比及调压方式无载调压3绕组型式双绕组4绝缘及冷却方式干式5外壳防护等级IP2X6联结组别Dyn117产品型号SCB10型3.2变压器台数选择 选择两台变压器，依据是容量需求，以及集中负荷量较大。3.3变压器容量选择本工程变压器容量选择见表3-2。表3-2 变压器容量选择序号项 目计算负荷选择两台变压器容量SNTkVA1视在计算负荷SckVA 1782.5012502（0.60.7）SckVA1158.623一二级负荷Sc（）kV

17、A492.794变压器负荷率T10.77-T20.77-所选变压器其他技术参数见表3-3。表3-3 变压器技术参数变压器全型号原边额定电压kV副边额定电压kV原边额定电流A副边额定电流A空载损耗kW短路损耗kW空载电流阻抗电压干变带防护外壳外形尺寸长宽高mmT1SCB10型100.470.171515.542000110002.55T2SCB10型100.470.171515.542000110002.55（另起一页）4 变电所电气主接线设计4.1 变电所高压侧电气主接线设计 （文字内容：根据工程实际情况，先确定可能采用的方案。通过方案比较，确定本工程高压系统电气主接线形式。） 本工程可能采用

18、的两个主接线方案见图4-1，4-2。技术经济比较见表4-1。图4-1主接线方案一 图4-2主接线方案二表4-1 电气主接线方案的比较比较项目主接线方案一（图4-1）主接线方案二（图4-2）供电安全性更安全供电可靠性可靠灵活方便性灵活扩建适应性适于扩建设备的先进性先进占地面积大小适中设备的经济性经济合理 通过比较，以及当地的供电实际情况，优选方案一。4.2 变电所低压侧电气主接线设计 （文字内容：根据工程实际情况，先确定可能采用的方案。通过方案比较，确定本工程低压系统电气主接线形式。） 本工程变电所高压电气系统图见附录图纸电01，变电所低压电气系统图见附录图纸电02。（另起一页）5 短路计算与电

19、气设备选择校验5.1 短路电流计算5.1.1 高压系统短路计算 采用标幺值法计算最大三相短路电流和最小两相短路电流。 短路计算电路图见图5-1。短路点选在高压母线k-1点和变压器二次侧k-2点。短路计算见表5-1。图5-1高压系统短路计算电路表5-1 高压系统短路计算元件及短路计算点元件技术参数电抗标么值最大三相短路电流kA最小两相短路电流Sd=100MVA,Uc1=10kV，Uc2=0.4kVkA系统Skmax=180MVA, Skmin=160MVA0.5560.625-线路x0=0.35/km , L=5km1.59-变压器Uk%= 5 ，SNT=1250KVA4-k-1点Id1=5.5

20、KA2.146，2.2152.5632.5632.5636.5353.872.15k-2点变压器并联Id2=144.34KA4.146，4.21534.81434.81434.81478.6845.60629.656变压器分列Id2=144.34KA6.146，6.21523.4923.4923.4953.0930.7720.115.1.2 低压系统短路计算 采用有名值法计算主要低压配电干线首端和末端的三相/单相短路电流。 短路计算电路图见图5-2，图5-3。短路计算见表5-2，表5-3。图5-3图5-2图5-2 图5-2低压配电干线1短路计算电路 图5-3低压配电干线2短路计算电路表5-2

21、低压配电干线1短路计算元件及短路计算点元件技术参数每相阻抗m相零阻抗值 m冲击系数三相短路电流kA单相短路电流Uc=400VkA系统Sk=46.60KVA 0.3423.420.2282.28-变压器SNT=1250KVAUk%=5 ，Pk%=11000W 1.1266.31.1266.3-母线TMY-3(100*10)+80*8 L=6m 0.151.0860.3362.280-k-1点10.9310.991.62521.1348.5528.2020.02线路YJV-3*95+2*50 L=50m 9.253.540.29.3-k-2点17.96646.491.09212.85419.851

22、12.9624.732表5-3 低压配电干线2短路计算元件及短路计算点元件技术参数每相阻抗m相零阻抗值 m冲击系数三相短路电流kA单相短路电流Uc=400VkA系统Sk= 45.147KVA 0.3533.5260.2352.351-变压器SNT=1250KVAUk%=5 ，Pk%=11000W 1.1266.31.1266.3-母线TMY-3(100*10)+80*8 L=6m0.151.0860.3362.280-k-3点11.0311.061.62620.9448.14527.96719.89线路YJV-3*95+2*50 L=50m 9.253.540.29.3-k-4点18.0574

23、6.5261.09312.78919.76912.8994.7285.2高压电气设备选择校验变电所高压电气设备选择校验见表5-4。从表中可以看出所选设备均满足要求。表5-4 高压电气设备选择校验选择校验项目电压电流开断能力动稳定热稳定其他装置地点条件参 数kV A kA kAkAs数据电源进线10102.91 9.89 25.229.891.0-变压器T1一次侧1041.74 2.5636.542.5630. 65-变压器T2一次侧1040.662.5636.542.5630.65-设备型号规格额定参数-高压电源进线断路器VS1-12/630-16126301640164-变压器一次侧断路器V

24、S1-12/630-16126301640164-高压熔断器XRNT3-10/160-501016050-电压互感器JDZ12-10 10/0.1-0.5高压计量柜电压互感器JDZ12-1010/0.1-0.2高压计量柜电流互感器LZZJ-10Q -200/5-0.2高压电源进线电流互感器LZZJ-10Q - 200/5-0.5变压器T1一次侧电流互感器LZZJ-10Q-200/5-0.5变压器T2一次侧电流互感器LZZJ-10Q-200/5-0.55.3低压电气设备选择校验5.3.1低压断路器选择校验及脱扣器整定低压进线及主要配电干线断路器选择校验及脱扣器整定见表5-5。从表中可以看出所选设

25、备均满足要求。低压联络断路器选择同进线断路器，其他出线断路器选择方法同主要配电干线，具体型号规格及整定见设计图纸标注。表5-5 低压断路器选择校验及脱口器整定选择校验项目电压电流开断能力长延时脱扣电流短延时脱扣电流及时间瞬时脱扣电流灵敏度其他装置地点条 件参数kV A kAAIpkAt sI/st.MA A与母线电缆配合的校验见母线电缆选择校验部分数据低压进线0.381365.7580501760.250配电干线10.3819.9580501760.250配电干线20.38260.480501760.250断路器型号规格额定参数t低压进线断路器CW1-20000.382000 16008015

26、02.32211.20.28194.5-配电干线1断路器CM1-400L0.384002255021.945211.20.2119.7-配电干线2断路器CM1-400H0.38315400100286.44211.20.21562.4-5.3.2电流互感器的选择校验 低压进线及主要配电干线测量用电流互感器选择校验见表5-6。从表中可以看出所选电流互感器均满足要求。低压联络测量用电流互感器选择同进线测量用电流互感器，其他出线测量用电流互感器选择方法同主要配电干线，具体型号规格见设计图纸标注。表5-6 低压电流互感器选择校验选择校验项目电压 kV电流A精度等级其他系统电压互感器额定电压计算电流互感

27、器变比低压进线电流互感器BH-800.381365.751500/50.2-配电干线1电流互感器BH-300.3819.9550/50.5-配电干线2电流互感器BH-60 0.38 260.4 300/5 0.5-（另起一页）6 母线电缆选择校验6.1高低压母线选择校验高低压配电装置的硬母线选择校验见表6-1。从表中可以看出所选母线均满足要求。表6-1 高低压配电装置母线选择校验选择校验项目电流动稳定热稳定装置地点条件参 数A kAkAs数据高压电源进线 74.166.5352.5631.0T1低压进线1068.0753.0923.490. 65T2低压进线1040.1053.0923.490

28、.65母线型号规格技术参数AkA高压开关柜母线TMY-3(80*8)16906.53514.9980*8T1低压配电屏母线TMY-3(80*8)+2( 63*6.3)112553.09110.7563*6.3T2低压配电屏母线TMY-3(80*8)+2(63*6.3)112553.09110.7563*6.3注： ，C171/Amm2。6.3 高压进出线电缆选择校验高压进出线电缆选择校验见表6-2。从表中可以看出所选电缆均满足要求。表6-2 高压进出线电缆选择校验选择校验项目电压电流电压损失热稳定装置地点条件参 数kV AkW kvar km kAs数据高压电源进线 10 74.161174.

29、032521.046552.5631.0高压出线至T11041.7423.490.65高压出线至T21040.6623.490.65电缆型号规格技术参数kV Ar0.km-1x0.km-1 kmmm2mm2高压进线YJV-0.6/1-4*1610961.3590.13358.3217.9234*16高压出线至T1 YJV-0.6/1-4*101077132.434*10高压出线至T2 YJV-0.6/1-4*101077132.434*10注：， ，对YJV电缆C143Amm2。6.3低压出线电缆选择校验低压配电干线1、2电缆选择校验见表6-3。从表中可以看出所选电缆均满足要求。其余出线选择详

30、见低压系统图。表6-3 低压出线电缆选择校验选择校验项目电压电流电压损失热稳定装置地点条件参 数kV AkW kvar km kAs数据配电干线10.3819.9510.57.8750.1534.8140.2配电干线20.38260.4120122.40.1534.8140.2电缆型号规格技术参数kV Ar0.km-1x0.km-1 kmmm2mm2配电干线1 （YJV-0.6/1-120）0.38299 0.1810.0950.10.18108.876120配电干线2（YJV-0.6/1-120）0.382990.1810.0950.12.3108.876120注：， ，对YJV电缆C143

31、Amm2。（另起一页）个人小结在本周我们进行了供电工程的课程设计，这对我们来说是一个不小的挑战，因为这需要借助于理论和实践，而我们刚接触这门课也不到一学期的时间，理论知识还不是很充实，而实践我们接触的就更加少了，所以我们也知道这次任务的艰巨性。我和几个同学分到了第七组，设计题目是扬州大学体育馆变电所电气设计。拿到任务书后，我们并没有盲目的下手，首先我们对设计的要求看了一遍，这样不至于我们后面做许多无用功，我们将任务好好规划了一下，之后就按照要求动了起来，我们需正确选择变压器的型号容量，这需要我们将用电线路合理的分配，之后就是一些高低压导线的选择，我们需正确计算线路上的电流，因为这是我们选择线路

32、导线的重要依据，还有一些高低压熔断器，断路器的选择等，我们每个人各尽其职，发挥着自己的一份力量，不懂的就查书，翻阅资料，问同学和老师，在设计的过程中，我们巩固了所学的知识，对以前课堂上一些不怎么清楚的知识有了更深的理解，设计过程中计算量也很大，对于各个数据，我们需要谨慎认真，因为我们知道工程上一丁点的错误都可能带来重大的损失，尽管我们只是在做一个课程设计，这在一定程度上锻炼了我们的严谨性，为我们以后走向社会提供了一份宝贵的财富。设计总是伴随着不断的学习和巩固，我们接下来的任务就是设计供配电线路图，对于各种电气设备，电缆，高低压配电柜等一些组成部分我们通过大家共同的努力有了一定的目标，之后我们利

33、用电气CAD按要求将线路画好，经过一星期的不懈努力，我们终于看到了设计的成果。课程设计已经结束了，但我们每个人都受益匪浅，以前头脑里很模糊的东西在设计的过程中经过讨论都有了更深的理解，我们也学会了团队合作，即使我们以后走向社会这也是必须的，再过一年我们即将毕业走向社会，我们也会更加珍惜每一次设计的机会，争取在以后的课程设计中不断的改善自己的缺点，把自己所学的东西带到社会！参 考 文 献1 中国计划出版社编注册建筑电气工程师必备规范汇编北京：中国计划出版社，中国建筑工业出版社，20032 易立成编注册电气工程师(供配电)执业资格考试强制性标准摘编北京：中国电力出版社，20043 翁双安主编.供电

34、工程. 北京：机械工业出版社，20044 中国航空工业规划设计研究院等编工业与民用配电设计手册（第2、3版）北京：中国电力出版社，1994、20055 北京照明学会设计委员编建筑电气设计实例图册北京：中国建筑工业出版社，1998，2000，20026 孙成群主编民用建筑电气设计资料集办公住宅北京：知识产权出版社，20027 朱林根主编21世纪建筑电气设计手册北京：中国建筑工业出版社，20018 戴瑜兴等编民用建筑电气设计数据手册北京：中国建筑工业出版社，20039 中元国际工程设计研究院编电气设计50北京：机械工业出版社，200510 本书编委会编建筑电气设备选型（2001版，2002版，20

35、032004版），北京：中国建筑工业出版社，2001，2002，200311 刘江主编建筑电气设备选型北京：中国建筑工业出版社，200312 朱林根主编现代住宅建筑电气设计北京：中国建筑工业出版社，200413 全国电气文件编制和图形符号标准化委员会编电气简图用图形符号标准汇编北京：中国标准出版社，200114 全国电气文件编制和图形符号标准化委员会编电气制图及相关标准汇编北京：中国标准出版社，200115 高低压电器最新产品技术样本等附录 设计图纸图 纸 目 录序号图 纸 名 称图幅图纸编号备 注1变电所高压电气系统图A3电012变电所低压电气系统图A3电02（注：以下部分不写入报告中） 高、低压电气系统图设计深度规定：图中应标明母线的型号、规格；变压器的型号、规格；标明开关、断路器、互感器、熔断器等型号、规格、整定值。图下方表格标注：开关柜编号、开关柜型号、回路编号、设备容量、计算电流、电缆型号及规格、用户名称、开关柜尺寸、二次原理方案，当选用抽屉式开关柜时，可增加小室高度或模数等栏目。附课程设计图纸样式（供参考）