毕业设计（学院供电系统改造设计）

学院供电系统改造设计

学院分为中、南区、北区，实训基地三个配电所。其中，中、南区配电所配备550KW柴油发电机一台，800KVA和400KVA变压器各一台，对中南区供电，该配电所设备齐全，负荷较大，线路复杂，是本设计的重点。北区配电所配备160KW柴油发电机一台，200KVA变压器两台，对北区供电。实训基地配备有120KW柴油发电机一台，200KVA变压器一台，对实训基地各设备供电。 下面将本设计的内容简单说明一下：

1、 计算各车间、设备负荷

2、 变压器台数及容量的选择，它是根据各车、设备的用电负荷，计

算出总负荷，以求出最大负荷时功率因素cos?。cos?是确定无功补偿容量的。计算出学院实际用电负荷及其最大负荷时功率因素，就可对变压器的台数及容量进行选择和要求了。

3、 导线的选择。该点内容是对供电系统能否达到安全、可靠、优质、

经济的标准，是否负荷长期发热的条件。

4、 短路电流的计算。该点是对以上三点进行综合的分析，其目的就

是短路故障对电力系统正常运行影响很大，所以都应着眼于防止短路发生，以及在短路发生后尽量限制所影响的范围。

5、 高、低压电气设备的选择，该点以短路电流的计算结果为依据。

本设计内容都是按照：保证安全可靠供电，保证良好的电能质量，保证电力系统运行的经济性，来做此设计的。

第一章 实训基地

一、各车间计算负荷：

实训基地变电所是10/0.4KV的降压变电所，主要对西苑餐厅、机电系数控机床车间和新车间及汽车实训车间供电，现对各负荷进行计算：

1、 西苑餐厅

已知：Pe?80KW，KD=0.75，tan??0.70 所以：P30?Pe?0.75?60KW

Q30?p30?tan??60?0.70?42KVAR S30?602?422?73KVA

2、 机床车间

已知：Pe?170KW，KD=0.75，tan??0.70 解：P30?Pe?0.75?80KW

Q30?p30?tan??80?0.70?56KVAR

S30?P30?Q30?97KVA22

3、 新车间

已知：Pe?53KW，KD=0.75，tan??0.70 解：P30?Pe?0.75?40KW

Q30?p30?tan??40?0.70?28KVAR

S30?P30?Q30?49KVA22

4、 汽车实训车间

已知：Pe?20KW，KD=0.75，tan??0.70 解：P30?Pe?0.75?15KW

Q30?p30?tan??15?0.70?10.5KVAR S30?P30?Q30?18KVA22

5、 42栋学生宿舍

已知：Pe?11KW，KD=0.75，tan??0.70 解：P30?Pe?0.75?7KW

Q30?p30?tan??7?0.70?4.9KVAR

S30?P30?Q30?8.5KVA22

一、 变压器台数及容量选择：

K?p?0.9，K?q?0.951、 根据供

?P30?K?P（80?60?40?15?7）?181.8KW ?K?Q（56?42?28?10.5?4.9）?134KWar

?Q302、 变电所无功功率补偿（提高功率固数到0.9以上），

无功功率补偿取QC?56KVar 补偿以后Q30?134?56?78KVar

cos???p230230?p30?(?Q30?Qc)2?181.8181.8?(134?56)22?0.92?0.9

S1??P?(?Q30?Q30)2?181.82?(134?56)2?198KVA

3、 该变电所变压器选择，因负荷较小，可选用一台变压器，需满足

总负荷的70%，故

SNY?0.7?S1?198?0.7?138KVA

选择变压器型号为S9系列，额定容量为200KVA，查表可得变压器各项参数：

空载损耗：?P0?0.5KW 负载损耗：?Pk?2.5KW 阻抗电压：UK%?4 空载电流：I0%?1.7

4、 计算变压器功率损耗（取n=1）

S30?11S1??198?99KVA22

2S1?99??PT?N?P0??PK(30)2?0.5?2.5????1.1KWNSn200??

I%1?%?S30?QT?n0Sn??kSn?100n100??Sn????7.36KVar?

2三、10KV侧架空导线的选择

本所选用的单回线路供电，则计算总负荷：

P30?181.8kw Q30?134kvar 变压器的损耗：

P'?P30??P0?181.8?1.1?182.9KW Q'?Q30??QT?134?7.36?141.36Kvar S'?P'2?Q'2?231KVA

I30?S'3??2313?10?13.3A

先按经济电流密度选择经济导线，经济截面，查表可得，架空线的经济电流密度

Aec?I3013.3??14.7mm2jes0.9可选导线LJ-16，其

jes=0.9A/MM所以可得经济截面

2允许载流量为Iac?115A。相应参数?0?1.9?/KM ?0?0.34?/KM 可按发热条件检验：

按夏季气温29℃计算，温度修正系数：

kt?70?29?0.95'I70?25则ac?ktIac?0.95?115?109.25A?I30?13.3A

上式可知，所选导线负荷长期发热条件。

二、 短路电流计算

按无穷大系统供电计算短路电流。如图： 1、10KV母线短路电流（K1） （1）确定标幺值基准

Sd1?100NWA vd1?10.5KV

Id1?Sd13vd1?5.5ka

（2）计算短路电流时各元件的电抗标幺值：

1）系统电抗：

x1?Sd100??0.067Soc1500

x2?0.4..?10?100?0.3372

2）35KV线路电抗：

vk%?Sd6.5?100?103x3???4.06100S100?1600N3）35/10KV电力变压器电抗10K%=6.57 （3）求三相短路电流

x?x1?x2?x31）总电抗标幺值：?=0.067+0.3+4.06=4.27

3Ik?2）三相短路电流周期分量有效值

Id25.5??1.3KAx?4.427

333I''?I?I?1.3KA ?K3）其他三相短路电流：

3ish?2.55I''3?3.315KA I3I''3?1.51?1.3?1.963KA sh?1.514）三相短路容量：

Sk3?Sd100??22.6MVAx?4.427

2、0.4KV侧母线短路电流（k2） （

1

）

确

定

标

幺

值

基

准

：

sd=100MVA

Ud

2=0.4kv

Id3?Sd3?Ud2?1003?0.4?144.34KA

（2）计算各元件电抗标幺值： 1）系统电抗x1?0.067

x2?0.433?10?100?0.337

2）35KV线路

3）35/10电力变压器电抗x3?4.06

Uk%?Sd4?100?103x5???20k100Sn100?2004）10/0.4KV电力变压器（U%=4）

（3）计算三相短路电流和短路容量：

1）总电抗标幺值：x??0.067?0.3?4.06?20?24.427 2）三相短路电流周期分量有效值

3IK?Id3144.34??5.9KAX?24.427

33333i?1.84I''?10.856KA I''?I?I?5.9KA?K3）其他三相短路电流 sh33Ish?1.09I''?1.09?5.9?6.431

4）三相短路容量

Sk3?Sd100??4.1MVAx?24.427

三相短路电流和短路容量计算结果列表如下：

短路点计算 10KV K1点 0.4KVK2点 3IK I''3 1.3 3I? 3ish 3Ish 短路容量 1.3 1.3 3.315 1.963 22.6 5.9 5.9 5.9 10.856 6.431 4.1

五、高低压电气设备的选择

根据短路电流计算结果，按正常工作条件选择和按短路情况校验，高低压电气设备选择如下： 1、10KV侧设备的选择

高压断路器 计算数据 隔离开关 电流互感器 备注 LA-10 SN10?10I V=10kv I=13.3A 0.4KV 1250A GN6?10T/200 0.4KV 1250A 0.4KV 1000/S 采用抽屉式低压开关柜 IK?5.9KA 50KA SK?4.1MVA 3ish=10.856

六、继电保护的配置

1、 变压器：过电流保护，避雷保护，过负荷保护 2、 10KV进线：过流保护，过负荷保护

第二章 中、南区配电所

一、供电负荷计算：

1、1-11栋：已知：Pe?143KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?100KW

Q30?p30?tan??100?0.48?48KVAR

2、12-16栋：已知：

3、17-19栋：已知：

4、20-25栋：已知：

5、26-32栋：已知：

S2230?P30?Q30?111KVA

Pe?143KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?100KW

Q30?p30?tan??100?0.48?48KVAR S2230?P30?Q30?111KVA

Pe?86KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?60KW

Q30?p30?tan??60?0.48?28.8KVAR S2230?P30?Q30?66.5KVA

Pe?143KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?100KW

Q30?p30?tan??100?0.48?48KVAR S2230?P30?Q30?111KVA

Pe?200KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?140KW

Q30?p30?tan??140?0.48?67.2KVARS230?P30?Q230?140KVA

6、33-41栋：已知：Pe?286KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?200KW

Q30?p30?tan??200?0.48?140KVAR

S30?P30?Q30?244KVA22

7、路灯：已知：Pe?14.3KW，KD=0.7，tan??1.73 解：P30?Pe?0.7?10KW

Q30?p30?tan??10?1.73?17.3KVAR

S30?P30?Q30?20KVA22

8、育贤阁：已知：Pe?286KW，KD=0.7，tan??0.48 解：P30?Pe?0.7?200KW

Q30?p30?tan??200?0.48?96KVAR

S30?P30?Q30?222KVA22

二、变压器台数及容量选择 1、同时系数取?pK?0.9，K?q?0.95

?P30?K?P（100?100?60?100?140?200?10?200）?819KW

?Q30?K?Q（48?48?28.8?48?67.2?140?17.3?96）?468.6KWar

2、无功功率补偿取QC?200KVA 补偿以后QC?468.6?200?286.6KVA

cos???p230230?p30?(?Q30?Qc)2?0.95?0.9

S1??P?(?Q30?Q30)2?862KVA3、为保证供电可靠性，选用两台变压器，每台满足负荷70%

SNY?0.7?S1?603KVA

选择变压器型号为S9系列，额定容量为800KVA，另一台400KVA，查表可得变压器各项参数：

空载损耗：?P0?1.45KW 负载损耗：?Pk?7.2KW 阻抗电压：UK%?4.5 空载电流：I0%?1.2 三、10KV线路截面选择

为保证供电可靠性选用双回路供电线路，每回供电线路计算负荷为：

P30?11?819?409.5KWQ30??468.6?234.3kvar22

变压器损耗（取n=1）

S30?1?819?409.5KVA2

?PT?N?P0?S1?PK(30)2?4.77KWNSn

I%1?%?S30?QT?n0Sn??kSn?100n100??Sn????19.736KVar?

2计算变压器的损耗：

P'?P30??P0?409.5?4.77?414.27KW Q'?Q30??QT?234.3?19.736?254.036Kvar S'?P'2?Q'2?486KVA

I30?S'3??28A

按经济电流密度选择导线经济截面，年最大负荷利用小时数为6400H，查表得

2、无功功率补偿，试取140KVAR 补偿以后Q30?311.2?140?171.2KVA

cos???p230230?p30?(?Q30?Qc)2?0.91?0.9

S1??P?(?Q30?Q30)2?435KVA3、变压器选择，为保证供电可靠性、选两台

SNY?0.7?435?304.5KVA

在不备用的前提下，选两台200KVA的S9系列变压器分担304.5的容量。 查表可得变压器各项参数：

空载损耗：?P0?0.5KW 负载损耗：?Pk?2.5KW 阻抗电压：UK%?4

空载电流：I0%?1.7

三、导线选择：10KV：LJ-35 0.4KV：LJ-16 四、短路电流：

1、选基准容量Sd1?100MVA，

Id1?1003?10.51003?0.4?5.5ka取vd1?10.5KV

取vd1?0.4KV

Id2??144.34ka

2、分别求出短路点到电源的总电抗标幺值：

x1?Sd100100?0.067x2?x3?0.433?10??3.92Soc150010.5

x?k1?x1?x2?0.067?3.9?3.967 x?k2?3.967?0.2?4.167

x4?Uk%Sd4100????0.4?x5100Snt10010

3、求K1点发生三相短路时的短路电流，短路冲击电流最大值和最小值。

3IK1?Id155??1.38KA3X?K13.967 ishK1?2.55?1.38?3.519KA

3SK1?3IshK1?1.51?1.38?2.08KA

Sd100??25.2MVAX?K13.967

4、求K2点各计算数据

3IK2?Id2144.34??34.6KA3X?K24.167ishK2?1.84?34.6?63.6KA

33IshK2?1.09Ik2?37.7KA

SK2?Sd100??23.9MVAX?K24.167

短路电流统计

三相短路电流KA 3IK 短路容量 I''3 1.38 3I? 3ish 3Ish 10KV K1点 0.4KV K2点 1.38 1.38 3.519 2.08 25.2 34.6 34.6 34.6 63.6 37.7 23.9

10KV侧电气设备选择：

高压断路器 计算数据 隔离开关 电流互感器 备注 LA-10 SN10?10I V=10kv I=28A 10KV 630 GN6?10T/200 10 200 10 40/S 采用GG-10-54高IK?1.38KA 16 压开关柜 SK?25.2 300 3ish=3.519 40 25.5 160*402

0.4KV侧电气设备选择：

高压断路器 计算数据 Z20Y-1250 V=0.4kv I=734A 0.4KV 1250A 隔离开关 HD11-1000 0.4KV 1250A 电流互感器 备注 LM-0.5 0.4KV 1000/S 采用PGL低压配电屏 IK?34.6KA Sk?23.9MVA 3ish=63.6 50KA

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q557.html