小區(qū)供配電畢業(yè)設(shè)計(jì)詳細(xì)

1、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。與我一同工作的同志對本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 年 月 日重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 重慶科技學(xué)院學(xué)城科苑小區(qū)供配電設(shè)計(jì) 學(xué) 院 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 張熹 學(xué)號 2010441611

2、 指導(dǎo)教師 官正強(qiáng) 職稱 教授 評閱教師 職稱 2014 年 6 月 8 日摘要小區(qū)供電系統(tǒng)首先要能滿足小區(qū)內(nèi)人們的基本生活用電需要，其次還要確保用電的安全，供電的可靠，技術(shù)的先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，并且能做好節(jié)能的的要求。本設(shè)計(jì)說明書介紹了重慶科技學(xué)院科苑小區(qū)的高低壓電力供配電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)情況。圍繞方案設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)階段的有關(guān)要求，著重進(jìn)行了小區(qū)的10kv高壓供電及變配電所設(shè)計(jì)、小區(qū)內(nèi)各個樓層的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、地下車庫照明設(shè)計(jì)，計(jì)算了短路，電流選擇了變壓器。選擇了各線路的導(dǎo)線截面和變電所的高低壓設(shè)備；配置了繼電保護(hù)裝置。給出了供配電系統(tǒng)原理圖。關(guān)鍵詞：住宅區(qū) 供配電系統(tǒng) 初步設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說明 Abs

3、tractCell power supply system must first be able to meet people's basic living within the district electricity needs, followed by electricity but also ensure the safety of power supply reliability, advanced technology and economic rationality, and can do the required energy. The design specifica

4、tion describes the preliminary design district in Chongqing Institute of Technology Keyuan high and low voltage power supply and distribution system. Programs designed around the requirements and preliminary design phase, focusing on the district's conduct 10kv high voltage power supply and powe

5、r distribution design, supply and distribution system design within the district each floor, underground garage lighting design, calculation of the short-circuit current transformer is selected . Select the wire cross-section of each line and substation high voltage equipment; configured protection

6、devices. Given the supply and distribution system schematic.Keywords: Residential areas；Supply and distribution system；Preliminary Design；Design Description目錄摘要ABSTRACT引 言1科苑小區(qū)供電設(shè)計(jì)相關(guān)資料及要求11.1科苑小區(qū)建筑物及相關(guān)情況11.2目的設(shè)計(jì)范圍及要求31.3設(shè)計(jì)依據(jù)32 方案確定42.1負(fù)荷確定42.2主接線方案的選擇43 負(fù)荷計(jì)算83.1 負(fù)荷計(jì)算概述83.2負(fù)荷計(jì)算83.3無功補(bǔ)償134變壓器的選擇154.1變

7、壓器概述154.2 變壓器類型的選擇154.3 變壓器臺數(shù)的選擇154.4 變壓器容量的選擇155 短路電流計(jì)算175.1短路電流概述175.2短路電流計(jì)算的目的175.3短路電流的計(jì)算186 一次設(shè)備選擇216.1高壓一次設(shè)備216.2低壓一次設(shè)備236.3電線、電纜的選擇237 繼電保護(hù)與二次回路277.1繼電保護(hù)設(shè)計(jì)277.2二次回路的設(shè)計(jì)288 照明設(shè)計(jì)298.1照明系統(tǒng)概述298.2燈具的選擇298.3照度計(jì)算與燈具布置30結(jié)束語32參考文獻(xiàn)33致謝34附錄1 原始資料附錄2 科苑小區(qū)各主要CAD圖引 言本次設(shè)計(jì)是為重慶科技學(xué)科苑小區(qū)供配電系統(tǒng)做模擬初步設(shè)計(jì)，主要目的為大學(xué)階段所學(xué)知

8、識有一次綜合性應(yīng)用。這是我的導(dǎo)師為我設(shè)計(jì)的一個真實(shí)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。全部內(nèi)容主要由我一個人歷時約15周完成的，由于時間緊，工程設(shè)計(jì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)水平所限，設(shè)計(jì)中缺點(diǎn)和錯誤在所難免，敬請老師們批評指教。大學(xué)階段所學(xué)知識重點(diǎn)在理論，涉及工程實(shí)踐方面很少，這次設(shè)計(jì)主要偏向于工程實(shí)踐。通過這次綜合的設(shè)計(jì)會讓自己在理論知識與實(shí)踐結(jié)合有一個全新的認(rèn)識，但也暴露了自己諸多方面的不足，如實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺、相關(guān)規(guī)范不夠了解、綜合考慮問題不周。這次設(shè)計(jì)主要依據(jù)為官正強(qiáng)老師所提供的任務(wù)書，經(jīng)過三個月認(rèn)真的準(zhǔn)備，在官老師細(xì)心指導(dǎo)下，初步完成了任務(wù)書所要求的設(shè)計(jì)任務(wù)。1科苑小區(qū)供電設(shè)計(jì)相關(guān)資料及要求1.1科苑小區(qū)建筑物及

9、相關(guān)情況1.1.1建筑物基本情況根據(jù)重慶科技學(xué)院新校區(qū)總體規(guī)劃，重慶科技學(xué)院學(xué)城科苑小區(qū)坐落在學(xué)校北角。本次供配電設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是完成小區(qū)低層（別墅區(qū)）和多層（花園洋房）區(qū)的供配電設(shè)計(jì)任務(wù)。具體包括：A型低層住宅14棟（其中As南入口6棟，總建筑面積為6256.2，An北入口8棟，總建筑面積為6981.89）；B型多層住宅17棟（其中Bs南入口7棟，總建筑面積為16831.49，Bn北入口10棟，總建筑面積為39984.73）。A型有2層，每層1戶。B型有5層，每層有2戶。每戶面積在90平方米至120平方米之間。本設(shè)計(jì)為普通民用高層住宅，按三級負(fù)荷供電。防火等級為二級，安全等級為二級，按二類防

10、雷建筑物設(shè)計(jì)防雷。建筑設(shè)計(jì)資料見圖1.11.1科苑小區(qū)建筑面積明細(xì)表樓號層數(shù)戶數(shù)建筑面積/備注小區(qū)別墅建筑面積明細(xì)表An-1261195.54北向入口An-224800.62北向入口An-324800.62北向入口An-4261195.54北向入口An-524798.9北向入口An-624798.9北向入口An-7261197.26北向入口An-825994.13北向入口As-1261172.66南向入口As-2261172.66南向入口As-3261172.66南向入口As-424783.64南向入口As-5261170.94南向入口As-624733.64南向入口小區(qū)多層建筑面積明細(xì)表Bn

11、-15162582.88北向入口Bn-25162568.88北向入口Bn-35162582.88北向入口Bn-45162568.88北向入口Bn-55162568.88北向入口Bn-6581287.1北向入口Bn-75162568.88北向入口Bn-8581287.1北向入口Bn-95162568.88北向入口Bn-105162568.88北向入口Bs-15162588.96南向入口Bs-2581297.73南向入口Bs-35162588.96南向入口Bs-4581297.73南向入口Bs-55243880.19南向入口Bs-65162588.96南向入口Bs-75162588.96南向入口多

12、層住宅地下車庫建筑面積明細(xì)表地下車庫號建筑面積/車庫11212.32車庫2989.02車庫3950.42車庫4480.83車庫5972.53車庫6470.161.1.2實(shí)驗(yàn)樓電源供應(yīng)情況電源供應(yīng)情況：電源由學(xué)校第一教學(xué)樓內(nèi)的開閉所沿學(xué)校公用網(wǎng)溝接入小區(qū)所建的獨(dú)立變配電所內(nèi)。變電所距學(xué)校開閉所1200m，學(xué)校開閉所出口短路容量為250MVA。1.1.3氣象條件 新校區(qū)位于重慶近郊，與重慶主城區(qū)氣象一致，基本特征為：冬暖春早、夏熱秋涼、四季分明、無霜期長，空氣濕潤、降水豐潤，多云霧、少霜雪，光溫水同季，按照供配電相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體如表1.2所示：表1.2氣象條件氣象條件氣溫風(fēng)速 ms復(fù)冰 mm

13、最高氣溫+400最低氣溫-50最大風(fēng)速+1025外過電壓+1510內(nèi)過電壓+15+1515年平均氣溫+150全年雷電日401.1.4地質(zhì)條件 以頁巖、泥巖、黏土為主，海拔高程300M，祥見勘察報(bào)告。1.2目的設(shè)計(jì)范圍及要求（1)作該該小區(qū)域內(nèi)的變電所設(shè)計(jì)，完成高低壓變配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；初步達(dá)到設(shè)備訂貨及土建施工對電專業(yè)的要求，變配電室的平面布置圖設(shè)計(jì)；（2)根據(jù)各樓棟和住戶對供電的要求完成各院各戶的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；各戶的供電設(shè)計(jì)只到入戶配電箱。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)重慶建委關(guān)于重慶科技學(xué)院小區(qū)的初步設(shè)計(jì)的批復(fù)（文件號：xxx）。學(xué)校提供的小區(qū)建筑設(shè)計(jì)任務(wù)書及用電設(shè)計(jì)要求。中華人民共和國現(xiàn)行主要標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)：

14、民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ/T16-92建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB16-87（2001年版）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50052-9510KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB50053-94建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94 2000年版電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范GB50217-942 方案確定2.1負(fù)荷確定在確定供電電源時，應(yīng)結(jié)合負(fù)荷級別、用電容量、用電單位的電源和電力系統(tǒng)的供電電源等因素，保證供電系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)合理性的要求。根據(jù)有關(guān)文范規(guī)定，電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級、二級、三級負(fù)荷。一級負(fù)荷一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡；或者中斷供電將在政治

15、、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備的損壞等。在一級負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。二級負(fù)荷二級負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備的損壞等。三級負(fù)荷三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，指所有不屬于上述一、二級的負(fù)，對供電無特殊要求。本工程為科苑小區(qū)，根據(jù)其工程概況和國家先關(guān)文范規(guī)定，其別墅區(qū)和高層住宅中。其應(yīng)急照明、消防用電、為二級負(fù)荷，其余用電則為三級負(fù)荷，按照供電原則，考慮到二級負(fù)荷極為稀少，在供電時則對供電系統(tǒng)按三級負(fù)荷供電。本著盡量接近負(fù)荷中心，降低電能損耗，操作方便的原則，在小區(qū)中心18棟對面

16、小山上所建的獨(dú)立變配電所。電源由第一教學(xué)樓內(nèi)的開閉所沿學(xué)校公用網(wǎng)溝接入小區(qū)直接供電給小區(qū)用戶，便于學(xué)校用電的統(tǒng)一調(diào)配,方便各個高壓出線的調(diào)配與事故處理。本工程的高壓側(cè)主要為從開閉所到配電所10KV電壓，低壓側(cè)則為380/220V電壓。主要是供電對象為小區(qū)各個樓層的三級負(fù)荷用電，包含消防、應(yīng)急照明等少量二級負(fù)荷用電。2.2主接線方案的選擇2.2.1 高壓電氣主接線高壓主接線方案承擔(dān)著系統(tǒng)的電能傳輸和分配路線，基本要求為安全可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。高壓配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電并向各個用電場所和用電設(shè)備的任務(wù)。包括高壓電源進(jìn)線、母線、高壓配電出線三部分。通過分析列出了兩套高壓主接線方案，如下圖2.1所示

17、：圖2.1 高壓側(cè)兩方案圖方案一為高供高計(jì)、負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合電器接線方式。這種方式的接線要求負(fù)荷不算太大的情況下使用，可靠性也稍低一點(diǎn)。但接線，所用開關(guān)、計(jì)量等設(shè)備和接線都較為簡單，經(jīng)濟(jì)性較好。對于本工程幾乎為三級負(fù)荷的民用小區(qū)來說，完全可以滿足條件。方案二為高供高計(jì)、斷路器接線方式。這種接線方式對負(fù)荷要求較大，可靠性比較高，對于所用的開關(guān)、計(jì)量等設(shè)備和接線較為復(fù)雜，成本稍微偏高，但是在以后的維護(hù)工作中比方案一方便，故選擇方案二的接線方式。經(jīng)分析后決定，本工程的高壓接線方案為方案二的高供高計(jì)、斷路器組合電器接線方式。2.2.2 低壓電氣主接線10KV配變電所的低壓電氣接線一般采用單母線和分段

18、單母線兩種方式。對于分段單母線，兩端單母線互為備用，母聯(lián)開關(guān)手動手動或自動切換。本工程為兩臺變壓器供電，對于此工程有兩種適合的低壓接線形式：方案一為電力和照明負(fù)荷共用變壓器供電，對于這種接線方式，對電力和照明分別計(jì)量，對電力負(fù)荷和照明電價(jià)負(fù)荷分別集中，設(shè)分計(jì)量表。它適合與本工程的低壓側(cè)接線方式。方案二為電力和照明負(fù)荷共用變壓器供電，不用分別計(jì)量，少了分別計(jì)量的設(shè)備從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。如下圖2.2所示方案一 有分計(jì)量的電氣主接線方案二 沒有分計(jì)量的主接線圖2.2低壓側(cè)兩方案圖2.2.3選擇合適的高低壓電氣主接線方案對于一次側(cè)高壓電氣主接線方式，通過對比得出在本小區(qū)的供電工程中由于沒有電梯等常

19、用二級負(fù)荷，而其他的二級負(fù)荷極為稀少，再加上總的小區(qū)負(fù)荷不算太大的情況下，和方案二都可以用于本次工程，但考慮到經(jīng)濟(jì)成本問題，綜合考慮后我決定還是選擇方案一。對于二次側(cè)低壓電氣接線方式，方案一和方案二都適用于本小區(qū)的供電方式，但是考慮到方案一計(jì)量太復(fù)雜，小區(qū)幾乎用不上，。同時也為了節(jié)約成本，我決定選擇方案二。總的接線方案為，高壓電氣主接線為高供高計(jì)、斷路器組合電器接線方式。低壓電氣接線方式為電力和照明負(fù)荷共用變壓器供電的低壓電氣主接線12。如圖2.3所示：圖2.3一次主接線方案3 負(fù)荷計(jì)算3.1 負(fù)荷計(jì)算概述計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的假想負(fù)荷，是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件

20、的負(fù)荷值。同時也是選擇元件的重要依據(jù)。合理選擇設(shè)導(dǎo)線、電纜、變壓器、開關(guān)等電氣元件。負(fù)荷計(jì)算過小,會出現(xiàn)過熱危險(xiǎn),使得設(shè)備的使用壽命降低,甚至?xí)绊懴到y(tǒng)的安全運(yùn)行.負(fù)荷計(jì)算偏大,則造成性價(jià)比不高，設(shè)備的浪費(fèi)。因此,正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提,也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。負(fù)荷計(jì)算的方法一般分為需要系數(shù)法、面積法和二項(xiàng)式法。而二項(xiàng)式法應(yīng)用局限性較大，而需要系數(shù)法和面積法計(jì)算方便所以常被采納。而我所用計(jì)算負(fù)荷的方法為面積法13。面積法，對于本工程的系統(tǒng)，通過分析和相關(guān)資料的查閱，一般住宅按40W50W/（按建筑面積，以下同），別墅及部分高級公寓住宅可按60W80W/計(jì)算，且面積越

21、大索取值越小，故取60W/，水泵、地下室照明等公用負(fù)荷平均以10W/計(jì)算，消防負(fù)荷不統(tǒng)計(jì)在最大負(fù)荷內(nèi)。=0.75,對應(yīng)=0.883.2負(fù)荷計(jì)算A型低層住宅最大負(fù)荷如下：An-1最大負(fù)荷為P30=1195.54×60=71.73KW+公用負(fù)荷11.95KW=83.68KW。 無功負(fù)荷=73.6Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =111.57KVA計(jì)算電流=127AAn-2最大負(fù)荷為P30=800.62×60=48KW+公用負(fù)荷8KW=56KW無功負(fù)荷=49.28Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =74.67KVA計(jì)算電流=85AAn-3最大負(fù)荷為P30=800.62×60=48KW+公用負(fù)

22、荷8KW=56KW無功負(fù)荷=49.28Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =74.67KVA計(jì)算電流=85AAn-4最大負(fù)荷為P30=1195.54×60=71.73KW+公用負(fù)荷11.95KW=83.68KW無功負(fù)荷=73.6Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =111.57KVA計(jì)算電流=127AAn-5最大負(fù)荷為P30=798.90×60=47.9KW+公用負(fù)荷8KW=55.9KW無功負(fù)荷=49.19Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =74.5KVA計(jì)算電流=84.9AAn-6最大負(fù)荷為P30=798.90×60=47.9KW+公用負(fù)荷8KW=55.9無功負(fù)荷=49.19Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =7

23、4.5KVA計(jì)算電流=84.9AAn-7最大負(fù)荷為P30=1197.26×60=71.84KW+公用負(fù)荷11.97KW=83.81KW無功負(fù)荷=73.75Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =111.75KVA計(jì)算電流=127AAn-8最大負(fù)荷為P30=994.13×60=59.65KW+公用負(fù)荷9.94KW=69.59KW無功負(fù)荷=61.24Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =92.79KVA計(jì)算電流=106AAs-1最大負(fù)荷為P30=1172.66×60=70.36KW+公用負(fù)荷11.72KW=82.08KW無功負(fù)荷=72.23Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =109KVA計(jì)算電流=124A A

24、s-2最大負(fù)荷為P30=1172.66×60=70.36KW+公用負(fù)荷11.72KW=82.08KW無功負(fù)荷=72.23Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =109KVA計(jì)算電流=124AAs-3最大負(fù)荷為P30=1172.66×60=70.36KW+公用負(fù)荷11.72KW=82.08KW無功負(fù)荷=72.23Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =109KVA計(jì)算電流=124AAs-4最大負(fù)荷為P30=783.64×60=47.02KW+公用負(fù)荷7.83KW=54.84KW無功負(fù)荷=48.26Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =73.12KVA計(jì)算電流=83AAs-5最大負(fù)荷為P30=1170.94

25、15;60=70.25KW+公用負(fù)荷11.7KW=81.95KW無功負(fù)荷=72.12Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =109KVA計(jì)算電流=124AAs-6最大負(fù)荷為P30=783.64×60=47.02KW+公用負(fù)荷7.83KW=54.84KW無功負(fù)荷=48.26Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =73.12KVA計(jì)算電流=83AB型多層住宅負(fù)荷如下：Bn-1=Bn-3=最大負(fù)荷P30=2582.88×60=154.97KW+公用負(fù)荷25.82KW=180.79KW。 無功負(fù)荷=159Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =241KVA計(jì)算電流=274ABn-2= Bn-4=Bn-5= Bn-7= Bn-9=

26、 Bn-10最大負(fù)荷P30=2568.88×60=154.11KW+公用負(fù)荷25.68KW=179.79。無功負(fù)荷=158.22Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =239.72KVA計(jì)算電流=273ABn-6=Bn-8最大負(fù)荷P30=1287.10×60=77.23KW+公用負(fù)荷12.87KW=90.1KW無功負(fù)荷=79.29Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =120.13KVA計(jì)算電流=173ABs-1= Bs-3= Bs-6最大負(fù)荷P30=2588.96×60=155.37KW+公用負(fù)荷25.88KW=181.25KW.無功負(fù)荷=159.5Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =241.67KVA計(jì)

27、算電流=275ABs-2= Bs-4= Bs-7最大負(fù)荷P30=1297.73×60=77.86KW+公用負(fù)荷12.9KW=90.76KW.無功負(fù)荷=79.87Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =121KVA計(jì)算電流=138ABs-5最大負(fù)荷P30=3880.19×60=232.81KW+公用負(fù)荷38.8KW=271.61KW.無功負(fù)荷=239Kvar視在計(jì)算負(fù)荷 =362.15KVA計(jì)算電流=413A因此總的計(jì)算負(fù)荷為（取=0.45，=0.5）P30總0.45*3726=1677KW 總0.5*3285.97=1643Kvar 總2347KVA 3566A計(jì)算負(fù)荷列表如圖3.2所示樓

28、號P30/KW/KvarKVAAAn-183.6873.6111.57127An-25649.2874.6785An-35649.2874.6785An-483.6873.6111.57127An-555.949.1974.584.9An-655.949.1974.584.9An-783.8173.75111.75127An-869.5961.2492.79106As-182.0872.23109124As-282.0872.23109124As-382.0872.23109124As-454.8448.2673.1283As-581.9572.12109124As-654.8448.2673

29、.1283Bn-1180.79159241274Bn-2179.79158.33239.72273Bn-3180.79159241274Bn-4179.79158.33239.72273Bn-5179.79158.33239.72273Bn-690.179.29120.13173Bn-7179.79158.33239.72273Bn-890.179.29120.13173Bn-9179.79158.33239.72273 Bn-10179.79158.33239.72273Bs-1181.25159.5241.67275Bs-290.7679.87121138Bs-3181.25159.524

30、1.67275Bs-490.7679.87121138Bs-5271.61239362.15413Bs-6181.25159.5241.67275Bs-790.7679.87121138小區(qū)總負(fù)荷1677164323473566圖3.2負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表以上統(tǒng)計(jì)為本小區(qū)用電負(fù)荷，因?yàn)闉閮膳_變壓器單獨(dú)供電，負(fù)荷最好達(dá)到平衡，故將以上用電負(fù)荷盡量平均分配給兩臺變壓器。變壓器1負(fù)責(zé)供應(yīng)別墅區(qū)和多層住宅中除Bs-5外的其余Bs樓，變壓器二負(fù)責(zé)供應(yīng)Bn樓和Bs-5樓的負(fù)荷各個變壓器大約負(fù)責(zé)1173.5KVA的負(fù)荷。安排見下表3.3所示：變壓器所負(fù)責(zé)的負(fù)荷變壓器一An-1An-2An-3An-4An-5An-6

31、An-7An-8As-1As-2As-3As-4As-5As-6Bs-1Bs-2Bs-3Bs-4Bs-6Bs-7變壓器二Bn-1Bn-2Bn-3Bn-4Bn-5Bn-6Bn-7Bn-8Bn-9Bn-10Bs-5圖3.3變壓器負(fù)荷表3.3無功補(bǔ)償3.3.1無功功率簡述現(xiàn)實(shí)生活用電中，存在大量的感應(yīng)電動機(jī)、及氣體放電燈等感性負(fù)荷，使得功率因數(shù)降低。若已經(jīng)充分發(fā)揮了設(shè)備的最大性能用來提高其自然功率因數(shù)，卻還不能達(dá)到規(guī)定功率因素的情況下，就必須人工進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。無功補(bǔ)償容量應(yīng)按照無功補(bǔ)償計(jì)算或無功功率曲線來確定。無功補(bǔ)償裝置有手動投切的無功補(bǔ)償裝置和無功自動補(bǔ)償裝置。為滿足要求，設(shè)計(jì)時在變壓器的低

32、壓母線側(cè)統(tǒng)一裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，就可以選擇相對較小容量的變壓器，節(jié)約了初期的經(jīng)濟(jì)投入。而單獨(dú)集中補(bǔ)償是被容量較大，并且功率因數(shù)很低的用電負(fù)荷所采納2 13。3.3.2無功補(bǔ)償計(jì)算本工程采取在380/220V 低壓側(cè)并聯(lián)電容集中無補(bǔ)償，以變壓器1為例 變壓器1補(bǔ)償前功率因數(shù)值功率因數(shù)計(jì)算公式: （3.6） 所以 =0.71 無功補(bǔ)償容量 按規(guī)定，變壓器高壓側(cè)的，考慮到變壓器的無功功率損耗 遠(yuǎn)大于有功功率損耗，故在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于高壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)，這里取。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.71提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器的容量應(yīng)為：補(bǔ)償容

33、量的計(jì)算公式為： （3.7）所以，需要補(bǔ)償?shù)娜萘繛?38×(0.992-0.426)=474.17Kvar取 480Kva 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為： 因此補(bǔ)償后變壓器可選一臺容量為1250 KVA的SC系列變壓器變壓器的功率損耗為0.015=0.015904=13.56 KW0.06=0.06×904=54.24Kvar變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為838+13.56=851.56KW(821.5-480)Kvar+54.24=395.24Kvar 無功補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)（最大負(fù)荷時）為 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.90）要求。變壓器2補(bǔ)

34、償功率因數(shù)計(jì)算方法同上，補(bǔ)償后功率因數(shù)為0.907，同樣滿足要求。4變壓器的選擇4.1變壓器概述變電所的主要任務(wù)是將所受電壓經(jīng)過變壓然后分配給各個用電設(shè)備，而變壓器則是變電所中最為關(guān)鍵的一次設(shè)備。合理選擇變壓器的臺數(shù)和容量，有利于提高經(jīng)濟(jì)成本，對用電的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)能起到的至關(guān)重要的因素。如果周圍環(huán)境因素惡劣，則應(yīng)該選用防塵，防腐全封閉的變壓器；對于要求高的場所，宜選用干式電力變壓器。對于有大量一、二級用電負(fù)荷或用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大，或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺及以上的電力變壓器。變壓器的選擇必須遵照有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇，并且盡量選擇技術(shù)先進(jìn)，節(jié)能和維護(hù)輕松方

35、便的產(chǎn)品2 12。4.2 變壓器類型的選擇電力變壓器類型的選擇是指確定變壓器的調(diào)壓方式、絕緣及冷卻方式、相數(shù)、聯(lián)結(jié)組別等。對于小區(qū)的10kV配電變壓器一般采用無載調(diào)壓方式。至于變壓器的相數(shù)，用戶變電所一般采用三相變壓器。10kV配電變壓器有Dyn11和Yyn0兩種常見聯(lián)結(jié)組。而Dyn11聯(lián)結(jié)組變壓器有低壓側(cè)單相接地短路電流大，承受單相不平衡負(fù)荷的負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從而在低壓電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。由上面分析得出選擇變壓器的類型為干式、無載調(diào)壓、雙繞組、Dyn11聯(lián)結(jié)組。4.3 變壓器臺數(shù)的選擇變壓器的臺數(shù)的確定一般要綜合考慮根據(jù)負(fù)荷等級、負(fù)荷容量和經(jīng)濟(jì)性等條件。10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB50

36、05394中規(guī)定，當(dāng)符合以下條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及兩臺以上的變壓器：(1) 有大量一級或二級負(fù)荷；(2) 季節(jié)性負(fù)荷變化較大；(3) 集中負(fù)荷容量較大。結(jié)合本小區(qū)的情況，考慮到供電安全可靠和集中負(fù)荷容量較大，所以選擇兩臺變壓器。4.4 變壓器容量的選擇對有兩臺變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件： 滿足總計(jì)算負(fù)荷60%的需要，即0.6； 式（3.1）滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即 式（3.2）條件1是考慮到兩臺變壓器運(yùn)行時，每臺變壓器各承受總計(jì)算負(fù)荷的50%，負(fù)載率約為0.6，此時變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總負(fù)荷時，只過載40%，可繼續(xù)運(yùn)

37、行一段時間。條件2是考慮在事故情況下，一臺變壓器能保證一、二級負(fù)荷的供電需要。根據(jù)無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷：=2038·A，代入數(shù)據(jù)可得：0.6*2038=1222.8kVA，同時又考慮到未來5-10年得負(fù)荷發(fā)展，初步取=1200kV.A?？紤]到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為SC系列干式變壓器。型號：SC11-1250KVA/10KV，其主要技術(shù)指標(biāo)見表4.1表4.1 SC11-1250/10干式電力變壓器主要參數(shù)型號額定容量KVA負(fù)載損耗KW空載損耗KW短路阻抗%空載電流%總重 kg尺寸（mm）L×W×HSC11-1250KVA/10KV12509.692.09

38、61.028851485×870×1370使用條件：1.環(huán)境溫度-50+50 2.海拔高度1000m 5 短路電流計(jì)算5.1短路電流概述5.1.1短路的原因?qū)╇娤到y(tǒng)的要求是必須正常地不間斷地對用電負(fù)荷供電。但是由于各種原因，故障的出現(xiàn)時難免的，這樣就破壞的系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)中最常見的故障就為短路故障。造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。這種損壞是因?yàn)樵O(shè)備本身質(zhì)量問題，或是絕緣設(shè)備老化等原因造成的。當(dāng)然也可能是工作人員自身的誤操作和違規(guī)操作造成的短路故障12。 5.1.2短路的后果短路后，短路電流會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常工作電流。在大電力系統(tǒng)中，短路電流甚至可以達(dá)到幾

39、十萬安。面對如此大的電流肯定會對系統(tǒng)、人員、設(shè)備造成相當(dāng)大的危害：（1）短路時會產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，這樣會損壞故障原件和短路電路中的其他原件損壞。（2）短路時短路電路電壓要驟降，電氣設(shè)備的正常運(yùn)行也會受到嚴(yán)重影響。（3）短路時保護(hù)裝置會動作，造成停電，越靠近電源，停電范圍也就越大，損失也會越大。（4）嚴(yán)重短路時電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性也會受影響，可造成系統(tǒng)解列。由此可見，短路有著十分嚴(yán)重的后果，進(jìn)行短路電流計(jì)算，可以正確地選擇電氣設(shè)備，使其達(dá)到足夠的穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時不導(dǎo)致設(shè)備的損壞，以此來消除一定的短路因素。5.1.3短路的形式在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生單相短路、兩相

40、接地短路、兩相短路和三相短路、。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的概率最大，而發(fā)生三相短路的概率最小。但是從用戶方面來說，一般是三相短路的電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最要中的短路狀態(tài)下也能可靠的工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算種，常以三相短路計(jì)算為主。5.2短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算目的主要有以下幾點(diǎn)：在設(shè)計(jì)電氣主接線時，為了比較各種方案，確定某種接線方式是否有必要采取限制短路電流的措施，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算；在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇時，為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行時和故障情況下都能安全、可靠的工作，同時又要力求節(jié)約成本，需要根據(jù)短路電流對電氣設(shè)備進(jìn)

41、行動、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)；在選擇繼電保護(hù)裝置及進(jìn)行整定計(jì)算時，必須以各種不同類型短路時的短路電流作為依據(jù)；設(shè)計(jì)接地裝置；電力系統(tǒng)運(yùn)行及故障分析等3 15。5.3短路電流的計(jì)算5.3.1 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算有歐姆法和標(biāo)幺值法，本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法。標(biāo)幺值是在計(jì)算短路電流時所用的各阻抗、電壓、電流量全采用標(biāo)幺值，也就是用實(shí)際值與基準(zhǔn)值的比值來計(jì)算。這是為了在多電壓等級的系統(tǒng)中計(jì)算時能顯得比較方便。在高壓電路中電力系統(tǒng)中各原件的電阻略去不計(jì)，短路電流計(jì)算一般只計(jì)各原件的電抗12。5.3.2本工程短路電流計(jì)算按系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時短路電流計(jì)算 繪制計(jì)算電路圖 圖5.1短路計(jì)算電路圖求10kV母線上

42、K-1點(diǎn)短路和380V低壓母線上K-2點(diǎn)短路電流和短路容量。電源側(cè)短路容量定為Sk=250MV.A 確定基準(zhǔn)值：設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,低壓側(cè)Ud2=0.4kV,則 計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng) 已知Soc=250MVA,故2）電纜 查表得在基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，Ud=Uc時，10KV電纜長1.2km，而X0=0.8/km3）電力變壓器 查表得,故等效電路圖如圖5.2所示：圖5.2等效電路圖首先計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a. 總電抗標(biāo)幺值 b. 三相短路電流周期分量有效值 c. 其它短路電流 KA4.04=1

43、0.3KAd. 三相短路容量 其次計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a. 總電抗標(biāo)幺值 3.76b. 三相短路電流周期分量有效值 =38.3KAc. 其它短路電流38.3KA38.3=70.47KAd. 三相短路容量綜上所知：短路計(jì)算結(jié)果如下表5.1所示表5.1 最大運(yùn)行方式下短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-14.044.044.0410.36.173.53k-238.338.338.370.4741.7526.66 一次設(shè)備選擇6.1高壓一次設(shè)備6.1.1高壓一側(cè)設(shè)備概述高壓一次設(shè)備選擇的條件是，須滿足一次電路在正常運(yùn)行、短路故障條件下工作要

44、求，同時設(shè)備用工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 按故障條件下的工作下選擇合理的電氣設(shè)備，就是按最大可能的短路故障時的動、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。對裝有熔斷保護(hù)的電壓互感器則不必進(jìn)行以上校驗(yàn)，電纜則不必進(jìn)行動穩(wěn)定度校驗(yàn)，其他設(shè)備均要進(jìn)行以上校驗(yàn)12。6.1.2高壓開關(guān)柜的選擇和高壓一次主接線圖的確定高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、檢測儀表和母線、絕緣子等一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。用于控制和保護(hù)變電所中的變壓器和高壓線路，也用于大型高壓交流電動機(jī)的起動和保護(hù)。目前，10kv及以下變電所中常用的高壓開關(guān)柜有中置式空氣絕緣金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜和SF6氣體絕緣

45、金屬封閉式開關(guān)柜兩大類。本次設(shè)計(jì)主要為10kv側(cè)，選擇柜型為KYN10-27系列。對于KYN10-27系列優(yōu)點(diǎn)： PT加避雷首先解決了二次電路和繼電保護(hù)的用電，節(jié)省引入二次電源的投資；更換電壓、電流互感器等設(shè)備時，拉出即可斷電操作，方便安全。缺點(diǎn)：本方案為上進(jìn)線，與電纜下進(jìn)線沖突，要求將電纜引至配電室上方進(jìn)線，增大了工程量且影響了美觀。柜子的連接方式見附錄CAD圖6.1.3高壓一次設(shè)備的選擇因?yàn)楦邏汗褚呀?jīng)確定為KYN10-27，其自身附帶了各種主要電器設(shè)備類型，結(jié)合高壓側(cè)短路電流計(jì)算表格和負(fù)荷計(jì)算表格，為開關(guān)柜選擇大小匹配的電器設(shè)備13 。具體的設(shè)備型號如下表6.1所示： 表6.1高壓主要設(shè)備

46、型號主要電器設(shè)備設(shè)備型號主要電氣設(shè)備設(shè)備型號真空斷路器ZN5-10/630熔斷器RN2-10電流互感器LDJ-10/75/5避雷器FZ3電壓互感器JDZ-10/0.1 母線的選擇：母線一般有銅、鋁、鋼三種，現(xiàn)在大部分采用銅制母線，本工程也采用銅制。這里我們按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選截面計(jì)算公式： =/ （6.1） 為所選變壓器的額定電流，因?yàn)閮蓚€變壓器均選擇的SCB10-1250KVA/10KV干式銅線變壓器，故, 取1.2，故=72.2/1.2=60.2mm2母線選擇：TMY-60×66.1.4校驗(yàn)高壓一次主要設(shè)備母線的校驗(yàn):校驗(yàn)發(fā)熱條件40時銅排載流量=排寬厚度系

47、數(shù)排寬(mm);厚度系數(shù)為:母排12厚時為20;10厚時為18;依次為: 12-20，10-18，8-16，6-14，5-13，4-12 該母線在40室內(nèi)的允許載流量=6014=840A=72.2A可見，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)熱穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度系數(shù)為C=171短路發(fā)熱假想時間=1.2s的母線，其最小面積=38.3103mm2360，故滿足。校驗(yàn)動穩(wěn)定度母線的彎曲力矩M=，截面系數(shù)W=，軸線間距a300,取a=500mm，支持點(diǎn)間距=600mm,則母線的最大應(yīng)力=M/W= =1.9MPa而硬銅母線的允許應(yīng)力為=140MPa=1.9MPa,滿足。表6.2 高壓一側(cè)設(shè)備一覽表校 驗(yàn)項(xiàng) 目裝置地點(diǎn)電氣條件一

48、次設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)真空斷路器熔斷器電流互感器電壓互感器避雷器ZN510/630RN210LDJ10/75/5JDZ-10/0.1FZ3額定電壓KV10kv10kv10kv10kv10kv額定電流(A)72.2A63010075額定開斷電流KA4.04kA20動穩(wěn)定電流KAi10.3KA50/熱穩(wěn)定電KA4.042×1.2=19.5920/通過以上表格6.2中的校驗(yàn)，其選擇的設(shè)備類型均符合。6.2低壓一次設(shè)備380/220V低壓側(cè)選擇GCS系列開關(guān)柜，低壓側(cè)母線選擇TMY-80×6 其校驗(yàn)過程和上面的高壓母線過程一樣，均符合要求。6.3電線、電纜的選擇6.3.1電線、

49、電纜截面選擇的原則選擇的原則：配電系統(tǒng)的導(dǎo)線和電纜的選擇，一般按照以下原則進(jìn)行：（1）使用環(huán)境和敷設(shè)方法選擇導(dǎo)線和電纜的類型。（2）機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線的最小允許截面。（3）允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面。（4）按電壓損失校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面。按上述條件選擇的導(dǎo)線和電纜具有幾種截面時，應(yīng)取其中較大的一種類型的選擇，且一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。隨著我國快速發(fā)展，現(xiàn)在在大部分場合采用銅芯電纜，本工程選擇銅芯電力電纜12。 6.3.2高壓側(cè)電纜的選擇與校驗(yàn)因?yàn)楸竟こ?/p>

50、選擇10KV進(jìn)線電纜，按發(fā)熱條件選擇截面：因?yàn)镮30=IN.T=A,資料顯示重慶年最高溫度月平均值為40°C.因?yàn)榇穗娎|為從電纜溝引入，根據(jù)環(huán)境溫度的定義（室內(nèi)包括電纜溝或隧道內(nèi)，環(huán)境溫度為當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶?°C），基于以上原則在選擇選擇YJV-6/10KV-3×956.3.3低壓側(cè)電纜、電線的選擇由圖3.3變壓器的負(fù)荷表可知，變壓器一與變壓器二平均分配了整個小區(qū)的用電負(fù)荷，其走線方式（見附錄CAD圖）由圖3.2的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表可知，每一棟樓的用電負(fù)荷，電流情況。用以選擇低壓側(cè)電線和繼電器。查相關(guān)表格，選擇斷路器和電纜如表6.3樓號A斷路器電纜總電纜An-1127

51、DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-4×35JYV-0.6/1KV-4×70An-285DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-4×25An-385DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-4×25JYV-0.6/1KV-4×70An-4127DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-4×35An-584.9DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-4×25JYV-0.6/1KV-4×70An-684.9DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-4×25An-7127DZ20Y-160JYV-0.

52、6/1KV-4×35JYV-0.6/1KV-4×95An-8106DZ20Y-125JYV-0.6/1KV-4×35As-1124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-4×35JYV-0.6/1KV-4×95As-2124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-4×35As-3124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-4×35JYV-0.6/1KV-4×70As-483DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-4×25As-5124DZ20Y-160JYV-0.6/1KV-4×35JYV-0.6/1KV-4×70As-683DZ20Y-100JYV-0.6/1KV-4×25Bn-1274DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4×120Bn-2273DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4×120Bn-3274DZ20Y-400JYV-0.6/1KV-4×120Bn