某大学供电系统设计毕业论文.docx

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1、某大学供电系统设计摘要通过对设计任务工程背景的分析，确定了各变电所高低压主接线结构，并根据电源情况、负荷水平与功率因数要求等条件对全系统进行了详细设计。首先，计算实际负荷,选择IokV供电用变压器。届时已考虑到无功功率补偿因素，由此可以免去部分迭代过程,计算较为简便。在进行上述设计过程中，确定了无功功率补偿容量，得出计算负荷，由此选择线缆。根据总计算负荷选择35kV供电用变压器并进行无功功率补偿。其次，通过对系统的短路计算分析，选择高低压断路器、高压隔离开关、开关柜和互感器。再次，对35kV和IOkV变电所的平面布置、照明、接地和防雷进行设计。关键词：供电系统；负荷计算；短路计算；继电保护Po

2、werSupplySystemDesignInaUniversityAbstractThroughtheanalysisofthedesigntaskengineeringbackground,thehighandlowvoltagesubstationmainwiringstructureisdetermined,andaccordingtothepowersupplysituation,thelevelofloadandpowerfactorrequirementssuchasconditionsofthewholesystemhascarriedonthedetaileddesign.F

3、irst,calculatetheactualload,select10kvpowersupplytransformer.Havegiventhereactivepowercompensationfactor,whichcanremovepartoftheiterativeprocess,simplecalculation.Inthedesignprocess,determinethereactivepowercompensationcapacity,computingload,selectcable.Accordingtothetotalcomputationalloadselectiono

4、f35kvpowersupplytransformerandreactivepowercompensation.Secondly,byanalyzingthesystemshortcircuitcalculation,choosehighandlowvoltagecircuitbreaker,high-voltageisolatingswitch,switchandtransformer.Again,about35kvand10kvsubstationlayout,1Ighting,earthingandlightningprotectiondesign.Keywords:Powersyste

5、m;Loadcalculation;Short-circuitcalculation;Relayprotection目录1绪论11 设计原始依据12 1.I全部用电设备负荷情况13 .1.2电源情况14 .1.3气象及其它资料11.1 设计内容和要求11. 3设计方法和步骤31.3.1设计原则和方法31.3.2设计步骤32供电系统42.1 供电系统结构设计42.1.1 35kV变电所主接线结构方案选择42.1.2 IokV变电所主接线结构方案选择52.2 变配电站的站用电源63系统的负荷分析及主设备选择73.1 系统负荷分析概述71. 1.1系统的计算负荷73. 1.2无功功率补偿74. 1.

6、3供电用变压器83.2 IOkV等级负荷计算及电容补偿计算83.2.1IOkV变电所负荷计算93.2.2IokV等级线缆选择123.335kV等级负荷计算及电容补偿计算153. 3.135kV变电所负荷计算154. 3.235kV等级线缆选择154系统的短路分析174.1短路及短路电流174.1.2短路电流计算的规定174. 2短路电流计算174 .2.1系统参数175 .2.235kV进线断路器出口处短路电流184 .2.335/10.5kV变压器二次侧出口处短路电流185 .2.4IOkV进线断路器出口处短路电流195. 2.50.4kV断路器出口处短路电流205开关设备及互感器选择225

7、.1设备选择依据225. 2高压开关设备的选择225. 2.135kV进线断路器与隔离开关选择225. 2.235/10.5kV变压器二次侧出口处断路器选择245. 2.3IOkV进线断路器与隔离开关选择255. 3低压开关设备的选择275. 3.1低压路器选择依据275. 3.20.4kV断路器选择275.4互感器的选择285. 4.1电流互感器的选择285. 4.2电压互感器的选择326变电站结构设计及平面布置336. 1变电站布置特征337. 2变电站的照明设计338. 3变电站的防雷设计339. 4变电站的接地设计33致谢35参考文献361绪论设计原始依据1.Ll全部用电设备负荷情况1

8、 .负荷水平：（见表IT）2 .负荷类型：本供电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电。3 .该校最大负荷利用小时数为5600小时。4 .0.4kV负荷的同时系数为0.85,1OkV负荷的同时系数为0.9,其中有功同时系数为0.75,无功同时系数为0.8。1. 1.2电源情况1 .由该厂东北方向8kM处一个35kV电压等级线路提供一个电源A,其出口短路容量Sd=150MVAo2 .由该厂西北方向5kM处一个35kV电压等级线路提供一个电源B,其出口短路容量Sd=75MVAo3 .功率因数：电源A与电源B均要求功率因数大于0.95。4 .供电电价为两部电价基本电价：按变压器容量计算每月基本电价，1

9、5元/kVAo电度电价：35kV供电电压时0.80元/kwh。1.L3气象及其它资料1 .环境年平均气温15o2 .35kV变电站为独立建筑物，IOkV变电站布置在相关建筑物的地下室或底层内。.各级变压器均为室内布置。1.2设计内容和要求1.确定全校计算负荷。3 .确定全校的供电系统结构形式。4 .确定35kV变电站、IOkV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。5 .计算35kV及IOkV断路器出口处短路电流。6 .确定35kv断路器及隔离开关，确定35kv电缆及IOkv电缆型号。7 .确定无功功率补偿装置。8 .确定各变电所的平、剖面图。表IT负荷水平序号负荷名称有功功率(kW)无功功率(

10、kvar)NOIlOkV变电所1第一教学楼2751982第二教学楼3522203第三教学楼2311654第四教学楼3742205教消防泵20106二教消防泵20107三教消防泵20108一教消防梯25159二教消防梯251510三教消防梯2515No2IOkV变电所1第五教学楼2421762第六教学楼3632423第七教学楼2751984第八教学楼4182535五教消防泵20106六教消防泵20107七教消防泵20108五教消防梯25159六教消防梯251510七教消防梯2515No3IokV变电所1第一食堂6164182第二食堂5613963图书馆6822424实验楼5393635一食堂消防

11、泵20106二食堂消防泵20107图书馆消防泵20108实验楼消防泵2010No4IOkV变电所1第一宿舍3301982第二宿舍4842643第三宿舍3082204第四宿舍5062755一宿舍消防泵20106二宿舍消防泵20107三宿舍消防泵20108四宿舍消防泵20101. 3设计方法和步骤1.3. 1设计原则和方法该校区由35kV电压等级线路提供两个电源。由于输电距离较远，负荷较分散，且供电区域负荷属于二级负荷，要求不间断供电，故全校区建设一个总降压变电所和四个分变电所。于35kV变电所内设两台3510.5kV变压器，1OkV变电所内设两台100.4kV变压器，保证供电的可靠性：当系统处于

12、正常运行方式时两台变压器同时投入使用，当其中一台变压器故障或检修时只投入一台变压器也可满足供电要求。分变电所位置靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量，总降压变电所偏向电源进线方向。1.4. 2设计步骤1 .方案论证。2 .负荷计算。3 .无功补偿。4 .设备选择。5 .短路计算。6 .照明、接地及防雷。2供电系统6.1 供电系统结构设计电气主接线的设计是供电系统设计的主题之一。无论是35kV变电所或是IOkV变电所，高压侧主接线的设计方案与电源数量、电压等级、负荷规模、负荷等级以及运行可靠性、经济性等密切相关，对电气设备选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响

13、。因此，主接线设计，必须全面分析所有因素，正确处理其间关系，合理选择主接线方案，要求做到安全、可靠、灵活、经济。供配电系统变电所主接线具有以下多种接线结构：线路变压器组、并行线路变压器组、单母线不分段结构、单母线分段式结构、桥式主接线结构和双母线结构。2. 1.135kV变电所主接线结构方案选择1.35kV侧主接线结构方案35kV变电所有两路35kV电源进线，同时供电，互为备用。下面逐一列出适用于双电源供电的方案，并根据实际情况与技术、经济要求加以选择。1）并行线路变压器组2）单母线分段式结构3）双母线结构4）全桥式主接线结构5）外桥式主接线结构6）内桥式主接线结构本供电区域的教学区、宿舍区和

14、生活区的负荷由两电源均分，故负荷较为平稳，不必频繁投切变压器；由于该校区处于建设阶段，且未来将长期持续增扩建，容易因挖掘施工与大型设备的投入而发生线路故障，经综合考虑，本工程35kV侧主接线更适宜采用内桥式主接线结构。2. 1OkV侧主接线结构方案低压侧主接线有单母线不分段结构、单母线两分段结构和单母线四分段结构。1）单母线不分段结构2）单母线分段结构3）单母线四分段结构由于高压侧采用内桥式结构，且设四个IokV变电所，每个IOkV变电所中设两台变压器，两变压器同时供电互为备用，故采用单母线两分段结构。3. 35kV变电所主接线结构方案确定供电系统主接线结构应具有足够的灵活性，能适应各种运行方式的变化，且在检修、事故等特殊状态下操作方便、调度灵活、检修安全、扩建发展便利。综合考虑原始资料，结合对电气主接线的可靠性、灵活性及经济性等基本要求，在满足技术、经济政策的前提下，拟定的方案如下：35kV变电所高压侧采用内桥式主接线结构（如图2-1）,低压侧采用单母线两分段结构（如图2-2）O图2-1内桥式结构图2-2单母线分段结构35kV侧采用内桥式结构，其特