【正文】 隨著科技的進步和技術(shù)的發(fā)展居民小區(qū)供配電系統(tǒng)運行 和維護的安全技術(shù)得到了越來越多的重視。 工程供配電系統(tǒng)概述 住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)建設(shè)工程的應(yīng)堅持統(tǒng)一規(guī)劃的原則，將電力網(wǎng)的運行狀況和建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，并且使經(jīng)濟發(fā)展和配電網(wǎng)的現(xiàn)狀結(jié)合起來。本著以人為本的原則，保證供電品質(zhì)，建設(shè)經(jīng)濟、安全、適度超前、提高供電可靠性的原則，合理選擇小區(qū)供配電措施。方案設(shè)計時應(yīng)根據(jù)電力相關(guān)行相業(yè)的標準進行設(shè)計。使設(shè)計盡量簡單，便于維護和管理，盡量減少電能消耗，提高電能利用率。還需要將近期和遠期結(jié)合起來發(fā)展分析。建設(shè)近期的同時考慮到遠期的發(fā)展可能，并根據(jù)用戶用電負荷重要程度、用電需求 、用電容量、用電性質(zhì)等，結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃和當?shù)毓╇姉l件等因素，進行技術(shù)比較后制定出合理的供電方案。 本次的課題設(shè)計主要先對該小區(qū)的用電特點和相關(guān)資料進行分析。對小區(qū)進行負荷計算，無功補償。根據(jù)計算負荷得出的結(jié)果，對變壓器容量和數(shù)目進行設(shè)計，并對配電所設(shè)計。設(shè)計出合適的電氣主接線方式和配電線路接線方式。并根據(jù)短路電流計算結(jié)果，選擇和校驗電纜設(shè)備。根據(jù)建筑的特點，確定各類建筑物的防雷等級，進行相關(guān)的防雷及接地設(shè)計和等電位聯(lián)結(jié)，并選擇低壓配電系統(tǒng)的接地形式。依據(jù)相關(guān)專業(yè)提供的原始資料和國家行業(yè)標準規(guī)范和圖集繪出電氣設(shè)計圖。 本工程基本概況： （ 1）總體概況：本工程總建筑面積為 61700平方米，由四 棟主體建筑及地 下公共汽車庫、設(shè)備用房等組成。其中一個主體建筑為 16層商業(yè)寫字樓建筑， 屬于多層辦公建筑。該多層建筑 2層為臨街商鋪， 3至 16層為公寓式辦公寫字樓。另外一個主體建筑為 31層高 層住宅建筑， 屬于一類高層住宅建筑，耐火等級為一級。該高層建筑 2層為臨街商鋪， 3至 30層為居民住宅。 頂層為設(shè)備房、電梯機房及水箱間。 地下 1層為 汽車庫、附屬設(shè)備用房等組成。 （ 2）具體數(shù)據(jù)：高層建筑 330層為住宅樓，每層 5戶，共三種戶型。其中，一層里戶型 1共2戶面積為 80100㎡、戶型 2共 2戶面積為 100130㎡、戶型 3共 1戶 面積為 130150㎡，全樓共 480戶。多層建筑 316層為寫字樓，共 14160㎡ ,安裝容量為 208KW。商業(yè)面積共 5230㎡，安裝容量為 261KW。 （ 3） 自然環(huán)境：本地區(qū)年平均雷暴日 ，通廊式住宅建筑年 預(yù)計雷擊次數(shù)為： 次 /a；建筑商業(yè)寫字樓建筑年 預(yù)計雷擊次數(shù)為： /a。 本設(shè)計采用 10kv/，接地形式采用 TNCS系統(tǒng)進戶處設(shè)重復(fù)接地，采用綜合接地方式，接地利用建筑物基礎(chǔ)作接地極，接地電阻不大于 10歐 姆 。電源進線采用 YJV2210kv395電纜引入。 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 2 1 負荷計 算 負荷計算是供電工程的基礎(chǔ)，必須正確計算負荷，才能設(shè)計出合理的 供配電系統(tǒng)。供配電工程設(shè)計時，需要確定的電器負荷及計算目 。 負荷計算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開關(guān)等。負荷計算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱危險，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。負荷計算偏大，則造成設(shè)備的浪費和投資的增大。為此，正確進行負荷計算是供電設(shè)計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。 （ 1）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采用 30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 計算精度一般，用電設(shè)備臺數(shù)少時，誤差較大。 （ 2）尖峰電流是指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)時間 1— 2秒的最大負荷電流。一般取啟動電流周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。 （ 3）平均負荷為一段時間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能 與該段時間之比。常選用最大負荷 表 11 負荷計算方法及適用場合 （ 1）多組用電計算負荷 表 12 多組用電設(shè)備的計算負荷 用電設(shè)備組序號 有功計算負荷 /kW 無功計算負荷 /kar 視在計算負荷/kar 計算電流 /A i=1n 合計（計入同時系數(shù)） 對干線 = = 對母線 = = √ 2 2 √3 （ 2）三相用電 設(shè)備組 計算負荷 序號 計算方法名稱 特點及適用場合 1 需要系數(shù)法 計算精度一般，用電設(shè)備臺數(shù)少時，誤差較大。適用于各類項目，尤其是變電所負荷計算 2 利用系數(shù)法 計算精度高，用電設(shè)備臺數(shù)少且容量相差懸殊時亦然。計算較繁瑣。適用于設(shè)備功率已知的各類項目，尤其是工業(yè)企業(yè)負荷計算 3 單位指標法 計算簡便，誤差較大。適用于設(shè)備功率不明確的各類項目，單位面積功率法和綜合單位指標法適用于民用建筑工程，單位產(chǎn)品耗電量法用于工業(yè)企業(yè)工程 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 3 表 13 三相用電設(shè)備組的計算負荷 設(shè)備名稱 設(shè)備功率 /kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 額定電壓 /kV 無功計算負荷 /kvar 視在計算負荷 /KVA 計算電流 /A 三相用電設(shè)備組 Pc Kd √3 進行負荷計算時，需將電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率 Pe。 （ 1）連續(xù)工作制用電設(shè)備組的設(shè)備功率即為銘牌額定功率 Pr之和，備用設(shè)備功率不在計算之內(nèi)； （ 2）短時或周期工作制用電設(shè)備的設(shè)備功率是指將銘 牌額定功率換算到將統(tǒng)一負荷持續(xù)率下的有功功率。 （ 3）照明設(shè)備的設(shè)備功率為光源的額定功率加上附屬設(shè)備的功耗； （ 4）季節(jié)性負荷，如空調(diào)制冷與采暖設(shè)備取其大著計入總設(shè)備功率； (1)住宅用電部分 根據(jù)實際負荷估算，規(guī)定面積在 100㎡以下的每戶按 4KW計算， 120㎡ 150㎡的每戶按 5KW計算， 150㎡以上的每戶按 6KW計算。由此可知，戶型 1為 4KW/戶的共 2戶、戶型 2為 5KW/戶的共 2戶、戶型 3為 6KW/戶的共 1戶。使用需要系數(shù)法計算負荷，每層一個電表箱。用 6條配電干線從地下室一 層變電所引來 ,每條配電干線連接 5個樓層電表箱，其中一條干線連接 4個樓層。本次設(shè)計以住宅負荷計算為主，以其中一條配電干線為例，其余負荷按相同方法計算，結(jié)果如表 5所示。 用戶配電箱部分，由公式可得安裝容量： p 1 np 1 24 8kw p 2 np 2 25 10kw p 3 np 3 16 6kw 樓層電表箱 , 查表 4得 k??=， =， tan = 樓層電表箱的計算負荷： PC Kd (pc1 pc2 pc3) (8 10 6) 18KW Qc PC tanφ 180 48 8 64Kvar 配電干線 ,查表 4得 ??=， =， tan = 配電干線的計算負荷 : Pcj nKd Pc 50 418 36kw Qcj PCJ tanφ 360 48 17 28Kvar Scj √Pcj2 Qcj2 √362 17 282 39 94KVA Icj Scj√3UN 39 94380√3 60 7A 因此住宅部分 配電箱的 計算負荷為 (2)公共用電部分 本工程公共用電部分包括：多層辦公樓用電、電梯用電、消防用電、園林及建筑景觀用用電、生活水泵用電、路燈和公共照明用電、排污設(shè)備用電等照明負荷以及動力負荷。本次計算以商業(yè)區(qū)和寫字樓的計算負荷為主，其余負荷可根據(jù)表 4查找需要系數(shù)，并根據(jù)介紹的公式對各個用電設(shè) 備?cos塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 4 進行負荷計算，具體計算結(jié)果如下所示 。由所給資料可知商業(yè)區(qū)和寫字樓的安裝容量分別為 261KW和 208KW，根據(jù)需要系數(shù)法計算出其計算負荷。 表 14 負荷統(tǒng)計表 序號 用電設(shè)備 設(shè)備容量 需要系數(shù) 功率因數(shù) tan Pe/kw Kd 1 住宅樓用戶 1976 2 公寓式辦公樓用戶 950 3 商場照明及地下室照明 750 4 水泵及風機 350 5 電梯 240 6 報警系統(tǒng) 9 1 7 應(yīng)急照明 134 8 消防電梯 62 9 消防水泵 95 1 10 自動滅火系統(tǒng) 145 1 11 防煙排煙設(shè)施 115 1 12 潛水排污泵 35 1） 公寓式辦公樓用戶負荷計算 設(shè)備容量Ρ e= 950KW，需要系數(shù)Κ d = ,功率因數(shù) cosφ = 有功計算負荷： ?? ?? 950=650KW 無功計算負荷： tan 650=675Kvar 視在計算負荷： ∕ 650/=1125KVA 計算電流： Ic Sc ∕√3UN 2） 商場及地下室照明 設(shè)備容量Ρ e = 750KW，需要系數(shù)Κ d = ,功率因數(shù) cosφ= 有功計算負荷： Pc Kd Pe 600KW 塔里木大學畢業(yè)設(shè)計 5 無功計算負荷： tan 450Kvar 視在計算負荷： ∕ 750KVA 計算電流： Ic Sc ∕√3UN 3） 水泵及風機 設(shè)備容量Ρ e=350KW，需要系數(shù)Κ d =,功率因數(shù) cosφ= 有功計算負荷： Pc Kd Pe 210KW 無功計算負荷： Qc Pc tanφ 280Kvar 視在計算負荷： Sc Pc ∕ φ 350Kvar 計算電流： Ic Sc ∕√3UN 4） 電梯 設(shè)備容量Ρ e=240KW ，需要系數(shù)Κ d=,功率因數(shù) cosφ= 有功計算負荷： Pc Kd Pe 192KW 無功計算負荷： Qc Pc tanφ 144Kvar 視在計算負荷： Sc Pc ∕ φ 240Kvar 計算電流： Ic Sc ∕√3UN 5） 報警系統(tǒng) 設(shè)備容量Ρ e=9KW，需要系數(shù)Κ d =1,功率因數(shù) cosφ=