智能小区供配电系统的设计.docx

1、目录1 引言51.1 智能小区供配电系统设计分析51.2 本工程供配电系统概述及相关原则51.3本工程基本概况41.3.1总体概况1.3.2设计说明2 负荷的计算62.1 负荷分级和供电电源要求2.2 本工程建筑的负荷类型2.3 计算负荷72.3.1 计算负荷概述72.3.2 计算负荷的步骤72.3.3 本工程负荷需求2.4 无功补偿102.4.1 无功补偿的目的102.4.2 无功补偿的方法112.4.3 无功补偿容量113 变压器的选择123.1 变压器容量和数目的选取原则3.2 本设计变压器选择4 本工程供配电措施设计方案134.1 供配电系统概述134.2 电气主接线方式的设计4.2.

2、1 高压电气主接线4.2.2 低压电所主接线4.3 配电系统线路的设计4.3.1 配电线路的接线方式144.3.2 本工程选用的接线方式144.4 电缆的选择144.4.1 电缆型号选择154.4.2 电缆的敷设164.4.3 电缆截面积的选用原则4.4.4 高压侧电缆截面积的选择5 主要柜体的选择5.1 主要高压开关柜的选择5.1.1 高压成套装置5.1.2 预装式变电站高压单元常用成套装置5.1.3交流高压负荷开关5.1.4高压断路器5.1.5 本设计负荷开关柜的选择255.2 主要低压成套开关设备和控制设备柜体选择5.2.1 低压成套开关设备和控制设备5.2.2低压断路器 5.2.3 开

3、关、隔离开关及熔断器组合电器6 短路电流及保护电器的选择6.1 短路电流计算概述6.1.1短路的类型6.2 主电路短路电流的计算7 防雷接地系统设计7.1接地系统选择7.1.1 接地的分类7.1.2 本设计接地系统选择7.2 等电位联结257.2.1 等电位联结的作用257.2.2 等电位联结的分类25结束语参考文献27附录致谢33智能小区供配电系统设计【摘要】：近年来随着科技的发展及人民生活水平的不断提高,越来越多的智能小区不断涌现,这些小区的特点是功能复杂、技术先进,因此对小区供配电系统设计也提出了更加高的要求。本文的选题来自于工程设计实践,所设计工程为某公司开发建设的小区，本文的电气设计

4、根据该工程的实际特点,结合小区发展情况,研究设计出了一套经济合理、运行简单、安全可靠的电气系统。首先是10/0.4kV的供配电设计,通过负荷计算及合理的负荷预测选用性能可靠、经济合理的电气设备,如变压器、配电柜、开关设备等；此外还将配电系统的自动化运用到小区这个配电层次当中,提高了小区的智能化及运行水平。该小区目前已竣工验收，通过试运行，发现电气系统运行稳定、无故障发生、各个指标正常,满足施工规范及工程设计的要求。【关键词】：负荷计算、变压器、供配电设计、防雷接地引言1.1 智能小区供配电系统设计分析智能小区的供配电系统设计应根据小区实际情况、建筑功能以及负荷等级进行分析设计，对其采用合适的供

5、配电形式和方法，将远期和近期结合起来，统筹规划。不仅要做到整体布局合理，而且还要满足使用功能的要求，给每个用户提供良好的用电环境。1.2 本工程供配电系统概述及相关原则 智能小区的供配电系统建设工程应坚持统一规划、以人为本的原则，合理选择小区供配电措施。方案设计时应根据电力相关行业的标准进行设计。合理优化设计，便于维护和管理，尽量减少电能消耗，提高电能利用率。建设近期的同时考虑到远期的发展可能，并根据用户用电负荷重要程度、用电需求、用电容量、用电性质等，结合区域电网规划和当地供电条件等因素，进行技术比较后制定出合理的供电方案。 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

6、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。依据相关专业原始资料、国家行业标准规范和图集，结合本工程实际特点绘出电气设计图。1.3本工程基本概况1.3.1总体概况本工程总建筑面积为78000平方米，其中地下室建筑面积约1.9万平方米，地块内建有住宅、社区商业、菜市场及配套用房等。本项目共建设住宅15栋，其中3层联排别墅5栋，6层多层建筑7栋，7-9层多

7、层建筑3栋，住宅户数278户。1.3.2设计说明：本供电工程移交住宅278户，其中30户按16/户设计，248户按8/户设计，楼梯照明20户按4/户设计，其余商业、景观、地下室、公共照明、电梯、消防设备均为用户自行管理。供电电源：10kV主电源引自110kV变电所新建一路10kV线路至用电点(以当地供电部门提供为准)；10k备电源引自2#开闭所出线至用电点(以当地供电部门提供为准)。设计范围：高压侧从开闭所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。局管部分拟建设配电房1座，安装中置式高压开关柜6台，SCB10-800kVA干式变压器2台

8、，GCK型低压配电柜台，中置式高压开关柜均采用断路器保护，直流操作，并配置智能型综合保护装置。配电房10kV系统采用单母线不分段形式，0.4kV系统采用单母线分段形式。2 负荷的计算2.1 负荷分级和供电电源要求（1）负荷分级根据JGJ162008民用建筑电气设计规范行业标准规定，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。各级负荷应符合下列规定：l 符合下列情况之一时，应为一级负荷：中断供电将造成人身伤亡；中断供电将造成重大影响或重大损失；中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。例如：重要通信枢纽、重要交通枢

9、纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、承担重大国事活动的会堂、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的重要用电负荷。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，应为特别重要的负荷。l 符合下列情况之一时，应为二级负荷：中断供电将造成较大影响或损失；中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。l 三级负荷属于一般的电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷的，均属于三级负荷。 （2）各级电力负荷对供电电源的要求：一级负荷是重要负荷，要求由两路电源供电，若其中一路电源发生故障停止工作时，则另一路电源不会同时损坏

10、。同时，除两路电源外，还必须增设应急电源。其中，常用的应急电源有：蓄电池；干电池；供电网络中独立于正常电源的专门供电线路；独立于正常电源的发电机组。二级负荷也是重要负荷，也要由两路电源供电，并有两台供电变压器。在其中一台或回路中发生故障时，二级负荷不会中断供电，或中断后迅速能恢复供电。三级负荷属于一般负荷，所以对供电电源没有特殊的要求。2.2 本工程建筑的负荷类型本工程为住宅小区，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

11、、单元内公共照明及地下停车库的消防设备用电为二级负荷，采用双电源供电。其余的如居民、商业、办公等用电为三级负荷。2.3计算负荷2.3.1 计算负荷概述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。2.3.2 计算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

12、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，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。因此本工程主要使用需要系数法对有关内容进行计算，并简单介绍需要系数法的基本概念。（1）需要系数法需要系数标志着用电设备组投入运

13、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。l 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。 （2） （3） （4） （5）PN用电设备的安装容量(KW)；UN设备的额定电压(KV)；tanj用电设备铭牌给出的功率因数角的正切值；Pc有功计算负荷(KW)；Qc无功计算负荷(Kvar)； Sc视在计算负荷(kVA)；Ic计算电流(A)。 l 用电设备组的计算负荷 当计算配电干线（例如，第j条）上的计算负荷时，首先将用电

14、设备分组，求出各组用电设备的总安装容量PN.i，然后查表得到各组用电设备的需要系数Kd.i及对应的功率因数cosji和功率因数正切值tanji，则： （6） （7） （8）l 建筑物总计算负荷建筑物总的负荷计算以建筑内用电设备组或配电干线的计算负荷为基础，从负荷端逐级向电源端计算，而且需要在各级配电点乘以同时系数Kp，即： （9） （10） （11）需要系数和功率因数可根据表3、表4来进行选择，但并不能局限于此表。电器设备在不断地更新换代，其性能也不断改善，还与它的使用场合有关。所以，需要系数不是一成不变的，不能随便拿起一本书就套用系数，需要研究设备样本里提供的相关数据，结合工程的供电特点和当地的生活条件等因素，从而确定比较合适的需要系数。需要系数选择表如表3、表4所示。表3 住宅用电负荷需要系数选择表按单相配电计算时所连接的基本户数按三相配电计算时所连接的