【正文】 標幺值由公式15得：l 供電線路電抗標幺值查閱相關手冊及產(chǎn)品樣本，可取Xo=。 圖2 電氣系統(tǒng)接線圖 圖3 標幺值法計算的等值電路圖變壓器高壓側(cè)短路電流計算結(jié)果如表6所示，低壓側(cè)短路電流計算與高壓側(cè)計算方法相同，計算結(jié)果如表7所示。A）兩相短路電流（MVA）周期分量有效值次暫態(tài)電流沖擊電流峰值d2d3d44 本工程供配電措施設計方案 供配電系統(tǒng)概述小區(qū)供配電系統(tǒng)的設計的合理性對于可靠供電來說是十分關鍵的。本次設計的小區(qū)供配電系統(tǒng)大致過程是：從附近市政開閉所引來兩路10KV電源，將10KV電源接引至小區(qū)變電所中，通過配電干線輸送到樓層配電箱，最后進入到各用戶配電箱。從配電所三相五線至小區(qū)每座樓的樓層配電箱。還應能夠達到使用和生產(chǎn)所需的電壓質(zhì)量和供電可靠性的要求。從實踐上看，由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電負荷增長速度快。 變電所的設計 變電所位置及環(huán)境變電所的位置應盡量選擇靠近負荷中心的地方，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗，并能有效減少一次投入，提高電能質(zhì)量。進出線方便，考慮電源的進線方向，偏向電源側(cè)。配電設備的布置必須遵循安全、可靠、適用和經(jīng)濟等原則，并應便于安裝、操作、搬運、檢修、試驗和監(jiān)測[6]。因此，高層建筑多采用樓內(nèi)變電所。本次設計將變電所設置于樓內(nèi)地下二層。單臺變壓器的額定容量SNT與計算負荷Sc的關系應滿足： (24)對于兩臺并列運行的變壓器，則應滿足: (25),——分別為并列運行的兩臺變壓器的額定容量；，——分別為負荷SC中一級和二級負荷的容量。對于居民住宅、機關學校等，如果1臺變壓器能滿足用電負荷需要時，宜選用1臺變壓器，其容量大小由計算負荷確定，但總用電負荷通常在1000kVA及以下，且用電負荷變化不大。如有大型沖擊負荷，如高壓電動機、電爐等動力，為減少對照明或其他負荷的影響，應增設獨立變壓器。選用兩臺電力變壓器時，其容量應滿足在一臺變壓器故障或修時，另一臺仍能保持對二級用電負荷供電，但需對該臺變壓器的過負荷能力及其允許運行時間進行校核國產(chǎn)電力變壓器的短時過負荷運行。一般說來，選用電力變壓器的臺數(shù)愈多，供電的可靠性愈好，但增加了設備投資和維護運行等費用。 變壓器容量及數(shù)目的選擇通過計算負荷可以求得變壓器的總?cè)萘?。變壓器的負荷率一般?5%85%，本次負荷率取值85%，即β=。因此變壓器容量的計算方法為： （27）Pcj——計算負荷；cosj——功率因數(shù)；β——變壓器的負荷率；K∑p——同時系數(shù)。∑=，所以在這里不再重復同時系數(shù)的運算。表8 變壓器T3用電設備名稱設備容量（KW）cosjtanj需要容量有功（KW）無功（Kvar）T3容量1住宅照明干線2922住宅照明干線3653住宅照明干線3654住宅照明干線3655住宅照明干線3656住宅照明干線365合計2117計入同時系數(shù)KΣp=KΣq=補償容量150補償后變壓器選擇800kVA（2）公共用電部分變壓器容量計算變壓器TT2為公共用電部分，由公式27可得：T1：T2：具體計算結(jié)果和無功補償計算如表表10所示。 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。變壓器一般結(jié)合用電環(huán)境和用電性質(zhì)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。額定電壓及分接頭開關10(1177。小區(qū)變電所內(nèi)變壓器容量和臺數(shù)，應按實際需要設置。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。采用樓內(nèi)變電所時，應注意采取相應的防火和通風散熱措施。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。由于采用樓內(nèi)變電所，所以變壓器選用干式變壓器。分別根據(jù)計算后的結(jié)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)。 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。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。（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。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。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]。 低壓電氣主接線目前國內(nèi)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(cè)電氣主接線方式。公共負荷包括二級以上負荷，所以兩個400kVA的變壓器低壓側(cè)使用單母線分段式接線方式，互為備用。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(jīng)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。但是成本較大，不便維修，投資較高。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。放射式、樹干式（鏈式）和環(huán)式是三種常見的接線方式[11]。但采用的開關設備多，有色金屬的消耗較多。用于重要負荷和大型用電設備的供電。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。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。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(nèi)發(fā)生故障都不會造成中斷供電或停電。在現(xiàn)代城市配電網(wǎng)中，這種接線應用較廣。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(nèi)有消防用電設備、消防泵、生活水泵、中央空調(diào)的冷凍機組、電梯等一級負荷，所以小區(qū)內(nèi)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。在多層建筑物內(nèi)，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。在高層建筑物內(nèi)，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(nèi)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]。 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。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。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。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，3芯每芯導體截面積95mm178。加一根70 mm178。 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。建筑內(nèi)部電纜采用阻燃型/耐火型電纜沿電纜溝/橋架明敷。電纜數(shù)量較少時可為單側(cè)支架，電纜數(shù)量較多時可為雙側(cè)支架。 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。10KV線路應先按短路熱穩(wěn)定來進行選擇，再校驗其他原則；，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]。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℃）。（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(chǎn)生壓降。（3）按經(jīng)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。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。電纜的截面積不應小于短路熱穩(wěn)定最小截面積。 高壓側(cè)電纜截面積的選擇本次設計以高壓電纜的設計為主，以高壓柜至800kVA變壓器一次側(cè)的電纜為例。（2）按短路熱穩(wěn)定選擇截面，查表6可知，三相短路電流：。熱穩(wěn)定最小允許截面： （29）根據(jù)公式29可以求得，所以選取電纜截面：95mm178。所以線路最大工作電流為：初選電纜截面S=95mm178。（4）按電壓損失校驗截面該段線路較短，電壓損失極小，不需校驗。 本工程設計說明本工程為三十一層商住樓和六層辦公樓，商住樓屬一類高層建筑。客梯電力，排污泵，生活水泵等電力設備屬于一級負荷，其余為三級負荷?？傠娫床捎脙陕藩毩㈦娫垂╇姴⑶彝瑫r供電，共設2路進線，電源分別引自就近市政開閉所，供電電源電壓等級為10kV。本工程設置三臺變壓器一臺800KVA，兩臺400KVA，分別設置在兩個變電室內(nèi)。電源進線全部采用電纜進線。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。住宅變壓器低壓側(cè)配電采用單母線供電方式。低壓配電系統(tǒng)各級開關均采斷路器，設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。 防雷保護系統(tǒng) 建筑物的防雷分類防雷系統(tǒng)主要可分為防直擊雷、防感應雷和防雷電波侵入這三種。建筑物防雷設計，主要根據(jù)GB500571994《建筑物防雷設計規(guī)范》，并應在認真調(diào)查地理、地質(zhì)、土壤、氣象、環(huán)境等條件和雷電活動規(guī)律以及被保護物的特點等的基礎上，詳細說明防雷裝置的形式及其布置[14]。分為三類防雷建筑物。第二類防雷建筑物，應有防直擊雷和防雷電波侵入的措施，處于爆炸危險環(huán)境的建筑物還應有防雷電感應措施。 本工程建筑物防雷保護根據(jù)所給資料，住宅建筑年物預計雷擊次數(shù)為：；寫字樓建筑年物預計雷擊次數(shù)為：。應有防直擊雷和防雷電波侵入的措施，由于高層住宅樓的高度超過60m，還應當采取防側(cè)擊和等電位的保護措施。保護時需要注意接閃器的保護范圍應包括屋頂其他的突出的物體。以避雷帶（Φ10鍍鋅圓鋼）明敷于天面女兒墻，樓梯間及水箱上，作為防雷接閃器，避雷帶與引下線及所有突出屋面的金屬物均需可靠焊接，并完成完好的電氣通路。室外高度60m及以上外墻上的欄桿，門櫥等較大的金屬物直接或通過金屬門窗埋鐵與防雷裝置連接以防側(cè)擊雷。利用基礎內(nèi)鋼筋作自然接地體，引下線與地梁及基礎內(nèi)沿周邊焊接成閉合環(huán)路的鋼筋可靠焊接成電氣通路。每根引下線的沖擊接地電阻值要求不大于1歐姆。（2）防雷電波侵入的措施：要求進出建筑物的電纜的金屬外皮、穿線鋼管、金屬管道等在進出處做總等電位聯(lián)結(jié)并與防雷接地裝置焊接；在變壓器高低壓側(cè)，電源進出建筑進出戶處，設置適配的專用SPD 保護。電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接稱接地[15]。接地又分為工作接地、保護接地和重復接地。（2）保護接地：將在故障情況下可能呈現(xiàn)危險的對地電壓的設備外露可導電部分進行接地稱為保護接地。 在中性點直接接地的低壓供電系統(tǒng)中既可采用保護接地，也可采用保護接中性線。（3）重復接地：將中性線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接，稱重復接地。重復接地有以下作用：增大流過線路保護裝置的電流使其加速動作，從而減輕或避免事故的發(fā)生；設置重復接地后可降低漏電設備的對地電壓，減少觸電的危險程度。 本工程采用的接地方式低壓配電系統(tǒng)，應保障安全、配電可靠、經(jīng)濟合理、維護方便。根據(jù)小區(qū)的供電特點，本次設計采用TNS系統(tǒng)接地方式。采用這種接地方式的優(yōu)點有以下幾點:當正常運行時，不平衡電流只流過零線，保護線PE上沒有電流，并且保護線不允許斷線也不允許裝設開關或斷路器。TNS系統(tǒng)如圖9所示。用連接導體或電涌保護器將分開的金屬物相互連接起來，安全導走可能加于其上的電流，減小它們之間危險的電位差?？偟入娢宦?lián)結(jié)通常位于建筑物的供配電進線處，本工程在地下室作總等電位連接，即PE線、公共設施金屬管道、防雷接地用的主筋，均與總等電位聯(lián)接版可靠連接使它們都具有基本相等的電位。局部等電位聯(lián)結(jié)是在遠離總等電位聯(lián)結(jié)處、非常潮濕、觸電危險性大的局部地區(qū)內(nèi)進行等電位聯(lián)結(jié)。進入防雷區(qū)界面的所有導電物體和電力線、通訊線都應在界面處作等電位連接。設備外殼與各種屏蔽結(jié)構(gòu)等局部金屬物體也連到該帶上。要求它們在電氣上貫通的并連接到接地體。 結(jié)束語本次設計是住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)設計。并通過以上的分析與計算，對住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設計過程有了大致的了解，基本完成本次課題要求。并采用需要系數(shù)法進行負荷計算，針對不同類型的負荷和其實際情況，分析特點，選取適當?shù)男枰禂?shù)。還需要對無功功率進行補償，通過供電特點和自然功率因數(shù)的大小選擇合適的無功補償方法和補償容量。選擇合適的電氣主接線方式和配電方式。（4） 簡要介紹了建筑物的防雷接地系統(tǒng)和等電位聯(lián)接的方法。對住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)設計需要考慮的因素十分繁多，工程量較大。所以本次設計主要以高壓側(cè)的設計為主，在設計中對各種電氣設備的選擇和設備的具體型號不夠完善。在設計過程中，通過杜老師對我的耐心指導，使我對建筑電氣的設計步驟和方法以及設計過程中應該注意的問題有了很好的掌握。在畢業(yè)設計的過程中，杜老師對我的畢業(yè)設計進行了詳細的檢查，以及仔細的校對。37