小区供电方案设计

精品精品精品精品※※※※※※※※※※ 2023级 ※※ 供电技术课程设计 ※※ ※※※※※※※※※※姓 名学 号班 号完成时间

xxx2023xxxx方xxxx2023年74第1章 设计任务设计内容变压器及其一次侧电气设备花园小区长期供电变电所设计。电所进出线和低压进线。设计依据2台，每台10kw，380v2台，每台28kw，380v220kw，380v10台，每台1kw，380v6000w，220v9000w，220v0.750.5，照明需要系数0.9.小区有两栋高层楼房12432181电室，每个单元有15kw电梯两部，10kw风机和25kw高压水泵电动机2台，220kw2台；30kw消防水泵电动机各两台；1号楼每个单元住户用电设备容量为192kw，2号楼住户用电设备容量为144kw。12kw，21kw。2kw。设计要求为两栋楼房临时建筑施工选配变压器，选择变压器一次侧电气设备；选择变电所进线，低压进电线；画出二次回路接线图；第2章 负荷计算和无功功率补偿负荷计算单组用电设备计算负荷的计算公式有功计算负荷〔单位为KW〕P =K P30 d e无功计算负荷〔单位为kvar〕

， K 为系数d视在计算负荷〔kvA〕

Q = P30

tan计算电流〔A〕

S = P3030 cosS3UI = 3U30NU 为用电设备的额定电压〔单位为KV〕N多组用电设备计算负荷的计算公式有功计算负荷〔KW〕

P 30

p

P30i式中P30i

P30

之和，K

是有功负荷同时系数，可取0.80~0.90。无功计算负荷〔kvar〕

Q 30

q

Q30iQ30i

是全部设备无功Q30

K

q

是无功负荷同时系数，可取0.85~0.95。视在计算负荷〔单位为kvA〕P2P230Q23030计算电流〔单位为A〕总负荷计算〔KW〕

I = S303U3UNP K 30p

30iQ30

K q

30i经过计算，得到临时施工现场和小区长期供电的负荷计算表，如表2-1〔额380V〕表2-1 临时施工现场和小区长期供电的负荷计算表编 3030200.53030200.50.750.88108.813.320.2560.50.750.882824.6437.356.7400.50.750.882017.626.640.5100.50.750.8854.46.610.160.9105.405.48.290.9108.108.112.3200.80.80.7516122030.3500.80.80.7540305076.064400.80.80.75352264440669.3

需要系数 cos tan

P

计算负荷S

/kV I /号 P/kWe K

30 QW 30

/kvarA A d 混凝土搅拌机1工2

重机明明风机泵容量

192

0.9 1 0 172.8 0 172.8 262.93 4荷5荷

风机泵续上表200.80.80.75161220续上表200.80.80.7516122030.3500.80.80.7540305076.064400.80.80.75352264440669.31440.910129.60129.6197.11200.250.51.733051.96091.31200.80.80.759672120182.530.7102.102.13.1921102023.04明负荷1、2元计算负荷

P=68.853030P=1045.443030

Q 3030Q 581.43030

S =86.7303030S 303030

cos=0.794cos=0.87330303计算负荷3030

P=522.72

=290.7 S

=598.10 cos=0.87330303030

P=600.93

=408.4 S

=726.5 cos=0.82730临时工地中：单相总容量／三相总容量=11.7%。由于施工照明和生活照明单项15%，按三相负荷计算。30定将小区分为：一号楼1、2单元；一号楼3单元；二号楼及各种负荷，三个局部。分别设立三个变电所对小区供电。同时，对此三局部进展负荷计算。无功功率补偿无功功率的人工补偿装置：并联电容器。由计算可知，该供电要求的380V侧最大负荷时的功率因数只有0.851，供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因0.9380V0.9，暂取0.92来计算380V临时工地：Q 1=PC 30

(tan1

-tan2

)=68.85[tan(arccos0.794)-tan(arccos0.92)]=22.99kvar花园小区：1、2单元：Q 2=PC

(tan

1-tan2)=1045.44[tan(arccos0.873)-tan(arccos0.92)]=139.04kvar3单元：Q 3=PC

(tan1

-tan

)=522.72[tan(arccos0.873)-tan(arccos0.92)]=69.52kvar2二号楼及各种负荷：2Q 4=PC

(tan1

-tan

)=600.93[tan(arccos0.827)-tan(arccos0.92)]=150.23kvar2补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷根本不变，而无功计算负荷：2Q”1=〔52.67-22.99〕kvar=29.68kvar；Q”30

2=〔581.4-139.04〕kvar=442.36kvarQ”3=〔290.7-69.52〕kvar=221.18kvar；Q”30

4=〔408.4-150.23〕kvar=258.17kvar视在功率：S”130

=74.65kVA；S”2P2P2Q”23030

=1134.63kVAP2Q”2P2Q”2303030

=567.78kVA；S”4P2P2Q”23030

=654.04kVAP2P2Q”23030Pt1=0.01×74.65=0.75；Pt2=0.01×1134.63=11.34P =0.01×567.78=5.68；Pt3

=0.01×654.04=6.54t4Q =0.05×74.65=3.73; Qt1

=0.05×1134.63=56.7t2Q =0.05×567.78=28.38; Qt3

=0.05×654.04=32.70t4变电所高压侧的计算负荷：P”(1)68.85+0.75=69.6; P”30

(2)1045.44+1134=1056.78P”(3)522.72+5.68=528.4; P”30

(4)600.93+6.54=607.47Q”(1)29.68+3.73=33.41;Q”30

(2)442.36+56.7=499.06Q”(3)221.18+28.38=249.56; Q”69.6269.6233.412

(4)258.17+32.7=290.87S”30(1)S”

S”528.42528.42249.562；S”

(2)=1056.7821056.782499.062

1168.69607.472607.472290.87230(1)计算电流：

30(1)I”130

S =117.4A；I”2303U303U”N3U”S30 =888.9A；I”43U”

S” =1777.7A303303U3U30S” 3U30

30cos”1=

NP”30S”30

30=0.902；cos”2=

NP”30S”30

=0.904cos”2=

P”30S”30

=0.904；cos”2=

P”30S”30

=0.902在无功补偿前，临时工地的变电所主变压器T的容量为应选为100kVA,才能满足负荷用电的需要；而实行无功补偿后，主变压器T的容量选为80kVA的就足够了。的容量应分别选为1250kVA、630KVA、800KVA才能满足负荷用电的需要；而实行无功补偿后，主变压器T的容量选为1250kVA、630kVA、800kVA无功补偿后工厂380V10kV2-22-32-42-5。表2-2 无功补偿后临时工地的计算负荷工程计算负荷cosP/kW Q /kvar S /kVA I /A30 30 30 30380V0.8068.6552.6785.53129.98380V22380V主变压器功率损耗0.9168.650.01S =0.743030.670.05S =3.763075.18112.4510kV0.9169.3934.4377.464.47表2-3 无功补偿后花园小区1号楼1、2单元的计算负荷cos

计算负荷303030工程 P30303030

/kW

Q

S /kVA I380V0.871045.44581.401196.231817.98380V146380V主变压器功率损耗0.921045.440.01S =9.0530435.40.05S =45.2530904.95137.1210kV0.91847.13386.65931.1953.76表2-4 无功补偿后花园小区1号楼3单元的计算负荷cos工程

P/kW

Q /kvar

S

I /A30 30 30 30380V0.87522.72290.70598.1908.96380V73.2380V主变压器功率损耗0.92522.720.01S =1.7130217.50.05S =7.5530452.4764.3210kV0.92420.75178.25456.9526.38表2-5 无功补偿后花园小区2号楼及各种负荷的计算负荷cos

计算负荷303030工程 P30303030

/Kw

Q

S /kVA I/A/A/A/A380V0.83600.93408.4726.61104.26380V144.2380V主变压器功率损耗0.91600.930.01S =2.2830264.210.05S =11.430568.7179.6410kV0.91523.11239.81575.4633.22第三章 变电所主变压器及主接线方案的选择变电所主变压器的选择临时工地变压器选择质和电源状况，变电所装设一台主变压器，型号为S9型，就足以满足工地需要，而变压器容量依据式〔3-1〕选择，即：SNT

S =80KVA＞75.2KVA 〔3-1〕30因此选一台S9-80/10型低损耗配电变压器，联结组为Yyn0。花园小区变压器选择设一台主变压器，型号为SC〔B〕10型，以满足小区需要。具体安排如下：变压器TM1为1号楼1、2单元供给；变压器TM2为1号楼3单元供给；变压TM3为2号楼及各种负荷供给。而变压器容量依据式〔3-〔3-〔3-4〕选择，即：

S =1000KVA＞904.95KVA 〔3-2〕30S =500KVA＞452.47KVA 〔3-2〕30S =630KVA＞568.71KVA 〔3-2〕30因此选SC〔B〕10-1000、SC〔B〕10-500、SC〔B〕10-630共三台配电变压器。Yyn0。变电所主接线方案的选择案：临时工地主接线图花园小区主接线图

图3-1 临时工地主接线图由于本设计实行的是三个变电所分别为花园小区的住宅楼各单元和各种负荷供出一个变电所的主接线图。图3-2 花园小区主接线图第四章 短路电流的计算临时施工短路电流计算绘制计算电路(1) K-1(3) K-2500MVA(2)～

5km

10.5kVS9-80 0.4kV图4-1 短路计算电路计算短路电路中个元件的电抗电力系统Soc=500MVA，故U2X N11 S

)2500

MVA

(4-1〕oc架空线路0暂设线路长为5km，查表得6-10KV电缆线路电抗x 0.35/km，故0X xl(0.355)1.752 0

〔4-2〕电力变压器k查表得变压器的短路电压百分值U=4，故kkX Uk

N2

4 (10.5kV)2

55.13

〔4-3〕3 100SN

100 80KVASN为变压器的额定容量k-1〔10.5kV〕的相关计算

X X X 0.221.751.97(k1) 1 2

〔4-4〕U

10.5kV kA

〔4-5〕3XN3XN1

(k1)

3.08331.97I””(3)I(3)

I(3)

3.08kA

〔4-6〕三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i(3)2.55I””(3)2.553.08kA7.85kAsh

〔4-7〕

I(3)1.51I””(3)1.513.08kA4.65kA 〔4-8〕shS(3)k1

I(3)N1k1

56.0MVA 〔4-9〕表4-1 短路计算结果I(3)I(3)I””(3)I(3)i(3)I(3)S(3)kshshkk-13.083.083.087.854.6556.0

三相短路电流

三相短路容量/MVA花园小区短路电流计算绘制计算电路(1)～

500MVA(2)5km

K-1(3) K-210.5kV 0.4kVSC(B)10-1000图4-2 短路计算电路计算短路电路中个元件的电抗电力系统oc电力系统出口断路器的断流容量S ocU2

〔4-10〕

X N11 Soc

(10.5kV)2500MVA0.220暂设线路长为5km，查表得6-10KV电缆线路电抗x 0.08/km，故0X xl(0.085)0.402 0

〔4-11〕电力变压器k查表得变压器的短路电压百分值U=6，故kU %U2X k 3 100SN

6 6.30100 1000KVA

〔4-12〕SN为变压器的额定容量k-1〔10.5kV〕的相关计算

X X X 0.220.40.62(k1) 1 2

〔4-13〕三相短路电流周期重量有效值I k1

U3XN1 3X(k1)

10.5kV

9.77kA

〔4-14〕I””(3)I(3)

I(3)

9.77kA

〔4-15〕三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值i(3)sh

2.55I””(3)

2.559.77kA24.93kA

〔4-16〕I(3)sh

1.51I””(3)1.519.77kA14.75kA 〔4-17〕三相短路容量S(3)

I(3)

177.68MVA

〔4-18〕k-2〔0.4kV〕的相关计算0.4KVX

(U

)2 (0.4kV)2N2 3.2104 〔4-19〕1 S 500MVAOC0.4kV2X 0.62(10.5kV)22

5.8104 〔4-20〕kX U%U2kN2

6 (0.4kV)29.610

〔4-21〕3 100SN

100 1000KVA33U

0.4kV

3XN3XN23(3.21045.81049.6103)I k2

(k2)

21.99kA其他短路电流I””(3)I(3)

I(3)

21.99kA 〔4-23〕i(3)shI(3)sh

1.84I””(3)1.8421.99kA40.46kA1.09I””(3)1.0921.99kA23.97kA

〔4-24〕〔4-25〕三相短路容量S(3)k2

I(3)N2k2

30.4kV21.99kA15.24MVA 〔4-26〕1号楼3〔变压器为〔变压器为4-2。表4-2短路计算结果三相短路电流三相短路容量/MVA小区变压器短路计算点I(3)kI””(3)I(3)i(3)shI(3)shS(3)k11、2单元k-1k-29.7721.999.7721.999.7721.9924.9340.4614.7523.97177.6815.241号楼3单元k-1k-29.7711.499.7711.499.7711.4924.9321.1414.7512.52177.687.962号楼及各种负荷k-1k-29.7714.349.7714.349.7714.3424.9326.3914.7515.63177.689.94第五章 变电所一次设备的选择校验10kV侧一次设备的选择校验按工作电压选则设备的额定电压U

Ne

一般不应小于所在系统的额定电压UN

，即U

UN，高压设备的额定电压U

Ne

应不小于其所在系统的最高电压U

max

U

U 。maxU =10kV，UN

max

=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压U

Ne

=12kV，熔断器额定电压U

Ne

。按工作电流选择设备的额定电流I 不应小于所在电路的计算电流I ，即Ne 30I INe 30按断流力量选择Ioc

Soc

，对分断短路电流的设备来说，不应小于I(3)或短路容量S(3)，即k kI I(3)S(3)S(3)oc k oc k对于分断负荷设备电流的设备来说，则为I I ，I 为最大负荷电流。oc OLmax OLmax隔离开关和断路器的短路稳定度校验动稳定校验条件imax

i(3)Ish

max

I(3)shi 、I 分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，i(3)、I(3)分别为开关所处的max

max

sh sh三相短路冲击电流瞬时值和有效值热稳定校验条件I2tI(3)2tt ima对于上面的分析，如表5-1表5-1 临时施工变压器一次侧设备选择：断流能选择校验工程 电压 电流力

动态定度 热稳定度 其它

参数 U I

I(3)k

I(3)sh

I(3)2t

imaNN件 NN

10kV

4.62A

3.08kA

3.0821.34.65kA=12.33额定参数

UNe

I Ie

imax

I2tt

LQJ-10

10kV

100/5A

225 20.1kA (900.1)21 二次负荷-号规格

GW4-12/400

12kV 400A

kA25kA

=81

0.6表5-2 花园小区1号楼1、2单元〔变压器SC〔B〕10-1000〕10kV一次侧设备的选择校验断流能 其选择校验工程 电压 电流力

动稳定度 热稳定度它件参数数据UN10kVI件参数数据UN10kVIN57.74A(I)I(3)k9.77kAI(3)sh14.7