1、*大学电气与自动化工程学院专业课程设计任务书班级 学号 姓名 设计题目某企业 10kV/0.4 kV 变电所设计 年 月2一、设计原始资料1供电电源：由上级变电所以两路 10kV 电缆线路供电，长度为 2.5km和 1.3km 。已知上级母线短路容量最大值分别为 187 MVA和 210 MVA 。继电保护动作时间不大于 1.5 秒.2负荷资料(见附表)3气象、土壤资料按南京地区考虑.二、设计内容1选择变压器容量台数、计算补偿容量、并设计电气主接线图。2确定短路电流计算点，计算短路电流值。3选择主要电气设备（断路器、熔断器、互感器、母线、电缆、补偿电容、开关柜等。4设计主要一次回路继电保护装置
2、和必要的自动装置。5选择主要二次回路仪表。6设计变电所平面布置图。7设计防雷保护和接地装置。三、设计说明书要简单明白，其内容包括：1各部分选择设计的依据、方案比较和设计结果的评价分析。2主要的计算步骤和计算公式。3类似的选择和计算结果（如电气设备选择、继电保护整定等）可以列表说明。四、设计应完成的图纸名称：1电气主接线图2总平面布置图33主要元件保护配置图4. 防雷接地图画于说明书中。五、主要参考资料：110kV 配电工程设计手册（谭金超） 。2工厂配电设计手册。3课程设计参考图集。4成套选型样本。5.电力用户变标准设计 （一）10kV 变电所 六、设计阶段进度：日期 天数 工作内容1 负荷计
3、算、变压器选型、无功补偿，设计一次主接线1 短路电流的计算1.5 选择开关柜及主要电气设备（高低压开关、进出线导线、补偿电容、电流电压互感器、二次仪表等）1.5 设计高、低压开关柜排列图1 高压继电保护设计1 平面布置图设计2 制图、整理说明书1 答辩、考核指导教师 年 月 日4附表：变电所 380V 负荷资料：回路用途 计算负荷（KW） 回路用途 计算负荷（ KW）第一教学楼照明 100 实验室 1 动力 60第二教学楼照明 80 实验室 2 动力 80第三教学楼照明 80 计算机中心 3 80第四教学楼照明 100 食堂动力 1、2 2100体育馆照明 70 招待所动力 60行政办公楼幢照
4、明 80 水泵房、锅炉动力 100实验室照明 50 新泵房动力 60计算机中心照明 40 行政楼动力 60图书馆照明 80食堂 1、2 照明 230教工集体宿舍 80招待所照明 80路灯照明 20变电所照明 10学生宿舍区照明 1 90学生宿舍区照明 2 90学生宿舍区照明 3 60要求：动力、照明分别计量；需考虑部分备用出线回路。实测负荷功率因数为平均 0.805，需补偿至 0.9。计量需考虑在高压侧计量。双回路电源不允许并列运行。5目录1.变电所负荷计算 .62.变压器的选择 .62.1 变压器台数的选择 .62.2 变压器容量的选择 .62.3 变压器类型的选择 .73.电容补偿 .74
5、.电气主接线设计 .84.1 电气主接线设计的原则 .84.2 电气主接线图的方式 .85.短路电流计算 .105.1 短路点的确定 .105.2 低压电网短路电流计算的特点 .105.3 短路电流计算 .116.选择主要电气设备 .156.1 高压开关柜以及设备的选择 .156.1.1 高压断路器的选择与校验 .166.1.2 电流互感器的选择 .176.1.4 母线的选择 .186.1.5 熔断器的选择和校验 .196.2 低压开关柜以及设备选择 .206.2.1 低压断路器的选择 .206.2.2 电流互感器的选择 .227.继电保护的整定及防雷措施 .227.2 0.4KV 侧低压断路
6、器保护 .237.3 防雷保护的选择 .2361.变电所负荷计算(1)动力计算负荷的计算=60+80+2*100+60+100+60+60=620 KW(2)照明计算负荷的计算=100+80+80+100+70+80+50+40+80+2*30+80+80+20+10+90+90+60+80=1250KW(3)总计算负荷的计算= + =1870KW因此 = /cos=1870/0.805=2322.98KVA2.变压器的选择2.1 变压器台数的选择(1)为满足负荷对供电可靠性的要求，对具有大量一、二级负荷，宜采用两台及以上变压器，当一台故障或检修时，另一台仍能正常工作。(2)负荷容量大而集中时
7、，虽然负荷只为三级负荷，也可采用两台及以上变压器。(3)对于季节负荷或昼夜负荷变化比较大时，从供电的经济性角度考虑；为了方便、灵活的投切变压器也可以选择两台变压器。因此选用两台变压器2.2 变压器容量的选择装有两台主变压器的变电所每台主变压器的容量应不小于总的计算负荷的 60，一般选取为 70即：同时每台主变压器的容量应不小于全部一二级负荷之和=0.7 =1626.09KVA & （+）=620/0.805=770.19所以选取 =2000KVA72.3 变压器类型的选择查得选择 SG10-2000/10 型3.电容补偿实测负荷功率因数为平均 0.805，需补偿至 0.9。要使功率因数提高，通
8、常需装设人工补偿装置。最大负荷时的无功补偿容量应为： 式(2-8)按此公式计算出的无功补偿容量为最大负荷时所需的容量，当负荷减小时，补偿容量也应相应减小，以免造成过补偿。因此，无功补偿装置通常装设无功功率自动补偿控制器，针对预先设定的功率因数目标值，根据负荷的变化相应投切电容器组数，使瞬时功率因数满足要求。提高功率因数的补偿装置有稳态无功功率补偿设备和动态无功功率补偿设备。前者主要有同步补偿机和并联电容器。动态无功功率补偿设备用于急剧变动的冲击负荷。低压无功自动补偿装置通常与低压配电屏配套制造安装，根据负荷变化相应循环投切的电容器组数一般有 4、6、8、10、12 组等。用上式确定了总的补偿容
9、量后，就可根据选定的单相并联电容器容量 来确定电容器组数：N.Cq8式(2.9)C.NqQn取自低压母线侧的计算负荷，实测负荷功率因数为平均 0.805，需补偿至 0.9。 =0.75变压器的无功损耗=2000*0.4/100+6/100*(2322.98)2/2000=169.89kvar= + =362.41+161.89=524.3kvar 2 台 300kvar所以 n=524.3/3002 台因此选取 BKMJ0.4-300-3 型并联电容器4.电气主接线设计4.1 电气主接线设计的原则电气主接线设计的基本原则是以设计任务书为依据，以国家经济建设的方针、政策技术规定、标准为准绳，结合
10、工程实际情况，力争设备元件和设计的先进性与可靠性，坚持可靠、先进、适用、经济、美观的原则。4.2 电气主接线图的方式常用的 10/0.4kV 用户终端的电气主接线10kV 部分（双回进线）：1.单母线分段:接线灵活，可靠性高、经济2.内桥接线:多用于线路经常切换、开关柜闭锁繁琐、很少采用3.外桥接线:多用于变压器经常切换、开关柜闭锁繁琐、很少采用4.线变组:可靠性能低、经济性能高常用的 10/0.4kV 用户终端的电气主接线0.4kV 部分（2 台变压器）：单母线分段:接线灵活，可靠性高、经济性差10kV 部分选用线变组,0.4kV 部分选用单母线分段9电气主接线示意图5.短路电流计算短路电流
11、计算是供配电系统设计与运行的基础，主要用于解决以下问题：（1）选择和校验各种电气设备，例如断路器、互感器、电抗器、母线等（2）合理配置继电保护和自动装置（3）作为选择和评价电气主接线方案的依据5.1 短路点的确定一般用户变电所选择变压器高低压侧母线短路时作为短路点。5.2 低压电网短路电流计算的特点（1）配电变压器容量远远小于电力系统的容量，因此变压器一次侧可以作为无穷大容量电源系统来考虑； （2）低压回路中各元件的电阻值与电抗值之比较大不能忽略，因此一般要用阻抗计算。10（3）低压网中电压一般只有一级，且元件的电阻多以 m (毫欧)计，因而用有名值比较方便； 5.3 短路电流计算5.3.1
12、确定基准值：取 =100MVA =10.5kV =0.4KV dS1CU2C而 = =100MV.A/（ *10.5kV）=5.50kA1dI1c33= =100MV.A/（ *0.4kV）=144.34kA2dI2cUS5.3.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值：（1）电力系统：由于电源侧短路容量定为 =187MVA,因此 = =100MVA/187MV.A=0.53dkS/=187*0.8=149.6MVA,因此 = =100MVA/149.6MV.A=0.66dkS/=210MVA,因此 = =100MVA/210MV.A=0.48dk/=210*0.8=168MVA,因此 = =100MVA/168MV.A=0.60dk/（2）电缆：查得 =(0.08/km),因此 = =0.08/km*2.5km* =0.18120dcXLS/U2)kV5.10(AM= =0.08/km*1.3km* =0.09420dcXLS/U2)kV5.1(AM（3）电力变压器：,而 ,因此 = = =6*100*1000/100/2000=33*X410KdNTU%S/两台变压器分列运行：5.3.3 求 K-1 点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路
