住宅小区10Kv变电站设计目 录一、绪论 3（一）课题背景 3（二）设计的目的和基本要求 3二、 电气主接线的设计4（一）电气主接线设计的重要性 4（二） 开闭所及配电室位置和数量的设计5（三）变电站主变压器的选择5（四） 电气主接线方案的设计 7（五） 供电系统主接线方案的设计 8三、短路电流计算 8（一） 短路计算的目的及步骤 8(二) 短路电流的计算9四、电气设备的选择 11（一） 电气设备选择的一般条件11（二） 各电气设备选择的原则13（三）10kV侧设备的选择14（四）380V侧设备的选择15五、 无功补偿18（一）无功补偿方案设计 18六、 备用电源自动投入19（一） 自动投入装置 19七、结论22八、致谢23九、参考文献24一、绪论（一）课题背景随着经济的发展和人民生活水平的提高，对供电质量的要求日益提高。国家提出了加快城网和农网建设及改造，拉动内需的发展计划，城网和农网变电所的建设迅猛发展。在城市人口集中、高楼大厦林立、用地十分紧张的情况下，城市的高低压线路走廊受到限制，给城市高低压网络的发展和变电所建设带来一定困难。农村自身的特点也给农网和变电所建设带来一定困难。如何设计城网和农网变电所，是城网和农网建设、改造中需要研究和解决的一个重要课题。 变电所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，是电力系统中电能传输必不可少的环节，起着桥梁的作用。变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，就需要做到变电所整体的稳定、可靠并采取相应的措施提高供电可靠性和提高电能质量 。变电所结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使火电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。变电站是电网建设和电网络改造中非常重要技术环节，所以做好变电站的设计是我国电网建设的重要环节。现在根据电力系统和城市住宅小区的发展规划，拟在某地区新建10kV的变电站。（二） 设计的目的和基本要求随着社会的发展，电能被日益广泛的应用于工农业生产以及人民的日常工作中。因为电能可以方便的转化为其他形式的能源，例如：机械能、热能、光能、磁能等等；并且电能的输送和分配易于实现，可以输送到需要它的任何工作场所和生活场所；电能的应用规模也很灵活。以电作为动力，可以促进工农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅提高劳动生产率。同时提高电气化程度，以电能代替其他形式的能源，是节约能源消耗的一个重要的途径。在电力系统设计中，应贯彻国家个项方针政策，遵照有关的设计技术规定。从整体出发，深入论证电源布置的合理性，论证其安全可靠性和经济性，并对此进行必要的计算。尚需注意近期与远期的关系，发电、输电、变电工程的协调，并为电力系统继电保护、安全自动装置及以下一级电压的系统设计创造条件。二、 电气主接线的设计（一）电气主接线设计的重要性1 电气主接线设计的重要性发电厂电气主接线是电力系统接线的主要组成部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。2 电气主接线设计的步骤（1）根据下达的设计任务书的要求，在分析原始资料的基础上，并依据主接线的设计原则从技术上论证各方案的优、缺点，选出23各较佳的方案。（2）对拟订的23个方案进行技术、经济比较，选出最好的方案。各主接线方案都应该满足系统和用户对供电可靠性的要求，最后确定何种方案，要通过经济比较，选年运行费用最小的作为最终方案，当然，还要兼顾到今后的扩容和发展。（3）对电气主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性、经济性等要求。可靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的情况，充分做好调查研究工作显的尤为重要。为了提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾可靠性和经济性两方面，作出切合实际的决定。灵活性：电气主接线的设计，应当在运行、热备用、冷备用和检修等各种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运路器、母线及二次设备，并方便设备的安全措施，不影响电网正常运行和对其他用户的供电。经济性：方案的经济性体现在以下三个方面。采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投资初期回路数较少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前采购装设；在设备型式和额定参数的选择上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代小，以高代低；在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要力求减少占地，节省配电装置的征地费用。（二） 开闭所及配电室位置和数量的设计根据原始资料及小区的地理位置，确定设计两个配电室分布在小区的东西两侧。考虑到电缆的长短会对经济利益造成影响，决定设计一处开闭所并且和一号配电室建立在一起。这样可保证供电的可靠性，安全性，经济性。（三）变电站主变压器的选择1 主变压器的选择原则（1）主变容量一般按变电所建成后510年的规划负荷来进行选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。 （2）根据变电所所带负荷的性质和电网结构来确定主变的容量。对于有重要负荷的变电所，应考虑一台主变停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，保证用户的级和级负荷，对于一般变电所，当一台主变停运时，其他变压器容量应能保证全部负荷的60%-80%。 （3）为了保证供电可靠性，变电所一般装设两台主变，有条件的应考虑设三台主变的可能性。2 主变台数的确定根据原始资料，本变电室为住宅小区专用变电室，出线多，负荷轻，所以考虑每处配电所配置两台主变压器，总共需要四台主变压器。可保证断供电的可靠性，避免一处配电室或一台变压器故障或检修时影响对用户的供电。 3 主变压器容量的确定首先对某住宅小区总电量进行计算： 1#楼 总电量：192+192+80+72=536（kW）2#楼 总电量：338+282+127+143=890（kW）3#楼 总电量：492+524+248+255=1519（kW）4#楼 总电量：492+521+248+255=1519（kW）5#楼 总电量：523+520+248+255=1546（kW）6#楼 总电量：578+578+246+253=1655（kW）考虑到住宅小区的地理位置问题及其经济效益，于是设计为1#配电室控制1#楼至6#楼。所以接下来要计算两处配电室所承担的总负荷为多少。1#楼至6#楼的总电量：S2=1178+988+1115+1231+1178=6678（kW）根据原始资料得知小区的同期系数为0.351#配电室变压器的总容量：ST1+ST2=66780.35=2337（kW）对装有两台变压器的变电站中，当一台变压器断开时，另一台变压器的容量一般保证70%全部负荷供电，但应满足一类及二类负荷的供电。主变压器容量选择还应考虑周围环境的影响，每台变压器容量一般按下式选择：S= （2-1）S-变压器额定容量;P-全部负荷；n-变压器的台数。10KV最大负荷之和为 ST3+ST4=76650.35=2683（kW）则由公式（2-1），得 （kW）4 主变压器型号的确定（1）相数的确定变压器的相数形式有单相和三相，主变压器是采用三相还是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。规程上规定，当不受运输条件限制时，容量为300MW及以下机组单元连接主变压器和330kV及以下的发电厂用变电站，一般选用三相变压器。因为单相变压器组相对来讲投资大、占地多、运行损耗也较大，而不作考虑。（2）绕组数的确定绕组的形式主要有双绕组、三绕组或更多绕组等型式。根据本变电所的条件，主要是把10kV电压变为380V。所以选择双绕组变压器。（3）绕组接线组别的确定变压器的三相绕组的接线组别必须和系统电压相位一致，否则，不能并列运行。对于10kV变电所，主变压器一般采用 常规接线。（4）调压方式的确定为了保证变电站的供电质量，电压必须维持在允许范围内。通过变压器的分接头开关切换，改变变压器高压部分绕组匝数，从而改变变压器高压部分绕组匝数，从而改变其变比，实现电压调整。切换方式有两种：不带电切换，称无励磁调压，调整范围通常在% 以内；另一种是带负荷切换，称为有载调压，调整范围可达30%。其结构复杂，价格较贵，主要适用接于出力变化大的发电厂的主变压器和接于时而为送端，时而为受端，要求母线电压恒定时。本变电站选用有载调压。（5）冷却方式电力变压器的冷却方式随变压器型式和容量不同而异，一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却。自然风冷却及强迫风冷却适用于中、小型变压器；大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却。在水源充足的条件下，为压缩占地面积，也可采用强迫油循环水冷却方式。根据上述对变压器选择的分析，在每个配电室中装设两台主变压器，采用常规接线。由于此配电室为住宅小区的配电室，故当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%，查阅电力工程电气设备手册，选择变压器为：SLZ7-2000/10，参数如下：表2-1 变压器参数型号额定电压阻抗电压（%）空载损耗（W）短路损耗（W）空载电流（%）连接组别SLZ7-2000/1010kV5.53000173002.5Y，d11（四） 电气主接线方案的设计1 电气主接线的基本形式有汇流母线的主接线形式包括单母线和双母线接线。单母线又分为单母线接线、单母线分段、单母线分段带旁路母线等形式；双母线又分为双母线接线、双母线分段、带旁路母线的双母线和二分之三接线的形式。无汇流母线主