某高校新校区变配电所电气部分设计_20kV降压变电所电气部分设计(2)
某高校新校区变配电所电气部分设计_20kV降压变电所电气部分设计(2)[20200211152513]
摘 要
变配电所在电力系统中担负着接收电能、变换电压、分配电能的任务，对于用电负荷区用电质量起着关键性的作用。变配电所的合理设计能够极大的提高电网的供电质量，降低电能不必要的损耗以及减少供电成本，并且还可以增加电力系统供电的可靠性，不断提高各方面的效益。本次毕业设计以某高校新校区供电要求为依据，按照供配电系统设计的原则、步骤和方法，完成新校区20kV降压变电所电气部分的设计（2）。
本设计在分析原始资料的基础上，经过详细的负荷计算，确定了主变压器型号；根据电气设备选择的需要，用标幺值计算了三相短路电流，并以此为依据进行了包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号等设备的选择及校验；对配电装置进行布置，设计了电气装置平面布置图；最后进行接地保护设计。
该降压变电所实现了20kV到380V的电压变换及向各用电负荷分配电能的任务。本设计数据翔实，电气元件选择正确，基本实现了任务书的要求。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:变电所电力设施负荷20kV
目录
1 绪论 1
1.1 课程背景及意义 1
1.2 设计方法及原则 1
1.3 设计依据 2
1.3.1电源资料 2
1.3.2 负荷资料 2
1.3.2 无功补偿、保护装置、接地装置要求 3
1.3.3 气象资料 3
1.3.4 地质资料 3
1.4 20kV降压变电所电气部分设计要求 3
1.4.1 设计内容 3
1.4.2 设计成果 3
2 负荷计算和无功功率补偿 4
2.1 各楼宇负荷计算 4
2.1.1 单位面积功率及功率因素的确定 4
2.1.2 负荷计算 5
2.2 变压器低压出线侧负荷计算 13
2.2.1 变压器低压侧补偿前负荷计算 13
2.2.2 同时系数的选取 13
2.2.3 变压器低压出线侧补偿量计算 13
2.2.4 变压器低压出线侧补偿后负荷计算 14
2.3 变压器的选择 15
2.3.1 变压器型号的选择 15
2.3.2 变压器容量的选择 15
2.4 变压器高压进线侧负荷计算 16
2.4.1 变压器损耗计算 16
2.4.2 变压器高压进线侧负荷统计 16
3 主接线图设计 17
3.1 主接线图的基本设计要求与选择 17
4 短路电流计算 19
4.1 确定基准值 19
4.2 计算短路电路中各主要部分的电抗标幺值 19
4.2.1 电力系统标幺值 19
4.2.2 架空(电力电缆)线路标幺值 20
4.2.3 电力变压器标幺值 21
4.3 求k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流 21
4.4 求k-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流 21
4.5 求k-3点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流 22
5 设备的选择与校验 23
5.1 低压电气选择的一般要求 23
5.1.1 按照正常工作条件选择 23
5.1.2 按短路情况校验 23
5.1.3 按环境条件校验 23
5.2 低压保护电器的初步选择 23
5.2.1 GCK的介绍 23
5.2.2 低压断路器的初步选择 25
5.2.3 变压器低压侧断路器的选择与校验 27
5.2.4 电流互感器的选择 30
5.3 高压电气选择的一般要求 35
5.3.1 按正常工作条件选择 35
5.3.2 按短路情况校验动稳定性 35
5.4 高压开关柜的选取 35
5.4.1 产品简介 36
5.4.2 主要技术参数 36
5.4.3 高压开关柜的初步选择与校验 37
5.5 电线电缆与母排的选择 38
5.5.1 电力电缆的应用 38
5.5.2 电力电缆与母排的选择 38
6 变电所选址与选型 39
6.1 变电所选址原则 39
6.2 变电所具体选址 39
6.3 变电所选型及内部布置 39
7 防雷设计与接地保护 41
7.1 雷电介绍 41
7.2 防雷器部分 41
7.2.1 避雷器选择 41
7.3 接地装置部分 41
7.3.1 接地装置 41
7.3.2 接地电阻的计算 41
8 总结与展望 44
参考文献 45
附录1 46
附录2 47
附录3 48
附录4 49
致谢 50
1 绪论
1.1 课程背景及意义
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）”。本论文为徐伟同学承担“20KV降压变电所电气部分设计（2）
本设计论文所承担的设计区域是该高校新校区图书馆以北区域所有建筑负荷供电，含教学楼、学生宿舍楼、东餐厅、西餐厅、大学生活动中心等。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。通过分析一些原始数据，发现该高供电区域负荷多，且一些负荷等级要求较高；负荷的动态变化大、时间分布不均匀，时段性差异明显，季节性特征强烈，部分大负荷比较集中，所以需要设计出一个稳定可靠的供配电系统。
随着社会的飞速发展，10kV变配电系统的容量小，供电半径小，容量小，供电质量低，占用土地多等缺点日益显现出来，显然10kV配电系统不能很好的适应该高校的供电要求。而20kV配电网电压等级的优势逐渐显现出来；20kV系统输配电能力相比10kV配电系统提高了2倍，供电范围也相比10kV配电系统扩大了2.5倍，这不仅提高了可靠性和质量，同时还减少了损耗，降低了运营成本。是高校考虑最优化的供电方式。
1.2 设计方法及原则
（1）根据校园规划资料以及委托方的具体要求，了解学校各楼宇的负荷情况，制定相应的供电计划。
（2）统计出各楼宇的相关数据，用电情况，根据国家规定进行一系列的计算。如：各楼宇的负荷计算，功率补偿就算，各回路短路电流计算。
（3）确定主接线方案以及变电所的选址，进行相应设备及元件的选择，如环网柜，开关柜，断路器等，并进行校验。
（4）根据计算并统计后的数据及调研设计供配电方案，按照国家制图标准绘制相应的图纸。
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行供配电设计必须遵循以下的原则：
（1）必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4）按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。
摘 要
变配电所在电力系统中担负着接收电能、变换电压、分配电能的任务，对于用电负荷区用电质量起着关键性的作用。变配电所的合理设计能够极大的提高电网的供电质量，降低电能不必要的损耗以及减少供电成本，并且还可以增加电力系统供电的可靠性，不断提高各方面的效益。本次毕业设计以某高校新校区供电要求为依据，按照供配电系统设计的原则、步骤和方法，完成新校区20kV降压变电所电气部分的设计（2）。
本设计在分析原始资料的基础上，经过详细的负荷计算，确定了主变压器型号；根据电气设备选择的需要，用标幺值计算了三相短路电流，并以此为依据进行了包括断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号等设备的选择及校验；对配电装置进行布置，设计了电气装置平面布置图；最后进行接地保护设计。
该降压变电所实现了20kV到380V的电压变换及向各用电负荷分配电能的任务。本设计数据翔实，电气元件选择正确，基本实现了任务书的要求。
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关键字:变电所电力设施负荷20kV
目录
1 绪论 1
1.1 课程背景及意义 1
1.2 设计方法及原则 1
1.3 设计依据 2
1.3.1电源资料 2
1.3.2 负荷资料 2
1.3.2 无功补偿、保护装置、接地装置要求 3
1.3.3 气象资料 3
1.3.4 地质资料 3
1.4 20kV降压变电所电气部分设计要求 3
1.4.1 设计内容 3
1.4.2 设计成果 3
2 负荷计算和无功功率补偿 4
2.1 各楼宇负荷计算 4
2.1.1 单位面积功率及功率因素的确定 4
2.1.2 负荷计算 5
2.2 变压器低压出线侧负荷计算 13
2.2.1 变压器低压侧补偿前负荷计算 13
2.2.2 同时系数的选取 13
2.2.3 变压器低压出线侧补偿量计算 13
2.2.4 变压器低压出线侧补偿后负荷计算 14
2.3 变压器的选择 15
2.3.1 变压器型号的选择 15
2.3.2 变压器容量的选择 15
2.4 变压器高压进线侧负荷计算 16
2.4.1 变压器损耗计算 16
2.4.2 变压器高压进线侧负荷统计 16
3 主接线图设计 17
3.1 主接线图的基本设计要求与选择 17
4 短路电流计算 19
4.1 确定基准值 19
4.2 计算短路电路中各主要部分的电抗标幺值 19
4.2.1 电力系统标幺值 19
4.2.2 架空(电力电缆)线路标幺值 20
4.2.3 电力变压器标幺值 21
4.3 求k-1点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流 21
4.4 求k-2点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流 21
4.5 求k-3点的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流 22
5 设备的选择与校验 23
5.1 低压电气选择的一般要求 23
5.1.1 按照正常工作条件选择 23
5.1.2 按短路情况校验 23
5.1.3 按环境条件校验 23
5.2 低压保护电器的初步选择 23
5.2.1 GCK的介绍 23
5.2.2 低压断路器的初步选择 25
5.2.3 变压器低压侧断路器的选择与校验 27
5.2.4 电流互感器的选择 30
5.3 高压电气选择的一般要求 35
5.3.1 按正常工作条件选择 35
5.3.2 按短路情况校验动稳定性 35
5.4 高压开关柜的选取 35
5.4.1 产品简介 36
5.4.2 主要技术参数 36
5.4.3 高压开关柜的初步选择与校验 37
5.5 电线电缆与母排的选择 38
5.5.1 电力电缆的应用 38
5.5.2 电力电缆与母排的选择 38
6 变电所选址与选型 39
6.1 变电所选址原则 39
6.2 变电所具体选址 39
6.3 变电所选型及内部布置 39
7 防雷设计与接地保护 41
7.1 雷电介绍 41
7.2 防雷器部分 41
7.2.1 避雷器选择 41
7.3 接地装置部分 41
7.3.1 接地装置 41
7.3.2 接地电阻的计算 41
8 总结与展望 44
参考文献 45
附录1 46
附录2 47
附录3 48
附录4 49
致谢 50
1 绪论
1.1 课程背景及意义
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）”。本论文为徐伟同学承担“20KV降压变电所电气部分设计（2）
本设计论文所承担的设计区域是该高校新校区图书馆以北区域所有建筑负荷供电，含教学楼、学生宿舍楼、东餐厅、西餐厅、大学生活动中心等。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。通过分析一些原始数据，发现该高供电区域负荷多，且一些负荷等级要求较高；负荷的动态变化大、时间分布不均匀，时段性差异明显，季节性特征强烈，部分大负荷比较集中，所以需要设计出一个稳定可靠的供配电系统。
随着社会的飞速发展，10kV变配电系统的容量小，供电半径小，容量小，供电质量低，占用土地多等缺点日益显现出来，显然10kV配电系统不能很好的适应该高校的供电要求。而20kV配电网电压等级的优势逐渐显现出来；20kV系统输配电能力相比10kV配电系统提高了2倍，供电范围也相比10kV配电系统扩大了2.5倍，这不仅提高了可靠性和质量，同时还减少了损耗，降低了运营成本。是高校考虑最优化的供电方式。
1.2 设计方法及原则
（1）根据校园规划资料以及委托方的具体要求，了解学校各楼宇的负荷情况，制定相应的供电计划。
（2）统计出各楼宇的相关数据，用电情况，根据国家规定进行一系列的计算。如：各楼宇的负荷计算，功率补偿就算，各回路短路电流计算。
（3）确定主接线方案以及变电所的选址，进行相应设备及元件的选择，如环网柜，开关柜，断路器等，并进行校验。
（4）根据计算并统计后的数据及调研设计供配电方案，按照国家制图标准绘制相应的图纸。
按照国家标准GB50052-95 《供配电系统设计规范》、GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行供配电设计必须遵循以下的原则：
（1）必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
（2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。
（3）应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。
（4）按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。
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