1、第1章 設計任務1.1設計內容為花園小區臨時施工現場選配變壓器；花園小區長期供電變電所設計。1.2設計依據花園小區總平面圖如圖所示臨時施工現場用電情況如下：混凝土攪拌機2臺，每臺10kw，380v卷揚機2臺，每臺28kw，380v塔式起重機2臺，每臺20kw，380v振搗器10臺，每臺1kw，380v施工照明，5750w，220v生活照明，9000w，220v動力設備平均功率因數0.75，需要系數0.5，照明需要系數0.9.小區有兩棟高層樓房1號樓24層分3個單元，2號樓18層，1個單元，各樓每個單元負一層均設有單元配電室，每個單元有15kw電梯兩部，10kw風機和25kw高壓水泵電動機2臺，

2、220kw熱力泵電動機2臺；兩棟樓各有30kw消防水泵電動機各兩臺；1號樓每個單元住戶用電設備容量為192kw，2號樓住戶用電設備容量為144kw。1號樓地下車庫照明用電設備容量為2kw，2號樓為1kw。路燈照明設備容量2kw。1.3設計要求為兩棟樓房臨時建筑施工選配變壓器，選擇變壓器一次側電氣設備；設計兩棟樓房變電所，即選擇變壓器，確定主接線方案，繪出主結構圖；選擇變電所進線，低壓進電線；畫出二次回路接線圖；第2章負荷計算和無功功率補償2.1負荷計算2.1.1單組用電設備計算負荷的計算公式1.有功計算負荷（單位為KW） = ， 為系數2.無功計算負荷（單位為kvar）= tan3.視在計算負

3、荷（單位為kvA）=4.計算電流（單位為A） =為用電設備的額定電壓（單位為KV）2.1.2多組用電設備計算負荷的計算公式1.有功計算負荷（單位為KW）=式中是所有設備組有功計算負荷之和，是有功負荷同時系數，可取0.800.90。2.無功計算負荷（單位為kvar）=是所有設備無功之和；是無功負荷同時系數，可取0.850.95。3.視在計算負荷（單位為kvA）=4.計算電流（單位為A） =5.總負荷計算（單位為KW） 經過計算，得到臨時施工現場和小區長期供電的負荷計算表，如表2-1所示（額定電壓取380V）表2-1臨時施工現場和小區長期供電的負荷計算表編號名稱類別設備容量/kW需要系數costa

4、n計算負荷/kW/kvar/kVA/A1臨時施工混凝土攪拌機200.50.750.88108.813.3220.24卷揚機560.50.750.882824.6437.3056.67塔式起重機400.50.750.882017.626.6440.48振搗器100.50.750.8854.46.6610.12施工照明5.750.9105.17505.1757.86生活照明90.9108.108.112.312一號樓每單元風機200.80.80.7516122030.39高壓水泵500.80.80.7540305075.97熱力泵電動機4400.80.80.75352264440668.53住戶用

5、電設備容量1920.910172.80172.8262.5續上表3二號樓風機200.80.80.7516122030.39高壓水泵500.80.80.7540305075.97熱力泵電動機4400.80.80.75352264440668.53住戶用電設備容量1440.910129.60129.6196.914重要負荷電梯1200.250.51.733051.959.9591.09消防水泵電動機1200.80.80.759672120182.335附加負荷地下車庫照明30.7100.902.13.19路燈照明21100.6023.04臨時工地計算負荷=68.65=52.67=85.53cos=

6、0.80一號樓1、2單元計算負荷=1045.44=581.4=1196.23cos=0.87一號樓3單元計算負荷=522.72=290.7=598.1cos=0.87二號樓及各種負荷計算負荷=600.93=408.4=726.6cos=0.83臨時工地中：單相總容量三相總容量=11.7%。因為施工照明和生活照明單項總容量沒有超過三項設備總容量的15%，按三相負荷計算。花園小區中，考慮到總負荷過大，若選用一個變壓器工作需要很大的容量并不實際，若選用多臺變壓器并聯使用，于施工與設計及日后的維護會產生諸多不便，因此，初定將小區分為：一號樓1、2單元；一號樓3單元；二號樓及各種負荷，三個部分。分別設立

7、三個變電所對小區供電。同時，對此三部分進行負荷計算。2.2無功功率補償 無功功率的人工補償裝置：并聯電容器。由計算可知，該供電要求的380V側最大負荷時的功率因數只有0.87，供電部門要求該廠10KV進線側最大負荷時功率因數不低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側最大負荷時功率因數應稍大于0.9，暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量：臨時工地：1=(tan-tan)=68.65 tan(arccos0.80) - tan(arccos0.92) =22kvar花園小區：一號樓1、2單元：2=(tan- tan)=1045.44 tan(arccos0.8

8、7) - tan(arccos0.92) =146kvar一號樓3單元：3=(tan- tan)=522.72 tan(arccos0.87) - tan(arccos0.92) =73.2kvar二號樓及各種負荷：4=(tan- tan)=600.92 tan(arccos0.83) - tan(arccos0.92) =144.2kvar補償前后，變壓器低壓側的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷：1=（52.67-22）kvar=30.67kvar ；2=（581.40-146）kvar=435.4kvar3=（290.70-73.2）kvar=217.5 kvar；4=（408.41-

9、144.2）kvar=264.21 kvar視在功率：=75.2 kVA；= 904.95kVA= 452.47kVA；=568.71 kVA計算電流：=114.25A；=1721.09A=860.42A；=997.64A功率因數提高為：cos1=0.91；cos2=0.92cos2=0.92； cos2=0.91在無功補償前，臨時工地的變電所主變壓器T的容量為應選為100kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為80kVA的就足夠了。根據實際情況，花園小區應初定選擇三個變壓器。而花園小區的變電所主變壓器T的容量應分別選為1250kVA、630KVA、800KVA才

10、能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA、500kVA、630kVA的就足夠了。無功補償后工廠380V側和10kV側的負荷計算如表2-2，表2-3，表2-4，表2-5。表2-2無功補償后臨時工地的計算負荷項目cos計算負荷/kW/kvar/kVA/A380V側補償前負荷0.8068.6552.6785.53129.98380V側無功補償容量 22380V側補償后負荷0.9168.6530.6775.18112.45主變壓器功率損耗0.01=0.740.05=3.7610kV側負荷計算0.9169.3934.4377.464.47 表2-3無功補償后花園小區1號

11、樓1、2單元的計算負荷項目380V側補償前負荷cos計算負荷/kW/kvar/kVA/A0.871045.44581.401196.231817.98380V側無功補償容量146380V側補償后負荷0.921045.44435.4904.95137.12主變壓器功率損耗0.01=9.050.05=45.2510kV側負荷計算0.91 847.13386.65 931.19 53.76表2-4無功補償后花園小區1號樓3單元的計算負荷項目380V側補償前負荷cos計算負荷/kW/kvar/kVA/A0.87522.72290.70598.1908.96380V側無功補償容量73.2380V側補償后

12、負荷0.92522.72217.5452.4764.32主變壓器功率損耗0.01=1.710.05=7.5510kV側負荷計算0.92 420.75178.25 456.95 26.38表2-5無功補償后花園小區2號樓及各種負荷的計算負荷項目380V側補償前負荷cos計算負荷/Kw/kvar/kVA/A0.83600.93408.4726.61104.26380V側無功補償容量144.2380V側補償后負荷0.91600.93264.21568.7179.64主變壓器功率損耗0.01=2.280.05=11.410kV側負荷計算 0.91 523.11 239.81 575.46 33.22

13、第三章變電所主變壓器及主接線方案的選擇3.1變電所主變壓器的選擇3.1.1臨時工地變壓器選擇由于臨時工地是臨時性質的，在施工結束后需要拆除，故根據臨時工地的負荷性質和電源情況，變電所裝設一臺主變壓器，型號為S9型，就足以滿足工地需要，而變壓器容量根據式（3-1）選擇，即：=80KVA75.2KVA （3-1）因此選一臺S9-80/10型低損耗配電變壓器，聯結組為Yyn0。3.1.2花園小區變壓器選擇由于花園小區是長期性的，根據花園小區的負荷性質和電源情況，為保證小區居民生活用電不受影響，應裝設三座變電所，分別為小區不同單元供電。每座變電所裝設一臺主變壓器，型號為SC（B）10型，以滿足小區需要

14、。具體安排如下：變壓器TM1為1號樓1、2單元提供；變壓器TM2為1號樓3單元提供；變壓器TM3為2號樓及各種負荷提供。而變壓器容量根據式（3-2）、（3-3）、（3-4）選擇，即：TM1：=1000KVA904.95KVA （3-2）TM2：=500KVA452.47KVA （3-2）TM3：=630KVA568.71KVA （3-2）因此選SC（B）10-1000、 SC（B）10 -500、SC（B）10-630共三臺配電變壓器。小區二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯的高壓聯絡線來承擔，所以選主變壓器的聯結組為Yyn0 。3.2 變電所主接線方案的選擇 根據上面對主變壓器的選擇以

15、及負荷的性質和施工條件，可以選擇如下主接線方案：3.2.1臨時工地主接線圖圖3-1 臨時工地主接線圖3.2.2 花園小區主接線圖由于本設計采取的是三個變電所分別為花園小區的住宅樓各單元和各種負荷供電，雖然三個變電所在小區不同的位置，但其主接線方式是相同的，在此，只簡要畫出一個變電所的主接線圖。圖3-2 花園小區主接線圖第四章短路電流的計算 4.1臨時施工短路電流計算500MVAK-1K-25km10.5kVS9-800.4kV(2)(3)(1)系統4.1.1繪制計算電路 圖4-1 短路計算電路4.1.2計算短路電路中個元件的電抗1.電力系統已知電力系統出口斷路器的斷流容量=500MVA，故 (

16、4-1）2.架空線路暫設線路長為5km，查表得6-10KV電纜線路電抗，故 （4-2）3.電力變壓器查表得 變壓器的短路電壓百分值=4，故 （4-3）式中，為變壓器的額定容量4.1.3k-1點（10.5kV側）的相關計算1.總電抗 （4-4）2. 三相短路電流周期分量有效值 （4-5）3.三相短路次暫態電流和穩態電流 （4-6）4.三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 （4-7） （4-8）5. 三相短路容量 （4-9）表4-1短路計算結果短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVAk-13.083.083.087.854.6556.04.2花園小區短路電流計算4.2.1繪制計算電路 5

17、00MVAK-1K-25km10.5kV0.4kV(2)(3)(1)系統SC(B)10-1000 圖4-2 短路計算電路4.2.2計算短路電路中個元件的電抗1.電力系統已知電力系統出口斷路器的斷流容量=500MVA，故 （4-10）2.電纜線路暫設線路長為5km，查表得6-10KV電纜線路電抗，故 （4-11）3.電力變壓器查表得 變壓器的短路電壓百分值=6，故 （4-12）式中，為變壓器的額定容量4.2.3k-1點（10.5kV側）的相關計算1.總電抗 （4-13）2.三相短路電流周期分量有效值 （4-14）3.三相短路次暫態電流和穩態電流 （4-15） 4.三相短路沖擊電流及第一個周期短路

18、全電流有效值 （4-16） （4-17）5.三相短路容量 （4-18）4.2.4k-2點（0.4kV側）的相關計算1.阻抗歸算到0.4KV側 （4-19） （4-20） （4-21）2.三相短路電流周期分量有效值 （4-22）3.其他短路電流 （4-23） （4-24） （4-25）4.三相短路容量 （4-26）以上為1號樓1、2單元（變壓器為SC（B）10-1000）的短路計算結果，同理可得，1號樓3單元（變壓器為SC（B）10-500）,2號樓及各種負荷（變壓器為SC（B）10-630）的短路計算結果。詳見表4-2。表4-2短路計算結果小區變壓器短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVA1

19、號樓1、2單元k-19.779.779.7724.9314.75177.68k-221.9921.9921.9940.4623.9715.241號樓3單元k-19.779.779.7724.9314.75177.68k-211.4911.4911.4921.1412.527.962號樓及各種負荷k-19.779.779.7724.9314.75177.68k-214.3414.3414.3426.3915.639.94第五章變電所一次設備的選擇校驗5.110kV側一次設備的選擇校驗5.1.1按工作電壓選則 設備的額定電壓一般不應小于所在系統的額定電壓，即，高壓設備的額定電壓應不小于其所在系統的

20、最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關設備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，熔斷器額定電壓=12kV。5.1.2按工作電流選擇設備的額定電流不應小于所在電路的計算電流，即5.1.3按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設備來說，不應小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或對于分斷負荷設備電流的設備來說，則為，為最大負荷電流。5.1.4隔離開關和斷路器的短路穩定度校驗1.動穩定校驗條件或、分別為開關的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值2.熱穩定校驗條件 對于上面的分析，如表5-1所示，由它可知所選一次設備均滿足

21、要求。表5-1 臨時施工變壓器一次側設備選擇：選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態定度熱穩定度其它裝置地點條件參數數據10kV4.62A()3.08kA4.65kA1.3=12.33一次設備型號規格額定參數電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA=81二次負荷0.6戶外隔離開關GW4-12/40012kV400A-25kA表5-2 花園小區1號樓1、2單元（變壓器SC（B）10-1000）10kV一次側設備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩定度熱穩定度其它裝置地點條件參數數據10kV57.74A()9.77kA14.75kA=124.09一次設備型號規格額定參數高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630A16kA40 kA高壓隔離開關-10/20010kV200A-25.5 kA電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA1605.2380V側一次設備的選擇校驗表5-3 花園小區1號樓1、2單元（變壓器SC（B）10-1000）380V一次側設備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態定度熱穩定度其它裝置地點條件參數-數據380V1519.34A42.77kA46.62kA=1282.49-一次設備型號規格額定參數-低壓斷路器DW15-2500380V2000A60 kA-電流互感器