10kv高层建筑变电所设计

1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称： 供电工程 题 目： 高层建筑变电所设计 专业班级： 学生姓名： 学号：201001019130 指导老师： 黄绍平 任务书下达日期：2013年3月1日设计完成日期：2013年6月15 日设计内容与设计要求一、设计内容（一）原始数据1.工程概况：本工程为15层的办公楼，属一级高层建筑，地下一层，地上15层。地下一层为设备用房，115层为办公层。建筑高度为56.1m，建筑面积为22736m2。1.负荷情况：本高层建筑总负荷为1000kVA，COS为0.7，其中照明负荷为300kVA，动力负荷为700kVA。消防设备、重要设备、主通道一般照明等重要负荷为400kVA。 2.电源情况：从城市电网引一路10kV电源，短路容量为200MVA。另安装一台400kW自备柴油发电机。 3.环境与气象条件：年最高温度：40 ；年最低温度-5；年平均温度25；海拔高度：150m； 土质：粘土；雷暴日：30日/年。 （二）技术要求1双电源采用一用一备，自备柴油发电机要求在30s之内供电。2要求补偿后低压侧COS达到0.95。（三）设计内容1负荷计算与无功功率补偿2主变压器

2、选择3电气主接线设计4短路电流计算5电气设备的选择与校验（包括保护动作值的整定计算）6母线及进出线的选择7变电所布置设计二、设计要求1在规定时间内完成以上设计内容；2用计算机画出电气主接线图和变电所布置平面图；3编写设计说明书（计算书），设备选择要列出表格。主要设计条件计算机与博超电气电力设计软件。 说明书格式目录正文内容：一、设计要求及概述二、负荷计算与无功补偿三、主变压器选择四、电气主接线设计五、短路电流计算六、电气设备选择与校验七、母线及进出线的选择八、结语装订格式：全部采用16K打印纸或课程设计专用纸，竖装。装订顺序：课程设计报告书封面；任务书；说明书目录；正文；附件（图纸等）。参 考 文 献1徐晓宁.建筑电气设计基础M.广州：华南理工大学出版社，2007.2马誌溪.建筑电气工程-基础、设计、实施、实践M.北京：化学工业出版社，20053刘介才.供配电设计手册目 录第一章 设计要求及概述1第二章 负荷计算与无功补偿22.1计算负荷的目的和意义22.2无功补偿的目的和意义22.3具体计算3第三章 主变压器选择43.1 选择变压器型式43.2选择变压器的台数4第四章 电气主接线设计

3、6第五章 短路电流计算9第六章 电气设备选择与校验126.1高压断路器的选择及校验126.2 隔离开关的选择及校验146.3 互感器的选择及校验166.3.1电流互感器的选择及校验176.3.2电压互感器选择校验18第七章 母线及进出线的选择207.1母线型号的选择207.2按发热条件进行校验20结束语21参考文献22 第一章 设计要求及概述分析综合楼10kV变电所的负荷分布情况，再加上对安全、可靠、优质、灵活、经济等方面的考虑，选择出最佳变电所的高低压部分设计，进而根据实际情况，选择并校验所选电气设备。设计步骤如下：（1）：依照主接线的特点，选择各个电压等级的接线方式，进行综合比较，选择最佳接线方式。（2）：进行短路电流计算，根据短路点计算三相短路稳态电流和冲击电流。（3）：根据所选电气元件，结合实际绘制设计图纸，包括主接线图、二次回路图等。最后进行校验。设计的依据来源于任务书所给的原始数据，包括工程概况、负荷情况和环境与气象条件。此次课程设计能够让同学们更好的掌握电气部分的发电、变电、输电、主系统的构成、设计和运行的基本理论及计算方法、并注重加强对电气设备性能和原理灵活应用于实践，

4、培养自己的分析 和计算能力。第二章 负荷计算与无功补偿2.1计算负荷的目的和意义计算负荷是根据已知的用电设备容量按一定统计方法确定的，预期不变的最大假想负荷，作为按发热条件选择供电系统各元件的一句。按计算负荷悬着的电力变压器、高低压电器和电线电缆，当系统在正常持续运行时，其发热温度不致超出允许值，或不影响其寿命。计算负荷是供电系统设计计算的基本一句。如果计算负荷过大，将使设备和导线选择偏大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷过小，又将使设备和导线选择偏小，造成运行时过热，增加电能损耗和电压损失，甚至使设备和导线烧毁，造成事故。可见，正确确定计算负荷具有重要意义。负荷情况很复杂，影响计算负荷的因素很多，它与设备的性能、生产的组织及能源供应的状况等多种因素有关，因此，准确确定计算负荷十分困难，负荷计算也只能力求接近实际。2.2无功补偿的目的和意义所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路，当容性装置释放能量在相互转化，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。采取无功功率补偿、提高功率因素时，使负荷电流减小，这就使得供电系统的电能损耗和电压损失降

5、低，并可选用较小容量的电力变压器、开关设备和较小截面积的电线电缆，减少投资和节约有色金属。因此采取无功补偿、提高功率因素对整个供电系统大有好处。2.3具体计算照明负荷： 动力负荷： 重要负荷： 总负荷为： 总的无功功率补偿为： 选择电容器组数及容量，考虑到无功自动补偿控制器可控制电容器投切的回路数为4,6,8,10,12等，故选择成套并联电容器屏，可安装的电容器组为12组。则需要安装的电容器单组容量为：，查附录表11，选择BSMJ0.4-40-3型自愈式并联电容器，每组容量，总容量为，实际最大负荷时的补偿容量为，补偿后的视在计算负荷及功率因素为：视在计算负荷: 功率因素： 第三章 主变压器选择在合理选择变压器时，首先应选择低损耗，低噪音的S9,S10,S11系列的变压器，不能选用高能耗的电力变压器。应选是变压器的绕组耦合方式、相数、冷却方式，绕组数，绕组导线材质及调压方式。3.1 选择变压器型式考虑到在地下一层设备房内，故选用低损耗的SCB10型10/0.4KV三相干式双绕组电力变压器。变压器采用无励磁调压方式，分接头5，联结组标号为Dyn11,，采用环氧树脂浇注型或者六氟化硫型变压器

6、，带IP2X防护外壳。3.2选择变压器的台数根据办公楼负荷情况和电源情况，变电所的主变压器有两种方案可供选择。（a）装设一台变压器，而容量根据，选择：,型号为SCB10-1000/10KV.表3-1 SCB9-800/10变压器技术参数型号额定容量（KVA）额定电压（kV）空载损耗（W）负载损耗（W）短路阻抗（%）空载 电流（%）变压器连接组高压低压SCB10-1000/10100010.50.41750825060.9（b）装设两台变压器，而每台变压器的容量根据下式选择，即： 因此选择两台型号为SCB10-600/10KV.的变压器，主变压器的联结组为Yyn0。按技术指标，装设两台主变压器的方案略优于装设一台主变压器的方案，但按经济指标，则装设一台主变压器的主接线方案远优于装设两台主变压器的主接线方案，因此决定采用装设一台主变压器的主接线。第四章 电气主接线设计变配电所的电气主接线是以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。其基本形式按有无母线通常分为有母线的主接线和无母线的主接线两大类。母线是大电流低阻抗道题，可以再其上分开的个点接入若干个电路。母线在配电装

7、置中起着汇集电流和分配电流的作用，又称汇流排。在用户变配电所中，有母线的主接线按母线设置的不同，又有单母线接线、分段单母线接线盒双母线接线三种形式。1.单母线接线单母线接线的特点是整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。供电电源是变压器或高压进线回路。母线既可以保证电源并列工作，又能使任一条出线回路都可以从电源l或2获得电能。每条引出线回路中部装有断路器和隔离开关，靠近母线侧的隔离开关QS2称作母线隔离开关，靠近线路侧的QS3称为线路隔离开关(在实际变电所中，通常把靠近电源侧的隔离开关称为甲刀闸，把靠近负荷侧的隔离开关称为乙刀闸)。由于断路器具有开合电路的专用灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，故用来作为接通或切断电路的控制电器。隔离开关没有灭弧装置其开合电流能力极低，只能于设备停运后退出工作时断开电路，保证与带电部分隔离，起着隔离电压的作用。所以，同一回路中在断路器可能出现电源的一侧或两侧均应配置隔离开关，以便检修断路器时隔离电源。若馈线的用户侧没有电源时，断路器通往用户则可以不装设线路隔离开关。但如果费用不大，为了防止过电压的侵入。也

8、可以装设。同一回路中串接的隔离开关和断路器，在运行操作时，必须严格遵守操作顺序。（1）单母线接线的优缺点 优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。 缺点：灵活性和可靠性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所连接的电源，与之相连的所有电力装置在整个检修期间均而停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的供电。（2）单母线接线的适用范围一般适用于一台主变压器的以下两种情况：6-10kV配电装置的出线回路数不超过5回。35-66kV配电装置的出线回路数不超过3回。2.单母线分段接线为了克服一般单母线接线存在的缺点，提高它的供电可靠性和灵活性，可以把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。每段母线上均接有电源和出线回路，便成为单母线分段接线。（1）单母线分段接线的优缺点优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电；当一证正常段母线不间断供电和不致使大面积停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间内停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。（2）单母线分段接线适用范围6一10kV配电装置出线回路数为6回及以上时。3566kV配电装置出线回路数为48回时。3.双母线接线双母线接线是针对单母线分段接线时母线故障造成部分出现停电的缺点而提出的。双母线接线与单母线接线相比从结构上而言，多设置了一组母线，同时每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上，两组母线之间可通过母线联络断路器连接起来。（1）双母线接线的优缺点：优点：可靠性高、运行灵活、扩建方便。缺点：设备多、操作繁琐、造价高。（2）双母线接线适用范围一般仅用于有大量一、二级负荷的大型变电所。如3566KV线路为8回及以上时，可采用双母线接线。110KV线路为6回及以上时，宜采用双母线接线。因为高层建筑 主要有消防通道等重要设备 其中重要设备为二级负荷，照明动力设备为三级负荷故采用分段单母线供电。第五章 短路电流计算设高层建筑变电所高压进线端与电力系

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