某住宅小区KV供电系统设计.docx

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1、某住宅小区IoKV供电系统设计目录1绪论11.1 选题背景11.2 供电系统介绍11.3 自备电源21.4 配变电所21.5 导线规定与选择21.6 设要要求21.7 一般规定32负荷计算与变压器42.1 负荷分类42.2 电力负荷42.3 负荷计算方法62.4 变压器选择63电气主接线方案93.1 电气主接线形式93.2 各接线的适用范围94短路计算104.1 短路电流计算目的104.2 短路计算过程104.3 系统短路电流表114.4 绘制系统等值阻抗网络图H5电气设备的选择125.1 电器设备选择条件125.2 最大工作电流计算125.3 其他用电器选择与动热稳定性校验155.4 确定用

2、电器与电缆166无功补偿196.1 无功补偿的作用196.2 无功补偿确定196.3 无功计算196.4 无功补偿接线图207备用电源接入21结论22参考文献231绪论1.1 选题背景第一台工业用发电机于1866年问世，自此经过了155年的发展并且不断进行改进，现在电力与我们的生活已经息息相关，从工业到生活甚至农业畜牧业都早已离不开电力系统的辅助配合。不过电力系统的开发设计应用和发展都还远远没有达到尽头，我们依然要为此不断探索实践，为生存，生活，发展提供技术上的支持。设想一下世界上没有电的生活环境,每晚我们将会在黑暗中摸索前行，各个工厂中的生产机器都将停止运作,我们所有的用电器包括手机，电脑，

3、冰箱，洗衣机也都不会出现。那我们的生活将会是一副什么样的场景。我们所有人的生活都离不开电的存在,万物尽皆有利有弊，同样它也对人类和自然环境带来负面影响。类如人类不小心触电,核电的强辐射,所以我们要合理并优质的使用电能，让他为全人类的发展提供不可小觑的便利条件，在这其中供电系统尤为重要，这是我们电气人的使命义务。1.2 供电系统介绍由电源和输配电系统共同组成的可以生产电能并揩其供给输送给用电器的系统被称为供电系统。TN供电系统，IT供电系统以及TT供电系统是目前主流供电系统的三种分类，TN-CtTN-S,TN-C-S是TN系统经过细分的三种分支供电系统。TN系统中，所有电气设备的外露可导电的部分

4、均都可以接在保护线之上，并且连接在电源的接地点之上，这个接地点在大多数情况下是该配电系统中性点。TN系统，由称作保护接零系统。当系统产生故障并且使电气设备的金属外壳带电时，相线和地线便会形成短路，使得回路中电阻变小，电流变大，能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。装置的外露部分（导电）与系统中一点相连，这点直接接地。将所有设备的外露可导电部分均经各自的保护线PE分别直接接地的中性点不接地系统，称之为IT供电系统。IT系统在一般的供电系统中是三相三线制式。IT方式供电系统第一个字母I表示电源工作的时候不会接地。T表示负载上的电气设备将会被系统进行接地保护。三相四线系统中，中性点无其它设备接地，

5、这种系统中设备的露出来的导电部分会经过PE接地，这类系统被我们叫做TT。TT中符号首位T表示直接接地的中性点，第位T表示负载露出来的部分不经过任何装置与大地相连，系统如何接地没有丝毫干涉。在这类系统中负载一切接地形式都是保护接地。供电系统选择是有一定要求的，一般是：装设维修操作要简易边界，装设维修操作要简易边界、运行需要灵动，各个用电器接入断开容易，投资不大维护成本不高，可发展并且考虑到容量增加问题。1.3 自备电源一般建议高层或者大一点的住宅建筑由于用电量大配柴油发电机。由于柴油发电机组污染大噪声大，选择的时候要符合环保要求。建筑35层及以上和高度为IoOm的建筑，发生火灾情形格外严重，所以

6、是特级保护对象。在设计的时候要考虑到发生火灾的情况,尽量保障居民人身安全,供电电源和供配电系统必须安全可靠减少危险电。1.4 配变电所住宅小区接入电网的等级是10KV,所以需要增设变电站。设计变电所要根据小区特点、各个住宅楼用电容量、小区环境地理位置、供电方式和电能节省等量身设计，由于小区住户的递增性我们在设计的时候还要考虑变电所负荷线路增加的可能性。1.5 导线规定与选择居民楼的电源线路选择的导线为铜导线。而其它地方如竖井，分支线路等电线除铜导线外还可以选用合金制作的导线高层民用居住建筑物中使用的导线应无毒性，不易燃，来确保安全。民用建筑物层数35层及以上以及高度为Ioom以上的民用居住楼宇

7、，消防线路导线的选择必须绝缘，矿物质首选；民用建筑物楼宇层数19层34层或者楼宇高度为50m至IOOm的这一类大型民用居住建筑楼宇，消防线路上的导线同上，绝缘性要有保障，矿物质首选；层的非一类高层民用住宅建筑楼宇例如10层一18层的，也要注意消防线路的导线绝缘性。1.6 设要要求住宅设计规范(GB50096-2011)是国家评估认定的针对居民住宅出台的设计规定，与本设计相关的有下列相关规定：下列规定与要求专门为民用住宅量身定做：(1)民用住宅简易采用TT、TN-C-S或TN-S这三种接地的方式设计，电位联结也需要一起进行设计；(2)涉及到电流热效应与触电风险,住民用宅楼的宫殿导线应该隐藏起来，

8、非专业工作人员禁止擅自作业。导线的外表皮应采用绝缘且散热良好的材料；(3)为了避免路线单一，导致的总电流过大的危险，大功率用电器都需要独立分出来一条支路；(4)水蒸气对线路或多或少都有影响，所以涉及到淋浴与供水管道的地方必须进行等电位连接。1.7 一般规定供配电系统的设计应根据所设计的小区住宅楼的负荷大小性质、电能需求、未来用量增加和当地环境进行综合性的设计。应急电源与日常电源需要隔离分开,不可以并联。小区住宅楼的高压供电系统简易采用环网供电的类型，供电部门的规定一定不能违反。供配电系统设计规范(GB50052)可供参考，他详细介绍了目前电力系统的规定并提出建议。民用建筑电气设计规范也主要论述

9、民用住宅的设计方法及规定。小区住宅楼高压供电系统现阶段是普通的IOkV供电系统和20kV或35kV供电系统为少数区域自行规定。6kV供电系统在现阶段的供电设计中已经销声匿迹了。民用的住宅楼设计中我们所选取的电气设备，可以参照民用建筑电气设计规范JGJ16,所选设备不能过于精简，设备是否耐用，运行是否安全稳定，能耗是否过大，能量转化率高不高，还要注意一间房的插座电源，要保持在同一水平线上，确保稳定安全。2负荷计算与变压器2.1 负荷分类表2-1为现阶段对符合分级的最佳处理方式，对于表中未出现的负荷，可以看作为三级负荷处理。表21负荷的分级住宅建筑高度H用电负荷名称负荷等级H150m消防用电、应急

10、照明、航空障碍照明特级安防系统、走道照明、值班照明、智能化系统机房、客梯、排污泵、中水泵、生活水泵T及100mH150m消防用电、应急照明、航空障碍照明、安防系统、走道照明、值班照明、智能化系统机房、客梯、排污泵、中水泵、生活水泵一级54mH100m消防用电、应急照明、航空障碍照明、智能化系统机房、安防系统、客梯、排污泵、生活水泵一级走道照明、值班照明、中水泵二级H54m消防用电、应急照明、走道照明、值班照明、智能化系统机房、安防系统、客梯、排污泵、中水泵、生活水泵二级根据负荷分级图，我们可以看出，负荷分级跟住宅建筑高度有很大关系。高度大于15Om的必须为一级负荷。其中消防用电和应急用电则是为

11、特级负荷，高度在100750之间的民用住宅楼，消防与应急电力设施，也被规划为一级符合。阿杜在54-IOOm的消防用电和应急用电，同上，一级符合。高度在54m以下的，可以规划为二级负荷，在高寒地区的用户住宅楼采用群体性供暖时，由于环境因素的影响用电负荷等级不可以在二级一下。2.2 电力负荷2.2.1 电力负荷概念电力负荷，又被我们叫做“用电负荷%是指在一个完整的用电系统中的所有用电设备（工作，非工作都包含在内），在某一时间从系统获得电能功率之和，由于用电用户的电力使用的不同方向，电力负荷被我们分成几大类：工业负荷（重工业，轻工业）、农业与畜牧业负荷、正常人民生活用电负荷以及美化照明负荷,住宅小区

12、类属于生活用电的类别。电力系统负荷计算为接入系统中的所有用电器的功率和;电力系统综合用电负荷是将工业、农业、邮电通信、交通运输、市政、商业、城镇居民用电量相加得出的；由于线路传输效率无法达到100%,所以各发电厂实际的发电量与发电功率理应包含线路网络损耗值，这样更为准确，发电站的发电机运行工作也需要消耗一定量的电能，这部分电能也必须计算在发电负荷之中，总量为厂用电，各发电机组在系统中所必须生产的电能，为系统的发电负荷（所需发电量）。在一个完整的系统中，电力负荷包括：各种电动机、整流装置、保护装置、机组冷却装置、加热装置、生活用电和照明设施。它们来源于工厂，住宅楼，各个用人单位，城市美化等等。2

13、.2.2 负荷的变化负荷的变化具有随机性，时间大小都是可变的。每次当电气设备启动或停止时，相应的负载都会发生变化。不过这种变化也不是无迹可寻，经过统计对比，我们不难发现负荷变化在大体上有微妙的规律。例如，一些负荷会随着季节（夏季和冬季）和一天早晚的变化而随之增加或者降低。为了记录这种变化，方便电力供应，我们引入负荷曲线的概念。在某个时间段内我们记录负荷的变化绘制负荷曲线，一个系统的一份负荷曲线图中包含两条曲线，分别为有功负荷曲线（P）和无功负荷曲线（q）o有功负荷曲线为主，会精准的告知我们单位时间内负荷变化情况。由于单位时间的不一定，负荷曲线的横轴可以以小时，天数，月份甚至年份为计量单位。根据

14、电能供给对象的不同，还可分为住宅负荷曲线、工厂负荷曲线等。2.2.3 负荷曲线负荷曲线对发电站的工作和变电站的工作以及变压器的选择都具有重大参考作用。知道了用电峰值的大小时间和用电情况的变化,发电站才能合理的发电，变压器的最大容量选择也是根据用电峰值计算,包括后续变电站和发电站的扩建,变压器容量的增加。在电能日常使用中，并非所有用电器全部接入，所以发电站当日最大负荷会小于用户最大负荷，电器接入的时间普遍随机，为了避免无电可用,发电厂最小发电量会大于负荷曲线最小值,通过负荷曲线发电站才能有计划,有规律的发电送点，确保电力资源的合理运用。2.2.4 负荷静态特性电力系统运行的频率与电压是决定系统负

15、荷的关键性因素。在频率的保持不变的情况下，异步电动机的功率与电网电压正相关，但这种变化不是线性的。在电压不变的情况下,取用的负荷的功率与频率呈线性关系,其中有功功率正相关,无功功率负相关，负载静态特性就是这种关联。2.3 负荷计算方法电能供应的对象不同，对象自身特性不同，所以我们需要用不同方法计算。(1)需要系数法。在计算中我们会根据规定选取需求系数与同时系数，将需求系数和同时系数选取之后纳入计算，可以得出负荷值(有误差)。选取系数法的原因是，系数法计算简单方便快捷，适用于大部分情况。(2)利用系数法。利用系数的计算方法是先求出最大负荷的平均值，接着通过设备的数量和个体之间的差异，计算总负荷，方法来自概率论，计算有些复杂，不过所有的负荷计算都可以用此方法。(3)单位面积法，民用居住的设计主要用系数法，工业建筑一般使用单位面积。由于在施工建设前期估算负荷，大部分数据无法确定，单位面积法正是为此量身定做(4)负荷计算的方法远远不止以上的三种，还有一些方法使用的较少，就不一一列举了。2.4变压器选择2.4.1 主变压器的选择原则(1)住宅小区的人员流动性大，所以负荷非固定，必须考虑到小区扩建，人口增加。(2)主变压器的数量和容量根据负载大小，负载类型和供电的地