某大学供电系统设计-毕业论文.doc
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1、毕业设计 课程设计 毕业论文 详细资料联系QQ号;1620812008学 号毕业设计 课程设计 毕业论文 详细资料联系QQ号;1620812008毕业设计说明书某大学供电系统设计学生姓名专业名称电气工程及其自动化指导教师电子与信息工程系年月日天津城市建设学院毕 业 设 计 任 务 书电子与信息工程 系 电气工程及其自动化 专业 班 姓名 学号 设计题目:某大学供电系统设计 完成期限:自 年 月 日至 年 月 日止指导 教 师: 教研室主任: 系 主 任: 学 生 签 字 : 批 准 日期: 接受任务日期: 年 月 日 5一、设计原始依据(资料)本设计针对某大学校区供电系统设计。1. 负荷的水平
2、与类型(1)负荷水平:(见附表)(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0.85,10kV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。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=150MVA。(2) 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=75MVA。(3)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 基本电价:按变压器容量计算每月基本电价,15元/
3、 KVA。电度电价:35KV供电电压时0.80元/kwh。 3. 环境情况 (1)环境年平均气温15。 (2)35kV变电站为独立建筑物,10kV变电站布置在相关建筑物的地下室或底层。(3)各级变压器均为室内布置。附表序号负荷名称有功功率(kw)无功功率(kvar)No1 10kV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2515No2 10kV变电所1第五教学楼2421762第六教学楼3632423第七教学楼275198
4、4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2515No3 10kV变电所1第一食堂5613632第二食堂5393633图书馆6712094实验楼4733415一食堂消防泵20106二食堂消防泵20107图书馆消防泵20108实验楼消防泵2010No4 10kV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2010二、设计内容和要求:(说明书、专题、绘图、试验结果等)u 设计
5、内容:1供电系统主接线设计包括35kV变电所主接线结构和10kV变电所主接线结构。2系统的负荷分析设计包括以下内容:供电用变压器的选择、无功功率补偿电容器选择、线缆选择、全校负荷计算。3系统的短路分析计算各短路点的短路电流。4变电站一次设备的选择设计包括以下内容:开关设备的选择、互感器的选择。5变电站结构与布置设计包括以下内容:变电站的照明、防雷和接地设计。6变电站二次回路设计u 设计要求:1设计文件一份,包括:可行性论证、方案论证与选择、扩初设计文字部分、计算书,包括负荷计算、变压器选择、线缆选择、断路器选择、隔离开关选择、互感器选择;变电站照明计算和防雷级别计算。2施工图纸包括:供电系统结
6、构图;配电柜接线图;变电站平、剖面图;照明平面图;防雷平面图;接地平面图;保护、计量原理接线图。要求手绘供电系统结构图,其它图纸为计算机绘图。包括系统图、接线图、平面图、原理图等各种详图,答辩时图纸为八张(折合成1号图纸幅面)。要求答辩时图纸及设计文件齐全,包括英文翻译(原文及译文)、毕业实习报告、设计图纸、说明书等全部内容以光盘形式上交。u 进度安排 内容序号工作量安排时间分配1收集查阅资料2周2定方案1周3论证方案可行性、写扩初1周4绘施工图5周5整理、答疑1周6导师批阅、准备答辩1周7毕业答辩、交成果1周具体时间安排详见毕业设计进度计划表。某大学供电系统设计The Power Syste
7、m Designing for XX University 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10kV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10kV变电所的平面布置、照明、接地和防雷进行设计。最后,根
8、据系统需求进行了计量、测量、保护与控制等二次回路设计。 关键词:供电系统;负荷计算;短路计算;继电保护 ABSTRACTThis design determined the high and low voltage main structure for each substation by the actual situation of the project, and finished detail for the entire system according to the power situation, the load level, the power factor and othe
9、r conditions. Firstly, the 10kV power transformers were selected by the actual load calculated. The reactive power compensation was considered when selected the 10kV power transformers. A part of iterative process was removed, so calculation is relatively simple. In the course of that, calculation o
10、f the compensation capacity, power load, cable standard were selected. 35kV power transformers was selected base on the total power load , the reactive power compensation was proceed. Secondly, high and low voltage circuit breakers, high voltage isolation switch, switch cabinets and transformers wer
11、e choosed through analyzes for system short-circuit calculation. Thirdly, layout, lighting, grounding and lightning protection for 35kV and 10kV substation were devised. Finally, the secondary circuit with estimate, measurement, protection and control were devised according to the system requirement
12、s.Key words: Power system; Load calculation; Short-circuit calculation; Relay protection目 录第 1 章 设计内容概况11.1设计原始依据11.1.1全部用电设备负荷情况11.1.2电源情况11.1.3气象及其它资料11.2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3第 2 章 供电系统结构及变电所主接线结构设计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 10kV变电所主接线结构方案选择72.2 变配电站的站用电源7第 3 章
13、系统的负荷分析及主设备选择83.1 系统负荷分析概述83.1.1系统的计算负荷83.1.2无功功率补偿83.1.3供电用变压器93.2 10kV等级负荷计算及电容补偿计算93.2.1 10kV变电所负荷计算103.2.2 10kV等级线缆选择123.3 35kV等级负荷计算及电容补偿计算153.3.1 35kV变电所负荷计算153.3.2 35kV等级线缆选择15第 4 章 系统的短路分析174.1短路及短路电流174.1.1 短路电流计算的目的174.1.2 短路电流计算的规定174.1.3短路计算基本假设184.2短路电流计算184.2.1 系统参数184.2.2 35kV进线断路器出口处
14、短路电流194.2.3 35/10.5kV变压器二次侧出口处短路电流194.2.4 10kV进线断路器出口处短路电流194.2.5 0.4kV断路器出口处短路电流20第 5 章 开关设备及互感器选择225.1设备选择依据225.2高压开关设备的选择225.2.1 35kV进线断路器与隔离开关选择225.2.2 35/10.5kV变压器二次侧出口处断路器选择245.2.3 10kV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275.3.2 0.4kV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31第 6 章 变
15、电站结构设计及平面布置336.1变电站布置特征336.2变电站的照明设计336.3变电站的防雷设计336.4变电站的接地设计34第 7 章 变电站二次回路设计367.1二次回路的概念367.2二次回路的电源367.3断路器控制回路367.3.1断路器控制回路的要求367.3.2电磁操动机构的断路器控制回路377.4 备用电源自动投切387.4.1备用电源自动投切的要求387.4.2备用电源自动投切的装置回路387.5测量与计量回路397.6中央信号及其回路397.7 10KV系统中配置的继电保护40致 谢41参考文献41附录第 1 章 设计内容概况第 1 章 设计内容概况1.1设计原始依据1.
16、1.1全部用电设备负荷情况1.负荷水平:(见表1-1)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0.85,10kV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=150MVA。2.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=75MVA。3.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
17、基本电价,15元/ kVA。电度电价:35kV供电电压时0.80元/kwh。1.1.3气象及其它资料1.环境年平均气温15。2.35kV变电站为独立建筑物,10kV变电站布置在相关建筑物的地下室或底层内。3.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。2.确定全校的供电系统结构形式。3.确定35kV变电站、10kV变电站的主接线形式、变压器台数及容量。4.计算35kV及10kV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10kv电缆型号。6.确定无功功率补偿装置。7.确定各变电所的平、剖面图。表1-1 负荷水平序号负荷名称有功功率(kW)无功
18、功率(kvar)No1 10kV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2515No2 10kV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2515No3 10kV变电所1第一食堂6164182第二食堂5613963图书馆6822424实验楼53936
19、35一食堂消防泵20106二食堂消防泵20107图书馆消防泵20108实验楼消防泵2010No4 10kV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35/10.5kV变压器,10kV变电所内设两台10/0.4kV变压器,保证供电的可
20、靠性:当系统处于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。1.3.2设计步骤1.方案论证。根据给出的供电电源及其经济技术指标,提出可能的供电方案,加以比较与选择,技术指标评价以可靠性、灵活性、安全性为主要内容。2.负荷计算。根据给出的负荷明细表,确定全校计算负荷,做为变压器和其他设备的选择依据。3.无功补偿。根据补偿位置确定无功补偿方式,根据功率因数要求确定补偿容量,选择无功补偿电容器。4.设备选择。根据初步设计方案和计算负荷,选
21、择断路器、隔离开关与互感器等电气设备和线缆,并按照设备的相应要求进行校验。5.短路计算。根据初步设计的主接线图,确定短路点,计算各短路点三相短路电流。6.照明、接地及防雷。根据照度要求布置照明设备;布置接地极;根据防雷等级确定防雷装置。40第 2 章 供电系统结构及变电所主接线结构设计2.1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10kV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。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
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