【文章內(nèi)容簡介】 變壓器臺數(shù)及容納量的選擇都是變壓器投入使用時必須要進行的工作。變壓器臺數(shù)如果選擇過多，就會造成設(shè)備資源及財產(chǎn)的浪費；臺數(shù)如果選擇過少，就會容易出現(xiàn)事故，有時也會造成財產(chǎn)及設(shè)備的損失。我國《 10kV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范》 GB 5005394 對小區(qū)變配電所變壓器臺數(shù)的選擇進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。 主變壓器容量的選擇 （ 1）、只裝有一臺變壓器的情況 主變壓器容量（一般當額定容量 ）應滿足所有用電設(shè)備總的計算負荷S30： （ 2）、同時裝有 2 臺主變 壓器的情況 每一臺容量 ST 應該同時滿足兩個條件，即 1）、任意一臺變壓器單獨工作時，應該滿足總的計算負荷 S30 的 ～ 變壓器的選取 住宅小區(qū)負荷計算統(tǒng)計――用電設(shè)備的用電負荷統(tǒng)計 表 1 負荷計算統(tǒng)計表 編號 用電設(shè)備組 計算負荷 需要系數(shù) Kd 功率因數(shù) cosφ tanφ 計算負荷 變壓器容量 P Q S 1 1~8 （每棟） 用電負荷 T1 500kV?A 公用電力 80 60 100 裕量負荷 40 30 50 2 9~13 （每棟） 用電負荷 T2 500kV?A 公用電力 120 90 150 裕量負荷 40 30 50 3 14~15 （共同） 用電負荷 306 T3 630kV?A 公用電力 160 120 200 裕量負荷 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樓住宅裕量負荷（每棟） 50kW 9~13 樓住宅裕量負荷（每棟） 50kW 14~15商住樓裕量負荷（共同） 50kW 消防控制室 10kW 注釋： A 戶型住宅用電為 80m2*50W 4kW； B 戶型住宅用電為 90m2*50W 。 商住樓負荷密度為： 40~65W/m2。本商住樓采用 60W/m2 計算。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，為了保證火災時消防設(shè)施可以正常啟動與運行，可以采取自動切去非消防用電設(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)施給排水的用電負荷。每一天每個人的供水量大約在 噸，一般居民住宅的每噸水耗電為 。所以按照負荷年利用小時 4500 小時計算相當于每人用電負荷大約是 ，也可以按 ~。排水 在平常自然排水時，用電可以忽略不計。 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??；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)備運行中常有的一種現(xiàn)象，特點可以概括為兩點：溫度很高且光亮很強。根據(jù)實踐經(jīng)驗與實驗，電弧對供電系統(tǒng)有很大的威脅。一，電弧一般情 況下會延長電路開斷時間長短；二，高溫極可能會燒毀電氣設(shè)備、導線電纜，引起危險火災；第三，強烈弧光極可能損壞人眼得視力，情況嚴重時很有可能造成失明。 電弧的產(chǎn)生原因 根本原因 開關(guān)觸頭在分斷電流時產(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。當分斷觸頭之間有足夠大外電壓時，這些電子就很可能強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： 正負帶電質(zhì)點的擴散和復合都會去游離； 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；需要具有足夠機械強度；嚴格滿足負荷的正常發(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、電力用戶等幾個環(huán)節(jié)連接起來的一個整體，包括發(fā)電、輸電、變電、配電、用電幾個組成部分。對于小區(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 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)配電線路電壓等級是10kV，到達住宅小區(qū)一級配電電壓等級是 10kV，低壓配電電壓等級為 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)實生活中，架空線路的應用相當普遍，是因為架空有許多優(yōu)點，比如：成本價格低，安裝比較容易簡便，維護以及檢修十分方便等等。但是架空線路也有缺點，比如：受天氣影響比較嚴重，占用空間，有時還會影響交通等等，所以架空線路的敷設(shè)需要注意一些事項。由于本課題為住宅小區(qū)的供配電設(shè)計，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)標準 GB 500611997 對架空線路的敷設(shè)進行了詳細的規(guī)定。見附錄的參考文獻。 電纜線路 電纜線路得到了越來越多的應用，只因為它有很多架空線路所不具備的優(yōu)點，比如：不容易受外界的影響、不占空間、運行安全可靠等等。但是也有許多缺點，比如 :成本比較高、維修不太方便等等缺點。下面簡單介紹一下。 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、耐壓高等優(yōu)點，所以實際中應用比較廣泛。 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）首先要使其運行安全，避免遭受腐蝕、機械性外力的威脅； （ 2）電纜在足夠安全的前提下盡量要短； （ 3）電纜要避開 施工時受影響的地段； （ 4）電纜的敷設(shè)要便于運行及維護。 本小區(qū)供配電系統(tǒng)說明 用電負荷的劃分 用電負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，所以必須謹慎對待。國家有關(guān)標準《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》，編號為GB500522021 對其進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。 低壓配電線路的形式 現(xiàn)實中，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、鏈式接法。 （ 1）樹干式接法 優(yōu)點：配電系統(tǒng)的總長度比較短，即有色金屬可以有效節(jié)約，經(jīng)濟；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)費也隨之減少。缺點：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： 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：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，比較適用于一級負荷的供電。缺點：導線消耗大，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，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 一處線路發(fā)生故障或者需要檢修時，可以將此線路與電源斷開，此時該處的負荷仍然可以得到供電。其接線示意圖如下： 圖 7 低壓環(huán)形線路示意圖 （ 4）鏈式接法 該供電方式適用于距離配電柜比較遠，同時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 臺以下，而且總功率在 10kW 以下。其接線示意圖如下： 圖 8 低壓鏈式線路示意圖 由于本設(shè)計為住宅小區(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： 圖 9 本小區(qū)用電設(shè)計示意圖 圖 10 本小區(qū)戶內(nèi)開關(guān)箱設(shè)計示意圖 本小區(qū)配電設(shè)計 小區(qū)總體低壓配電設(shè)計 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)電纜到達每戶居民門口處的用戶配電箱，最后經(jīng)過電表進入居民房間里的總開關(guān)盒，設(shè)置了漏電保護和短路保護等。 從小區(qū)總變配 電室的高壓配電柜引出 YJV2210kV3*35 銅芯電纜沿著