10kV配电室设计

I2015.610kV 配电室设计 |张小凡|兰州交通大学电气工程 毕业设计论文兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要在快速发展的当今世界，我们越来越离不开电能，电能作为所有能源中最重要的一种，它关系着整个国家乃至世界的发展与稳定。在整个电力系统中供配电能成为了电气设计的一个重要的环节。在满足其安全、可靠、优质、经济等基本条件的前提下才能更好地为国民经济服务，推动社会发展。只有好的供电配电环节，才能造就高效率的生产和高品质的生活。本次设计的是职业技术学院 10kV 配电室。配电室占地约 120 平方米，高压侧为10kV，低压侧为 0.4kV，设有值班室和工具间。配电室主接线采用单母线分段接线方式，低压配电系统采用 TN-S 接线方式。本次设计任务包括：负荷统计、容量计算、无功补偿计算、短路电流计算、设备选型、防雷接地等。负荷计算采用的是需要系数法，导线截面按发热条件进行选择，并按热稳定条件进行校验。开关柜按照正常工作条件进行选择。设计过程中，通过参阅相关的供配电系统设计、建筑电气设计等相关的规范和设计手册，完成了对该校供配电系统的初步设计，同时也提高了我们独立分析和解决电气设计问题的能力。本设计按照国家相关设计标准规范要求，合理选择用电设备，能基本满足使用要求。关键词：10kV 配电室；配电系统；负荷计算；电气设计兰州交通大学毕业设计（论文）AbstractIn todays world of rapid development, more and more we cannot do without electricity, electricity as one of the most important of all the energy, which is related to the development and stability of the whole country and the world. In the power system of power supply and distribution will become an important part of the electrical design. In order to meet the basic conditions for its safety, reliability, quality, economy and better service for the national economy, promoting the development of society. Only good power supply and distribution sectors, to create efficient production and high quality of life.The design of the Zhiye Technical College 10kV distribution room. The distribution room covers an area of about 120 square meters, the high-voltage side is 10kV, the low pressure side of 0.4kV, has a duty room and tool room. The main wiring distribution by single busbar wiring, low voltage power distribution system using TN-S connection mode. The task of this design include: load statistics and capacity calculation and reactive power compensation calculation, short-circuit current calculation, equipment selection, lightning protection and grounding etc. The load is used to calculate the demand coefficient method, according to the conditions of the heating wire section selection, and checked by the thermal stability conditions. The switch cabinet in accordance with the normal working conditions of choice.In the design process, by referring to the related related design, supply and distribution system of building electrical design specification and design manual, complete the preliminary design of the power supply system, but also improve our independent analysis and solve the problems of the electric capacity.The design in accordance with the relevant national design standard specifications, reasonable selection of electrical equipment, can meet the basic requirements.Keywords: 10kV distribution room; distribution system; load calculation; electrical design兰州交通大学毕业设计（论文）目 录1.绪论 .- 1 -1.1 设计概述 .- 1 -1.2 设计范围 .- 1 -1.3 设计依据 .- 1 -1.4 设计目的 .- 1 -2. 负荷计算 .- 2 -2.1 负荷统计 .- 2 -2.2 容量计算 .- 6 -2.3 无功补偿 .- 7 -2.3.1 无功补偿的目的和方案 .- 7 -2.3.2 无功补偿的计算及设备选择 .- 7 -3.短路电流 .- 9 -3.1 短路电流及其计算 .- 9 -3.2 短路电流的计算过程与结果 .- 9 -4.主接线方式 .- 13 -4.1 负荷分级以及供电要求 .- 13 -4.2 主接线的基本要求 .- 13 -4.3 主接线方案类型 .- 13 -4.4 电气主接线确定 .- 15 -5.设备选型 .- 16 -5.1 变压器的选择 .- 16 -5.1.1 变压器台数的选择 .- 16 -5.1.2 变压器容量的选择 .- 16 -5.2 导线的选择 .- 17 -5.2.1 按发热条件选择或校验导线和电缆的截面 .- 17 -5.2.2 10KV 高压进线和引入电缆的选择 .- 18 -5.2.3 380V 低压出线的选择 .- 18 -5.3 开关柜 .- 19 -兰州交通大学毕业设计（论文）5.4 电气设备 .- 20 -5.4.1 配电室高压侧设备的选择 .- 20 -5.4.2 配电室低压侧设备的选择 .- 20 -6 防雷接地.- 22 -6.1 变电所的防雷保护 .- 22 -6.2 直击雷防护 .- 22 -6.3 雷电侵入波的保护 .- 22 -6.4 变配电所公共接地装置的设计 .- 22 -6.5 设计过程与结果 .- 24 -结 论 .- 26 -致 谢 .- 27 -参 考 文 献 .- 28 -附 录 .- 28 - 1 -1.绪论1.1 设计概述本设计为职业技术学院 10kV 配电室的设计。主要是完成对进线 10kV 电压的降压与分配任务。设计可大致分为两部分：参数计算和设备选型。参数计算包括负荷计算、容量计算、短路电流计算、无功补偿计算等。设备选型包括变压器选型、导线选型、高低压开关柜选型及避雷器的选型等。在熟悉国家相关的 10kV 变电所设计规范的前提下，完成该配电室的设计和图纸的绘制。1.2 设计范围大体包括负荷统计、容量计算、无功补偿、短路电流计算、主接线方式选择、变压器选择、高低压开关柜选择、防雷接地。最终完成对该配电室的设计和图纸的绘制。1.3 设计依据(1) 国家标准和规范，包括：10KV 及以下变电所设计规范 (GB50052-94) ；供配电系统设计规范(GB 50052-2009)；民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008)。工业与民用配电设计手册(2) 由设计院提供的有关该工程的设计要求、建筑平面图。1.4 设计目的按照国家规定及相关规范设计配电室。为学校提供较好的供电质量。同时要保证用电的安全性、可靠性、经济性、优质性等。(1) 10kV 配电系统图设计依据学校内各建筑的特点进行负荷统计，利用需要系数法确定每个回路的计算负荷和总计算负荷，进而选择变压器的容量及进出线电缆的截面及其型号，并完成总配电系统设计。(2) 配电室平面布置图设计由配电系统图选择的高低压开关柜及变压器，根据它们的尺寸和型号来确定其安装位置以及导线的布线方式。最终完成配电室内的布局。(3) 撰写设计说明书兰州交通大学毕业设计（论文）2. 负荷计算学校占地较大，建筑较多，故需要对每一幢建筑进行负荷统计。由于每一幢建筑的功能不同，用电需求也不一样，因为一幢建筑中的用电设备较多，故在功率因数以及需要系数的取值上会作相应的调整。还有就是学校用电会有季节性变化。在 1、2 月份和 7、8 月份用电会很低。冬季用电会较大。计算时一般会考虑其最大负荷的情况。2.1 负荷统计负荷统计需要以计算负荷为基础。计算负荷，是假想的负荷，做设计时一般都是以它作为依据来按允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，是选择及整定保护设备的重要依据。需要系数法的计算公式如下： (1) 有功功率= (1) (3) 无功功率= tan (2) (3) 视在功率(3) (3)=2+2(4)负荷电流(4) = (5) 220V 单相负荷的计算电流(5)= (6) 220V/380V 三相负荷的计算电流(6) = 3上述公式中： Kx：需要系数。需要系数参考见表 1 表 2； : 功率因数。cos为有功功率同时系数，取值范围 0.8-0.9， 无功功率同时系数，取值范围 兰州交通大学毕业设计（论文）0.93-0.97表 1 民用建筑照明负荷需要系数建筑物名称 需要系数 备注单身宿舍楼 0.60.7 一开间内 I 一 2 盏灯，2 一 3 个插座旅游宾馆 0.35-0.45一般办公楼 0.70.8 一开间内 2 盏灯，2 一 3 个插座高级办公楼 0.60.7科研楼 0.8-0.9 一开间内 2 盏灯，2 一 3 个插座发展与交流中心 0.60.7一般旅馆、招待所 0.70.8教学楼 0.8-0.9 三开间内 6-11 灯，1 一 2 个插座图书馆 0.60.7毛儿所、幼儿园 0.8-0.9小型商业务业用房 0.85-0.9综合商业、服务楼 0.75-0.85高级旅馆、招待所 0.6-0.7 带卫生间食堂、餐厅 0.8-0.9高级餐厅 0.70.8电影院、文化馆 0.70.8剧场 0.60.7礼堂 0.50.7体育练习馆 0.70.8体育馆 0.65-0.75展览厅 0.5-0.7门诊楼 0.60.7一般病房楼 0.65-0.75高级病房楼 0.5-0.6锅炉房 0.9-1兰州交通大学毕业设计（论文）表 2 民用动力负荷需要系数用电设备组名称 Kx cos tg木工机械 0.200.30 0.500.60 1.731.33液压机 0.3 0.6 1.33生产用通风机 0.750.85 0.800.85 0.750.62卫生用通风机 0.650.70 0.8 0.75泵、活塞型压缩机、空调设备送风机、电动发电机组 0.750.85 0.8 0.75冷冻机组 0.850.90 0.800.90 0.750.48根据公式（1） 、 （2） 、 （4）计算可得：大礼堂： 负荷电流 I= =315A 1053363800.88计算负荷 Pj1=105336 0.5=52668W无功负荷 QC1=52668 0.54=28441Var同理可计算活动中心、车队、医教区、实验 1、2、3、体育馆、图书馆等建筑的负荷参数。并进行整理，汇总于表 3。表 3 计算负荷统计表区块名称 负荷电流 额定负荷 功率因数 tan 计算负荷 无功负荷 配电柜 负荷备用 125 42750 0.9 0.48 25650 12312 199405.0配电室 125 42750 0.9 0.48 29925 14364实验楼 1 125 43700 0.92 0.42 30590 12847.8实验楼 2 125 43700 0.92 0.42 30590 12847.8实验楼 3 125 43700 0.92 0.42 30590 12847.8文科楼 125 42750 0.9 0.48 29925 14364备用 315 95760 0.8 0.75 57456 43092行政楼 125 43700 0.92 0.42 30590 12847.8备用 125 42750 0.9 0.48 25650 12312车队 125 42750 0.9 0.48 25650 12312 191615.0路灯 50 17100 0.9 0.48 15390 7387.2兰州交通大学毕业设计（论文）续表 3区块名称 负荷电流 额定负荷 功率因数 tan 计算负荷 无功负荷 配电柜 负荷医务室 125 43700 0.92 0.42 30590 12847.8图书馆 125 43700 0.92 0.42 26220 11012.4备用 160 54720 0.9 0.48 32832 15759.36活动中心 315 95760 0.8 0.75 57456 430921 号家属楼 125 42750 0.9 0.48 25650 123122 号家属楼 125 42750 0.9 0.48 25