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1、学号097502011ttf彷工业与民用供电课程设计设计阐明书某大学校区供电系统设计起止日期：2023年1月7日至2023年1月12日学生姓名安从源班级09电气2班成绩指导教师（签字）控制与机械工程学院2023年1月12日供电技术课程设计任务书（任务序号09750201）一、基础材料本课程设计针对某大学校区供电系统设计。1 .负荷的水平与类型负荷水平：（见附表）负荷类型：本供电区域负荷属于二级负荷，规定不间断供电。该校最大负荷运用小时数为5600小时。0.4kV负荷的同步系数为0.7,IOkV负荷的同步系数为0.8。2 .电源状况由该厂东北方向8KM处一种35KV电压等级线路提供一种电源A,其
2、出口短路容量Sd=150MVA.（2）由该厂西北方向5KM处一种IOKv电压等级线路提供一种电源B,其出口短路容量Sd=75MVA.功率因数：电源A规定功率因数不小于0.92,电源B规定功率因数不小于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，15元/KVAe电度电价：35KV供电电压时0.70元kwh,IoKV供电电压时0.75元/kwh。3 .环境状况环境年平均气温15Co35kV变电站为独立建筑物，1OkV变电站布置在有关建筑物的地下室或底层内。各级变压器均为室内布置。二、设计范围1 .确定全校计算负荷。2 .确定全校的供电系统构造形式。3 .确定35KV变
3、电站、IOKV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。4 .计算35kV及Iokv断路器出口处短路电流。5 .确定35kv断路器及隔离开关，确定35kv电缆及IOkv电缆型号。6确定无功功率赔偿装置。7 .确定总降压变电所及车间变电所的平、立面图。三、设计成果1 .设计计算书。2 .供电系统构造示意图一张。3 .35KV变电所一次设备主接线图一张。4 .35KV变电所的平面图、剖面图一张。5 .母线电压测量及绝缘监视电路图一张。6 .定期限过流保护的原理图与展开图一张。指导教师（签字）：教研室主任（签字）：同意日期：2023年01月12日1设计范围（1）确定全校计算负荷。(2)确定全校的供电系统
4、构造形式。(3)确定35Kv变电站、IOKV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。(4)计算35kV及IokV断路器出口处短路电流。(5)确定35kv断路器及隔离开关，确定35kv电缆及IOkv电缆型号。(6)确定无功功率赔偿装置。(7)确定总降压变电所及车间变电所的平、立面图。2.负荷计算分析表1IOkV变电所参数04kV同步系数IOkV同步系数短路容量A(MVA)短路容量B(MVA)IOkV需要功率因数35kV需要功率因数0.70.8150759.59.2所需公式：P=KfpZP,Q,=KjZQ,Sc=yjPf2Tl2,1,=十一，七=0.0155,.,UnAQt=O.06Sc,P1=Pc
5、l+APt,Qe=Qll+AQtcos1=l,cos2=-i-,Qcc=Pci(tanx-tan2)S1c22.1 NOl变电所负荷计算及变压器、电缆的选择NolIokV变电所1第一教学楼2501802第二教学楼3202003第三教学楼2101504第四教学楼3402005一教消防泵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2515根据变压器的有功经济调度一种变电站的两台变压器应当同步运行，需要对其负荷配平，是两台变压器的负荷相近，这样的）经济效率更大，损耗更小。将序号为125,6,8,分派到一种变压器，将序号为3,4,7,9,10分
6、派到另一种变压器。则如图1所示：图1第一座变电站的负荷示意图IT：(1)低压母线侧负荷计算Pcl=0.7(250+320)=399(kw),Qcl=0.7(180+200)=266(kvar)S=479.54(kVA),L,=、=692.15（八）0,43(2)高压母线侧的计算负荷在未知变压器型号时P=0.015SCAQr=O.O6rP=0.015479.54=7.2(kw),7=0.06479.54=28.8(kvar)Pc2=PcP=486.7(kw),c2=d+r=294.8(kvar)(3)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：CoS=399/479.54=0.832确定赔偿
7、容量：设低压侧赔偿后的功率因数为0.95ft=399(0.67-0.33)=135.6(kvar)查表选BWO.4141型电容器，需要数量为n=135.6/14=9.6,取10实际赔偿量为：rc=1014=140(kvar)赔偿后计算负荷和功率因数：低压侧视在计算负荷：=+(t,1-cc)2=423(kVA)此时变压器功率损耗：APr=0.015Sd=6.34kw),71=0.0651=25.4(kvar)高压侧总计算负荷：Pc2=Pcx+A=399+6.34=405.34(kw)Qc2=Qci+AQr=(284.4-140)+25.4=169.妹Var)Sc2=yPc22+Qc22=439.
8、3(kVA)高压侧功率因数：COSQ=405.34/439.3=0.922T：(1)低压母线侧负荷计算=0.7(210+340)=385(kw),rl=0.7(150+200)=245(kvar)SCI= 7Ci22 =456. 34 (kVA),S.xI.=-f=658.68（八）0.43(2)高压母线侧的计算负荷P=0.015x456.34=6.84(kw),Qr=O.06x347.6=27.38(kvar),2=385+6.84=391.84(kw),Qc2=245+27.38=272.38(kvar)(3)功率赔偿低压侧功率因数：CoS例=385/456.34=0.84确定赔偿容量：设
9、低压侧赔偿后的功率因数为0.95QCC=385x(0.65-0.33)=123.2(kvar)查表选BWO.4141型电容器，需要数量为n=123.2/14=8.8取10实际赔偿量为：Ccc=IOx14=140(kvar)赔偿后计算负荷和功率因数：低压侧视在计算负荷：S；I=Jg+(2lQn)2=402.97(kVA)此时变压器功率损耗：A7=0.015Sd=6.05(kw),=0.0651=24.18(kvar)高压侧总计算负荷：Pc2=P.Zt=385+6.05=391.05(kw)Qc2=QCl+AQr=(245-140)+14.18=109.18(kvar)S,2=722+高压侧功率因
10、数：COS9=391.05/413.06=0.946变压器选择：总的负荷为：P=399+385=784KW=2+2-Gcc=266+245-140-140=231Sel=7842+2452=82AKVA(3)变压器的选择：由于本设计中所有为二级负荷，变压器应可以带起所有的负荷，因此变压器的容量为：Sci=821AKVA因此，IT和2T应选择SGB10-1000/10型变压器，额定的容量为1OOOKVAo由于此变电所安装于地下室内，且年平均气温为15摄氏度，故对变压器的容量有影响，IT和2T的变压器的实际容量为5=S,=(0.92-%42O)S=(0.92-15-2)1000=97OkVA,-T
11、100nt100(4)线路电缆选择:S _ 970x2UNg = IOXl.732= 112A由于本设计中的年最大负荷运用小时数为5600H,因此乙,=IAImm2SeCIc 11272F=56 mm2根据电缆容许载流量选择3x70的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套的铜芯电力电缆。其中K）=O.31QZm,Xo=OOlhn校验电压损失满足电压损失的规定。校验发热条件该电缆的在15摄式度地中直埋的容许载流量（/r）为152X1.29=196A由于年平均气温为15摄氏度，故对应的系数为Kd=实际的容许载流量为196不小于计算电流，因此满足发热条件。2.2 N02变电所负荷计算及变压器、电缆的选择No2I
12、okV变电所1第五教学楼2201602第六教学楼3302203第七教学楼2501804第八教学楼3802305五教消防泵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2515根据变压器的有功经济调度种变电站的两台变压器应当同步运行，需要对其负荷配平，是两台变压器的负荷相近，这样的经济效率更大，损耗更小。将序号为1,256,8分派到一种变压器，将序号为3,4,7,9,10分派到另一种变压器。则如图2所示:图2第二座变电站的负荷示意图3T：(1)低压母线侧负荷计算匕=0.7550=385(kw),QU=O.7380=266(kvar)ISSC
13、1=P；+Q；=446(kVA),rl=643.75（八）v0.43(2)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：CoSe=385/466=0.83确定赔偿容量：设低压侧赔偿后的功率因数为0.95Qcc=335(0.67-0.33)=131(kvar)查表选BWO.4141型电容器，需要数量为n=13114=9.35,取10实际赔偿量为：Qc=IOx14=140(kvar)赔偿后计算负荷和功率因数:低压侧视在计算负荷：Sc=+(ef-N)21kVA)此时变压器功率损耗：V=0.015S1=6.08(kw),r=0.0651=24.32(kvar)高压侧总计算负荷：Pc2=Pcl+=38
14、5+6.08=391.8(kw)Qc2=tl+7.=(266-140)+24.32=150.32(kvar)Sc2=JeJ+Q,J=419.6(kVA)高压侧功率因数：cos=391.8/419.6=0.9334T：(1)低压母线侧负荷计算匕二0.7X630=441(kw),=0.7x410=287(kvar)SCl = Jk+Q/ =526.2 (kV), IclS=，=759.5（八）0.43(2)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：cosg:441/526.2:0.84确定赔偿容量：设低压侧赔偿后的功率因数为0.95Qcc=441X(0.645-0.33)=138.9(kva
15、r)查表选BWO.4141型电容器，需要数量为n=138.9/14=10,取10实际赔偿量为：cc=1014=140(kvar)赔偿后计算负荷和功率因数：低压侧视在计算负荷：5d=7+(t.1-t.t.)2=464,8(kVA)此时变压器功率损耗：ZV=0.015Sd=6.97(kw),r=0.06Sd=27.9(kvar)高压侧总计算负荷：Pc2=Pcl+V=441+6.97=447.97(kw)Qc2=Qcl+AQr=(287-140)+27.9=174.9(kvar)高压侧功率因数：COS=447.97/480.9=0.93变压器选择:总的负荷为：=385+441=826KWQ=Q.+Q
16、2-Qcc=287+266-140-10=273SCI=82622732=SlOkKV(3)变压器的选择：由于本设计中所有为二级负荷，变压器应可以带起所有的负荷。因此3T和4T应选择SGBlOTOoo/10型变压器，额定的容量为100OKVA。由于此变电所安装于地下室内，且年平均气温为15摄氏度，故对变压器的容量有影响，3T和4T的变压器的实际容量为品=(0.92-20)S(0.92-15-20000=970qwEr2100NTI00(4)线路电缆选择：=112A由于本设计中的年最大负荷运用小时数为5600H,因此jec=IAImm1SIc1122S.=-l-=56mmJec2根据电缆容许载流
17、量选择3x70的交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套的铜芯电力电缆.其中K)=O.31。/女根，X0=0.101n校验电压损失满足电压损失的规定。校验发热条件该电缆的在15摄式度地中直埋的容许载流量(Ial)为196A由于年平均气温为15摄氏度，故对应的系数为Ke=实际的容许截流量为=KjH=I96不小于计算电流，因此满足发热条件。2.3 N03变电所负荷计算及变压器、电缆选择No3IOkV变电所1第一食堂5003202第二食堂4803203图书馆6001804试验楼4203005一食堂消防泵20106二食堂消防泵20107图书馆消防泵20108试验楼消防泵2010根据变压器的有功经济调度一种变电站的两
18、台变压器应当同步运行，需要对其负荷配平，是两台变压器的负荷相近，这样的经济效率更大，根耗更小。将序号为1,2,5,6分派到一种变压器，将序号为347,8分派到另种变压器。如图3所示:SCl =J匕2+Q =819.3 (kVA), Icx期繇麻J书信箫防泵m生犍第二槽第一T疑麻二诞赭麻图3第三座变电站的负荷示意图5T：(1)低压母线侧负荷计算Pei=0.7(500+480)=686(kw),QI=Q7x(320+320)=448(kvar)S1=-%=1182.6（八）0.43(2)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：cos1=686/819.3=0.84确定赔偿容量：设低压侧赔偿
19、后的功率因数为0.95Qc=686x(0.65-0.33)=219.5(kvar)查表选BWO.4141型电容器，需要数量为n=219.5/14=15.7,取16实际赔偿量为：QC=I6x14=224(kvar)赔偿后计算负荷和功率因数：低压侧视在计算负荷：S；产，呼+(2-以,)2=721.6(kV)此时变压器功率损耗：V=0.015Sd=10.8(kw),r=0.06Sd=43.3高压侧总计算负荷：Pc2=PCl+7V1=686+10.8=696.8(kw)。,2=Q+A0=(448-224)+43.3=267.3(kvar)Sc2=4P(J+Q,J=746.3(kVA)高压侧功率因数：c
20、os=401.03/412.95=0.976T：(1)低压母线侧负荷计算Pel=0.7(600+420)=714(kw),rl=0.7(180+300)=336(kvar)lSsd=22=789.1(kV),cl=-i=1139.0（八）v0.43(2)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：cos。1=714/789.1:0.90确定赔偿容量：设低压侧赔偿后的功率因数为0.95rf=714(0.47-0.33)=99.96(kvar)查表选BWO.4141型电容器，需要数量为n=99.96/14=7.14,取8实际赔偿量为：Q,c=8xl4=112(kvar)赔偿后计算负荷和功率因数
21、：低压侧视在计算负荷：5d=+(cl-Qcc)2=748.3kVA)此时变压器功率损耗：V=0.0155d=l1.2(kw),r=0.06Sd=44.8高压侧总计算负荷：-,l+,=714+11.2=725.2(kw)Qc2=Q17662(2)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：COS1=1635.2/1709.5=0.96高压侧功率因数：cos2=1660.8/1766.2=0.94确定赔偿容量：设低压侧赔偿后的功率因数为0.920.940.92因此不需要赔偿2T:(1)低压侧负荷计算根据符合配平原则,3=0.8(385+385+714+518)=1601.6(kw)c3=0.8
22、(105+147+224+154):504(kvar)sc3=ypc3+Ql=1679.0(kVA)(2)高压侧负荷计算P=0.015Sc3=25.2(kw),r=0.06Sc3=100.7(kvar)匕二53+A忤=1601.6+25.2=1626.8(kw),c4=r3+r=504+100.7=604.7(kvar)SE=国通力35.6(2)功率赔偿赔偿前计算负荷和功率因数低压侧功率因数：cos1=1601.6/1679.0=0.95高压侧功率因数：cos2=1626.8/1735.6=0.94确定赔偿容量：设低压侧赔偿后的功率因数为0920.940.92因此不需要赔偿3.2 35KV变压
23、器选择,=1635.2+1601.6=3236.8(kw)Qc=498.4+504=1002.4(kvar)Sc=C IoKV 等级:Go=O.8X (399+385+385+441+686+714+518+518) =3236.8 (kw)30=0.8 (126+105+147+126+224+224+154+147) =1002. 4 (kvar)邑0 = 2 302 =3388. 5 (kVA), 35KV 等级:P =0.015 S30 =50. 8 (kw), r=0. 06 S30 =203.2 (kvar)2=33885(kVA)选SC94000/35两台变压器工作环境为15摄氏
24、度，且工作在户内，对变压器有影响。运用公式S7=(0.92-100SMr计算实际容量。S=(0.92-.15-2)4000=38323388.5(kVA)T1004 .全校负荷计算所需公式:PC = KZPZP, Qe=KuQ, Sc=J6+Q ,SC3388.5 30=195. 6 (A)1038o=3236.8+50.8=3287.6(kw),30=1002.4+203.2=1205.4(kvar)S30=Jg2+32=3501.6(kVA),5 .三相短路计算所需公式：系统X*=1,线路XJXOP,变压器电压级口勺基准电流St)CUMI(X)SNS1;，短路电流标幺值/；=-T，短路电流
25、二/3冲击短路电流骁.K=(2.551.84)l,43UdXK短路容量SK二国XK取基准容量S.=100MVA,3个电压等级的基准电压分别为Utn=37kV,frf2=10.5kV,对应的基准电流为Idt、/d25.1 路短路电流计算S150MVAYdll4000KVA35/10.5kV图5断路器出口短路示意图X5*=100150=0.667IwL线路选择截面为50加加2於J铜芯线缆，取电抗值为X,=o.i07km.X.v,=0.1078=0.063w372UKSd8100CX.as=X=X=2100SN1004V*UKSd8100CXToXX8100SN1001(DKI处短路XZ=XS*=1
26、00/150=0.667Q1n1基准电流：Idl二今=三=1.56(kA),/Z=1.5,frfl3373*0.667=1dxlk=1.561.5=2.34(kA)ishki=2.55I=2.552.34=5.97(LA)SS,=-=I(X)1.5=15()(MVA)XkI(2)K2处短路X；2=Xs*+XWl=0667+0.063=0.73SIoo1基准电流：Id2文产=T=T=L56(kA),-=1.37,2Udl43373K-0.73I=InZ*=1.561.37=2.14(kA)ishk2=2.55I2=2.552.14=5.45(kA)S2=1001.37=137(MVA)Xk2(3
27、)35KV变压器断路器出口K3侧短路时,则：X1=X；+X+X；.3S=0.667+0.063+2=2.73SI(Y)I基准电流：/13=/=5.5(kA),/K3=0.37,Ud电10.532.73I3=Id3/；3=5.5x0.37=2.03(kA)ishk2t=2.55/心=2.552.03=5.18(ZA)=1000.37=37(MVA)X3(4)K4短路电流(5)K5短路电流(以NO.1站为例)XZ=X；+Xw+X；.35+X；K)=0667+0.063+2+8=10.73S100基准电流：IdS=立尸=产=144.3(kA)Ud电0.43110.73=0.093,I5=Id5I=1
28、44.30.093=13.4(kA)z.s=2.55Z.s=l,84x13.4=24.74(kA)SK5S=I(X)X0.()93=9.3(MVA)Xl(2)B路短路电流计算(以NO.1站为例)当IOKV变压器断路器出口短路时W100CCXS=1.33S752WL线路选择截面为25加加的铜芯线缆，取电抗值为X=0.113Qkm0XI=OlI3x5x-=0.51*10.52SUSd8100oX=-=X=8100Sn1001则：X*=X0X*2+X*=l.33+0.51+8=8.84fJVtizJSIm1基准电流：/j,=L=尸=144.3(kA),/心，=0.113tj230,438.84IKR
29、=I4Iia=144.30.113=16.3(kA)3=1.84*3=1.8416.3=30.O(kA)S3=-r=1000.113=11.3(MVA)Xr6.断路器和隔离开关的选择选择QFl选择：LN2351型断路器断路器校验表：序号LN2351选择条件装设地点电气条件项目数据项目数据1UN35kvUwN35kv2IN1250A2Ic62.4A3Ig16kA2f)2.34kA4max40kA璟，5.97kA5I；t1024M252Xmax2.3424=21.9M2S隔离开关校验表:序号GW5-35G/1600选择条件装设地点电气条件项目数据项目数据1UN35kv2Uw.N35kv2IN600A2IC62.4A3max72kA2媲5.97kA4I；t1024M2S2彳X*ax2.3424=21.9M2S由于在高压等级无电气距离，故IOKV母线如下的断路器和隔离开关的选择均按此表所示。参照资料：唐志平.供配电技术.北京:电子工业出版社,2023年10月陈一才.高层建筑电气设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1993年5月3航空工业部第四规划设计研究院等.工厂配电设计手册.北京泳利电力出版社,1989年8月
