扬州大学供配电课程设计建威大厦商场10kV变电所电气设计

本科生课程设计题目：建威大厦商场10kV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班级：电气1102学号：111704222姓名：浦健指导教师：于照完成日期： 2014年 6 月 28日1扬州大学水利与能源动力工程学院供配电工程课程设计任务书1．题目1.7 建威大厦商场10kV变电所电气设计2．原始资料2.1 课题原始资料各课题的工程概况及负荷详见工程图纸资料（另附）。

2.2 供电条件（1）供电部门110/10kV变电所位于工程附近1.5km处，10kV母线短路电流为20kA，根据需要可提供给用户1路或2路10kV专线供电。

（2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。

不同电价负荷，计量分开。

如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电执行居民电价。

（3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。

2.3 其他资料当地最热月的日最高气温平均值为38℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。

当地年雷暴日数为35天。

当地地质平坦，海拔高度为100m，土壤为普通粘土。

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：熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿、变压器选择。

周二：供配电系统一次接线设计，设计绘制变电所高压侧主接线图。

周三：设计绘制变电所低压侧主接线图。

周四：设计绘制变电所低压侧主接线图。

2周五：设计绘制变电所电气平面布置图。

第2周周一：短路电流计算，高低压电器及电线电缆选择计算。

周二：编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。

周三：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变电所的电气设计（变电所出线部分设计分工合作完成）。

设计深度应达到初步设计要求，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文本内容包括：1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.致谢；6.参考文献；7.附录（课程设计有关图纸）。

4.1 设计报告正文内容（1）工程概况与设计依据（2）负荷计算与无功补偿设计（3）供配电系统一次接线设计（4）变电所设计（5）短路计算与高低压电器选择（6）电线电缆选择（7）低压配电线路保护设计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。

（变电所出线部分内容各有侧重）设计报告正文采用A4纸打印。

4.2 设计图纸（1）变电所高压侧电气主接线图（1张A3）（2）变电所低压侧电气主接线图（2～4张A3）（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。

（变电所出线部分内容各有侧重）设计图纸采用A3图纸CAD出图。

与报告正文一起装订成册。

5．参考文献[1]莫岳平主编.供配电工程. 北京：机械工业出版社，2011[2]翁双安主编．供配电工程设计指导[M]．北京：机械工业出版社，2008[3]翁双安主编．供电工程[M]．北京：机械工业出版社，2004[4]任元会主编．工业与民用配电设计手册[M]．3版．北京：中国电力出版社，20056．完成期限任务书写于2014年6月8日，完成期限为2014年6月28日7、指导教师：于照目录1 工程概况与设计依据 (7)1.1 工程概况 (7)1.2 设计依据 (7)2 负荷计算及无功补偿设计 (7)2.1 负荷数据 (7)2.2 负荷计算 (8)2.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算 (8)2.2.2电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算 (8)2.2.3 火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算 (9)2.2.4 变电所负荷计算 (9)3 供配电系统一次接线设计 (10)3.1 负荷分级及供电电源 (10)3.1.1负荷等级及容量 (10)3.1.2供电电源 (10)3.2 电压选择与电能质量 (11)3.3 电力变压器选择. (11)3.3.1变压器形式及台数 (11)3.3.2变压器容量选择 (11)3.3.3变压器负荷分配计算及补偿 (11)3.4 变电所电气主接线设计 (13)3.4.1 变电所高压侧电气主接线设计 (13)3.4.2 变电所低压侧电气主接线设计 (13)4 变电所布置设计 (14)4.1总体布置 (14)4.2配电装置通道与安全净距 (14)5 短路电流计算与高低压电器选择 (15)5.1 变电所高压侧短路电流计算 (15)5.2 低压电网短路电流计算 (16)5.2.1 变压器低压侧短路电流计算 (16)5.2.2 低压配电线路短路电流计算 (16)5.3 高压电器选择 (18)5.4 高压互感器选择 (19)5.5 低压断路器的初步选择 (19)5.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择 (19)5.5.2变电所低压电源进线断路器的初步选择 (20)6 电线电缆选择 (20)6.1 高压进出线电缆选择 (20)6.2 变电所硬母线选择 (22)6.2.1高压开关柜母线选择 (22)6.2.2低压开关柜主母线选择 (23)6.3 低压配电干线电缆选择 (23)6.3.1配电干线BWN1电缆选择 (24)6.3.2配电干线BWN6电缆选择 (24)7低压配电线路保护设计 (25)7.1 低压配电线路的保护设置 (25)7.2 低压断路器过电流脱扣器的整定 (26)7.2.1 配电干线保护断路器过电流脱扣器的整定 (26)7.2.2 变电所低压电源进线断路器的整定 (26)1 工程概况与设计依据1.1 工程概况本工程位于南京市健康路。

为二期工程，双子塔型商住楼，其中地上15层，地下一层。

地上一、二层为商场，三~十五层为单身小公寓，地下为战时六级人防，平时为停车库，平战结合。

1.2 设计依据国家及地方的现行规程、规范标准及法规；各市政主管部门对初步设计的审批意见；甲方提供的设计任务书及设计要求；相关专业提供给的工程设计资料。

2 负荷计算及无功补偿设计2.1 负荷数据本大厦有220V单相用电设备（如照明负荷），也有380V三相用电设备（如电力负荷）；各类负荷中有平时需要运行的用电设备，也有在发生火灾时才需要运行的消防用电设备。

以上设备由大厦地下负一层的10/0.38kV变电所采用低压三相四线制系统放射式或树干式配电。

根据方案设计，各层用电设备负荷数据见表2-1。

表2-1 本建筑工程各层用电设备负荷数据2.2 负荷计算按需要系数法确定三相用电设备组计算负荷的基本公式如下:有功计算负荷(kw) e d C P K P *=无功计算负荷(kvar) ϕtan *c c P Q =视在计算负荷(kVA)ϕcos c c P S = 计算电流(A) NU S I 3c c = 2.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算照明负荷配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-2。

负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。

表2-2 照明负荷0.38kV 配电干线负荷计算2.2.2电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-3负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。

表2-3 电力负荷与平时消防负荷0.38kV低压配电干线负荷计算2.2.3 火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-4负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。

表2-4 火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算2.2.4 变电所负荷计算先计算变电所总负荷，见表2-5，以便选择变压器台数及容量。

表2-5 变电所总负荷计算3 供配电系统一次接线设计3.1 负荷分级及供电电源3.1.1负荷等级及容量表3-1 本建筑工程负荷等级及容量3.1.2供电电源本工程由城市公共电网引接双回路10KV电源至地下一层变配电所，变配电所不在本设计范围之内。

3.2 电压选择与电能质量本工程的总有功负荷只有2503.5kW，故采用10kV供电。

用电设备额定电压为220/380V，低压配电距离最长不大于200m。

所以本工程只设置一座10/0.38kV 变电所对所有设备均采用低压220/380V三相四线制TN-S系统配电。

本工程将采取以下系列措施以使电能质量满足规范要求：（1）选用Dyn11联接组别的三相配电变压器，采用±5%无励磁调压分接头。

（2）采用铜芯电缆，选择合适导体截面，将电压损失限制在5%以内。

（3）气体放电灯采用低谐波电子镇流器或节能型电感镇流器，并就地无功功率补偿使其功率因数不小于0.95。

在变压器低压侧采取集中补偿，自动投切。

（4）将单相电气设备均匀分配于三相低压配电系统中。

（5）对于较大容量的电力设备采用专线供电。

3.3 电力变压器选择.3.3.1变压器形式及台数本工程为一般高层建筑，变电所位于主体建筑地下一层内，故采用SCB10型三相双绕组干式变压器，联结组标号Dyn11，无励磁调压，电压比10（1±5%）/0.4kV。

考虑到与开关柜布置在同一房间内，变压器防护外壳等级选用IP2X。

SCB10型干式变压器符合GB20052-2006《三相变压器能有效限定值及节能评价值》的要求。

因本工程具有较大容量的二级负荷，故采用两台变压器。

3.3.2变压器容量选择本工程总视在计算负荷为1126.0kVA(cosφ=0.95) ,其中二级负荷较大。

方案：选择两台等容量变压器，互为备用。

每台变压器容量按要求选择，为800kVA.正常运行时照明负荷与电力负荷共用变压器，通过合理分配负荷，可使两台变压器正常运行时负荷率相当。

10/0.38kV变电所变压器T1、T2负荷分配计算及无功功率补偿装置选择见表3-2、表3-33.3.3变压器负荷分配计算及补偿变压器T1实际取12 组× 20kvar=2400 kvar补偿，变压器T2取12 组×20kvar= 240 kvar补偿。

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3-2，表3-3。

表3-2 变压器T1无功补偿前后低压母线计算负荷表3-3 变压器T2无功补偿前后低压母线计算负荷3.4 变电所电气主接线设计3.4.1 变电所高压侧电气主接线设计1、电气主接线形式及运行方式本工程变电所的两路10KV外供电源可同时供电，并设有两台变压器。

因此，高压侧电气主接线有如下方案可以选择。

方案：采用分段单母线形式，运行方式如下：正常运行时，由10KV电源A和电源B同时供电，母线联络断路器(简称母联断路器)断开。