【導讀】導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致。含我為獲得及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热?。其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻。的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法。律后果由本人承擔。涉密論文按學校規(guī)定處理。［摘要］住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行直接影響著人們的日常生活及秩序。此研究小區(qū)供配電系統(tǒng)如何更好的實現(xiàn)安全、可靠、經濟運行具有現(xiàn)實的意義。分析小區(qū)的原始數據和供電特點，對小區(qū)各類負荷進行計算；通過計算負荷選擇變。適的電力電纜；確定建筑物防雷等級，做好小區(qū)的防雷接地保護。設計過程中不僅要保。證供電的質量和安全性，還應盡量滿足供電的經濟性，節(jié)省能源和材料。

　　

【正文】 0 32 消 防控制室 15 1 15 客梯（備） 2 觀光電梯（備） 2 低區(qū)生活泵 1 7 中區(qū)生活泵 1 高區(qū)生活泵 1 11 換熱機組 A 2 14 7 換熱機組 B 1 潛水排污泵 A 1 4 潛水排污泵 B 3 公共照明兼應急照明（備） 公共照明兼應急照明 66 1 66 送風兼消防補機 A 1 送風兼消防補機 B 2 送風兼消防補機 C 1 3 送風兼消防補機 D 2 送風兼消防補機 E 3 雙速排風兼排煙風機 A 1 12 雙速排風兼排煙風機 B 1 9 雙速排風兼排煙風機 C 1 雙速排風兼排煙風機 D 1 13 雙速排風兼排煙風機 E 4 合計 31 426 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 20 計入同時系數 KΣ p=， KΣ q= 補償容量 150 補償后 變壓器選擇 1 400kVA 表 10 變壓器 T2 用電設備名稱 設備臺數 設備容量（ KW） Kd cos? tan? 需要容量 有功（ KW） 無功（ Kvar） T2容量 寫字樓照明 67 商業(yè)照明 261 景觀照明 80 56 變電所照明（備） 消防控制室（備） 客梯 2 37 觀光電梯 2 20 4 低區(qū)生活泵（備） 1 中區(qū)生活泵（備） 1 高區(qū)生活泵（備） 1 換熱機組 A（備） 2 換熱機組 B（備） 1 潛水排污泵 A（備） 1 潛水排污泵 B（備） 3 公共照明兼應急照明 9 1 9 公共照明兼應急照明（備） 送風兼消防補機 A（備） 1 送 風兼消防補機 B（備） 2 送風兼消防補機 C（備） 1 送風兼消防補機 D（備） 2 送風兼消防補機 E（備） 3 雙速排風兼排煙風機 A（備） 1 雙速排風兼排煙風 1 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 21 機 B（備） 雙速排風兼排煙風機 C（備） 1 雙速排風兼排煙風機 D（備） 1 雙速排風兼排煙風機 E（備） 4 合計 31 449 345． 15 計入同時系數KΣ p=， KΣq= 補償容量 120 補償后 變壓器選擇 1 400kVA 由 表 表 10 的 計算結果可知，公共用電部分需要兩臺 400kVA 的變壓器。 變壓器類型的選擇 10kV 配電設計中，電力變壓器是供配電系統(tǒng)的關鍵設備，并影響電氣主接線的基本形式和變電所總體布置形式。供配電系統(tǒng)設計時，應經濟合理地選擇變壓器的型式、臺數及容量，并使所選變壓器的總費用最小。變壓器一般結合用電環(huán)境和用 電性質來對其型號的選擇，并且應符合低噪音，節(jié)能，維護方便等要求。 由于住宅樓的負荷大多數為單相負荷，所以很容易造成三相不平衡現(xiàn)象，并且負荷超出變壓器每相額定功率 15％的情況，因此，變壓器一般選用 D， yn11 的聯(lián)結方式。額定電壓及分接頭開關 10(1177。2%) KV/。 小區(qū)變電所內變壓器容量和臺數，應按實際需要設置。當終期容量在 800kVA 及以上時，宜設兩臺或兩臺以上變壓器，油浸式變壓器單臺容量不應超過 800kVA，干式變壓器單臺容量不應超過 1250kVA[8]。 住宅小區(qū)或是民用建筑變電所中 所選用的變壓器一般有全密封油浸式變壓器和干式變壓器，高壓開關應采用真空斷路器，也可采用六氟化硫斷路器，但通風條件好，從防火安全角度考慮，不采用少油斷路器。當小區(qū)的變電所位于地面的時候，就可以選用全密封油浸式變壓器，這樣就可以處在獨立的變電所內。 采用樓內變電所時，應注意采取相應的防火和通風散熱措施。根據建筑消防規(guī)范要求，在高層建筑主體內不允許設置有可燃性油的電氣設備變電所。如油浸式電力變壓器不得采用，而應選用具有防塵、耐潮濕和難燃性能的環(huán)氧樹脂澆注式（ SCL)和六氟化硫（ SF6)型干式電力變壓器。 本工程變電所的設計 根據設計需要和實際情況特點，本工程需設置 2座變電所，設于本樓地下二層。由 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 22 于采用樓內變電所，所以變壓器選用干式變壓器。變壓器型號選擇 10KV 級 SCB10 系列樹脂澆注干式電力變壓器。分別根據計算后的結果和小區(qū)的供電特點，可知本次設計一共需要三臺干式變壓器，其中兩臺容量為 400kVA 的干式變壓器（ SCB10400kVA），一臺容量為 800kVA 的干式變壓器 (SCB10800kVA)。 1變電所內設置 800kVA 的干式變壓器 1臺，供住宅用電部分使用； 2變電所內設置 400kVA 的干式變壓 器 2 臺，供公共用電部分使用。 電氣主接線方式的設計 變電所的主接線（或稱作一次接線）是供電系統(tǒng)的重要組成部分，表示用電單位接受和分配電能的路徑和方式。主接線的設計應從靈活、經濟、可靠、安全這四個方面來考慮。它是由電力變壓器、斷路器、隔離開關、避雷器、互感器、移相電容器、母線或電力電纜等電氣設備，按一定次序連接起來的電路。 高壓電氣主接線 高壓側電氣主接線共有以下幾種方式： （ 1）一路電源進線的單母線接線 這種結線方式適用于高層建筑負荷不大、可靠性要求稍低的場合。 （ 2）兩路電源進線的單母 線接線 兩路 10kV 電源一用一備，一般也都用于二級負荷的供電。 （ 3）無聯(lián)絡的分段單母線接線 兩路 10kV 電源進線，兩段高壓母線無聯(lián)絡，一般采用互為備用的工作方式。這種接線也只用于高層建筑的負荷不大、可靠性要求稍低的場合。 （ 4）母線聯(lián)絡的分段單母線結線 這是高層建筑中最常用的高壓主接線形式，兩路電源同時供電、互為備用，通常母聯(lián)開關為斷路器，可以手動切換、也可以自動切換。 變電所的高壓及低壓母線宜采用單母線或分段單母線接線當供電連續(xù)性要求很高時高壓母線可采用分段單母線帶旁路母線或雙母線的接線 [9]。本工程高 壓電氣主接線使用單母線分段式接線方式。 低壓電氣主接線 目前國內的住宅小區(qū)普遍采用單母線分段或單母線接線、互為備用、母聯(lián)開關手動或自動切換，作為低壓側電氣主接線方式。 本工程由于住宅負荷屬于三級負荷，所以 800kVA 住宅變壓器低壓側使用單母線接線方式。公共負荷包括二級以上負荷，所以兩個 400kVA 的變壓器低壓側使用單母線分段式接線方式，互為備用。 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 23 配電系統(tǒng)線路的設計 電力線路是電力系統(tǒng)的供配電重要的組成，是聯(lián)結各變壓器和用電設備的紐帶，同時也擔負著分配和輸送電能的任務。供配電系統(tǒng)設計中的 電力線路應當首先滿足供電的可靠性，安全性，經濟性，并且使接線盡量簡單明確，最好能留有一定的發(fā)展空間。住宅小區(qū)供配電線路中多采用電纜供電，既美化了小區(qū)環(huán)境，電纜線路運行可靠性高，不易受外界影響，也減少了安全事故 [10]。但是成本較大，不便維修，投資較高。 對于供配電系統(tǒng)設計來說，導線和電纜的選擇是十分重要的。因為電纜擔負著重要的職能，必須保證其型號截面積的合適，選擇的合適不僅能使電能安全的可靠地傳輸分配，并且能夠節(jié)約有色金屬的消耗，減低投資。 配電線路的接線方式 電力線路的接線方式指的是電能由電源 端向負荷端輸送所時使用的連接形式。放射式、樹干式（鏈式）和環(huán)式是三種常見的接線方 式 [11]。 （ 1）放射式接線 這種接線方式的優(yōu)點是其引出的支路互不影響，一路出現(xiàn)故障對于其他幾路沒有影響，供電可靠性高。但采用的開關設備多，有色金屬的消耗較多。所以這種方法一般適用于要求供電可靠性高或設備容量大的配電中。用于重要負荷和大型用電設備的供電。放射式接線如圖 4所示。 圖 4 放射式接線圖 （ 2）樹干式接線（鏈式） 樹干式接線的供電可靠性比較差，一旦發(fā)生故障，可能影響的的范圍很大。但是對于有色金屬的消耗和開關設備的消 耗都比較少，可使變電所的結構大大簡化，減低投資。這種方式適用于用電設備距離近，容量?。ú怀^ 10KW），配電箱不超過 3臺的情況。樹干式接線如圖 5所示。 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 24 圖 5 單支樹干式接線 （ 3）環(huán)形接線 這種方法的接線供電可靠性很高，在任意一段線路內發(fā)生故障都不會造成中斷供電或停電。此方法可使電能損耗和電壓損耗減少，但是環(huán)形系統(tǒng)的保護裝置及其整定配合比較復雜，容易誤動作，擴大停電范圍。在現(xiàn)代城市配電網中，這種接線應用較廣。環(huán)形接線如圖 6所示。 圖 6 環(huán)形接線圖 本工程選用的接線方式 由于本設計工程內有 消防用電設備、消防泵、生活水泵、中央空調的冷凍機組、電梯等一級負荷，所以小區(qū)內從配電所到各住宅樓，一級負荷應從配電室以放射式接線方式供電。消防用電設備采用雙電源末端切換。 在多層建筑物內，由總配電箱至樓層配電箱宜采用樹干式配電或分區(qū)樹干式配電。對于容量較大的集中負荷或重要用電設備，應從配電室以放射式配電；樓層配電箱至用戶配電箱應采用放射式配電。在高層建筑物內，向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電；由樓層配電間或豎井內配電箱至用戶配電箱的配電，應采取放射式配電；對部分容量較大的集中負荷或重要用電設備，應 從配電所低壓配電室以放射式配電 [12]。 高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本都采用放射式，樓層配電則采用混合式系統(tǒng)，除重要負荷外，樓層配電可采用分區(qū)樹干式配電。 電纜的選擇 電纜型號選擇 電纜由導電線芯、絕緣層和保護包皮三部分組成。電力電纜可選用銅導體或是鋁導體，一般像居住建筑、商場等民用建筑工程以及消防設施和應急系統(tǒng)等多采用銅芯電線電纜。線芯主要分為單芯、三芯、四芯、五芯等，此次設計的小區(qū) 10KV 電纜使用三芯電纜， 應使用五芯電纜。直埋電纜宜選用能承受機械張力的鋼絲或鋼帶鎧裝電纜 。 10KV 電壓等級應選用三芯 銅芯導體交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜 。根據使用環(huán)境可采用防水外護套、阻燃型，電纜線路的土建設施如不能有效保護電纜時，應選 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 25 用鎧裝電纜。 本次設計 10KV 電纜采用型號為 95 SC100 即： 銅芯導體交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜 ， 額定電壓 ， 3芯每芯導體截面積 95mm178。并敷設于100mm 的焊接鋼管內； 電纜采用 WDZNYJV1KV4 120+1 70 SC100 即：無鹵低煙阻燃耐火型銅芯導體交聯(lián)聚乙烯護套電力電纜，耐壓 1KV， 4根 120 mm178。加一根 70 mm178。的導線。 電纜的敷設 常用的電力電纜的敷設方式主要有直接埋地敷設、電纜溝敷設、電纜排管敷設等等。本次設計工程的敷設方式是： 10KV 進線電源電纜入戶前穿管埋地敷設，入戶后采用梯架/電纜溝相結合的敷設方式。建筑內部電纜采用阻燃型 /耐火型電纜沿電纜溝 /橋架明敷。電纜溝敷設是由磚砌或混凝土澆筑成纜溝，在纜溝側壁上預埋電纜支架，并將電纜敷設在電纜支架上。電纜數量較少時可為單側支架，電纜數量較多時可為雙側支架。這種方式的建設投資較高，但節(jié)省土地、便于電纜的檢修和再敷 設。 電纜截面積的選用原則 導線截面積的選擇有五種原則，應同時滿足這些原則。為了保證安全，一般按照最難達到的原則來選擇，然后通過其他原則來校驗。 10KV 線路應先按短路熱穩(wěn)定來進行選擇，再校驗其他原則；對于 的低壓配電線路來說，電壓損失較大同時還對電壓要求較高，所以常按照允許電壓損失的原則選擇截面積，再校驗其它原 則 [13]。 （ 1）按允許載流量選擇 負荷電流經過導線或者電纜的電阻和電抗時會產生一定的功率損耗，并且使之溫度升高。為了防止電纜因溫度過高而引起的絕緣老化，電纜的發(fā)熱量不應超過其最 高允許溫度（ +70℃）。所選電纜的最大允許載流量應大于計算負荷電流。 （ 2）按允許電壓損失選擇 但電流流過線路時，線路上的電阻和電感會產生壓降。為了保證供電質量，產生的損失則不應超過允許的損失范圍。 （ 3）按經濟電流密度選擇 此方法主要考慮線路建設的投資、電能損耗和折舊費等方面，一般采用在 35KV 以上的線路中較為合理。 （ 4）按導線機械強度選擇 一般架空線需要考慮此原則，主要是根據氣候環(huán)境和短路電流的電動力等方面來考慮。為保證安全，選擇的截面積不能小于架設時機械強度所需的最小截面積。 （ 5）按短路熱穩(wěn)定條件 選擇 一般電纜需要考慮此原則，進行熱穩(wěn)定校驗。電纜的截面積不應小于短路熱穩(wěn)定最 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設計 26 小截面積。 有以上原則可知，電壓等級為 10KV 以下的電纜，無需校驗機械強度和經濟電流密度這兩個原則。