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1、校园10KV高压供配电系统的设计与优化 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气专升本1201 答 辩 人： 袁赞 指导老师 ： 田辉,选题目的,电能已经广泛应用于工业生产和日常生活当中。而校园作为教师和学生主要活动中心,如果供配电系统出现故障,将会严重影响校园教学工作和师生安全。所以设计一套安全、可靠、经济、优质的供配电系统,有着非常重要意义。 另外一方面一套完整的校园供配电系统设计理论同样可以运用到其他领域中。 选择这个题目同时也是希望通过自己努力，独立完成设计题目，最终加强专业理论知识学习。,本设计包括以下7部分内容,1、电气主接线设计 2、负荷计算:是选择开关、导线、变压器等元件依
2、据 3、短路计算:是选择电气设备和继电保护整定的依据 4、变压器设计 5、电气设备的选择与校验 6、校园配电线路设计 7、二次回路及继电保护装置 8、接地和防雷,校园平面图,电气主接线图设计方案,对于要求负荷不太大的企业和单位，通常采用单电源进线。一种是一次侧单母线不分段，二次侧单母线分段主接线；适用于10KV变电所装两台变压器的三级负荷，但是此种接线可靠性太差。 双电源进线10KV变电所的主接线采用一、二侧单母线分段接线，这种接线适用于有一、二级负荷的企业，变电所有两台或两台以上变压器。采用双回路电源进线高压侧采用单母线分段后，供电性高，操作灵活方便。 根据校园平面图,选择电源点,绘制主接线
3、图。,电气主接线图,整理校园负荷,整理校园负荷,负荷结算结果,无功功率补偿,进行无功补偿目的就是：因为电力系统内的发电机和变压器等设备，在正常情况下，不允许长期超过额定电压和额定电流运行。所以当电压和电流都已达到额定值时，功率因数低便造成设备有功功率的输出较少。同样容量的设备，功率因数越低，其输出的有功功率就越少。当功率因数降低，线路电流增大时，势必造成线路中电压降增大，这将导致线路末端的电压降低。若要满足末端用户电压要求，则线路始端的电压就要升高，从而会使整个线路的供电质量降低。,无功功率补偿,短路电流计算,1）短路形成的原因：是由于人为操作不当、绝缘材料老化、鸟兽的破坏等造成相与相、相与地
4、之间连接或者经小阻抗的连接。 2）短路的后果：产生热效应烧坏电气设备；产生强大的电动力效应使设备变形；产生磁效应干扰其他设备运行；影响电力系统稳定性。 3）短路形式：三相短路，两相短路，单相短路，两相接地短路。 短路计算目的：短路计算为选择电气设备，继电保护整定提供理论依据。,绘制等效电路图,短路计算结果,容量和型号选择,变压器设计,电气设备选择,1）按工作要求和环境条件选择电气设备型号。 2）按正常工作条件选择电气设备的额定电压和额定电流。即在10KV系统中，应该选择额定电压为12KV的电气设备，在380V系统中，应选择额定电压500V电气设备。 3）按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定。
5、为了保证电气设备在短路时不致损坏，就必须按最大短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。 4）开关电器断流能力校验。开关电器由于担负切断短路电流任务，所以必须校验其断流能力，其额定短路开断电流不小于安装点最大三相短路电流。,电气设备选择,电气设备选择,校园供配电线路设计,供配电线路在电源和用电负荷之间担负着电能输送与分配任务，同时也是电力系统重要组成部分。 导体和电缆截面选择原则:导体和电缆截面选择必须满足安全、可靠、经济条件。 导体和电缆选择依据： 1）按发热条件（允许载流量）选择导体和电缆截面； .2）按照允许电压损失选择导体和电缆截面； 3）按机械强度选择导线和电缆的截面； 4）按经济密度选
6、择导体和电缆截面。,二次回路保护要求,可靠性: 一段母线发生故障，自动装置可以保证正常母线不间断供电。重要用户可以从不同分段上引接。 出线回路数较多，断路器故障或检修较多，母联断路器长期被占用，对变电站不利。 灵活性: 母线由分段断路器进行分段。当一段母线发生故障时，由自动装置将分段断路器跳开，不会发生误操作。 经济性: 当进出线回路数相同的情况下，单母线分段接线所用的断路器和隔离开关少于双母线接线。总结：对比两种接线方式，从可靠性、灵活性、经济性以及可扩建性等几方面考虑，我认为单母线分段接线方式较适合本设计要求，故高、中、低压三侧均采用单母线分段接线方式。,变电站综合自动化设计,自动化装置：
7、校园10KV高压供配电系统自动化装置主要由10KV变电所终端设备、通信设备、不间断电源等组成，一般能实现遥测、遥信、遥控、遥调“四遥”功能。,继电保护任务和要求,供配电线路的电力线路其一般为635KV的供配电线路,按照GB50062-1992-电力装置的继电保护和自动装置设计规范规定，由于校园线路比较短，容量不是很大，因此继电保护装置通常比较简单,只设置电力变压器的保护和低压400V线路的绝缘监视装置。 按照GB50062-2008规定,油浸式变压器应装设瓦斯保护,用于保护变压器内部故障产生的大量的瓦斯;并列运行变压器，应装设纵联差动保护; 10000KVA以下的变压器，可装设过电流保护和电流
8、速断保护;400KVA及以上变压器，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护;降压变压器宜采用过电流保护,作为变压器外部短路的后备保护;为了防止变压器过负荷和温度升高要装设过负荷和温度保护。,防雷和接地,接地种类:工作接地，保护接地，重复接地，保护接中性线。 变电所的防雷保护:直击防雷保护,雷电侵入波的防护 变电所公共接地装置的设计本工程属三类防雷建筑，接地方式为基础接地系统和人工接地系统混合接地。施工时需将箱式变及高压电缆分支箱的接地电阻值应控制在10，低压电缆分支箱的接地电阻值10。 确定用24根直径为50mm，长为2.5m的钢管作为接地体管间距为7.5m，用40mm4mm的扁钢连接，环行布置，加均压带。,防雷保护和接地装置平面图,谢谢,老师！,