某高校变配电所电气部分设计20kv降压变电所电气部分设计1
目 录
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2供配电设计的一般原则 2
1.3 设计依据 2
1.4 设计内容 3
第2章 负荷计算及无功功率补偿 5
2.1 计算负荷的意义及计算目的 5
2.2 负荷计算的方法 5
2.3 无功功率补偿 11
第3章 变压器容量和类型的选择 13
3.1 变压器的型式选择 13
3.2 变压器的台数和容量选择 13
第4章 变电所电气主接线设计 17
4.1 主接线设计原则及要求 17
4.2 主接线设计方案 17
第5章 短路电流的计算 232
5.1 短路电流计算的目的 232
5.2 短路电流计算的方法 232
第6章 元件的选择与整定 26
6.1 电气设备选择的条件 26
6.2 低压电气选择的一般要求 26
6.3 高压电气选择的一般要求 38
6.4高压开关柜的选取 42
6.5电线电缆与母排的选择 46
第7章 电气总平面布置 47
7.1 变电所的平面图布置 47
第8章 电气接地布置 51
致谢 54
参考文献 55
附 录 56
附录一 校区平面图 56
附录二 #1主变0.4kV系统电气主接线图 57
附录三 #2主变0.4kV系统电气主接线图 58
附录四 #3主变0.4kV系统电气主接线图 59
附录五 #4主变0.4kV系统电气主接线图 60
附录六 #5主变0.4kV系统电气主接线图 61
附录七 #6主变0.4kV系统电气主接线图 62
附录八 20kV变电所(图书馆)电气接地图 63
附录九 20kV变电所(科技楼)电气接地图 64
附录十 20kV变电所(实验教学楼)电气接地图 65
附录十一 20kV变电
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
所(图书馆)电气平面布置图 66
附录十二 20kV变电所(科技楼)电气平面布置图 67
附录十三 20kV变电所(实验教学楼)电气平面布置图 68
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
变电站是电力系统中改变电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。随着社会的不断进步，对变电站的要求也随之增加，变电站的安全运行水平和其经济效益需逐渐提高，变电站的维护成本也需逐渐降低，因此可看出变电站综合自动化技术开始兴起并有望得到了广泛的应用。
本课题所研究的高校地处我国南方，季节性很强，同时该校面积较广，负荷区域分布较广；高校白天电力主要供应于图书馆，教学楼等教学电负荷区域，而晚上电力供应主要集中于宿舍区等生活电负荷区域，所以用电时段性特征显著且用电负荷时域互补性比较明显。随着社会经济的发展以及学校的不断扩招，用电的负荷不断增长，同时呈现出用电种类的多样化、复杂化，对于供电的可靠性也随之升高。
本次毕业设计以某高校新校区供电区域负荷的供电要求为依据，按照供配电系统设计的原则、步骤和方法，完成新校区20KV总配电所及降压变电所电气部分的设计内容。根据该新校区所能取得的电源状况、用电区域的负荷状况以及负荷对供电等级的要求，该高校变配电所的设计内容分为三个子项目，分别为20KV高压总配电所设计、20KV降压变电所设计（1）和20KV降压变电所设计（2），各子项目的设计内容之间既独立又相互联系，三部分内容合起来构成某高校新校区变配电所系统。根据设计任务该课题组成团队课题，分别由三名同学承担子项目的设计任务，即朱江峰同学承担“20KV降压变电所电气部分设计（1）”。许宏波同学承担“20KV总配电所电气部分” 设计；徐伟同学承担“某高校新校区20KV降压变电所电气部分设计（2）”。本论文为朱江烽同学承担“20KV降压变电所电气部分设计（1）
本论文所承担的设计区域是该高校新校区（参阅附录一）图书馆以南区域所有建筑负荷供电，含图书馆，科技楼，教学实验楼，实验楼，体育馆等。根据设计方案本设计需向许宏波同学提出所需供电回路数及每回路供电容量的要求。其中图书馆的接地设计由许宏波同学统筹完成。
1.2供配电设计的一般原则
按照国家标准GB500342004 《建筑照明设计标准》、《全国民用建筑工程设计技术措施》（电气）、GB5005495 《低压配电设计规范》、GB5005295 《供配电系统设计规范》等的规定，进行供配电设计必须遵循以下的原则：
（1）必须严格遵守国家的有关规定、标准以及规范，严格执行国家的相关方针、政策，包括能源的节约，有色金属的节约等经济技术政策。
（2）应做到保障人身及设备的安全，供电时应采用电力设备高效率、低能耗和高性能地做到可靠供电，提高供电质量，采用先进的技术节省经济成本的同时提高效率。
（3）应根据工作的特征、规模和发展前景，正确认识和处理近期建设与远期发展，能够考虑扩建的可能性。
应按照用电容量、负荷性质、工程特点和地区供电条件等具体因素，合理确定设计方案。
1.3 设计依据
1.3.1 电源资料
（1）本高校新校区对外电源来自于某地区变电所提供的两路20kV电源进线，为总配电所供电。第一条是昆承变出线，其出口断路器开断容量为315MVA，线路全电缆，YJSV18/24 3*400 1750m，第二条是芦京线，芦荡变出线，出口断路器开断容量为315MVA，线路为架空线LGJ240 2150m和电缆YJSV18/24 3*400 1930m。
（2）供电电源状况：由新校区高压配电所分别为本设计的各个降压变配电所提供两路20kV电源进线，经电缆引入降压变电所内。
1.3.2 供电区域的负荷资料
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2供配电设计的一般原则 2
1.3 设计依据 2
1.4 设计内容 3
第2章 负荷计算及无功功率补偿 5
2.1 计算负荷的意义及计算目的 5
2.2 负荷计算的方法 5
2.3 无功功率补偿 11
第3章 变压器容量和类型的选择 13
3.1 变压器的型式选择 13
3.2 变压器的台数和容量选择 13
第4章 变电所电气主接线设计 17
4.1 主接线设计原则及要求 17
4.2 主接线设计方案 17
第5章 短路电流的计算 232
5.1 短路电流计算的目的 232
5.2 短路电流计算的方法 232
第6章 元件的选择与整定 26
6.1 电气设备选择的条件 26
6.2 低压电气选择的一般要求 26
6.3 高压电气选择的一般要求 38
6.4高压开关柜的选取 42
6.5电线电缆与母排的选择 46
第7章 电气总平面布置 47
7.1 变电所的平面图布置 47
第8章 电气接地布置 51
致谢 54
参考文献 55
附 录 56
附录一 校区平面图 56
附录二 #1主变0.4kV系统电气主接线图 57
附录三 #2主变0.4kV系统电气主接线图 58
附录四 #3主变0.4kV系统电气主接线图 59
附录五 #4主变0.4kV系统电气主接线图 60
附录六 #5主变0.4kV系统电气主接线图 61
附录七 #6主变0.4kV系统电气主接线图 62
附录八 20kV变电所(图书馆)电气接地图 63
附录九 20kV变电所(科技楼)电气接地图 64
附录十 20kV变电所(实验教学楼)电气接地图 65
附录十一 20kV变电
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
所(图书馆)电气平面布置图 66
附录十二 20kV变电所(科技楼)电气平面布置图 67
附录十三 20kV变电所(实验教学楼)电气平面布置图 68
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
变电站是电力系统中改变电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来，在电力系统中起着至关重要的作用。随着社会的不断进步，对变电站的要求也随之增加，变电站的安全运行水平和其经济效益需逐渐提高，变电站的维护成本也需逐渐降低，因此可看出变电站综合自动化技术开始兴起并有望得到了广泛的应用。
本课题所研究的高校地处我国南方，季节性很强，同时该校面积较广，负荷区域分布较广；高校白天电力主要供应于图书馆，教学楼等教学电负荷区域，而晚上电力供应主要集中于宿舍区等生活电负荷区域，所以用电时段性特征显著且用电负荷时域互补性比较明显。随着社会经济的发展以及学校的不断扩招，用电的负荷不断增长，同时呈现出用电种类的多样化、复杂化，对于供电的可靠性也随之升高。
本次毕业设计以某高校新校区供电区域负荷的供电要求为依据，按照供配电系统设计的原则、步骤和方法，完成新校区20KV总配电所及降压变电所电气部分的设计内容。根据该新校区所能取得的电源状况、用电区域的负荷状况以及负荷对供电等级的要求，该高校变配电所的设计内容分为三个子项目，分别为20KV高压总配电所设计、20KV降压变电所设计（1）和20KV降压变电所设计（2），各子项目的设计内容之间既独立又相互联系，三部分内容合起来构成某高校新校区变配电所系统。根据设计任务该课题组成团队课题，分别由三名同学承担子项目的设计任务，即朱江峰同学承担“20KV降压变电所电气部分设计（1）”。许宏波同学承担“20KV总配电所电气部分” 设计；徐伟同学承担“某高校新校区20KV降压变电所电气部分设计（2）”。本论文为朱江烽同学承担“20KV降压变电所电气部分设计（1）
本论文所承担的设计区域是该高校新校区（参阅附录一）图书馆以南区域所有建筑负荷供电，含图书馆，科技楼，教学实验楼，实验楼，体育馆等。根据设计方案本设计需向许宏波同学提出所需供电回路数及每回路供电容量的要求。其中图书馆的接地设计由许宏波同学统筹完成。
1.2供配电设计的一般原则
按照国家标准GB500342004 《建筑照明设计标准》、《全国民用建筑工程设计技术措施》（电气）、GB5005495 《低压配电设计规范》、GB5005295 《供配电系统设计规范》等的规定，进行供配电设计必须遵循以下的原则：
（1）必须严格遵守国家的有关规定、标准以及规范，严格执行国家的相关方针、政策，包括能源的节约，有色金属的节约等经济技术政策。
（2）应做到保障人身及设备的安全，供电时应采用电力设备高效率、低能耗和高性能地做到可靠供电，提高供电质量，采用先进的技术节省经济成本的同时提高效率。
（3）应根据工作的特征、规模和发展前景，正确认识和处理近期建设与远期发展，能够考虑扩建的可能性。
应按照用电容量、负荷性质、工程特点和地区供电条件等具体因素，合理确定设计方案。
1.3 设计依据
1.3.1 电源资料
（1）本高校新校区对外电源来自于某地区变电所提供的两路20kV电源进线，为总配电所供电。第一条是昆承变出线，其出口断路器开断容量为315MVA，线路全电缆，YJSV18/24 3*400 1750m，第二条是芦京线，芦荡变出线，出口断路器开断容量为315MVA，线路为架空线LGJ240 2150m和电缆YJSV18/24 3*400 1930m。
（2）供电电源状况：由新校区高压配电所分别为本设计的各个降压变配电所提供两路20kV电源进线，经电缆引入降压变电所内。
1.3.2 供电区域的负荷资料
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