某学校生活区配电系统设计

前言

电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转化而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用，电能的输送和分配简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于生产自动化小型化变电所的建设方案，是在总结国内外变电所设计运行经验的基础上提出的，与过去建设的常规变电所和简陋变电所有明显区别。无论是主接线方式、设备配置及选型、总体布置还是保护方式，都形成了一种新的格局，从而使小型化变电所无法按已有规程进行设计。学校的电力系统由变电，输电，配电三个环节组成，由此也决定了此电力系统的特殊性，在确保供电正常的前提下，这三个环节环环相扣。其次，还电力系统一次设备较为简单，二次系统相对复杂。本设计对整个系统作了详细的分析，各参数计算，以及电网方案的可靠性作了初步的确定。学校总降压变电所（或总配电所）及配电系统的设计，是根据各个部门的负荷数量，性质对用电负荷的要求，以及负荷布局，结合电网的供电情况，解决对全校可靠，经济的分配电能。

1.学校供电设计的任务：

学校供电设计的任务是保障电能从电源安全、可靠、经济、优质地送到学校的各个用电部门。

（1）安全。在电能供应分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

（2）可靠。根据可靠性的要求，学校内部的电力负荷分为二级负荷、三级负荷三种。二级负荷突然停电会造成经济上的较大损失或会造成社会秩序的混乱，因此必须有两回路供电，但当去两回线路有困难时，可容许有一回专用线路供电；三级负荷由于突然停电造成的影响或损失不大，对供电电源工作特殊要求。

（3）优质。应满足用户对电压、频率、波形不畸变等电能质量要求。

（4）经济。在满足以上要求的前提下，供电系统尽量要接线简单，投资要少，运行费用要低，并考虑尽可能地节约点能和有色金属的消耗量。

2.学校供电设计应遵循的一般原则：

（1）学校供电设计必须严格遵守国家的有关法令、法规、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，如节约有色金属，以铝代铜，采用低能耗设备以节约能源等。

（2）必须从全局出发，按照负荷的等级、用电容量、工程特点和地区供电规划统筹规划，合理确定整体设计方案。

（3）学校供电设计应做到供电可靠、保证人身和设备安全。要求供电电能质量合格、优质、技术先进和经济合理。设计采用符合国家现行标准的效率高、能耗低、性能先进的设备。

学校供电系统是电力系统的一个组成部分，必然受到电力系统工况的影响和制约，因此供电系统应该遵守电力部门制定的法规，评价分析可以应用电力系统中采用的分析、计算方法。

目录

第一章设计任务与要求 (4)

1.1设计题目 (4)

1.2设计目的 (4)

1.3设计要求 (4)

1.4设计依据 (4)

1.5设计任务 (5)

第二章负荷计算和无功功率补偿 (5)

2.1负荷计算 (5)

2.2无功功率补偿 (6)

第三章变电所主变压器和主结线方案的选择 (7)

3.1装设一台主变压器 (8)

3.2装设两台主变压器 (9)

第四章短路电流的计算 (11)

4.1绘制计算电路 (11)

4.2确定基准值 (11)

4.3计算短路电路中各元件的电抗标么值 (11)

4.4计算k-1点(10.5kV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容

量 (12)

4.5计算k-2点(0.4kV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量

(12)

第五章变电所一次设备的选择校验 (13)

5.1 10kV侧一次设备的选择校验 (13)

5.2 38OV侧一次设备的选择校 (14)

第六章变电所进出线和与邻近单位联络线的选择 (15)

6.1 380V低压出线的选择 (15)

第七章选择整定继电保护装置 (16)

7.1主变压器的继电保护装置 (16)

7.2变电所低压侧的保护装置 (17)

第八章防雷保护和接地装置设计 (18)

8.1变电所的防雷保护 (18)

8.2雷电侵入波的防护 (18)

第九章课程设计总结 (19)

第十章参考文献 (19)

第十一章附图 (19)

11.1差动保护的原理图接线图 (20)

11.2定时限过电流保护、电流速断保护和过负荷保护的重综合电路图 (21)

11.3变电所主接线方案的设计 (22)

第一章设计任务与要求

1.1设计题目

某学校生活区配电系统设计

1.2设计目的

（1）通过学校生活区配电系统设计培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际问题的能力。

（2）掌握供电系统设计计算和运行维护所必须的基本理论和技能。

（3）掌握供配电设计的基本原则和方法，深刻理解“安全、可靠、优质、经济”的设计要求，为今后从事工厂供配电技术奠定一定的基础。

1.3设计要求

（1）选择变电所主接线方案。

（2）确定变电所主变压器的台数和容量、类型。

（3）选择高低压设备和进出线。

（4）选择整定继电保护装置。

1.4设计依据

1、学校生活区负荷情况

2、供电电源情况

1、由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源，干线导线型号LGJ-70，等边三

角形排列，线距1m，干线长度为10km。干线首端断路器容量为500MVA。此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护动作时间为1.3s。

为满足学校二级负荷的要求，可采用长度为20km架空线路取得备用电源。

2、变电所最大负荷时功率因数不低于0.9；

3、其它资料（平面图、气象、地质水文等）略。

1.5设计任务

1、负荷计算和无功功率补偿。（列出负荷计算表）

2、主变压器台数、容量和类型的选择。

3、变电所主接线方案的设计（绘图——3号图纸）。

4、短路计算。

5、变电所一次设备的选择与校验。

6、选择整定继电保护装置。

7、防雷保护和接地装置设计。

第二章负荷计算和无功功率补偿

2.1负荷计算

有功计算负荷(单位为kW)

P30=K d P e

无功计算负荷(单位为kvar)

Q30=P30tan∅

视在计算负荷(单位为kV A)

S30=

P30 cos∅

计算电流(单位为A)

I30=

√3U N