小区变电所设计专业课程设计.docx

课程设计汇报

设计题目： 某小区变电所设计

学 校： 重庆邮电大学移通学院
学 生 姓 名：
专 业：
班 级：
学 号：
指 导 教 师：

设计时间： 年 6 月
重庆邮电大学移通学院

摘要

本设计为8栋级小区设计小区变电所，依据本小区电源需求及本小区用电负荷实际情况，并合适考虑到小区负荷扩展可能性，根据安全可靠、技术优异、经济合理要求，确定变电所位置和型式、主变压器台数和容量，变电所主接线方案及高低压设备和进出线、确定二次回路方案，选择整定继电保护装置。

关键词：小区变电所；变压器选择；线路选择；保护继电器

目录

一、 任务设计目标和要求………………………………（4）

二、 设计任务书…………………………………………（4）

三、 设计内容……………………………………………（6）
三、一 负荷计算和无功赔偿 …………………………(6)
三、二 确定变压器容量、台数、形式 …………………(6)
三、三 确定变电所高、低压系统接线方案 ……………(7)
三、四 确定自备电源及其设备选择 ……………………(8)
三、五 短路电流计算 ………………………………(8)
三、六 开关、导线、电缆等设备选择 …………………(11)
三、七 确定二次回路方案及继电保护选择和整定………(13)
三、八 绘制变电所高低压系统图………………………(14)
三、九 绘制变电所设备部署图…………………………(16)
总结 ………………………………………………………（17）

课程设计题目
重庆市中区某小区变电所设计
学院
重庆邮电大学移通学院
专业
电气工程及其自动化
年级

已知参数和设计要求：
小区平面简图见附录图1，已知小区和当地供电部门协议，本小区可由东边20公里处地域变电所110/38.5 /11kv、50MVA双绕组变压器供电。
35KV供电时母线出线端断路器断流容量为900MVA；10KV供电时母线出线端断路器断流容量为350MVA。小区最大负荷时功率因数不能低于0.92；地域变电站35KV馈电线路定时限过电流保护装置定时时间为1.5S，小区变电所保护动作时间不得大于1.5S。
当地域年最高气温为40℃，年均气温为20℃，年最低气温为5℃，点最热月平均气温为32℃，年最热月地下0.8m平均温度为25℃，主导风向为西南风，年暴雨日数为30天。当地域海拔为350m，地层以多土石壤为主，地下水位3m。

学生应完成工作：
1、计算负荷和无功赔偿；
2、确定变压器容量、台数、形式；
3、确定变电所高、低压系统关键接线方案；
4、确定自备电源及其设备选择；
5、短路电流计算；

目前资料搜集情况（含指定参考资料）：
1、供电工程 第2版 主编：翁双安；
2、民用建筑电气设计规范 JGJ/T75-1994；
3、刘介才主编. 工厂供电简明设计手册. 北京: 机械工业出版社, 1993；
4、刘介才主编. 供电工程师技术手册. 北京: 机械工业出版社, 1998；

课程设计工作计划：
1、课程设计资料搜集、方案选择-------------------------------------------4h
2、变电所设计相关计算---------------------------------------------------4h
3、设备选择-----------------------------------------------------------4h
4、供配电综合自动化实训-------------------------------------------------2h
5、确定二次回路及继电保护选择和整定-----------------------------------2h
6、绘制变电所高、低压系统主接线图---------------------------------------2h
7、绘制变电所设备部署图-------------------------------------------------2h
8、编写设计汇报及设计答辩-----------------------------------------------4h
任务下达日期 年 6 月 13 日
完成日期 6月
指导老师 （署名）
学 生 （署名）

一、 设计目标和要求：

经过建筑电气和供配电综合设计，使我们初步熟悉建筑变电所设计方案确实定，掌握设计相关计算和设备选择方法，提升我们查阅和利用设计资料、手册。产品样本能力。初步含有变电所设计和设备选择能力，提升施工图绘图能力及编写设计说明书能力。经过此次综合设计，深入巩固对应理论课程知识点。

二、 设计任务书：

依据本小区所能取得电源及本小区用电负荷实际情况，并合适考虑到小区负荷发展，根据安全可靠、技术优异、经济合理要求，确定变电所位置和型式，确定变电所主变压器台数和容量，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，建筑内外照明设计、确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最终按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
原始资料：
1.某小区含有居民楼8栋，平面简图以下：

图1总平面图（1：200）
2．小区负荷情况：
该小区负荷统计资料以下：
名称
楼层
每层户数
每户容量（kw）
需要系数Kd
cosφ
1
32
8
3
0.33
0.8
2
32
8
3
0.33
0.8
3
32
8
3
0.33
0.8
4
26
5
5
0.33
0.8
5
26
5
3
0.33
0.7
6
32
6
3
0.33
0.7
7
26
6
4
0.33
0.8
8
26
6
4
0.33
0.7
3.供电电源情况：
根据小区和当地供电部门协议，本小区可由东边20公里处地域变电所110/38.5/11KV、50MVA双绕组变压器供电。
35KV供电时母线出线端断路器容量为900MVA；10KV供电时母线出线端断路器断流容量为350MVA。
4.供电局提出技术要求：
（1）小区最大负荷时功率因数不能低于0.92。
（2）地域变电站35KV馈电线路定时限过电流保护装置整定时间为2s，小区变电所保护动作时间不得大于1.5s。
5.气象资料：
当地域年最高气温为40℃，年平均气温为20℃，年最低气温为5℃，年最热月平均气温为32℃，年最热月地下0.8m平均温度为25℃，主导风向为西南风，年暴雨日数为30天。
6.地质水文资料：
当地域海拔350m，地层以多石土壤为主，地下水位为3m。

计算书

cos
tan
Pc
Qc
Sc
Ic
1栋
0.8
0.75
215.42
174.93
277.50
426.92
2栋
0.8
0.75
215.42
174.93
277.5
426.92
3栋
0.8
0.75
215.42
174.93
277.5
426.92
4栋
0.8
0.75
109.4
117.56
106.59
164
5栋
0.7
1.02
109.4
159.89
193.73
298.05
6栋
0.7
1.02
161.568
188.02
247.90
381.38
7栋
0.8
0.75
175.032
210.67
273.89
421.37
8栋
0.7
1.02
175.032
214.89
277.15
426.38

（一）负荷计算和无功赔偿
[1]

[2]

[3]无功赔偿容量

查表附录Ⅱ，选择产品型号为：
BSMT0.4—30—3型自愈式并联电容器，每组容量为=30
[4]赔偿后
视在计算负荷：

满足要求
（二）确定变压器容量，台数，形式
该变电所为小区供电，当地域年最高气温为40℃，年均气温为20℃，年最低气温为5℃，点最热月平均气温为32℃，年最热月地下0.8m平均温度为25℃，主导风向为西南风，年暴雨日数为30天。当地域海拔为350m，地层以多土石壤为主，地下水位3m。所以初选两台等容量干式变压器互为备用。

每台变压器容量：
所以每台容量为1250（KV.A）即SCB10型10/0.4KV三相干式双绕组电力变压器，因为小区内几乎没有二级负荷（消防水泵、应急灯），所以每台1000（KV.A）足以供紧急情况，变压器采取无励磁调压方法，分接头+5%，联结组标号Dyn 11。考虑环境原因，带风机冷却并配置温控仪自动控制，带IP2X防护外壳。
（三）确定变电所高低压系统接线方案

因为选择两台变压器，考虑到供电可靠性，所以主接线方案为：两路电源进线单母线接线
（四）确定自备电源及设备选择
两台变压器互为备用
（五）短路电流计算
高压电网电力系统地域变电所（小区变电所）

确定基准值
mvA 4KV
计算短路电路中各关键元件电抗标幺值：
（1）电力系统
==0.28
（2）架空线路

（3）电力变压器

等效电路：

3．求k-1点短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流短路容量
总电抗标幺值

三相对称短路电流初始值

其它三相短路电流

三相短路电容

4.求k-2点短路总阻抗、总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量。
两台变压器并联运行情况下：
总电抗标幺值：

三相短路电流周期分量有效值：

其它三相短路电流：10/0.4kv变压器二次侧低压母线发生三相短路时，通常 ，可取，则：
①　
②　
③　
三相短路容量：

两台变压器分列运行情况下：
总电抗标幺值：

三相短路电流周期分量有效值：

其它三相短路电流：
①　
②　
③　
三相短路容量：

高压短路电流计算表
序
号

电路元件

短路计算点

技术参数

标抗标值/
三相短路电流
三相短路容量/KMA

1
电力系统

0.3

300MV

2
电力线路

x=0.1052/KM
l=20KM
1.81

3

1+2

K — 1
Un=10KV

2.11
2.61
2.61
2.61
6.66
3.94
47.39

4

变压器

=4.5
6

5

3+4

k-2
并联

5.11
8.11
28.25
28.25
28.25
63.85
37.01
19.57
分列
17.80
17.80
17.80
40.23
23.32
12.33

（六）开关，导线和电缆选择
按电压损失条件选择导线横面积
选择电力线缆：初取

选择型电缆
电缆 直埋/穿管理地0.8m ，环境温度25℃。
按发烧条件校验，线路计算电流为：

查附录表40得电缆载流量为147A。设同一路径有2根电缆有间距并列敷设，依据附录表48校正。电缆实际载流量
所选电缆截面积满足发烧条件。
选择高压断路器并校验：
本工程选择户内中置式高压开关柜：
变压器为
额定电流
查附录表18，选择型户内高压真空断路器，配用弹簧操作机构，二次设备电压为DC110V为高压断路器选择校正。

（七）继电保护整定和计算

图 3 继电保护原理图
1.过电流保护
（1）整定动作电流 整定定时限过电流保护动作电流：

取 ，，
故过电流保护动作电流为

查附录表60，选择JL-83静态电流继电器，动作电流整定为8.16A。
（2）整定保护动作时间 对10/0.4kV配电变压器，其过电流保护动作时间整定为0.5s。
（3）校验灵敏性 保护装置k-1点末端在系统最小运行方法下两相短路电流：

定时限过电流保护灵敏度为

满足保护灵敏性要求。
继电保护：限流熔断器可在10ms内切除故障，断路器全开断时间有三部分：继电保护动作时间、断路器固有时间、燃弧时间，通常需要三周波（60ms）。
∴整定时间=限流熔断器动作时间+断路器全开断时间+定时限时过电流保护动作时间
0.1+0.6+0.5=1.2s<2s

（八）绘制变电所高低压系统图

图 4 10kV变电所
变压器一次侧电气主接线

图 5 10kV变电所
变压器二次侧电气主接线

（九）变电所设备部署图

图 6 10kV变电所设备部署图

总结

经过这次设计实践。我学会了初步熟悉建筑变电所设计方案，对变电所降压变电原理和设计也有了更深刻了解。在对理论利用中，提升了我们工程素质，在没有做实践设计以前，我们所掌握专业知识全部是理论上，对部分细节不加重视，当我们把自己想出来公式计算时候，问题出现了，有时计算结果和要求结果不相符合。经过处理计算过程中出现问题，我们对供电工程了解得到加强，看到了本身知识掌握和要求差距。

通最终在此感谢老师悉心指导和同学支持！