小区供配电设计

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1、摘要住宅小区供配电的稳定直接影响着居民的日常生活及秩序，且供配电系统的 设计环节是整个住宅小区设计过程中的一个重要的组成部分，因此研究小区供配 电系统如何更好的实现安全、可靠、经济运行具有现实的意义。本设计初步对住 宅小区的供配电系统进行设计，并根据国家相关标准对所设计的内容进行规范 化。分析小区的原始数据和供电特点，对小区各类负荷进行计算；通过计算负荷 选择变压器的容量和数目完成配电室的设计，对低压侧负荷的统计计算采用需要 系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率， 本设计进行了无功功率补偿设 计，使功率因数从 0.69 提高到 0.9；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体 数值计算；而电

2、气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行 校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设 计计算；配电装置采用成套配电装置；合理选择电气主接线方式；根据短路电流 选择合适的电力电缆；确定建筑物防雷等级，做好小区的防雷接地保护。设计过 程中不仅要保证供电的质量和安全性，还应尽量满足供电的经济性，节省能源和 材料。关键词计算负荷；短路电流；变压器；供配电设计；防雷接地目录、八、前言随着现今社会的迅速发展，科学技术的不断进步促使社会中各行各业都在不断 地发展壮大，特别是各种高、新、尖、精的技术应用，而所有的一切都离不开电。 生活中电能也逐渐成为人们最重要的能源

3、之一，人们对电能的依赖程度越来越高， 是生活中必不可少的一种能源。在过去，家用电器并未普及，居民用电量非常少， 每家每户可能只点一支电灯，或者一台电扇。现如今，人们生活水平提高，家用电 器的种类增多，居民用电量也在与日俱增，电视、冰箱、洗衣机、电脑等各种家电 也是居民生活必不可少的。同时，我国整体的用电结构也在逐渐的发生着变化，居 民用电量逐渐增多，非工业用电比重逐渐升高。电能的正常运行直接影响人们的一 切，对人们的生活具有非常大的影响作用。住宅小区内的供配电系统能否安全而又 稳定的运行，对于提高小区居民的生活质量具有至关重要的作用 ,可以说现代人离不 开电能。因此需要保证电能的稳定并且安全的

4、运行，不仅如此，当某些重要的设备 发生故障时，则必须保证其不断电，能够继续正常运行，保证电能可靠运行。此外 节能减耗是我国基本的国策之一，在满足供电需求的前提下，还应提高能源利用 率，降低能源消耗，这也是今后探索研究的一大方向。住宅小区供配电设计必须根据实际，结合其特点，根据小区建筑功能以及负荷 等级对其采用合适的供配电形式和方法，满足使用功能的要求。不仅要做到整体布 局合理，满足供电质量，而且还要给每个用户提供良好的用电环境。实现安全可靠 配电的同时，还要做到环境的美化，使小区的供配电合理、经济。小区的供配电系 统设计应根据实际情况，小区的未来发展和规模进行分析设计，不仅要做到满足近 期内的

5、要求，还要为将来的发展留有一定的空间，将远期和近期结合起来，统筹规 划。本次的课题设计主要先对该小区的用电特点和相关资料进行分析。对小区进行 负荷计算，无功补偿。根据计算负荷得出的结果，对变压器容量和数目进行设计， 并对配电所设计。设计出合适的电气主接线方式和配电线路接线方式。并根据短路 电流计算结果，选择和校验电缆设备。根据建筑的特点，确定各类建筑物的防雷等 级，进行相关的防雷及接地设计和等电位联结，并选择低压配电系统的接地形式。 依据相关专业提供的原始资料和国家行业标准规范和图集绘出电气设计图。本文用五章来具体分析住宅小区的供配电系统的建设，设计时根据电力相关行 相业的标准进行设计，坚持统

6、一规划的原则，将电力网的运行状况和建设规划相结 合，并且使经济发展和配电网的现状结合起来。本着以人为本的原则，保证供电品 质，建设经济、安全、适度超前、提高供电可靠性的原则，合理选择小区供配电措 施。具体内容安排如下：前言部分，主要包括问题的提出，论文研究目的和意义及论文研究内容和框架。第一章，本次设计工程的概况第二章负荷的计算第三章 无功补偿第四章 短路电流的计算第五章 配电室变压器与主接线方案的选择第六章 变压器的继电保护第七章 高低压设备的选择第八章 防雷接地保护最后总结本文，指出当前住宅小区供配电系统设计存在的问题及对策。本文研究的框架如图 1所示：第一章 工程基本概况1、总体概况：本

7、设计计划总建筑面积为 8600 平方米，由三栋主体建筑及地下 公共汽车库、设备用房等组成。三座座主体建筑均为 30 层高层住宅建筑，高约 93.25米，其中一个主体建筑临街高层为 1 号楼，该建筑 1、2 层为临街商铺，3 至6 层为公寓式办公写字楼。其余两栋 2 号楼和 3 号楼，均为居民住宅，三栋楼地下 1 层均为汽车库、附属设备用房等。2、具体数据：1号楼 7至 30层、2号楼和 3号楼整体为住宅楼，每层 8户，共 三种户型。其中，一层里户型1共3户面积为80-100 m?、户型2共3户面积为100- 130 m?、户型3共2户面积为130-150 m?,两栋楼共624户。1号楼商业面积

8、共6430 m,安装容量为286KW。3-6层为写字楼，共9860 m：安装容量为368KW。3、设计范围：高压侧从市政开闭所 10kV 配电线路起，在接引 10kV 电源处设 置明显断开点，低压侧至小区内各建筑低压用电计量装置上表位。4、自然环境：本地区年平均雷暴日15.6d/a，通廊式住宅建筑年物预计雷击次 数为0.0812 次/a；建筑商业写字楼建筑年物预计雷击次数为0.0359次/a。第二章负荷的计算2.1负荷计算概述现代社会发展迅速，人们对生活环境有了更高的追求。从大的方面来说，住宅 小区内的基本生活设施越来越丰富，住宅楼房越来越多样化。本次设计的小区内就 包含高层住宅、写字楼、商铺

9、、泵房、热力交换站和地下停车库等设施，不同的建 筑用电负荷也大不相同，对整个小区的电气设计要求也有所提高。根据已知的用电 设备容量按一定统计方法确定，预期不变的最大假想负荷，合理的选择变压器及导 线；变压器和负荷合理配置后 ,变压器就可以安全可靠运行，可以实行高效、节能降 耗.作为按发热条件选择供电系统各元件的依据。小区的供电系统要能正常，安全可 靠地运行，就需要对整个住宅小区的负荷容量和计算负荷进行可靠地计算，才能正 确地选择适合变压器的类型、容量以及数目。只有这样，才能满足小区居民现在以 及将来的用电需求，并且合理降低了工程造价，节省材料。2.1 .1负荷分级以及要求用电负荷分级，是为了能

10、够正确地反映出对于用电可靠性要求的界限，以便选 出合适的、符合实际水平的供电方式，保护人员安全，并能有效地节约投资提高经济效益。负荷分级主要是从经济损失和安全这两方面来确定的。2.1.2 负荷分级和供电电源要求负荷分级根据GB50052-95供配电系统设计规范业标准规定，用电负荷应根 据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及 三级负荷。电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成 损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定:（1）、符合下列情况之一时,应为一级负荷: a 中 断 供 电 将 造 成 人 身 伤 亡 时 . b 中断供电将在政治、

11、经济上造成重大损失时.例如:重大设备损坏、重大产品报 废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点 企业的连续生产过程被打乱 需要长时间才能恢复等.c.中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作例如:重要交通 枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常 用于国际活动的大量人员集 中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷 在一级负荷中 ,当中断供电将发生中 毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特 别重要的负荷（ 2 ） 、 符 合 下 列 情 况 之 一 时 , 应 为 二 级 负 荷 :a. 中断供电将在政治、经济上造成较大损失时.例如

12、:主要设备损坏、大量产品报 废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等b. 中断供电将影响重要用电单位的正常工作例如:交通枢纽、通信枢纽等用电单 位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院 、大型商场等较多人员集中 的 重 要 的 公 共 场 所 秩 序 混 舌L （3）、不属于一级和二级负荷者应为三级负荷.（ 4 ）、 一 级 负 荷 的 供 电 电 源 应 符 合 下 列 规 定 :a、一级负荷应由两个电源供电;当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到 损坏b、一级负荷中特别重要的负荷,除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将 其它负荷接入应急供电系统.2

13、.1.3本工程建筑的负荷类型本工程为综合性住宅小区，有高层住宅、办公、商铺、泵房、热力交换站、地 下车库等公共用电设施。本次设计的高层住宅楼属于一类高层民用建筑，此类建筑 内的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、 防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷 帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷。住宅小区内的生活给水泵房以及热力 交换站的用电负应根据工程规模、重要性等因素合理确定负荷等级，且不应低于二 级。商铺内的主要通道照明和应急照明以及和地下停车库的消防设备被归为二级负 荷。其余的如居民、商业、办公等用电为三级负荷。2.2 计算

14、负荷的步骤负荷计算主要内容有负荷容量，计算负荷。负荷容量也称安装容量，是住户所 使用的用电设备的额定容量或是额定功率的和，是配电系统设计和计算的基础资料 和依据。计算负荷也称计算容量、需要负荷，它标志用户的最大用电功率，是配电 设计时选择变压器、确定可作为按发热条件选择变压器、导体及电器的依据，并用 来计算电压损失和功率损耗，也可作为电能消耗及无功功率补偿的计算依据。计算负荷需要采用的方法主要有需要系数法、二项式法、单位面积法。方案设 计阶段可采用单位指标法；初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。且根 据住宅建筑电气设计规范 JGJ242-2011 3.4.1 条：对于住宅建筑的负荷计算

15、， 方案设计阶段可采用单位指标法和单位面积法；初步设计及施工图设计阶段，宜采 用需要系数法进行计算 3。因此本论文主要使用需要系数法对有关内容进行计算， 并简单介绍单位面积法的基本概念。(1)单位面积法建筑的用电负荷常与建筑面积直接相关。对于具有相同功能、用途和档次的建 筑，尽管建筑的规模不同，但单位建筑面积上的负荷密度具有统计规律上的相似 性。表2列出了当前经济发展情况下各类建筑物的负荷密度。若已知建筑面积A(m2),并查表2得到同类建筑的负荷密度指标p (W/m2),可根据下式估算出计算负荷的大小：P 二 pA(2-1)C表2-1各类建筑物的用电指标建筑类别用电指标(W/m2)建筑类别用电指标(W/m2)公寓3050医院4070旅馆4070高等学校2040办公3070中小学1220商业一般：4080展览馆5080大中型60120体育4070演播室250500剧场5080汽车库815(2)需要系数法需要系数标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组设备功率之比。需要系数的值总小于 1，它不仅与设备的负荷率、效率、台 数、工作情况及线路损耗有关，而且与维护管理水平等因素也有关系。单台用电设备的计算负荷考虑到设备可能在额定工况下运行，单台用电设备的计算负荷就取设备的安装 容量。P 二