10kV降压变电站电气方案设计书

封面PanHongliang仅供个人学习目 录\l“_TOC_250009“第一节前言 2其次节设计任务书 3\l“_TOC_250008“第三节设计说明书 7-1-/23\l“_TOC_250007“一、负荷计算 7二、无功功率补偿计算 10\l“_TOC_250006“三、变电所位置和形式选择 11四、变电所主变压器台数和容量 12\l“_TOC_250005“五、变电所主接线选择 12\l“_TOC_250004“六、短路电流的计算 13\l“_TOC_250003“七、变电所一次设备的选择与校验 15\l“_TOC_250002“八、变电所高、低压线路设计 19\l“_TOC_250001“九、变电所二次回路设计及继电保护的整定 21十、防雷和接地装置设计 24第四节电气设计图 26一《变电所平面布置图》 26二《厂区供电线路规划图》 27三《变电所高压配电主接线图28四《变电所低压配电主接线图29五《变电所变压器保护二次回路图》 30\l“_TOC_250000“第五节心得和体会 31第六节附录参考文献 32--13-/23第一节前言把握供配电设计的根本方法，通过解决各种实际问题，培育独立分析和解决实际工程技术问题的力气，同时对电力工业的有关政策、方针、技术规程有确定的了解，在计算、绘图、设计说明书等方面得到训练，为今后的工作奠定根底。无功功率及补偿计算、短路电流的计算、设备选择及校验计算、配电变压器保护定值计算；其次局部为设计说明书，包括变电所位置和形式选择、变电所主接线设计、变变电所二次回路设计及继电保护的整定、防雷和接地装置设计；第三局部为电气设计学指正！202310月其次节设计任务一、原始资料简况15kM的一10kV200MVA38。C，25。C200Ω/m2。29——11二、设计内容及要求计算全厂的计算负荷，确定无功补偿容量及设备；确定该厂配电主接线，确定变电所母线至本厂线路导线路径、线型；〔10kV10kV和0.4kV母线，CT，PT，低压出线等〕规划所选设备的保护配置，确定配电变压器的保护方式及动作值；配电装置的地网设计；三、设计成果编写设计计算书，包括：〔1〕计算全厂的计算负荷；〔；短路电流计算；设备选择及校验计算；配电变压器保护定值计算。编写设计说明书，包括：〔1〕该厂电源选择及主接线方案论证：设计该厂主电路接线，论证所设计方案是最正确方案；〔2〕防雷和接地装置确实定〔〔5〕配电装置的地网设计方案。应完成的图纸：供电系统主接线；总降压变电所电气平面布置图配电地网配置图；配电室平面配置图〔含根底断面图；配电房至各车间线路图。第三节设计说明书一、负荷计算厂区各用电车间的计算负荷，依据如下阅历公式计算。1、三相类负荷计算公式：——为计算有功，为需要系数，为三相设备额定有功容量——为计算无功，为功率因数角2、单相类负荷等效三相负荷计算公式：——为等效三相计算有功，为需要系数，为单相设备有功容量——为计算无功，为功率因数角、用电车间计算负荷计算公式：——i为车间序号，j为车间内负荷类别数，为车间计算有功负荷——i为车间序号，j为车间内负荷类别数，为车间计算无功负荷——为车间计算视在功率——为车间计算负荷电流，为额定线电压4、计算各车间负荷〔1〕热处理车间＝0.8×600＝480；＝=640通风机：＝0.8×60＝48；＝=47.05照明：＝1.732×0.9×6＝9.35；＝=16.43＝＋＋＝480＋48＋9.35＝537.35＝＋＋＝640＋240＋19.31＝899.31＝1047.62＝1591.7A二、无功功率补偿计算1、变压器低压侧的视在计算负荷由计算负荷表可知：＝6638；＝6480.81；＝9277.06；＝14095.44A2、低压侧功率因数＝0.723、无功补偿容量为使高压侧的功率因数0.90，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，取：。要0.720.95，则低压侧需装设的并联电容器容量为：=6638×0.6352＝4216.25取:=480×9个＝4320，则补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为：＝2160.816980.84计算电流为：10606.6A4、变压器的功率损耗有功损耗：104.71无功损耗：418.855、变电所高压侧的计算负荷6638＋104.71＝6742.712160.81＋418.85＝2579.667219.33416.82A补偿后的功率因数为：0.93>0.9，满足要求。6、年耗电量的估算年有功电能消耗量：年无功电能耗电量：结合本厂的状况，年负荷利用小时数为4800h功负荷系数。由此可得本厂：三、变电所位置和形式选择由于本厂有二级重要负荷，考虑到对供电牢靠性的要求，承受两路进线，一路经10kV公共市电架空进线〔中间有电缆接入变电所，另一路引自邻厂高压联络线。依据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本厂的实际状况，这里变电所承受单独四、变电所主变压器台数和容量装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本厂的状况，考虑到二级重要负荷的供电安全牢靠，应选择两台主变压器。(1)任一台变压器单独运行时，宜满足：〔0.6~0.7〕×7219.33=〔4331.6~5053.5。额定电压/kV联结损耗/kW额定容 空载电 短路阻变压器型号 组型 空 负量/ 高压 低压 流% 抗%6备注参考尺寸额定电压/kV联结损耗/kW额定容 空载电 短路阻变压器型号 组型 空 负量/ 高压 低压 流% 抗%6备注参考尺寸〔mm：长：1760宽：1025高：1655重量〔k：3410号载载SC10-5000/10100010.50.4Dyn112.457.451.3五、变电所主接线选择1、方案一高、低压侧均承受单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路消灭穿插跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。2、方案二对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。3、方案三检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。差；承受方案一既满足负荷供电要求又较经济，故本次设计选用方案一。六、短路电流的计算本厂的供电系统简图如图〔一〕6kmLGJ-18〔515A>416.82A〕架空线〔系统按∞电源计干线首段所装高压断路器的断流容量为；一路为邻厂高压联络线。下面计算本厂变电10kVk-1380Vk-2点短路的三相短路电流和短路1所示短路点。图1 计算短路点下面承受标么制法进展短路电流计算：1、确定基准值〔无视架空线至变电所的电缆电抗〕电力系统的电抗标么值：架空线路的电抗标么值：查手册得，因此：电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得，因此：可绘得短路等效电路图如图2所示。23、计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值：三相短路电流周期重量有效值：其他三相短路电流：三相短路容量：k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量总电抗标么值：三相短路电流周期重量有效值：其他三相短路电流：；三相短路容量：七、变电所一次设备的选择与校验1、变电所高压一次设备的选择依据机械厂所在地区的外界环境，高压侧承受天津市长城电器生产的JYN2-10〔Z〕型户内移开式沟通金属封闭开关设备。此高压开关柜的型号：JYN2-10/4ZTTA〔说明：4ZT：弹簧操动；TA：干热初选设备：高压断路器：ZN24-10/1250/20 高压熔断器：RN2-10/0.5-50电流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5 电压互感器：JDZJ-10 接地开关：JN-3-10/25TMY-〔504；TMY-〔8010〕+1〔606〕绝缘子型号：ZA-10Y抗弯强度：3.75kN〔户内支柱绝缘子〕10kV无钢铠护套，缆芯最高工作温度。、变电所高压一次设备的校验备的根底上，对所选的高压侧设备进展必需的动稳定校验和热稳定度校验。１〕设备的动稳定校验校验条件：流计算得=；=。并查找所选设备的数据资料比较得：高压断路器ZN24-10/1250/20 =50kA，满足条件；电流互感器LZZQB6-10-0.5-200/5 满足条件；JN-3-10/25接地开关 =63kA，满足条件。绝缘子动稳定度校验〔其中；所以：=满足要求。母线的动稳定校验校验条件： TMY母线材料的最大允许应力=140MPa10kV母线的短路电流=；=三相短路时所受的最大电动力： =母线在三相短路时的计算应力：２〕高压设备的热稳定性校验高压电器热稳定性校验校验条件：查阅产品资料：高压断路器：=31.5kA,t=4s；电流互感器：=44.5kA,t=1s；接地开关：=25kA,t=4s。取，=，将数据代入上式，经计算以上电器均满足热稳定性要求。高压母线热稳定性校验A=504=200允许的最小截面：A=允许的最小截面：YJV-350的截面A=503、变电所低压一次设备的选择GGD2型低压开关柜，所选择的低压断路器：NA1型智能万能断路器、TMS30型塑壳无飞弧智能断路器低压熔断器：NT系列电压互感器：JDZ1系列电流互感器：LMZJ1、LMZ1绝缘子型号：ZA-6Y抗弯强度：3.75kN〔户内支柱绝缘子〕另外，无功补偿柜选用2个GCJ1-01型柜子，承受自动补偿，满足补偿要求。4、变电所低压一次设备的校验380kVTMY=140MPa。母线的弯曲力矩：母线的截面系数：母线在三相短路时的计算应力：可得，=140MPa=，满足动稳定性要求。A=C=171，取。母线的截面： A=8010=800允许的最小截面：，从而，满足热稳定性要求。八、变电所高、低压线路设计发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进展选择，再校验其发热条件和机械强度。1、高压线路导线的选择架空进线后接了一段交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV8.7/10kV-3300〔直埋高压主接线如附图三所示。高压侧计算电流，所选电缆的允许载流量，满足发热条件。2、低压线路导线的选择TN-C-SVV22型铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，依据不同的车间负荷承受不同的截面。其中导线和电缆的截面选择满足条件：中性线〔N线〕截面选择，这里承受的为一般三相四线，满足；保护线〔PE线〕的截面选择1〕时，时，车间名称计算负荷电流额定载流序号 导线型号 Ii 1热处理车间车间名称计算负荷电流额定载流序号 导线型号 Ii 1热处理车间1471.84630+1×800A/B/C6302根并联，Ia＝2×880＝1760N18002 铸工车间 2328.843焊接车间687.754金工车间1128.055电镀车间447.416喷漆车间3538.597总装车间1851.038锻轧车间742.439机修车间357.8310仓库93.6511办公楼741.712生活区1081.1613配电房113.6

VV22-1KV-3×630+1×800VV22-1KV-3×630+1×150VV22-1KV-3×400+1×400VV22-1KV-3×300+1×95VV22-1KV-3×1000+1×800VV22-1KV-2×800+1×800VV22-1KV-3×630+1×185VV22-1KV-3×240+1×95VV22-1KV-3×35+1×10VV22-1KV-3×630+1×185VV22-1KV-3×400+1×400VV22-1KV-3×35+1×10

型号Ial＝1×1100＝1100AA/B/C6303根并联，Ia＝3×880＝2640N1型号Ial＝1×1100＝1100AA/B/C6301根，Ial＝1×880＝880A；N1150Ial＝1×350＝350AA/B/C4002根并联，Ia＝2×650＝1300N1Ial＝1×650＝650AA/B/C3001根，Ial＝1×560＝560A；N195Ial＝1×260＝260AA/B/C10003根并联，Ial＝3×1300＝3900A；N2根800Ial＝2×1100＝2200AA/B/C8002根并联，Ial＝2×1100＝2200A；N1根800Ial＝1×1100＝1100AA/B/C6301根，Ial＝1×880＝880A；N1185Ial＝1×410＝410AA/B/C3001根，Ial＝1×480＝480A；N195Ial＝1×260＝260AA/B/C351根，Ial＝1×145145N110Ial＝1×65＝65AA/B/C6301根，Ial＝1×880＝880A；N1185Ial＝1×410＝410AA/B/C4002根并联，Ia＝2×650＝1300N1Ial＝1×650＝650AA/B/C351根，Ial＝1×145145N110Ial＝1×65＝65A九、变电所二次回路设计及继电保护的整定1、二次回路方案选择二次回路电源选择二次回路操作电源有直流电源，沟通电源之分。蓄电池组供电的直流操作电源带有腐蚀性，并且有爆炸危急；由整流装置供电的直流操作电源安全性高，但是经济性便利。这里承受沟通操作电源。高压断路器的把握和信号回路的选择和电源选择，承受弹簧操作机构的断路器把握和信号回路。电测量仪表与绝缘监视装置置。〔1〕10kV电源进线上：电能计量柜装设有功电能表和无功电能表；为了解负荷电流，装设电流表一只。变电所每段母线上：装设电压表测量电压并装设绝缘检测装置。电力变压器高压侧：装设电流表和有功电能表各一只。〔4〕380V的电源进线和变压器低压侧：各装一只电流表。〔5〕低压动力线路：装设电流表一只。电测量仪表与绝缘监视装置在二次回路中安装自动重合闸装置AR〔机械一次重合式装置APD。2、继电保护的整定选择性，速动性，牢靠性及灵敏性。由于本厂的高压线路不很长，容量不很大，因此继电保护装置比较简洁。对线路的相间短路保护，主要承受带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护；对线路的单相接地保护承受绝缘监视装置，装设在变电所高压母线上，动作于信号。继电保护装置的接线方式承受两相两继电器式接线；继电保护装置的操作方式采用沟通操作电源供电中的“去分流跳闸”操作方式〔接线简洁，灵敏牢靠；带时限过电流保护承受反时限过电流保护装置。型号都承受GL-25/10。其优点是：继电器数量大为削减，而且可同时实现电流速断保护，可承受沟通操作，运行简洁经济，投资大大降低。现三段保护。变压器低压侧继电保护10/0.4－5000方式。下面整定该继电器的动作电流，动作时限和速断电流倍数。过电流保护动作电流的整定：，故其动作电流：动作电流整定为15A。过电流保护动作时限的整定10倍动作电流的动作时限整定为。2〕10KV继电保护100.5s；过电流保护承受两相两继电器式接线；高压侧线路首端高压母线处的过电流保护装置进展整定。〔高压母线处继电保护用电流互感器变比为200/5A〕整定的动作电流：GL-25/107A。整定的动作时限：母线三相短路电流反映到中的电流：际动作时间：=0.610〔3〕0.38KV侧低压断路器保护1.352～2.5。短延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定：满足:取1.2。0.2s(0.4s,0.6s)。长延时过流脱扣器动作电流和动作时间整定：满足：取1.1。过流脱扣器与被保护线路协作要求：满足：：绝缘导线和电缆允许短时过负热脱扣器动作电流整定：满足：取1.1，一般应通过实际运行进展检验。NA1TMS30系列低压断路器进展整定，在此不详述。十、防雷和接地装置确实定1、防雷装置确定雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严峻状况对防雷装置进展选择。2、直击雷的防治依据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。雷器：接闪器承受直径的圆钢；引下线承受直径的圆钢；接地体承受三根2.5m长的的角钢打入地中再并联后与引下线牢靠连接。3、雷电侵入波保护的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。4、接地装置确定器设备可承受自然接地体，如建筑物的钢筋和金属管道。本厂的大接地体承受扁钢，经校验，截面选择为，厚度为。电缆的接地芯截面选择为。R5，R

120V/I

，依据阅历公式：e E=4.675。第四节图纸设计1/23第五节心得和体会主要表达在以下几个方面。1、学问系统化力气得到提高了学问系统化力气的培育，为今后的工作和学习打下了很好的理论根底。2、计算和微机应用力气得到提高AUTOCAD、天正电气、WORD等软件的把握。3、自学力气提高学问的寻求，自学力气得到提高。了扎实的根底。第六节参考文献《工厂供电》2023年7月第4版 机械工业出版社 刘介才编《中小型变电全部用设计手册》202351版中国水利水电出版社雷振山编《有用供配电技术手册》20231月第一版中国水利水电出版社刘介才编《常用供配电设备选型手册》19982《10kV20231月第一版煤炭工业出版社王《工厂常用电气设备手册下册补充本〔一〔二》2023年二月第一版社《建筑工程常用材料设备产品大全》199210月第一版中国建筑工业出版社《工业与民用配电设计手册其次版》199412月第一版中国电力出版社《现代建筑电气设计有用指南》20231月第一版中国水利水电出版社《建筑电气设计与施工》20239版权申明本文局部内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜本文局部内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部集整理。版权为潘宏亮个人全部Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,pictures,anddesign.CopyrightisPanHongliang”spersonalownership.以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本文任何内容或效劳用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面许可，并支付酬劳。以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵害本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本文任何内容或效劳用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面许可，并支付酬劳。UsersUsersmayusethecontentsorservicesofthisa