10KV变电所及其配电系统的设计 --优秀毕业论文

10KV变电所及低压配电系统的设计摘要：变电所是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。

变电所涉及方面很多，需要考虑的问题多，分析变电所担负的任务及用户负荷等情况，选择所址，利用用户数据进行负荷计算，确定用户无功功率补偿装置。

同时进行各种变压器的选择，从而确定变电站的接线方式，再进行短路电流计算，选择送配电网络及导线，进行短路电流计算。

选择变电所高低压电气设备，为变电所平面及剖面图提供依据。

本变电所的初步设计包括了：（1）总体方案的确定（2）负荷分析（3）短路电流的计算（4）配电系统设计与系统接线方案选择（5）继电保护的选择与整定等容。

关键词：变电所；负荷；输电系统；配电系统The Design Of 10KV Substation And Power DistributionSystemAbstract：The substation is an importance part of the electric power system, it is consisted of the electric appliances equipments and the Transmission and the Distribution. It obtains the electric power from the electric power system, through its function of transformation and assign, transport and safety. Then transport the power to every place with safe, dependable, and economical. The region of factory effect many fields and should consider many problems.Analyse change to give or get an electric shock a mission for carrying and customers carries etc. circumstance, make good use of customer data proceed then carry calculation, ascertain the correct equipment of the customer. At the same time following the choice of every kind of transformer, then make sure the line method of the transformer substation, then calculate the short-circuit electric current, choosing to send together with the electric wire method and the style of the wire, then proceeding the calculation of short-circuit electric current. This first step of design included:(1) ascertain the total project (2) load analysis(3) the calculation of the short-circuit electric current (4) the design of an electric shock the system design to connect with system and the choice of line project (5) the choice and the settle of the protective facility (6) the contents to defend the thunder and protection of connect the earth.Keywords：substation；load；transmission system；power distribution system目录第1章绪论 (1)1.1工厂变配电所的设计 (1)1.1.1用户供电系统 (1)1.1.2工厂变配电所的设计原则 (1)1.2课题来源及设计背景 (2)1.2.1课题来源 (2)1.2.2设计背景 (2)第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算 (3)2.1变电站的负荷计算 (3)2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表 (3)2.1.2负荷计算 (3)2.2无功补偿的目的和方案 (5)2.3无功补偿的计算及设备选择 (6)第3章变电所变压器台数和容量的选择 (8)3.1变压器的选择原则 (8)3.3变压器台数的选择 (8)3.4变压器容量的选择 (9)第4章主接线方案的确定 (11)4.1主接线的基本要求 (11)4.1.1安全性 (11)4.1.2可靠性 (11)4.1.3灵活性 (11)4.1.4经济性 (11)4.2主接线的方案与分析 (11)4.3电气主接线的确定 (13)第5章短路电流的计算 (14)5.1短路电流及其计算 (14)5.2三相短路电流的计算 (14)第6章变电所高压进线、一次设备和低压出线的选择 (18)6.1用电单位总计算负荷 (18)6.2高压进线的选择与校验 (18)6.2.1架空线的选择 (18)6.2.2电缆进线的选择 (18)6.3变电所一次设备的选择 (19)6.3.1高压断路器的选择 (19)6.3.2高压隔离开关的选择 (20)6.3.4电流互感器的选择 (22)6.3.5电压互感器的选择 (24)6.3.6高压开关柜的选择 (25)6.4低压出线的选择 (26)6.4.1低压母线桥的选择 (26)6.4.2低压母线的选择 (26)第7章变电所二次回路方案 (28)7.1继电保护的选择与整定 (28)7.1.1继电保护的选择要求 (28)7.1.2继电保护的装置选择与整定 (29)结论 (34)参考文献 (35)辞 (36)开题报告 (37)结题报告 (38)答辩报告 (39)第1章绪论1.1工厂变配电所的设计1.1.1用户供电系统电力用户供电系统由外部电源进线、用户变配电所、高低压配电线路和用电设备组成。

按供电容量的不同，电力用户可分为大型（10000kV·A以上）、中型（1000-10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）1.大型电力用户供电系统大型电力用户的用户供电系统，采用的外部电源进线供电电压等级为35kV 及以上，一般需要经用户总降压变电所和车间变电所两级变压。

总降压变电所将进线电压降为6-10kV的部高压配电电压，然后经高压配电线路引至各个车间变电所，车间变电所再将电压变为220/380V的低电压供用电设备使用。

某些厂区环境和设备条件许可的大型电力用户也有采用所谓“高压深入负荷中心”的供电方式，即35kV的进线电压直接一次降为220/380V的低压配电电压。

2.中型电力用户供电系统一般采用10kV的外部电源进线供电电压，经高压配电所和10kV用户部高压配电线路馈电给各车间变电所，车间变电所再将电压变换成220/380V的低电压供用电设备使用。

高压配电所通常与某个车间变电所合建。

3.小型电力用户供电系统一般小型电力用户也用10kV外部电源进线电压，通常只设有一个相当于车间变电所的降压变电所，容量特别小的小型电力用户可不设变电所，采用低压220/380V直接进线。

1.1.2工厂变配电所的设计原则1.必须遵守国家的有关规程和标准，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安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，应采用效率高、能耗低、性能较先进的电气产品。

3.应根据工程特点、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、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

4.必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。

1.2课题来源及设计背景1.2.1课题来源本课题是来源于联合能源化工下属的安装公司的变电所新建项目，具有一定的实践性和可行性。

1.2.2设计背景本公司现要新建一个10/0.4kV的变配电所，向公司生产区、办公楼、职工住宅区及其生活水泵组供电。

原先变电所只能满足两个车间、办公楼和生活区的用电负荷。

随着近年来，联合能源公司的企业部的调整，下属子公司之间的相互合并等原因，安装公司扩充了规模，兼并了原来其他单位的一些用电设备，因此，原先的变电所已经不能满足需要，要在原址旁边新建一座10/0.4kV变配电所，以满足单位改革后用电负荷的要求。

鉴于联合能源公司用电的特殊性，新建变电所的电源取自3km外联合能源公司一专用35kV变电站和3km外市供电公司另一相同容量的35kV变电站。

新变电所建成后，能满足现有的生产、生活用电，有效地提高负荷转移能力，进一步提高供电可靠性。

第2章变电所负荷计算和无功补偿的计算2.1变电站的负荷计算2.1.1负荷统计全厂的用电设备统计如下表：表2.1 用电负荷统计用电设备负荷统计（kW）负荷类别机床设备组433.45 三级电焊机设备组129.35 三级起重机组113.2 三级 办公楼30 三级 住宅区水泵组176 二级 住宅用电768 三级 厂区照明29 三级2.1.2负荷计算按需要系数法计算各组负荷： 有功功率 P= K d ⨯Σpei （2.1）无功功率 Q=P ⨯ϕtan （2.2）视在功率 S=22Q P + （2.3）上述三个公式中：ΣPei ：每组设备容量之和，单位为kW ；K d ：需要用系数；ϕcos :功率因数。

⒈ 小批量生产的金属冷加工机床电动机：K d =0.16-0.2（取0.2）ϕcos =0.5 ϕtan =1.73有功负荷 P C1=K d P S1=0.2*433.45=86.69kW无功负荷 Q C1=P C1ϕtan =86.69*1.73=149.97kvar视在功率 S C1=2121C C Q P +=174.74kV ·A⒉ 电焊机组的计算负荷：K d =0.35 ϕcos =0.35 ϕtan =2.68有功负荷 P C2=K d P S2=0.35*129.35=45.27kW 无功负荷 Q C2=P C2ϕtan =45.27*2.68=121.33kvar视在功率 S C2=22C 22C Q P +=129.5kV ·A⒊ 起重机的计算负荷：K d =0.1-0.15（取0.15） ϕcos =0.5 ϕtan =1.73有功负荷 P C3=K d P S3=0.15*113.2=16.98kW 无功负荷 Q C3=P C3ϕtan =16.98*1.73=29.38kvar视在功率 S C3=23C 23C Q P +=33.93kV ·A⒋ 住宅区水泵组：K d =0.8 ϕcos =0.8 ϕtan =0.75 有功负荷 P C4=K d P S4=0.8*176=140.8kW 无功负荷 Q C4=P C4ϕtan =0.75*140.8=105.6kvar视在功率 S C4=24C 24C Q P +=176kV ·A⒌ 办公楼：K d =0.8 ϕcos =1 ϕtan =0有功负荷 P C5=K d P S5=0.8*30=24kW 无功负荷 Q C5=P C5ϕtan =0kvar视在功率 S C5=25C 25C Q P +=24kV ·A⒍ 住宅区：K d =0.45 ϕcos =1 ϕtan =0有功负荷 P C6=K d P S6=0.45*768=345.6kW无功负荷 Q C6=P C6ϕtan =0kvar视在功率 S C6=26C 26C Q P +=345.6kV ·A⒎ 厂区照明：K d =1 ϕcos =1 ϕtan =0有功负荷 P C7=K d P S7=1*29=29kW 无功负荷 Q C7=P C7ϕtan =0kvar视在功率 S C7=27C 27C Q P +=29kV ·A总负荷的计算：1.有功功率 P c =K ∑ p ⨯ΣP c.i （2.4）2.无功功率 Q c = K ∑q ⨯ΣQ c.i（2.5）3.视在功率 S c =2C 2C Q P + （2.6）式中：对于干线，可取K ∑ p =0.85-0.95，K ∑q =0.90-0.97。