住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5394 對(duì)小區(qū)變配電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定， 見附錄的參考文獻(xiàn)。 主變壓器容量的選擇 （ 1）、只裝有一臺(tái)變壓器的情況 主變壓器容量（一般當(dāng)額定容量 ）應(yīng)滿足所有用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷 S30： （ 2）、同時(shí)裝有 2 臺(tái)主變壓器的情況 每一臺(tái)容量 ST 應(yīng)該同時(shí)滿足兩個(gè)條件，即 1）、任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)工作時(shí)，應(yīng)該滿足總的計(jì)算負(fù)荷 S30的 ～ 的要求 : 2）、任意一 臺(tái)變壓器單獨(dú)工作時(shí)，應(yīng)該滿足全部的一、二級(jí)負(fù)荷的要求： 30. SSS TNT ??30. )~( SSS TNT ??)21(30. ??? SSS TNT西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 17 變壓器的選取 住宅小區(qū)負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì) —— 用電設(shè)備的用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 表 1 負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)表 編號(hào) 用電設(shè)備組 計(jì)算負(fù)荷 需要系數(shù) Kd 功率因數(shù) cosφ tanφ 計(jì)算負(fù)荷 變壓器容量 P Q S 1 1~8 （每棟） 用電負(fù)荷 5 134 99.63 166.05 T1=500kV?A 公用電力 80 60 100 裕量負(fù)荷 5 40 30 50 2 9~13 （每棟） 用電負(fù)荷 5 118 88.56 147.6 T2=500kV?A 公用電力 120 90 150 裕量負(fù)荷 5 40 30 50 3 14~15 （共同） 用電負(fù)荷 5 24 18 306 T3=630kV?A 公用電力 5 160 120 200 裕量負(fù)荷 5 40 30 50 4 消防控制室 — — 8 — — 1~8樓住宅設(shè)備容量（六層） *12 戶 *3 單元 *8 棟 =1296kW 9~13樓住宅設(shè)備容量（六層） 4kW*12 戶 *3 單元 *5 棟 =720kW 14樓商鋪設(shè)備容量（兩層） 18kW*6 戶 =108kW 15樓商鋪設(shè)備容量（兩層） 18kW*14 戶 =252kW 1~8樓住宅公用電力（每棟） 100kW 9~13樓住宅公用電力（每棟） 150kW 14~15商住樓公用電力（共同） 200kW 1~8樓住宅裕量負(fù)荷（每棟） 50kW 9~13樓住宅裕量負(fù)荷（每棟） 50kW 14~15商住樓裕量負(fù)荷（共同） 50kW 消防控制室 10kW 西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 18 注釋： A戶型住宅用電為 80m2*50W=4kW； B 戶型住宅用電為 90m2*50W=。 商住樓負(fù)荷密度為： 40~65W/m2。本商住樓采用 60W/m2計(jì)算。所以每戶用電為300m2*60W=18kW。 需要系數(shù)選擇見第一章第二節(jié)需要系數(shù)法的介紹。 對(duì)于處于備用狀態(tài)的噴淋泵、消防泵等設(shè)備，我不作為一部分來選擇 變壓器容量。所以，為了保證火災(zāi)時(shí)消防設(shè)施可以正常啟動(dòng)與運(yùn)行，可以采取自動(dòng)切去非消防用電設(shè)施的方法，來緩解用電緊張。 有關(guān)公式：根據(jù) Kd= P30/Pe可以得到： P30=KdPe。所以 Q30=P30*tanφ， S30=P30/cosφ。 公共輔助設(shè)施給排水的用電負(fù)荷。每一天每個(gè)人的供水量大約在 噸，一般居民住宅的每噸水耗電為 。所以按照負(fù)荷年利用小時(shí) 4500 小時(shí)計(jì)算相當(dāng)于每人用電負(fù)荷大約是 ，也可以按 ~。排水在平常自然排水時(shí)，用電可以忽略不計(jì)。 箱式變電站及內(nèi)部設(shè)備類型選擇 將高壓控制開關(guān)和變壓器集于一體的變電站是美式箱變，該類型箱變體積較小；將高低壓控制開關(guān)和變壓器集于一體的變電站是歐式變電站，該類型箱變體積較大，外形美觀，內(nèi)部空間比較大易于操作和檢修，為住宅小區(qū)箱變的首選。 該小區(qū)箱變類型選擇為： ZBW12。內(nèi)部配置見附圖 3 電氣設(shè)備中的電弧問題 概述 電弧是電氣設(shè)備運(yùn)行中常有的一種現(xiàn)象，特點(diǎn)可以概括為兩點(diǎn)：溫度很高且光亮很強(qiáng)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)，電弧對(duì)供電系統(tǒng)有很大的威脅。一，電弧一般情況下會(huì)延長(zhǎng)電路開斷時(shí)間長(zhǎng)短； 二，高溫極可能會(huì)燒毀電氣設(shè)備、導(dǎo)線電纜，引起危險(xiǎn)火災(zāi)；第三，強(qiáng)烈弧光極可能損壞人眼得視力，情況嚴(yán)重時(shí)很有可能造成失明。 西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 19 電弧的產(chǎn)生原因 根本原因 開關(guān)觸頭在分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)產(chǎn)生電弧的根本原因：觸頭本身及觸頭周圍的介質(zhì)中一定含有大量可以被游離的電子。當(dāng)分?jǐn)嘤|頭之間有足夠大外電壓時(shí)，這些電子就很可能強(qiáng)烈電離從而造成電弧的產(chǎn)生。 電弧產(chǎn)生的游離類型 高電場(chǎng)發(fā)射、熱電發(fā)射、高溫游離、 碰撞游離。 電弧的熄滅條件 熄滅電弧的條件：電弧中去游離率必須大于游離率。 去游離方式：正負(fù)帶電 質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散和復(fù)合都會(huì)去游離； 開關(guān)電器中常用滅弧方法 ： 冷卻滅弧法、真空滅弧法、 狹 溝滅弧法、 SF6滅弧法。 對(duì)電氣設(shè)備電氣觸頭 的 基本要求 必須具有足夠熱穩(wěn)定度；需要具有足夠機(jī)械強(qiáng)度；嚴(yán)格滿足負(fù)荷的正常發(fā)熱要求；需要具有足夠斷流能力。 第四章 小區(qū)的電力線路 供配電系統(tǒng)概述 供配電示意圖 供配電系統(tǒng)是將發(fā)電廠、變電所、電力用戶等幾個(gè)環(huán)節(jié)連接起來的一個(gè)整體，包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電幾個(gè)組成部分。對(duì)于小區(qū)供配電系統(tǒng)來說，供配電方式為：采用 10kV 的高壓進(jìn)線，然后 經(jīng)過住宅小區(qū)的箱式變電站降壓到小區(qū)單元配電箱，最后到達(dá)住戶配電箱，變成用戶可以直接使用的 220V 或者 380V 的低壓電。電西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 20 力系統(tǒng)示意圖如下： 圖 1 供配電示意圖 圖 2 小區(qū) 供配電抽象 示意圖 西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 21 配電模式 本小區(qū)主要供電模式定位：箱變配電工程。 天津市的高壓供電模式為： 110kV35kV10kV,城區(qū)配電線路電壓等級(jí)是 10kV，到達(dá)住宅小區(qū)一級(jí)配電電壓等級(jí)是 10kV，低壓配電電壓等級(jí)為 220V/380V。 本小區(qū) 10kV主接線方式示意圖 如下： 圖 3 10kV 單環(huán)網(wǎng)主接線方式示意圖 電力線路敷設(shè) 架空線路 現(xiàn)實(shí)生活中，架空線路的應(yīng)用相當(dāng)普遍，是因?yàn)榧芸沼性S多優(yōu)點(diǎn)，比如：成本價(jià)格低，安裝比較容易簡(jiǎn)便，維護(hù)以及檢修十分方便等等。但是架空線路也有缺點(diǎn)，比如：受天氣影響比較嚴(yán)重，占用空間，有時(shí)還會(huì)影響交通等等，所以架空線路的敷設(shè)需要注意一些事項(xiàng)。由于本課題為住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)，所以在此處只介紹一些與住宅小區(qū)有關(guān)的架空線路。我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) GB 500611997 對(duì)架空線路的敷設(shè)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。見附錄的參考文獻(xiàn)。 電纜 線路 電纜線路得到了越來越多的應(yīng)用，只因?yàn)樗泻芏嗉芸站€路所不具備的優(yōu)點(diǎn)，比西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 22 如：不容易受外界的影響、不占空間、運(yùn)行安全可靠等等。但是也有許多缺點(diǎn)，比如 :成本比較高、維修不太方便等等缺點(diǎn)。下面簡(jiǎn)單介紹一下。 電纜種類 :根據(jù)材料分為銅芯和鋁芯；根據(jù)絕緣介質(zhì)大致分為塑料絕緣電纜和油浸紙絕緣電纜兩大類別。由于油浸絕緣電纜具有耐熱好、壽命長(zhǎng)、耐壓高等優(yōu)點(diǎn)，所以實(shí)際中應(yīng)用比較廣泛。 電纜的敷設(shè)方式有：沿墻敷設(shè)、直接埋地敷設(shè)、利用電纜溝敷設(shè)幾種。電纜敷設(shè)路徑要符合以下要求： （ 1） 首先要使其運(yùn)行安全，避免遭受腐蝕、機(jī)械性 外力的威脅； （ 2） 電纜在足夠安全的前提下盡量要短； （ 3） 電纜要避開施工時(shí)受影響的地段； （ 4） 電纜的敷設(shè)要便于運(yùn)行及維護(hù)。 本小區(qū)供配電系統(tǒng)說明 用電負(fù)荷的劃分 用電負(fù)荷的劃分是選擇變壓器的第一步，是保證用電安全、供配電安全的前提，所以必須謹(jǐn)慎對(duì)待。國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，編號(hào)為 GB500522020 對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，見附錄的參考文獻(xiàn)。 低壓配電線路的形式 現(xiàn)實(shí)中，低壓配電線路主要有四種接法，即樹干式接法、放射式接法、環(huán)式接法、鏈?zhǔn)浇臃ā? （ 1）樹 干式接法 優(yōu)點(diǎn)：配電系統(tǒng)的總長(zhǎng)度比較短，即有色金屬可以有效節(jié)約，經(jīng)濟(jì)；供電系統(tǒng)的回路數(shù)量比較少，配電設(shè)備和配電線路的安裝經(jīng)費(fèi)也隨之減少。缺點(diǎn)：一旦干線發(fā)生故障，將影響比較大；供電可靠性比較低。此方法經(jīng)常與放射式一起使用。其接線示意圖如下： 西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 23 圖 4 低壓母線放射式配電的樹干式示意圖 圖 5 低壓變壓器 干線的樹干式示意圖 （ 2）放射式接法 優(yōu)點(diǎn)：配電線路互相不影響，而且供電可靠性高，配電設(shè)備也較集中，檢修方便，比較適用于一級(jí)負(fù)荷的供電。缺點(diǎn)：導(dǎo)線消耗大，系統(tǒng)靈活性差。其接線示意圖如下： 圖 6 低 壓放射式線路示意圖 （ 3）環(huán)式接法 利用環(huán)式接法時(shí)，線路都是開環(huán)的放射式線路，使供電可靠性大大提高。這樣，當(dāng)一處線路發(fā)生故障或者需要檢修時(shí)，可以將此線路與電源斷開，此時(shí)該處的負(fù)荷仍然可以得到供電。其接線示意圖如下： 西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 24 圖 7 低壓環(huán)形線路示意圖 （ 4）鏈?zhǔn)浇臃? 該供電方式適用于距離配電柜比較遠(yuǎn)，同時(shí)彼此之間距離比較近的容量比較小的不太重要的用電設(shè)備，此方式的用電設(shè)備一般控制在 5 臺(tái)以下，而且總功率在 10kW以下。其接線示意圖如下： 圖 8 低壓鏈?zhǔn)骄€路示意圖 由于本設(shè)計(jì)為住宅小區(qū)，住宅小區(qū)的范圍比較有限； 而且注意節(jié)約、綠色；供電系統(tǒng)的回路數(shù)比較少；供電裕量設(shè)計(jì)大，用電比較穩(wěn)定，不宜出現(xiàn)故障。所以該小區(qū)采用的供電方式為：樹干式低壓配電線路。 本小區(qū)供配電線路說明 用電示意圖 本小區(qū)用電線路及供配電線路行駛示意圖如下： 西安電子科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 25 圖 9 本小區(qū)用電設(shè)計(jì)示意圖 圖 10 本小區(qū)戶內(nèi)開關(guān)箱設(shè)計(jì)示意圖 本小區(qū)配電設(shè)計(jì) 小區(qū)總體低壓配電設(shè)計(jì) 1) 由小區(qū)平面圖：小區(qū)總變配電室位于本小區(qū)中央位置，共由 15棟樓組成，在每棟樓靠近總變配電室處分別設(shè)置一處低壓配電箱，然后，每棟樓的每個(gè)單元的一 樓都設(shè)置有單元配電箱，經(jīng)過入墻敷設(shè)電纜到達(dá)每戶居民門口處的用戶配電箱，