1、毕业设计题目 某变配电室电气部分设计一、设计内容及时间安排一、设计内容及时间安排设计内容时间（天）时间（周）熟悉任务书12周熟悉配电室设计内容1CAD制图与阅图8负荷测算与无功补偿53周配变选择2配变高低压侧接线方式确定2短路计算3导体、电气设备及开关柜选择3绘图和阅图72周整理设计成品1答辩2二、设计成品二、设计成品1设计书 1份2图纸 3张装置式电气主接线图电气设备安装平面图电气设备安装断面图土建工艺图设备基础接地平面布置图 等详细见任务书。三、设计成绩评定三、设计成绩评定（一）设计平时成绩（30%）（二）设计成品成绩（30%）（三）答辩成绩（40%）1 1 配电室概述配电室概述一、配电室
2、定义一、配电室定义 指就近实现低压负荷供电的屋内配电装置。（哪些设备组成？）（对建筑有何要求？“实施细则”P15、16）二、配电室设计的内容二、配电室设计的内容 根据用户计量方式的不同而不同。（哪几种计量方式？）（一）当用户采用高供高量时，设计范围从电源进线至配电室 的低压配电屏（柜）止。（二）当用户采用一户一表计量方式时，设计范围从电源进线至 用户的计量箱止。三、配电室设计成品三、配电室设计成品概（预）算书 +几册图纸，其中，（一）第一册 电气一、二次接线图（二）第二册 电气设备安装平、断面图（三）第三册 电气设备土建工艺图（四）*第四册 配电、电缆排管、人孔井、手孔井、户外接地图1 1 配
3、电室配电室2 2 负荷统计负荷统计一、目的一、目的（一）确定配变容量；（二）确定无功补偿容量.二、方法：多种二、方法：多种供用电系统 P17、“实施细则”P17、18。何为何为 需要系数？需要系数？三、要求三、要求计算过程列表表示。2 2 负荷统计负荷统计三、要求三、要求负荷名称负荷性质P（kW）A座B座C座D座教工活动中心 S10=(kVA)3 3 配配变的确定变的确定一、台数一、台数 目前，变压器本身的可靠性已很高，单台容量可以做得很大，且单位造价（kVA/元）随单台容量的增加而下降，因此，在确定时，应尽量减少其台数。台数越少，变压器的单台容量即越大，其本体投资将越低，与之配套的电气设备将
4、越少，同时节约了占地面积，简化了配电装置等。工厂供电设计指导P41：根据负荷的特点和经济运行要求选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上：（一）有大量一级或二级负荷。（二）季节性负荷变化较大，适应采用经济运行方式。（三）集中负荷较大，如大于1250kVA。其它情况下宜装设一台。3 3 配配变的确定变的确定 有以下几个原则：（工厂供电设计指导P41）二、容量二、容量（一）装设一台时，应不小于负荷。（二）装设两台主变时，应保证全部的一类、二级负荷供电。计算公式如下：SSN110)7.06.0(（三）负荷率控制在40%80%，单台容量不得大于630kVA。（“实施 细则”P14、19）三、型式三
5、、型式三相式、单相式？油浸式、干式？（“实施细则”P14/15）四、调压方式四、调压方式（供用电系统P97）两种1无载调压：调压范围小、调压级差大、调压不方便。2有载调压：调压范围大、调压级差小、调压方便。3 3 配配变的确定变的确定 工厂供电设计指导P413 3 配配变的确定变的确定五、绕组连接方式与接线组别五、绕组连接方式与接线组别 有Y、连接三种。本设计变压器低压侧（0.4kV）采用三相四线供电，低压侧三相绕组应采用Y形连接，故10kV绕组采用连接，以改善变压器铁芯磁通波形，改善电能质量。即：本设计变压器的接线组别为：D，yn11。六、中性点运行方式六、中性点运行方式（一）低压侧：0.4
6、kV系统 根据相关规定：采用中性点直接接地方式。（二）高压侧：10kV系统 在供电变电站10kV系统确定。根据相关规定：采用中性点非直接接地方式。有中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种，通过计算K（1）大小确定。3 3 配配变的确定变的确定七、额定电压七、额定电压 本设计变压器为降压变压器，相当于受电设备，故其一次侧额定电压等于受电设备额定电压，取10kV；又由于变压器二次侧额定电压是指其二次侧空载运行时的额定值，考虑到变压器带上负载运行时的电压损耗及电能在线路传输过程中的电压损耗，本设计变压器中压侧的额定电压取高于线路额定电压5%，即0.4kV。故本设计变压器的额定变比为10kV/0.4k
7、V。八、要求八、要求 结果列表表示。型号额定容量（kVA）额定电压（kV）空载电流（%）阻抗电压（%）高压低压4 4 无功补偿无功补偿一、引入原因一、引入原因 在电力系统中，很多用电设备都是感性负载，既需要电源向其提供一定的有功功率，还需要电源向其提供一定的无功功率。统计资料表明：需要由无功电源提供的无功功率最多可达系统总无功负荷的两倍左右。（供用电系统P89）在电网末端装设无功补偿设备，提高电力网的功率因素。二、二、补偿原理补偿原理三、三、补偿设备补偿设备 同步调相机、静止补偿器、电容器、电抗器等。本设计采用并联电容器组作为并联电容器组作为无功补偿设备。（“实施细则”P15）4 4 无功补偿
8、无功补偿四、四、补偿目的补偿目的 提高功率因素的意义（一）提高设备的出力；（二）降低功率损耗和电能损耗；（三）降低电压损耗，改善电压质量等。五、五、补偿原则补偿原则（一）就地补偿，分级分区平衡；（二）电业部门补偿与用户补偿相结合等。六、六、补偿方式补偿方式（一）集中补偿。（二）分散补偿。（三）集中补偿。本设计只在配电室低压侧母线上装设无功补偿设备（“实施细则”P15）4 4 无功补偿无功补偿七、七、补偿容量的计算补偿容量的计算（电网无功补偿实用技术P2124）有多种方法进网电工（下）P9（一）按要求达到的功率因数（一）按要求达到的功率因数cos确定确定)21(10tgtgPQCPQtg1010
9、1其中 ，tg2=？，通过查资料获得。（二）按主变容量确定（二）按主变容量确定1规程规定，按主变容量（10%30%）进行配置；2典型设计中推荐，按主变容量（10%15%）进行配置，不宜超过 20%；3“实施细则”P15规定，按配电变容量（15%30%）进行配置；泉州局：用户或工厂的补偿容量，根据用电设备情况确定，通常取配变容量30%以上，最高可达40%60%以上，无功补偿后cos要求达0.98。4“通用设计”规定，按不低于配电变容量（20%25%）进行配置注意：注意：任何情况下，都不允许无功功率倒送电网。4 4 无功补偿无功补偿八、八、低压电容柜的选择低压电容柜的选择相关原则：工厂供电设计指导
10、P37、38（一）低压电容器组一般采用成套装置与低压配电柜一起装于室内，因此，所选电容柜的外形、结构型式应与配电柜相配套，以便于统一安装及接线。（二）低压电容柜的控制方式均采用自动控制。本次设计低压配电柜拟采用GGD型封闭固定式配电柜，故无功补偿柜选用与之相配套的GGJ型电容补偿柜。选择结果列表表示。4 4 无功补偿无功补偿九、九、低压电容器组的自动投切（无功自动补偿装置）低压电容器组的自动投切（无功自动补偿装置）“实施细则”P15、工厂供电P343、电网无功补偿实用技术P50 进网电工（下）P22 在低压电容器成套装置中，均装设有无功功率补偿自动控制器，该控制器根据用户所消耗的感性无功功率大
11、小，通过指令，利用交流接触器操作实现分时（10120s可调）、分步（6步、8步、10步）的电容器自动循环投切，从而使电网的无功损耗保持在最低状态。十、十、功率因素与电费的关系功率因素与电费的关系用电管理P226 、电网无功补偿实用技术P3十一、十一、并联电容器组串联电抗器的目的并联电容器组串联电抗器的目的进网电工（下）P175 5 低压配电系统的接地低压配电系统的接地一、接地的含义、形式及目的一、接地的含义、形式及目的 供用电系统P16、安全用电P34二、二、低压配电系统的接地形式低压配电系统的接地形式 安全用电P28、电气工程师手册P223、低压电力实用技术 P339三、配电室的接地与接地装
12、置三、配电室的接地与接地装置（一）“实施细则”（P16）规定：变配电房应有良好接地网，接地电阻小 于4欧。（二）“福建省中低压配电网配电室通用设计说明规定”规定：配电室附设 在建筑物内时，其接地线应至少有两点与主楼地网相连。本设计配电室附设C栋内，其接地装置布置图如图？所示。5 5 低压配电系统的接地低压配电系统的接地四、低压系统的供电方式四、低压系统的供电方式 接地线应与所在建筑物接地网连接在一起。（一）当配电室位独立建筑物时，采用三相四线供电，然后在电表箱 处接地，这样，用户所在的建筑物内仍然是三相五线制供电。（二）配电室附设在建筑物内时，对本建筑物内的供电直接采用三相 五线制，而对其它建
13、筑物的供电，则仍然采用三相四线制，然 后在电表箱处接地，再获得三相五线制。本设计配电室附设在C栋建筑物内，故对C栋用户可直接采用三相五线制供电，而对A、B、D栋用户则采用三相四线供电，然后在电表箱处接地，故对建筑物内的供电仍然是三相五线制。一、一、电气主接线定义电气主接线定义 变电站：指变电站中从电源进线开始到负荷出线之间所有一次设备所连接成的电路。发电厂：指发电厂中从生产电能的发电机开始到电能送出发电厂止所有一次设备所连接成的电路。本设计配电室的电气主接线确定分两步：（一）配变的确定；（二）配变两侧主接线的确定。二、二、电气主接线基本形式电气主接线基本形式（一）有母线型：有单母线、单母线分段
14、、双母线、3/2断路器接线及带旁 路母线接线等多种方式；（二）无母线型：有单元接线、桥形接线、多角形接线等几种。6 6 配变两侧接线方式的确定配变两侧接线方式的确定三、三、对电气主接线的基本要求对电气主接线的基本要求（一）保证供电的可靠性（一）保证供电的可靠性衡量电气主接线可靠性要求的标准如下：1母线故障或检修时，能否保证供电，若不能，停电范围及停电时间如何；断路器检修时，是否影响该回路的供电；3全部停电的可能性。（二）具有一定的灵活性（二）具有一定的灵活性包括运行是否灵活、操作是否方便、检修是否安全等内容。（三）具有一定的经济性（三）具有一定的经济性 内容：在满足技术要求的前提下，应做到经济
15、合理。具体包括：1投资；占地面积；3电能损耗等。6 6 配变两侧接线方式的确定配变两侧接线方式的确定6 6 配变两侧接线方式的确定配变两侧接线方式的确定四、本四、本设计设计配变两侧配变两侧接线方式的确定接线方式的确定 中低压配电网建设与改造技术标准（P17）里规定，配电室（站）的接线应力求简单，一般采用单母线或单母线分段。当出线在4条及以下时，母线不分段，每条出线所接容量一般在3000kVA以下。（一）高压侧：本设计配电室高压系统1回进线、1回出线，故采用单 母线接线。（二）低压侧：本设计配电室负荷为住宅群A、B、C、D四幢，A幢负荷为？、B幢负荷为？、C幢负荷为？、D幢负荷为？，可共用一个
16、GGD39型低压开关柜，因此，本设计配电室低压系统的进出 线情况：1回进线、1回出线、1回无功补偿，故也采用单母线 接线。6 6 配变两侧接线方式的确定配变两侧接线方式的确定五、变配电室常用的两种主五、变配电室常用的两种主接线图接线图 根据绘制方式的不同，变配电室（站）的主接线图有以下两种：（一）装置式主接线图：按高、低压配电装置分开绘制，高、低压配电装置（柜、屏）的接线依照实际安装位置的相互关系顺序排列。装置式主接线图主要 应用在供电设计中。（二）系统式主接线图：不考虑实际的安装位置，所有元件按连接的先后 顺序绘制。在设计及运行中，广泛采用系统式主接线图。7 7 短路电流计算短路电流计算一、
17、目的一、目的（供用电系统P131）有好多，如：（一）作为电气设备选择的依据：包括QF、QS、TA、TV等设备的选择；（二）继电保护装置的整定计算：包括线路相间电流保护或变压器相间后备 保护的整定计算。（三）考虑是否需限制短路电流，等。在典型设计中，110kV系统的短路电流水平一般为25或31.5kA；35kV系统的短路电流水平一般为20或25kA；10kV系统的短路电流水平一般为16或20或25kA。当短路电流数值超过上述数据时，需采取措施限制。7 7 短路电流计算短路电流计算二、短路点的选择二、短路点的选择 按短路计算目的确定。本次设计短路计算目的为设备选择时的动热稳定校验，短路点选择2点，
18、分别是配电室高压母线、低压母线。三、短路计算内容三、短路计算内容按短路计算目的确定。用于电气设备选择时应计算最大短路电流.max，即（3）.max，具体包括：1/（KP）次暂态电流，指t=0s时的短路电流周期分量有效值；2ish 冲击短路电流，指t=0.01s时短路电流的最大瞬时值；3 稳态短路电流，指t=4s时的短路电流周期分量有效值；注：无限大容量系统中，/=。7 7 短路电流计算短路电流计算四、短路计算原则四、短路计算原则（一）略去各元件的电阻。（二）略去线路的分布电容。（三）略去变压器的励磁电流。所有元件阻抗仅用电抗表示 “实施细则”（P33）规定：泉州地区高压变电站内10kV短路容量
19、控制在20kA，但不小于16kA。（四）电源方向的电力系统近似为无限大容量系统。XUISPk3)3(故由 可知，Xs.max=0.379，Xs.min=0.303。中低压配电网建设与改造技术标准（P5）里规定：中压配电网的短路容量应限制在400MVA以下，故可取Sk=400MVA。7 7 短路电流计算短路电流计算五、短路计算方法五、短路计算方法有有名值法和标幺值法两种，一般采用后者。统一取：SB=100MVA，UB=Uav1.05UN；UN=110kV Uav=115kV ；UN=35kV Uav=37kV ；UN=10kV Uav=10.5kV ；UN=0.4kV Uav=0.4kV ；六、
20、短路计算要求六、短路计算要求（三）计算结果（三相短路电流）列表表示，计算过程置设计计算书部分。（四）电流单位用kA，计算数据统一取小数点后3位；7 7 短路电流计算短路电流计算七、短路计算步骤七、短路计算步骤（一）根据计算目的收集有关资料，包括：1系统图；系统运行方式：（1）最大运行方式；（2）最小运行方式 发电厂 只投一台发电机组，系统容量取最小 3各元件参数，包括发电机、变压器、线路等元件。（二）根据系统图画等值电路（正序等值电路）；7 7 短路电流计算短路电流计算七、短路计算步骤七、短路计算步骤（二）根据系统图画等值电路（正序等值电路，故障类型均取三相短路）；公式：1系统：1 或 SkS
21、B2BsSXUav2线路：22BLSXUav3变压器：3NBdSSU100%（三）根据需要确定短路点及相应的运行方式；（四）简化电路，求得短路回路总阻抗标幺值X*；（五）根据 得短路电流周期分量标幺值，并化成有名值 填入计算结果表。其中，高压系 统的Ksh一般取1.8，低压系统取1.3。（工厂供电P55）USIIavBK3IKishsh2/XIK.18 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择一、本部分的要求一、本部分的要求（一）需要进行选择的导体与设备包括：110kV电缆进线。20.4kV电缆出线。3高、低压母线。4高压开关柜及电气设备。5低压开关柜及电气设备。（二）选择结果列表表示，选择过
22、程置设计计算书。（“范文”P25表23）二、导体和电气设备选择的一般要求及相关原则二、导体和电气设备选择的一般要求及相关原则？8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择二、导体和电气设备选择的一般规定二、导体和电气设备选择的一般规定（一）配电网的设计和装置选用应尽量统一、简化型号，做到标准化、规范 化，尽量避免在一个网络中一种设备多种型号混用。（二）配电网设备的选型应执行国家有关技术经济政策，选用运行安全可靠、技术先进、经济合理、维护方便（少维或免维护）、操作简单、环保 型、节能型的设备。（三）积极采用适合国情的新技术、新设备，中压配电设备应向绝缘化、无 油化、紧凑型及智能型发展。（四）满足
23、电力系统安全、经济运行需要的原则。（五）具备实现配电自动化的功能，满足配电自动化发展的需要。（六）禁止使用国家明令淘汰及不合格的产品。8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择三、导体和电气设备选择的相关细则三、导体和电气设备选择的相关细则（一）中压10kV电缆一般采用YJL22铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，敷设方式优 先选用排管敷设，截面原则上选用70mm2、120mm2、300mm2三种规 格。（“技术导则”P6、“实施细则”P10、工厂供电设计指导 P137）（二）低压电缆宜选用四芯等截面或五芯的YJL22铜芯交联聚乙烯绝缘电缆，电压等级应选用1kV，敷设方式可采用排管敷设、直埋敷设或架空敷
24、 设，截面规格见工厂供电设计指导P145表8-42。（“技术导 则”P9、“实施细则”P11）（三）导线和电缆截面应满足发热、电压损耗和机械强度要求。对于电缆线 路，还应校验短路热稳定；对于硬裸母线，应校验短路热稳定和动稳 定；对于较长的大电流线路或35kV及以上的高压线路，应满足经济电 流密度的要求；对于低压线路，应满足与其保护设备（熔断器或低压 断路器）的配合要求。（工厂供电设计指导P138）8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择三、导体电气设备选择的相关细则三、导体电气设备选择的相关细则（四）选择客户进线电缆截面时，应进行短路时动、热稳定以及电压损耗的 校验，10kV电缆的热稳定电
25、流按变电站10kV母线侧的短路容量进行 校验（“实施细则”P21）（五）校验短路热稳定时，电气设备、110kV及以上的充油电缆，其短路电 流计算时间，一般采用后备保护的动作时间加相应的断路器全分闸时 间。（工厂供电设计指导P73）本设计10kV电缆后备保护的动作时间：2s，主保护动作动作时间：0.5s。断路器全分闸时间=QF固有分闸时间+燃弧时间，前者在QF选择出 来后查产品目录获得，后者可采用一般数据，取0.2s8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择四、高压开关柜选择四、高压开关柜选择 （供用电设备P148152）1.按工作地点选择户内或户外型。.（一）选型2.按供电可靠性要求确定采用
26、手车式或固定式。3.按运行要求选择环网柜或开关柜。（工厂供电设计指导P48）配电室发生故障的几率很小，设备的投入、退出操作也很少，故 本设计选择HGXN-10（F）带有防误（五防）装置的箱型固定式 户内环网柜。（二）确定一次线路方案 按一次系统的接线要求取得。（三）一次设备选择8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择四、高压开关柜选择四、高压开关柜选择 （供用电设备P148152）.（三）一次设备选择 包括负荷开关QL、电流互感器TA、熔断器FU、避雷器F等1.选型：一般按正常工作条件选型，保证电气设备在正常运行时是安全的。正常工作条件包括：工作电压、工作电流、工作地点、工作环境等2.检验
27、：一般按短路条件校验，保证电气设备在短路时也是安全的。短路条件检验包括：校验短路时设备的动稳定、热稳定，TV除外3.补充：对于一些断流电器如开关、熔断器，还应校验其正常运行或短路时的断流能力；对于电流、电压互感器，还应校验其二次负荷，保证其准确度不会下降。详见工厂供电设计指导P72表5-11。选择过程也列表表示，参见工厂供电设计指导P185表11-8。8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择五、低压开关柜选择五、低压开关柜选择.（一）选型1.按供电可靠性要求确定采用抽屉式（C）或固定式（D）。2.按用途选择动力（L）用、电力（D）用或无功补偿（J）用。本设计选择GGD2固定封闭式低压配电屏
28、。（二）确定一次线路方案 同高压开关柜，即也按一次系统的接线要求取得。（三）一次设备选择（包括断路器QF、刀开关QK、电流互感器TA等）同高压开关柜。选择过程也列表表示，参见工厂供电设计指导P186表11-9。六、补充说明六、补充说明8 8 导体和导体和电气设备选择电气设备选择 所在地区年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为8，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8m处年平均气温为25。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。变压器接线组别采用D，yn11的优点：（1）一次绕组中可以通过3次谐波电流，励磁电流为尖顶波，磁路饱和，则建立的磁通、感应的电势
29、为正弦波，故电能质量好。（2）零序阻抗比Y，yn0小得多，单相短路电流大，可提高接地保护的灵敏 度，有利于故障的切除。（3）Y，yn0接线变压器中线允许通过的电流小于低压绕组的25%，而D，yn11接线变压器中线允许通过的电流达到低压绕组75%，甚至100%，这在单相负荷大的系统中十分重要。并联电容器组并联电容器组优点：优点：有功损耗小，安装维护方便，装设容量可大可小，能随意拆迁，既可集中使用，又可分散使用，每单位容量的投资费用较小，且与总容量无关等。缺点缺点：无功功率的调整性能比较差，只能进行阶梯调压，使用寿命受投切次数、系统谐波的影响很大，容易损坏等。循环投切：循环投切：先投入运行的电容器
30、先退出。国家电网公司的国家电网公司的典型设计典型设计目的目的 2005年 统一设备标准，统一设备规范，方便设备招标，方便运行维护，加快设计、评审速度，提高工作效率、降低变电站建设成本及运行成本等。相关概念（相关概念（工厂供电工厂供电）1.高压负荷开关QL：ZFN-10 10kV户内式真空负荷开关，ZFN-10（D,R）带接地刀闸和熔断器的2.高压开关柜：按一定线路方案将有关一、二次设备组装在一起的高压成套 配电装置。高压环网柜：负荷开关加熔断器的组合。HXGN-10（F）-08 带“五防”的户内固定型箱式环网柜。3.低压刀开关QK：HD13BX-600/31 中央正面杠杆操作/带灭弧罩/额定电
31、流600A的三极 单投低压刀开关。4.低压配电屏：在低压 用户计量方式按供电电压、供电容量确定，有高供高量、高供低量及一户一表等几种计量方式。序号序号电缆编号电缆编号起点起点迄点迄点长度（长度（m m）P P（kWkW）Q Q（varvar）N10.4kV馈线柜A幢1902N20.4kV馈线柜B幢1653N30.4kV馈线柜C幢活动中心室分线箱404N3-1C幢活动中心室分线箱C幢1#梯间分线箱345N3-2C幢1#梯间分线箱C幢2#梯间分线箱346N40.4Kv馈线柜D幢1#梯间分线箱657N4-1D幢1#梯间分线箱D幢2#梯间分线箱328N4-2D幢2#梯间分线箱D幢3#梯间分线箱380.
32、4kV出线短路点短路点运行方式运行方式/ish10kV母线K1系统最大 0.4kV母线K2系统最大单位：kA线路单位阻抗(/km)工厂供电P58线路结构线路电压35kV及以上610kV220/380V架空线路0.400.350.32电缆线路0.120.080.066线路名称导线或电缆的型号规格10kV电源进线10kV母线0.4kV母线0.4kV出线N1N2N3N3-1N3-2N4N4-1N4-2选择检验项目电压电流断流能力动稳定热稳定装置地点条件参数UNIlaIkishI2teq数据10kV35A5.631kA14.359kA5.63122.7设备额定参数UNINIOCimaxIt2tHXGN-10(F)-08型进线柜负荷开关？电流互感器？避雷器？HXGN-10(F)-13型出线柜负荷开关？电流互感器？熔断器？避雷器？选择检验项目电压电流断流能力动稳定热稳定装置地点条件参数UNIlaIkishI2teq数据0.4kV？/？A19.774kA36.84kA19.77422.7设备额定参数UNINIOCimaxIt2tGGD2-05型进线柜刀开关？断路器？电流互感器？GGD2-39（改）型出线柜刀开关？电流互感器？
