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1、广西机电职业技术配电设计题目某小区供配电设计作者第一组系部建筑工程系专业楼宇智能化工程技术指导教师张国伟二一四年 六 目 录第一章 概述71.1工程概述71.2供配电设计一般原则71.3供配电系统设计要则81.4本设计设计内容9第二章 负荷统计102.1负荷分级及供电要求102.1.1电力负荷的分级102.1.2各级电力负荷对电源的要求102.1.2本设计负荷分级112.2负荷统计11第三章 无功补偿及变压器的选择143.1无功补偿的目的143.1.1无功功率143.1.2影响功率因数的主要因素143.1.3供电部门对平均功率因数的要求143.1.4提高自然功率因数的方法153.2无功补偿方法
2、153.2.1无功补偿装置的选择153.2.2无功补偿装置的安装方法163.3无功补偿初步计算173.4变压器的选择183.4.1电力变压器的类型选择183.4.2电力变压器的台数和容量选择183.4.3电力变压器的过负荷能力193.5本设计变压器的选择203.5.1配电房方案选择203.5.2箱式变电站203.5.3变压器的选择213.6无功补偿及变压器方案的确定223.6.1无功补偿及变压器方案选定过程223.6.2本设计无功补偿及变压器方案总结25第四章 供配电系统接线方案274.1电力配电系统基本原则274.2常用高压电力配电方式284.3变配电所主接线294.3.1变配电所主接线的基
3、本形式294.3.2变配电所主接线的一般要求304.4常用低压电力配电方式314.5本设计中所采用的供配电系统方案324.6电能计量方式32第五章 主线路线型及主要柜体的选择335.1主线路线型选择335.1.1导体材料的选择335.1.2普通电缆绝缘材料及护套选择335.1.3各主线路的计算电流355.1.4个主线路线型选择365.2主要高压开关柜的选择385.2.1高压成套装置385.2.2预装式变电站高压单元常用成套装置385.2.3交流高压负荷开关385.2.4高压断路器395.2.5本设计负荷开关柜的选择395.3主要低压成套开关设备和控制设备柜体选择395.3.1低压成套开关设备和
4、控制设备395.3.2低压成套开关设备和控制设备的分类405.3.3低压断路器415.3.4开关、隔离开关及熔断器组合电器41第六章 短路电流及保护电器的选择436.1短路电流计算概述436.1.1短路的类型436.1.2短路计算的目的436.1.3短路计算的假定条件436.1.4典型的短路电流波形曲线446.2主电路短路电流的计算44第七章Matlab仿真457.1 Matlab简介457.2仿真对象介绍457.3仿真电路与结果46第八章 防雷接地系统设计478.1接地系统选择478.1.1接地的基本概念478.1.2接地的分类478.1.3低压系统接地种类488.1.4本设计接地系统选择4
5、98.2等电位联结498.2.1等电位联结的作用498.2.2等电位联结的分类498.2.3等电位联结的安装与设计方案508.3建筑物的防雷分类518.4建筑物的防雷措施52第九章 继电保护559.1继电保护和自动装置一般要求55致 谢57参考文献58附 录59第一章 概述1.1工程概述某住宅小区共有32栋楼房，其中电梯房2座，18层高，每层4户；楼房25栋，7层高，每层6户；别墅5座，三层楼高；1个面积约为1000的停车场。10KV电网供电，容量为8000KVA。设总负荷的需用系数为0.48-0.56，自然功率因数为0.66-0.72。各类负荷的需用系数为0.58-0.66，自然功率因数为0
6、.66-0.72。10KV系统在变压器端子的短路容量为100MVA。在小区中设置10/0.4（0.22）KV的变电所，安装变压器和控制开关，要求每栋楼能分别控制，小区配有照明系统，消防系统。1.2供配电设计一般原则 按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行供配电设计必须遵循以下原则： （1） 遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。 （2） 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合
7、格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。 （3） 近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。 （4） 全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.4本设计设计内容 （1）系统概况说明； （2）负荷统计； （3）功率因数补偿； （4）选择变压器； （5）确定供配电系统接
8、线方案； （6）选择主要配电线路线型； （7）选择开关、电流互感器等主要供电设备； （8）计算低压母线和其他各点的短路电流； （9）整定低压总开关和其他开关的保护装置； （10）继电保护回路； （11）完成供电系统图及继电保护回路图。第二章 负荷统计2.1.2本设计负荷分级本设计中两栋高层建筑的消防用电、应急照明、客梯电力、变频调速（恒压供水）生活水泵、排污泵属于一级负荷，其他负荷属于三级负荷。对小区配电采用双回路供电来保证小区中一级负荷的需求，并可以此增加整个楼盘的卖点。2.2负荷统计近几年来，随着人民生活水平的不断提高，大量的家用电器进入居民家庭，居民家庭生活用电量增长迅速，对电能的需求提
9、出了更高的要求。根据工程特点、规模和发展规划正确处理近期和远期发展的关系，做到远近期结合，以近期为主，适当考虑发展的可能的基本设计要则，本设计中除别墅外所有住户按6KW计算，别墅和停车场按8KW计算。考虑到实际中一般家庭最高同时用电可能达到2.5KW-3KW，所以考虑住户需用系数最低不低于0.5。在方案预估中使用需用系数法求计算负荷，具体小区负荷统计如下表：用电单位 设备名称设备容量Pe/kW需用系数 功率因数cos有功计算负 荷Pc/kW无功计算负荷Qc/kvar视在计算负荷Sc/kVA高层住宅 A座B座 8640.50.8432249.7540生活水泵 #A #B300.70.82115.
10、826.25排污水泵 #A #B120.70.88.46.310.5客运电梯 A B340.220.57.4812.9414.96消防电梯 A B340.220.57.4812.9414.96楼道照明 A B1.80.811.4401.44多层住宅#1-#2563000.50.831502362.53937.5楼道照明1-257.8750.816.306.3别墅区 （5座）400.80.8322440停 车 场照明101110010公共电力负荷150.80.812915总 记7468.683688.12692.934616.91注：上表中高层住宅用户按6kW一户计算。 2（栋）*18（层/每栋
11、）*4（户/每层）*6（千瓦/每户）=864千瓦 多层用户按6kW一户计算。 25（栋）*7（层/每栋）*6（户/每层）*6（千瓦/每户）=6300千瓦 别墅用户按8kW一户计算。 5（栋）*8（千瓦/每户）=40千瓦客运电梯和消防电梯一般为15-20kW每座，本设计按17kW每座计算。4（座）*17（千瓦）=68千瓦生活水泵一般为10-20kW每台，本设计按15KW每台计算。2（台）*15（千瓦/每台）=30千瓦排污水泵一般为3-15kW每台，本设计按6KW每台计算。 2（台）*6（千瓦/每台）=12千瓦 高层住宅的楼道照明采用25W的白炽灯，每层左右各一只。 2（栋）*18（层/每栋）*2
12、（个/每层）*25（瓦/每只）=1.8千瓦 多层住宅的楼道照明采用15W的白炽灯，每单元每层一只。 25（栋）*3（单元/每栋）*7（层/每单元）*1（个/每层）*15（瓦/每只）=7.875千瓦 停车场设计为地下大型停车场加地上零散停车位组成，地下停车场面积大约按1000平方米计算，每平方米的负荷密度一般为8-15W，本设计取负荷密度为10W进行计算。 1000（平方米）*10（瓦/每平方米）=10千瓦 公用电力负荷如路灯、物业公司办公室、值班岗亭等，公用电力负荷按15kW计算。（住宅的公用照明及公用电力负荷需要系数一般按0.8取） 综上总结得出补偿前负荷总和为7468.68kW，有功功率为
13、3688.1kW,无功功率为2692.93kvar，视在计算负荷为4616.91kVA。根据计算公式：cos=Pc/Sc，可以得出总功率因数大概为0.799。需要进行下一步无功功率补偿来提高系统总功率因数达到目标功率因数0.92，以使变压器高压侧的功率因数达到0.9从而达到供电部门的要求。第三章 无功补偿及变压器的选择3.1无功补偿的目的3.1.1无功功率许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的无功并不是无用的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已
14、；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。3.1.3供电部门对平均功率因数的要求 供电部门一般要求用户的平均功率因数达到0.9以上。当用户的自然功率因数较低，单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求时，应装设必要的无功功率补偿设备，以进一步提高用户的功率因数以达到要求。3.2无功补偿方法3.2.1无功补偿装置的选择 电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生
