某建筑供配電所課程設(shè)計

課程設(shè)計任務(wù)書題目名稱：變配電所課程設(shè)計系：電氣工程系專業(yè)：智能建筑班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職稱：2008年9月日變配電所課程設(shè)計任務(wù)書=1\*CHINESENUM3一、設(shè)計目的：變配電所課程設(shè)計，是配合《工廠供電》課程學(xué)習(xí)的實踐性質(zhì)的教學(xué)內(nèi)容，是一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其任務(wù)是使學(xué)生進(jìn)一步熟悉供配電各個系統(tǒng)的方案設(shè)計，掌握建筑供配電工程的設(shè)計原理和方法。具體應(yīng)達(dá)到以下目的：1、通過課程設(shè)計加深對本課程基本知識的理解,認(rèn)識到其的重要性，提高綜合利用本課程知識的能力，更進(jìn)一步掌握供配電2、掌握本課程工程設(shè)計的主要內(nèi)容、步驟和方法；3、提高制圖能力，學(xué)會查有關(guān)設(shè)計資料進(jìn)行設(shè)計計算的方法；4、提高獨立分析問題，解決問題的能力，逐步增強對實際工程的認(rèn)識和理解。二、設(shè)計題目：某建筑變配電所課程設(shè)計三、設(shè)計資料：=1\*Arabic1、Pe=2900KW,COSf=0.9；=2\*Arabic2、給某一十層的建筑物設(shè)計變電所，該建筑物有地下室可帶裙房；=3\*Arabic3、土建結(jié)構(gòu)圖，見已給結(jié)構(gòu)圖；4、電源就近取市供電局提供的10KV電壓；5、設(shè)計資料:《10KV供電系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)范》、《3-10KV變配電所設(shè)計規(guī)范》、《民用建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、《防雷接地設(shè)計規(guī)范》。三、設(shè)計內(nèi)容與粗略步驟：1、完成設(shè)計計算書；2、畫出主電路圖的主要部分；3、根據(jù)計算書及設(shè)計資料確定設(shè)備；4、繪制設(shè)備畫出平面圖與剖面圖。四、圖紙及計算書要求：1、設(shè)計說明；2、用CAD畫出高壓系統(tǒng)圖；3、用CAD按照合適的比例畫出平面圖、剖面圖；4、畫出材料表；5、寫出計算書（二次回路不需要計算）。設(shè)計計算書要有必要的計算說明，數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確，公式、數(shù)據(jù)要有根據(jù)。文字要簡明扼要；6、接地（防雷不需要做）；7、圖紙和圖例要符合制圖標(biāo)準(zhǔn)或工程習(xí)慣做法，線條尺寸要準(zhǔn)確完整；8、設(shè)計方案要符合相關(guān)設(shè)計規(guī)范和規(guī)定；9、設(shè)計圖紙要滿足施工要求；10、按A4格式裝訂成冊。=5\*CHINESENUM3五、格式要求：設(shè)計說明書（論文）必須由學(xué)生本人在計算機上輸入、編排，用標(biāo)準(zhǔn)A4紙單面打印。頁面設(shè)置：左右邊距2.5cm，上下邊距2.54cm；頁眉：1.5cm頁腳：1.75cm字體：正文全部宋體小四；標(biāo)題宋體小二加粗；小標(biāo)題宋體小四加粗；行距：固定值20。頁碼：居中、小五、底部。標(biāo)題“目錄”三號、黑體、居中。目錄中應(yīng)包括論文中全部章節(jié)的標(biāo)題及頁碼，含：參考文獻(xiàn)、附錄。目錄中各章題序及標(biāo)題用小四號黑體，其余用小四號宋體。設(shè)計說明書正文分章、節(jié)撰寫，每章應(yīng)另起一頁。各章標(biāo)題要突出重點、簡明扼要。設(shè)計說明書中涉及到的公式一律采用公式編輯器編輯。=6\*CHINESENUM3六、參考文獻(xiàn)：=1\*Arabic1、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB—500162、《3-10KV變配電所的設(shè)計規(guī)范》GB—500603、《民用建筑電系設(shè)計規(guī)范》JGJ/T164、《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB—500575、《10KV級以上變電所設(shè)計規(guī)范》GB—500536、《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB—500547、《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB—500528、《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)范》DL52229、《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》GB—5006210、《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》GB—5021711、《工業(yè)和民用配電設(shè)計規(guī)范》第三版電力出版社2005，10月12、《電力工程電氣設(shè)計規(guī)范》一次部分電力出版社13、《電力工程電氣設(shè)計規(guī)范》二次部分能源部西北電力設(shè)計院等相關(guān)設(shè)計圖集負(fù)荷計算計算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。用電設(shè)備計算負(fù)荷的確定,在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是世界各國普遍應(yīng)用的確定計算負(fù)荷的基本方法,在此課程設(shè)計中采用需要系數(shù)法來確定計算負(fù)荷。按需要系數(shù)法確定用電設(shè)備的有功計算負(fù)荷（kw）的計算公式為P30=KdPe(1-1)式中Pe─用電設(shè)備組的總的設(shè)備容量，單位為KW。Kd─用電設(shè)備組的需要系數(shù)，根據(jù)參考書《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》中的表2-1查得變配電所的需要系數(shù)為0.5～0.7，在此選取0.7。無功計算負(fù)荷（kvar）為Q30=P30tanφ式中tanφ─用電設(shè)備組的總的設(shè)備組cosφ的正切值。視在計算負(fù)荷（kva）為S30=P30/cosφ(1-2)式中cosφ為功率因數(shù)，有設(shè)計任務(wù)書取0.9。計算電流(A)的計算公式I30=S30/(UN)(1-3)式中UN—─—用電設(shè)備組的額定電壓，單位為KV。由設(shè)計任務(wù)書可知，該高校的總負(fù)荷為2900KW，把負(fù)荷代入上述各式計算得各種負(fù)荷如表1-1所示。表1-1某高校的負(fù)荷計算表設(shè)備容量Pe∕KKW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)計算負(fù)荷P30/kwQ30/kvaarS30/kVA高壓I30A29000.70.92030974.42255.6130.2變配電所及主變壓器的選擇變配電所所址的選擇根據(jù)參考書《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》可知，選擇工廠變、配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較后擇優(yōu)確定：接近負(fù)荷中心。進(jìn)出線方便。接近電源側(cè)。設(shè)備吊裝和運輸方便。不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或高溫的場所。不應(yīng)設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所。當(dāng)無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方；當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗鄰時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。高壓配電所應(yīng)盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房和建在一起。根據(jù)以上所述原則，將該高校的變配電所建在一個建筑物的地下室內(nèi)。變配電所內(nèi)的具體布置情況見附圖《變配電所的平面圖》。第二節(jié)變電所主變壓器的選擇1、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇主變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點和經(jīng)濟運行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上主變壓器：有大量一級或二級負(fù)荷。季節(jié)性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式。集中負(fù)荷較大，例如大于1250KVA時。根據(jù)上述條件，在本工程中由于計算負(fù)荷較大，則選擇兩臺變壓器。2、變電所主變壓器的選擇根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計規(guī)范》的要求，并結(jié)合本變電所的具體情況，選用兩臺同種型號的主變壓器。變電所每臺變壓器容量SNT不應(yīng)小于總的計算負(fù)荷S30的60%-70%,即SNT≈（0.6～0.7）S30=（0.6～0.7）x22255.6=（1353.36～1578.9）kva同時每臺變壓器容量應(yīng)能夠滿足一、二級負(fù)荷的要求應(yīng)。由于本設(shè)計為三級負(fù)荷，所以不考慮一、二級負(fù)荷。同時還適當(dāng)考慮今后電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地。由于需要系數(shù)取得最大值，故已考慮今后發(fā)展余量。所以本設(shè)計最終選用的主變壓器的實際負(fù)荷應(yīng)為1600KVA。3、主變壓器型號和聯(lián)結(jié)組別的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可選用油浸式変圧器，且應(yīng)優(yōu)選S9、S11等系列變壓器。電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采用不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系。6～10KV配電變壓器有Dyn11和yyn0兩種常見的聯(lián)結(jié)組。配電變壓器采用Dyn11聯(lián)結(jié)較之采用yyn0聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點：1）有利于抑制高次諧波電流2）有利于低壓單相接地短路故障的保護和切除3）承受單相不平衡負(fù)荷能力強但是，由于yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強度要求比Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器稍低，從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器，且目前生產(chǎn)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的廠家相對較少，所以在此變電所課設(shè)中選擇兩臺S9-1600/10（6）型變壓器,聯(lián)結(jié)組別為yyn0，額定容量1600KVA，高壓10KV，低壓0.4KV，阻抗電壓4.5%。短路電流計算及一次設(shè)備的選擇短路電流計算1、繪制計算電路如圖3-1所示圖3-1短路計算電路2、確定短路計算基準(zhǔn)值設(shè)sd=100mva，ud=uc=1.05un，即高壓側(cè)ud1=10.5KV，低壓側(cè)ud2=0.4KV，則Id1=EQsd/(ud1)=100mva/（*10.5KV）=5.5KaId2=EQsd/(ud2)=100mva/（*0.4KV）=144Ka3、計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值（1）電力系統(tǒng)已知soc=500mva，故X1﹡=100mva/500mva=0.2（2）架空線路由《工廠供電》中表3-1查的電纜線路的平均電抗為0.08Ω/km，線路長取10km，故X2﹡=（0.08*10）Ω*100mva/（10.5KV）2=0.73（3）電力變壓器由《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》中表3-1，uz%=4.5%，故X3﹡==2.8因此繪短路計算等效電路如圖3-2所示圖3-2短路計算等效電路4、計算k-1點（10.5KV側(cè)）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值X﹡∑(k-1)=X1﹡+X2﹡=0.2+0.73=0.93（2）三相短路電流周期分量有效值I（3）k-1=Id1/X﹡∑(k-1)==5.9ka（3）其他短路電流I，，（3）=I（3）∞=I（3）k-1=5.9kaI（3）sh=2.55I，，（3）=2.55*5.9=15.1kaI（3）sh=1.51II，，（3）=1.511*5.9==8.93kka（4）三相短路容量Sk-1(3)=SSd/X﹡∑(k-1)==107.55mva5、計算k-2點（0.4KV側(cè)）的短路路電路總阻抗抗及三相短路路電流和短路路容量（1）總電抗標(biāo)幺值X﹡∑(k-2)=X1﹡﹡+X2﹡+X3﹡//X4﹡=0.2+00.73+22.8//22.8=2.33（2）三相短路電流周周期分量有效效值I（3）k-2=Id2//X﹡∑(k-2)==61.8kaa（3）其他短路電流I，，（3）=I（3）∞=I（3）k-2=61.8kaaI（3）sh=1.84II，，（3）=1.84*61.8=113.77kaI（3）sh=1.09II，，（3）=1.09*61.8=67.366ka（4）三相短路容量Sk-2(3)=Sd/XX﹡∑(k-2)==42.9mvva以上短路計算結(jié)果果綜合如表3-1所示。表3-1短路路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/KKA三相短路容量/MMVAIk(3)I“(3)I∞(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-15.95.95.915.18.93107.5k-261.861.861.8113.767.3642.9第二節(jié)變電所所10KV側(cè)一次設(shè)備的的選擇校驗根據(jù)計算結(jié)果，高高壓斷路器采采用高壓少油油斷路器SN10--10I/6630，額定電流流630A，額定開端電電流16KA,額定斷流容容量300MVVA，16KA熱穩(wěn)定電流流斷開時間為為2S高壓隔離開關(guān)選用用GN6/88-10T//200型，額定電電壓10KV，額定電流流200A,動穩(wěn)定電流流峰值25.5KKA，5S熱穩(wěn)定電流10KA電流互感器采用LLAJ-100型，額定電電壓10KV，一、二次次額定電流分分別為300、5A，1S熱穩(wěn)定倍數(shù)數(shù)100，動穩(wěn)定倍倍數(shù)180電壓互感器分別采采用JDZ-110、JDZJJ-10型，額定電電壓10KV，變比分別別為10/0..1KV、KV高壓熔斷器采用RRN2-100型，額定電電壓10KV，額定電流流0.5A，斷斷流能力50KA避雷器采用FS44-10型戶外隔離開關(guān)采用用RW4-110/2000型跌開式開開關(guān)，額定電電壓10KV，額定電流流200A如表3-2所示。表3-210KKV側(cè)一次設(shè)備備的選擇校驗驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)UNINIK(3)ish(3)I∞(3)2.timaa數(shù)據(jù)10KV130.2A5.9KA15.1KA5.92×1.99=66.114一次設(shè)備型號規(guī)格格額定參數(shù)UN。eIN.eImaciimaIt2.tima高壓少油斷路器SSN10-110I/633010KV630A16KA40KA162×2=5112高壓隔離開關(guān)GNN6/8-110T/20010KV200A-25.5KA102×5=5000電流互感器LAJJ-1010KV300/5A-180×√2×00.1=900.5KA(100×0.1))2×1=1000電壓互感器JDZZ-1010/0.1KVV----電壓互感器JDZZJ-10KV----高壓熔斷器RN22-1010KV0.5A50KA--避雷器FS4-11010KV----戶外隔離開關(guān)RWW4-10//20010KV200A---以上所選的一次設(shè)設(shè)備均滿足要要求。第三節(jié)接線方方案及高壓柜柜的選擇根據(jù)設(shè)計要求及負(fù)負(fù)荷情況，高高壓系統(tǒng)一次次接線方案采采用單母線分分段式,由左側(cè)電纜纜引入、右側(cè)側(cè)電纜引出的的主接線方案案?！豆S供電設(shè)計指指導(dǎo)》中表4-10《GG-1A（F）型高壓開開關(guān)柜的部分分一次線路方方案》中02、03、07、54號柜符合上述述接線方案，因此高壓柜柜選用GG-1A（F）型高壓開關(guān)關(guān)柜的02、03、07、54號柜。高壓一次系統(tǒng)的接接線圖見附圖圖1《高壓系統(tǒng)統(tǒng)圖》。第四節(jié)變電所進(jìn)線線及高壓母線的選選擇1、変電所進(jìn)線的選擇擇根據(jù)第一章高壓側(cè)側(cè)的計算電流流選擇yjvv電纜線路，纜芯截面面70mm2即滿足要求求，考慮用電電安全及以后后發(fā)展情況，電電纜放大兩號號選擇，即選選擇截面為1120mmm2的yjv電纜線線路。2、高壓母線的選擇擇按88D264《電電力變壓器室室布置》標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)圖集的規(guī)定定，6-10KKV變電所高低低壓LMY型硬鋁母線線的尺寸，如如表3-3所示。表3-36-110KV變電所高低低壓LMY型硬鋁母線線的常用尺寸寸（單位mm）變壓器容量/KVVA200250315400500630800100012501600高壓母線40×4低壓母線相母線40×450×560×680×680×8100×8120×102（100×10）2（120×10）中性母線40×450×560×680×680×880×10按表3-3選擇的的母線尺寸，一一般均滿足短短路動穩(wěn)定和和熱穩(wěn)定要求求，因此不必必再進(jìn)行短路路校驗。但對對于35KV或以上的變變電所，則不不能采用此表表的母線尺寸寸，而應(yīng)按發(fā)發(fā)熱條件進(jìn)行行選擇，并校校驗其短路穩(wěn)穩(wěn)定度。所以由上表可確定定在此課程設(shè)設(shè)計中，10KV母線選為LMY-33(40×44),即母線尺寸寸為40×4；380V母線選LMY-33(120××10)＋80×10，即相母線線尺寸為120×110，中性線母母線尺寸為80×10。第四章變電所接地裝置的的設(shè)計1、接地電阻的要求求由《工廠供電設(shè)計指指導(dǎo)》中表99-23，本變電所的的公共接地裝裝置的電阻應(yīng)應(yīng)滿足以下條條件：RE≤4Ω且REE≤==4.444Ω式中IIE=UN(loh+35llcab)/3350其中UN－電網(wǎng)額額定電壓（KV），設(shè)計計中為10KV；looh－UN電網(wǎng)中架空空線路總長度度（km），取70km;lcab－UN電網(wǎng)網(wǎng)中電纜線路路總長度（km），取25km。故IE=UN(loh++35lcaab)/3550=10*（70+355*25）/350A=27A所以公共接地裝置置接地電阻應(yīng)應(yīng)滿足RE≤4Ω。2﹑接地裝置的設(shè)計（1）接地方案現(xiàn)初步考慮用長22.5m、直直徑50mmm的鋼管接地地體，沿建筑筑每隔5m打入一根根，管頂距地地面0.8mm，管子之間間用40*40mmm2的扁鋼焊接接相聯(lián)。（2）計算單根鋼管接接地電阻由《工廠供電》附附表25查得砂質(zhì)粘土的電電阻率為ρ=100Ωm。所以單根鋼鋼管的接地電電阻為RE（1）≈100Ωm/2..5m=400Ω（3）計算鋼管根數(shù)根據(jù)RE（1）/RE=40Ω//4Ω=10，考慮到管管子之間的電電流屏蔽效應(yīng)應(yīng)，選用15根長2.5mm、直徑50mmm的鋼管作作接地體。（4）接地電阻校驗用n=15和a/ll=5m/2.5m=2查《工廠供供電》附錄26得ηE≈0.66。因此RE=RE（1）//nη≈100Ωm/2.5mm/（15*0..6