某商业办公项目100.4KV户内配电所设计_开题报告 (2)

    通过浙大的学习，利用掌握的理论知识，结合工作实际，更好的完成10/0.4KV变配电所设计。

二、文献综述：

1 我国电力系统现状

1.1 电力建设成就

1996年国家颁布了建国47年后第一部电力法，用来规范社会主义市场经济条件下的宏观调控和行业、部门之间电力建设及供需配电的有序经营管理。同时大量制订了相关国家规范和标准，又等效采用国际电工委员会标准，为提高电力发展创造了良好开端。

我国的电力建设，从火电、水电、核电已经发展到一个崭新阶段。用户由过去的限制用电，到计划供电，峰谷合理调度用电，发展到现在鼓励用电[2]。

1.2“十三五”电力科技重大方向及关键技术[8]

从落实国家能源发展战略、解决能源支撑我国经济社会发展、推进全球能源可持续发展等重大问题，“十三五”期间，在电网方面，以逐步提高可再生能源发电量在总用电量中的比例为核心目标，需要重点开展智能电网重大技术研发，超前部署我国新一代能源系统及全球能源互联网关键技术研究；在发电方面，以优化能源结构、提高非化石能源占一次能源消费比重、重点发展水利发电、安全发展核电技术。

1.3 稳步推进电力体制改革

中央与地方政府高规格推动电改[9]。

　　从改革的推进方式看，新一轮电改由中央自上而下与地方自下而上共同驱动。中央政府是改革的主推手，地方政府则是改革试点的操盘手。从电改“9号文”出台的历程和规格上足见改革“极端重要”，改革文件自2013年起草至最终出台历时两年，由中央政治局常委会和国务院常务会议分别审议，以中共中央、国务院文件联合印发，近年来有此规格的改革事项少之又少。

2 10kv变电所的设计

2.1 变电所的组成

变电所由一次回路和二次回路构成。

2.1.1一次回路 供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称一次回路，也称为主回路或主接（结）线。一次回路中所有的电气设备称为一次设备。主要包括变压器、断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、互感器、避雷器、电容器、电抗器、母线、接地装置等。    一次设备按功能分类：变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备、成套设备装置。

2.1.2二次回路  凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二此回路，也称为二次接（结）线。二此回路中所有的电气设备称为二次设备。主要由测量仪表、监视表计、控制开关、保护装置、自动装置、继电器、信号设备及控制、信号电缆等组成。

2.1.3电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电气主接线以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。

2.2 10/0.4KV变电所的工作过程

变电所(substation)，顾名思义，就是改变电压的场所与地方。是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。在国家标准GB 50053-94《10kv及以下变电所设计规范》里面规定的术语定义是“10千伏及以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电”，符合这个的就是变电所。

变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。一次回路利用一定的接线方式，通过通断电路，利用变压器的降压，低压电器的分配，将电能分配至相关电源线路。同时利用电容补偿装置、变压器连接组别等技术实现电能的高质量。 

在此过程中，通过二次回路实现对一次接线的运行进行控制、监控、指示和保护电路。

2.3 10/0.4KV变电所设计的意义

随着国内大城市经济的不断发展,特别是房地产的开发，变电站的分布也越来越密,并逐渐深入到市中心的商业区、金融区及住宅区。

变电所设计是一个复杂的过程：既是以电气专业为主导，又涉及到建筑、结构、暖通等专业协调配合的过程；既是针对具体项目结合现行规范以建筑设计院为牵头，又涉及到当地电力部门具体要求的协调配合过程；既要考虑现期用电负荷，又要考虑远期发展。  

可以说，10/0.4KV变电所设计是项目电气设计的心脏和关键，是“电气设计大树”的根茎。在供电工作中，应合理的处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观念，能顾大局。

三、10/0.4KV变电所案例设计

3.1工程概况

  本工程为杭政储出[2009]27号地块商业办公用房。由商场和办公组成。杭政储出[2009]27号地块位于杭州市下城区永丰村，东起永丰路，西至石桥路，南临杭州市第一汽车运输公司，北街临丁路.场地东西向约125米，南北向长约70米，场地内自然地形平整，根据业主拟将此项目定位为集商业、办公为一体的商业办公用房。

总基地建设用地面积（红线范围内）为8628平方米，总建筑面积约为51898平方米，其中地上建筑面积约34512平方米。项目占地116米*60米。项目有五个部分：地下一-二层为汽车库，地下一层夹层为自行车库，一-四层为商场，四-八局部为电影院，九-十一层为办公用房。地下二层同时兼做人防工程，为核六级二等人员掩蔽所，平战结合。

    建筑高度49.60米。

地理、气象：杭州处于亚热带季风区，四季分明，雨量充沛。全年平均气温17.8℃，平均相对湿度70.3%，年降水量1454毫米，年日照时数1765小时。  

3.2变配电所位置、进出线

上一级变电所及电源引入进线距离1公里，敷设方式：采用电缆暗敷。

供电半径100米。

进线导线规格型号：WDZN-YJE-10KV-3x120

本项目共有地下二层，经沟通杭州电力部门，确定10/0.4KV变电所位于地下一层平面中心位置，处于负荷中心。设置10KV商场变配电室（专变）、商务办公变配电室（专变）各1间（贴邻设置），设有10KV环网柜、变压器柜和低压配电柜等。

变电所10KV进线、0.4KV出线均采用大地下室电缆桥架方式，桥架高度大于2.6米，施工方便安全可靠，0.4KV至地上各层采用上下贯通垂直电井方式。10KV采用双重电源进线，共2条；0.4KV出线分别采用干线式、放射式，约100条出线。

3.3负荷情况：

本建筑为一类高层民用建筑。10KV供电电源分别由附近开闭所电缆引来，至本工程地下一层专变。两路10KV电源同时供电，同时使用，当一路电源故障时，另一路电源确保不致同时受到损坏。

一级负荷：建筑内的消防水泵、防排烟风机、应急照明设备、消防报警以及保安监控装置等用电负荷均属一级用电负荷。一级负荷设备容量1237KW，功率因素COSΦ=0.80。

二级负荷：电梯、污水泵、部分重要负荷为二级负荷；二级负荷设备容量121.20KW，功率因素COSΦ=0.80。

三级负荷：其他电力负荷及一般照明为三级负荷。三级负荷设备容量4275.30KW，功率因素COSΦ=0.80。

各负荷等级、正常负荷、消防负荷计算详见下表：

四、^范文提纲

目录 

摘 要 

关键词

第一章、绪论 

第一节 项目现状及供配电要求 

第二节 变电所设计依据及规范 

第三节 用户原始资料 

第二章 负荷计算及变压器选择 

第一节 负荷计算 

无功功率补偿计算 

总计算负荷 

第二节 变电所位置和变压器型式的选择 

第三章 变电所主接线方案设计 

第一节 变电所主接线方案 

第二节 进出线设计及说明 

第三节 导线截面选择 

第四章 短路电流的计算 

第一节 绘制短路计算电路 

第二节 短路计算基本过程 

第三节 主要电气设备的选择及校验 

第五章 主要电气设备的继电保护设计 

第一节 主变压器保护选择原则 

第二节 主变压器继电保护图 

第三节 进线保护设计（含图） 

第六章 防雷及接地装置设计 

变电所防雷保护 

变电所接地装置设计 

结 语 

五、参考文献

[1] 任元会主编.工业与民用配电设计手册（第三版）[M].中国电力出版社，2005.10

[2] 朱林根主编.21世纪建筑电气设计手册[M].中国建筑工业出版社，2001.03

[3] 洪元颐 李宏毅主编.建筑工程电气设计[M].中国电力出版社，2003.02

[4] 中机中电设计研究院有限公司主编. 20kV及以下变电所设计规范[M]. 中国计划出版社，2013.12

[5] 王金元 洪元颐 温伯银主编. 民用建筑电气设计规范[M]. 中国建筑工业出版社，2008.01

[6] 中华人民共和国能源部主编.进网作业电工培训教材[M].辽宁科学技术出版社，2001.03

[7] 李雪佩等主编.全国民用建筑工程设计技术措施电气[M]. 中国计划出版社，2003.02

[8] 主要责任者佟义英. 电力科技发展现状及未来重大发展方向研究[Z] 大唐国际发电股份有限公司，2016.11

[9] 主要责任者王秀强. 2017年电力体制改革有望进入第二轮爆发期

    [Z] 能源观察（Enenrgyobservation）)，2017.03

[10] 主要责任者国家电网-行业动态. 2017年1-2月份电力工业运行简况

     [Z] 中电联规划发展部，2017.03

[11] 刘介才.工厂供电[M].北京：机械工业出版社，2008

[12] 李遵基.电力控制理论及其应用[M].北京：中国电力出版社，2003.

[13] 林志鹗，杨家佩，王永兴.输配电.中国电力出版社，2004

[14] 贺家李.电力系统及保护原理[M].北京:水利水电出版社，1992

[15]王士政.发变电站电气工程[M].北京:中国水利水电出版社，2009

[16] 王子午. 常用供配电设备选型手册. 煤炭工业出版社，1998

电 气 计 算 书

变配电室TM1变压器计算(正常)

共5张   第1张

序号

用电设备组名称

设备容量（Kw）

需要系数（Kx）

功率因数（COSΦ）

计算负荷

备 注

Pj(KW)

Qj(KVar)

Sj(KVA)

1

1#变电所XL-BD1

20

1

0.8

20.00 

15 

25 

一级负荷

2

2XLT-1

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

3

办公应急照明1

30

1

0.8

30.00 

23 

38 

一级负荷

4

1-3层商场1

318

0.8

0.8

254.40 

191 

318 

三级负荷

5

4-5层商场1

162

0.8

0.8

129.60 

97 

162 

三级负荷

6

商场扶梯

45

1

0.8

45.00 

34 

56 

二级负荷

7

冷媒水泵L-RM

77.3

0.8

0.8

61.84 

46 

77 

三级负荷

8

风冷热泵机组1

242

1

0.8

242.00 

182 

303 

三级负荷

9

风冷热泵机组2

242

1

0.8

242.00 

182 

303 

三级负荷

10

1XLT-1

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

11

商场应急照明1

25

1

0.8

25.00 

19 

31 

一级负荷

12

ZX-D21

40.5

0.8

0.8

32.40 

24 

41 

一级负荷

13

ZX-D23

72

0.8

0.8

57.60 

43 

72 

三级负荷

14

ZX-D11

37.5

0.8

0.8

30.00 

23 

38 

一级负荷

15

ZX-D13

80

0.8

0.8

64.00 

48 

80 

一级负荷

16

L-PS19

5.2

0.8

0.8

4.16 

3 

5 

二级负荷

17

RF-1

27.4

0.8

0.8

21.92 

16 

27 

二级负荷

18

影院电源

135

0.8

0.8

108.00 

81 

135 

三级负荷

　

总 计

1651 

　

　

1459.92 

1095 

1825 

　

最大计算负荷:

Pjx=KcΣPj=

1022 

KW

式中：Kc=

0.7

补偿后最大计算电流:

Ijx=Pjx/√3UeCosф1=

1634 

A

无功功率补偿前:

Cosф2=

0.80 

tgф2=

0.75 

无功功率补偿至:

Cosф1=

0.95 

tgф1=

0.33 

无功功率补偿:

Q=Pjx(tgф2-tgф1)=

429 

KVar

无功功率补偿选型:

360

KVar

总视在功率：

Sjx=KcΣPjx/Cosф1=

1076 

KVA

变压器选型:

1250 

KVA

变压器正常工作状态下最大负载率:

86%

开关整定电流 In

2000 

A

电 气 计 算 书

变配电室TM2变压器计算(正常)

共5张   第2张

序号

用电设备组名称

设备容量（Kw）

需要系数（Kx）

功率因数（COSΦ）

计算负荷

备 注

Pj(KW)

Qj(KVar)

Sj(KVA)

1

L-SH

11

0.8

0.8

8.80 

7 

11 

二级负荷

2

L-PS29

5.2

0.8

0.8

4.16 

3 

5 

二级负荷

3

消控中心XL-XK

30

1

0.8

30.00 

23 

38 

一级负荷

4

RF-2

27.4

0.8

0.8

21.92 

16 

27 

二级负荷

5

ZX-D24

72

0.8

0.8

57.60 

43 

72 

三级负荷

6

ZX-D14

80

0.8

0.8

64.00 

48 

80 

三级负荷

7

商场卷帘门

30

0.8

0.8

24.00 

18 

30 

三级负荷

8

1XLT-2

46

0.8

0.8

36.80 

28 

46 

一级负荷

9

商场应急照明2

45

0.8

0.8

36.00 

27 

45 

一级负荷

10

办公公共照明1

60

0.8

0.8

48.00 

36 

60 

三级负荷

11

办公公共照明2

60

0.8

0.8

48.00 

36 

60 

三级负荷

12

风冷热泵机组3

242

1

0.8

242.00 

182 

303 

三级负荷

13

风冷热泵机组4

242

1

0.8

242.00 

182 

303 

三级负荷

14

商场空调 2

21

0.7

0.8

14.70 

11 

18 

三级负荷

15

商场公共照明1

50

0.8

0.8

40.00 

30 

50 

三级负荷

16

商场公共照明2

50

0.8

0.8

40.00 

30 

50 

三级负荷

17

1-3层商场2

318

0.8

0.8

254.40 

191 

318 

三级负荷

18

4-7层商场2

198

0.8

0.8

158.40 

119 

198 

三级负荷

19

2XLT-2

46

0.8

0.8

36.80 

28 

46 

一级负荷

20

办公应急照明2

30

0.8

0.8

24.00 

18 

30 

一级负荷

　

总 计

1664 

　

　

1431.58 

1074 

1789 

　

最大计算负荷:

Pjx=KcΣPj=

1002 

KW

式中：Kc=

0.7

补偿后最大计算电流:

Ijx=Pjx/√3UeCosф1=

1603 

A

无功功率补偿前:

Cosф2=

0.80 

tgф2=

0.75 

无功功率补偿至:

Cosф1=

0.95 

tgф1=

0.33 

无功功率补偿:

Q=Pjx(tgф2-tgф1)=

421 

KVar

无功功率补偿选型:

500

KVar

总视在功率：

Sjx=KcΣPjx/Cosф1=

1055 

KVA

变压器选型:

1250 

KVA

变压器正常工作状态下最大负载率:

84%

开关整定电流 In

2000 

A

电 气 计 算 书

变配电室TM3变压器计算

共5张   第3张

序号

用电设备组名称

设备容量（Kw）

需要系数（Kx）

功率因数（COSΦ）

计算负荷

备 注

Pj(KW)

Qj(KVar)

Sj(KVA)

1

空调室外机用电1

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

2

室内照明用电1

440

0.7

0.8

308.00 

231 

385 

三级负荷

3

空调室外机用电2

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

4

空调室外机用电3

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

5

空调室外机用电4

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

6

空调室外机用电5

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

7

空调室外机用电6

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

8

空调室内机用电1

84.6

0.8

0.8

67.68 

51 

85 

三级负荷

　

总 计

802 

　

　

653.48 

490 

817 

　

最大计算负荷:

Pjx=KcΣPj=

490 

KW

式中：Kc=

0.75

补偿后最大计算电流:

Ijx=Pjx/√3UeCosф1=

784 

A

无功功率补偿前:

Cosф2=

0.80 

tgф2=

0.75 

无功功率补偿至:

Cosф1=

0.95 

tgф1=

0.33 

无功功率补偿:

Q=Pjx(tgф2-tgф1)=

206 

KVar

无功功率补偿选型:

360

KVar

总视在功率：

Sjx=KcΣPjx/Cosф1=

516 

KVA

变压器选型:

630 

KVA

变压器正常工作状态下最大负载率:

82%

开关整定电流 In

1000 

A

电 气 计 算 书

变配电室TM4变压器计算

共5张   第4张

序号

用电设备组名称

设备容量（Kw）

需要系数（Kx）

功率因数（COSΦ）

计算负荷

备 注

Pj(KW)

Qj(KVar)

Sj(KVA)

1

空调室外机用电7

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

2

室内照明用电2

440

0.7

0.8

308.00 

231 

385 

三级负荷

3

空调室外机用电8

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

4

空调室外机用电9

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

5

空调室外机用电10

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

6

空调室外机用电11

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

7

空调室外机用电12

46.3

1

0.8

46.30 

35 

58 

三级负荷

8

空调室内机用电2

84.6

0.8

0.8

67.68 

51 

85 

三级负荷

　

总 计

802 

　

　

653.48 

490 

817 

　

最大计算负荷:

Pjx=KcΣPj=

490 

KW

式中：Kc=

0.75

补偿后最大计算电流:

Ijx=Pjx/√3UeCosф1=

784 

A

无功功率补偿前:

Cosф2=

0.80 

tgф2=

0.75 

无功功率补偿至:

Cosф1=

0.95 

tgф1=

0.33 

无功功率补偿:

Q=Pjx(tgф2-tgф1)=

206 

KVar

无功功率补偿选型:

360

KVar

总视在功率：

Sjx=KcΣPjx/Cosф1=

516 

KVA

变压器选型:

630 

KVA

变压器正常工作状态下最大负载率:

82%

开关整定电流 In

1000 

A

电 气 计 算 书

变配电室TM1或TM2变压器计算(消防)

共5张   第5张

序号

用电设备组名称

设备容量（Kw）

需要系数（Kx）

功率因数（COSΦ）

计算负荷

备 注

Pj(KW)

Qj(KVar)

Sj(KVA)

1

1#变电所XL-BD1

20

1

0.8

20.00 

15 

25 

一级负荷

2

消控中心XL-XK

30

1

0.8

30.00 

23 

38 

一级负荷

3

屋顶消防用电1

60.4

1

0.8

60.40 

45 

76 

一级负荷

4

屋顶消防用电2

60.4

1

0.8

60.40 

45 

76 

一级负荷

5

2XLT-1

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

6

2XLT-2

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

7

办公应急照明1

30

1

0.8

30.00 

23 

38 

一级负荷

8

办公应急照明2

30

1

0.8

30.00 

23 

38 

一级负荷

9

9F屋顶消防用电1

7.5

1

0.8

7.50 

6 

9 

一级负荷

10

9F屋顶消防用电2

7.5

1

0.8

7.50 

6 

9 

一级负荷

11

商场卷帘门

27

1

0.8

27.00 

20 

34 

一级负荷

12

1XLT-1

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

13

1XLT-2

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

14

商场应急照明1

25

1

0.8

25.00 

19 

31 

一级负荷

15

商场应急照明2

45

1

0.8

45.00 

34 

56 

一级负荷

16

ZX-D21

40.5

1

0.8

40.50 

30 

51 

一级负荷

17

ZX-D22

40.5

1

0.8

40.50 

30 

51 

一级负荷

18

ZX-D23

72

1

0.8

72.00 

54 

90 

一级负荷

19

ZX-D24

72

1

0.8

72.00 

54 

90 

一级负荷

20

ZX-D11

37.5

1

0.8

37.50 

28 

47 

一级负荷

21

ZX-D12

37.5

1

0.8

37.50 

28 

47 

一级负荷

22

ZX-D13

80

1

0.8

80.00 

60 

100 

一级负荷

23

ZX-D14

80

1

0.8

80.00 

60 

100 

一级负荷

24

XL-PY-D32

12

1

0.8

12.00 

9 

15 

一级负荷

25

RF-1

27.4

1

0.8

27.40 

21 

34 

一级负荷

26

RF-2

27.4

1

0.8

27.40 

21 

34 

一级负荷

27

XL-PY-D31

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

28

XL-XHS

46

1

0.8

46.00 

35 

58 

一级负荷

29

XL-ZP

91

1

0.8

91.00 

68 

114 

一级负荷

　

总 计

1237 

　

　

1236.60 

927 

1546 

　

最大计算负荷:

Pjx=KcΣPj=

927 

KW

式中：Kc=

0.75

补偿后最大计算电流:

Ijx=Pjx/√3UeCosф1=

1483 

A

无功功率补偿前:

Cosф2=

0.80 

tgф2=

0.75 

无功功率补偿至:

Cosф1=

0.95 

tgф1=

0.33 

无功功率补偿:

Q=Pjx(tgф2-tgф1)=

390 

KVar

无功功率补偿选型:

420

KVar

总视在功率：

Sjx=KcΣPjx/Cosф1=

976 

KVA

变压器选型:

1250 

KVA

变压器正常工作状态下最大负载率:

78%

开关整定电流 In

2000 

A