10KV供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)答辯

校園10KV高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

專業(yè)：電氣工程及其自動化班級：電氣專升本1201答辯人：袁贊指導(dǎo)老師：田輝選題目的電能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活當(dāng)中。而校園作為教師和學(xué)生主要活動中心,如果供配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障,將會嚴(yán)重影響校園教學(xué)工作和師生安全。所以設(shè)計(jì)一套安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)的供配電系統(tǒng),有著非常重要意義。另外一方面一套完整的校園供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論同樣可以運(yùn)用到其他領(lǐng)域中。選擇這個(gè)題目同時(shí)也是希望通過自己努力，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)題目，最終加強(qiáng)專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)。本設(shè)計(jì)包括以下7部分內(nèi)容1、電氣主接線設(shè)計(jì)2、負(fù)荷計(jì)算:是選擇開關(guān)、導(dǎo)線、變壓器等元件依據(jù)3、短路計(jì)算:是選擇電氣設(shè)備和繼電保護(hù)整定的依據(jù)4、變壓器設(shè)計(jì)5、電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)6、校園配電線路設(shè)計(jì)7、二次回路及繼電保護(hù)裝置8、接地和防雷

校園平面圖電氣主接線圖設(shè)計(jì)方案對于要求負(fù)荷不太大的企業(yè)和單位，通常采用單電源進(jìn)線。一種是一次側(cè)單母線不分段，二次側(cè)單母線分段主接線；適用于10KV變電所裝兩臺變壓器的三級負(fù)荷，但是此種接線可靠性太差。雙電源進(jìn)線10KV變電所的主接線采用一、二側(cè)單母線分段接線，這種接線適用于有一、二級負(fù)荷的企業(yè)，變電所有兩臺或兩臺以上變壓器。采用雙回路電源進(jìn)線高壓側(cè)采用單母線分段后，供電性高，操作靈活方便。根據(jù)校園平面圖,選擇電源點(diǎn),繪制主接線圖。電氣主接線圖

整理校園負(fù)荷編號名稱負(fù)荷名稱設(shè)備容量(KW)需要系數(shù)功率因數(shù)1教學(xué)樓動力600.30.7照明7000.70.92男生宿舍動力1000.60.8照明8000.80.953女生宿舍動力600.70.7照明7000.80.954食堂動力6000.60.65照明600.80.955辦公樓動力600.30.7照明8000.70.9

整理校園負(fù)荷編號名稱負(fù)荷名稱設(shè)備容量(KW)需要系數(shù)功率因數(shù)6物理實(shí)驗(yàn)室動力3600.60.8照明3000.80.957化學(xué)實(shí)驗(yàn)室動力1000.60.8照明3000.80.958鍋爐房動力1400.70.7照明20.80.959路燈系統(tǒng)動力000照明1200.50.95負(fù)荷結(jié)算結(jié)果名稱有功功率（KW）無功功率（Kvar）視在功率（KVA）辦公樓228187.36295.10教學(xué)樓508187.36541.45男生宿舍538179.6567.19女生宿舍473158.20498.75化學(xué)實(shí)驗(yàn)樓300123.96324.60物理420223.96471.36鍋爐91.60100.84135.96路燈系統(tǒng)6019.7463.03食堂408436.59614.06無功功率補(bǔ)償

進(jìn)行無功補(bǔ)償目的就是：因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)和變壓器等設(shè)備，在正常情況下，不允許長期超過額定電壓和額定電流運(yùn)行。所以當(dāng)電壓和電流都已達(dá)到額定值時(shí)，功率因數(shù)低便造成設(shè)備有功功率的輸出較少。同樣容量的設(shè)備，功率因數(shù)越低，其輸出的有功功率就越少。當(dāng)功率因數(shù)降低，線路電流增大時(shí)，勢必造成線路中電壓降增大，這將導(dǎo)致線路末端的電壓降低。若要滿足末端用戶電壓要求，則線路始端的電壓就要升高，從而會使整個(gè)線路的供電質(zhì)量降低。

無功功率補(bǔ)償名稱COSΦ計(jì)算負(fù)荷

P30∕kwQ30/kvar

S30/kva

未補(bǔ)償總負(fù)荷0.882413.291286.182724.35無功補(bǔ)償容量360補(bǔ)償后總負(fù)荷0.932413.29932.222587.08短路電流計(jì)算1）短路形成的原因：是由于人為操作不當(dāng)、絕緣材料老化、鳥獸的破壞等造成相與相、相與地之間連接或者經(jīng)小阻抗的連接。2）短路的后果：產(chǎn)生熱效應(yīng)燒壞電氣設(shè)備；產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力效應(yīng)使設(shè)備變形；產(chǎn)生磁效應(yīng)干擾其他設(shè)備運(yùn)行；影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。3）短路形式：三相短路，兩相短路，單相短路，兩相接地短路。短路計(jì)算目的：短路計(jì)算為選擇電氣設(shè)備，繼電保護(hù)整定提供理論依據(jù)。繪制等效電路圖短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA短路電流周期分量I(kA)短路沖擊電流ish(kA)短路沖擊電流有效值Ish(kA)K-1點(diǎn)3.268.134.92K-2點(diǎn)50.5392.9750.07容量和型號選擇容量一臺SNT≥S30選擇兩臺S9-2000

/10變壓器兩臺SNT=（0.6～0.7）S30SNT≥S30（Ι+Π）型式S9-2000/10變壓器變壓器設(shè)計(jì)

電氣設(shè)備選擇

1）按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備型號。2）按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流。即在10KV系統(tǒng)中，應(yīng)該選擇額定電壓為12KV的電氣設(shè)備，在380V系統(tǒng)中，應(yīng)選擇額定電壓500V電氣設(shè)備。3）按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為了保證電氣設(shè)備在短路時(shí)不致?lián)p壞，就必須按最大短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。4）開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。開關(guān)電器由于擔(dān)負(fù)切斷短路電流任務(wù)，所以必須校驗(yàn)其斷流能力，其額定短路開斷電流不小于安裝點(diǎn)最大三相短路電流。電氣設(shè)備選擇

電氣設(shè)備名稱電氣設(shè)備型號備注高壓斷路器Z28-12/630電氣設(shè)備安裝在高壓母線以上處高壓隔離開關(guān)GN19-12/400電流互感器LZZBJ9-12(400/5A)電壓互感器JDZJ-10(10/0.1V)高壓斷路器Z28-12/630電氣設(shè)備安裝在變壓器高壓側(cè)到高壓母線處高壓隔離開關(guān)GN19-12/400電流互感器LZZBJ9-12(400/5A)電壓互感器JDZJ-10(10/0.1V)

電氣設(shè)備選擇

電氣設(shè)備名稱電氣設(shè)備型號備注電流互感器YDBH0.66-120II低壓斷路器DW2-4000安裝在變壓器低壓側(cè)到低壓母線處低壓斷路器DW2-6300安裝在低壓母線以下處低壓刀開關(guān)HD13-1500/30

校園供配電線路設(shè)計(jì)供配電線路在電源和用電負(fù)荷之間擔(dān)負(fù)著電能輸送與分配任務(wù)，同時(shí)也是電力系統(tǒng)重要組成部分。導(dǎo)體和電纜截面選擇原則:導(dǎo)體和電纜截面選擇必須滿足安全、可靠、經(jīng)濟(jì)條件。導(dǎo)體和電纜選擇依據(jù)：1）按發(fā)熱條件（允許載流量）選擇導(dǎo)體和電纜截面；.2）按照允許電壓損失選擇導(dǎo)體和電纜截面；3）按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜的截面；4）按經(jīng)濟(jì)密度選擇導(dǎo)體和電纜截面。

二次回路保護(hù)要求可靠性:一段母線發(fā)生故障，自動裝置可以保證正常母線不間斷供電。重要用戶可以從不同分段上引接。出線回路數(shù)較多，斷路器故障或檢修較多，母聯(lián)斷路器長期被占用，對變電站不利。靈活性:母線由分段斷路器進(jìn)行分段。當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由自動裝置將分段斷路器跳開，不會發(fā)生誤操作。經(jīng)濟(jì)性:當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)相同的情況下，單母線分段接線所用的斷路器和隔離開關(guān)少于雙母線接線。總結(jié)：對比兩種接線方式，從可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性以及可擴(kuò)建性等幾方面考慮，我認(rèn)為單母線分段接線方式較適合本設(shè)計(jì)要求，故高、中、低壓三側(cè)均采用單母線分段接線方式。變電站綜合自動化設(shè)計(jì)自動化裝置：校園10KV高壓供配電系統(tǒng)自動化裝置主要由10KV變電所終端設(shè)備、通信設(shè)備、不間斷電源等組成，一般能實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)“四遙”功能。繼電保護(hù)任務(wù)和要求供配電線路的電力線路其一般為6～35KV的供配電線路,按照GB50062-1992-《電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，由于校園線路比較短，容量不是很大，因此繼電保護(hù)裝置通常比較簡單,只設(shè)置電力變壓器的保護(hù)和低壓400V線路的絕緣監(jiān)視裝置。按照GB50062-2008規(guī)定,油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù),用于保護(hù)變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的大量的瓦斯;并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù);10000KVA以下的變壓器，可裝設(shè)過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù);400KVA及以上變壓器，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù);降壓變壓器宜采用過電流保護(hù),作為變壓器外部短路的后備保護(hù);為了防止變壓器過負(fù)荷和溫度升高要裝設(shè)過負(fù)荷和溫度保護(hù)。

防雷和接地

接地種類:工作接地，保護(hù)接地，重復(fù)接地，保護(hù)接中性線。變電所的防雷保護(hù):直擊