住宅小区供电系统的设计

郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）内容提要本次设计的课题是住宅小区供电系统的分析与设计，根据设计的基本要求，运用所学的相关知识，查阅相关的资料，进行供电系统的初步设计。本次设计的基本流程是：进行负荷计算，根据负荷计算结果进行变压器的选择并确定供电方案，之后依次进行短路电流的计算，高、低压电器设备的选择和校验，继电保护，防雷与接地保护等。在这一框架下，按照国家的标准，结合小区实际情况完成设计。本次设计考虑到了供电系统的安全、可靠、灵活、经济四项基本要求，在选择供电方案和电器设备时，优先选择低能耗并且满足设计要求的方案和设备，除此以外，还考虑到了小区未来的负荷发展情况，做到了远近期的结合，留有扩建的可能性。关键词:负荷统计；变压器选择；短路计算；继电保护郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）AbstractThesubjectofthisgraduationprojectisthedesignoftheresidenceareapowersupplysystem.Accordingtothebasicrequirementsofthedesign,usingoftherelevantknowledge,searchingrelevantinformation.Beginthedesignofthepowersupplysystem.Thebasicprocessofdesignisloadstatistics,accordingtotheloadcalculationresultstoselectthetransformer,thenbegintheShort-circuitcalculation,selectionandcalibrationofhighandlowvoltageelectricalequipment,relayprotection,lightningarrestandgroundingprotection,Inthisframework,accordingtothenationalstandards,combinedwiththeactualsituationofresidentialtocompletethegraduationproject.Thisdesignconsiderationstothepowersupplysystemofsafe,reliable,flexibleandeconomicfourbasicrequirements,inthechoiceofpowersupplyplanandelectricalequipment,preferredselectlowenergyconsumeandmeetthedesignrequirementsoftheplanandequipment.Besides,considertotheresidentialfutureoftheloads,combinationofrecentandforward,itsupportthepossibilityoftheexpansion.Keywords:Loadstatistics;Transformerselection;Short-circuitcalculation;Relayprotection郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）目录1引言........................................................-1-2负荷计算....................................................-2-2.1供电负荷的分析........................................-2-2.2供电负荷的计算........................................-3-3供电方案的确定..............................................-5-3.1主接线方案原则........................................-5-3.2主接线方案设计........................................-5-4变压器及线路的选择..........................................-6-4.1变压器台数的选择......................................-6-4.2变压器容量的选择......................................-6-4.3变压器型号的选择......................................-6-4.4线路的选择............................................-7-5.变配电所的总体布置...........................................-8-5.1变配电所总体布置要求....................................-8-5.2变配电所结构规范........................................-9-5.3变配电所平面结构图.....................................-10-6短路计算...................................................-12-6.1短路故障的形式.......................................-12-6.2短路电流的计算.......................................-12-7高、低压设备的选择.........................................-14-7.1设备选择的基本原则...................................-14-7.2高压设备的选择.......................................-16-7.3低压设备的选择.......................................-17-8继电保护....................................................-20-郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）8.1继电保护的意义及设置原则.............................-20-8.2变压器的继电保护.....................................-20-9变电所防雷与接地...........................................-23-9.1变电所防雷保护的设计：................................-23-9.2变电所接地保护的设计：.................................-23-结论........................................................-26-致谢........................................................-27-参考文献...................................................-28-郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）-1-1引言研究意义：近几年来随着我国社会经济迅速发展，人民的生活水平有了大幅提高，对居住环境的方便、安全、环保、舒适程度等方面提出了更高的要求。这使得住宅小区的供电系统要能够适应小区的用电负荷要求及小区的长远规划，从多方面考虑，进而设计出最合理的供电方案，以使供电系统的运行更加经济、灵活、安全、可靠。发展现状：近年来，我国城市化正处于又一新的发展阶段，城市地区的住宅建筑林立，建筑标准越来越现代化，不同种类的小区对用电负荷的要求也不尽相同，但总体的趋势是用电负荷有较大增高，在夏冬季节或用电高峰时段时，用电负荷有较大的波动，造成供电的不稳定或是停电时有发生，为居民用电带来了诸多不便，因此要求小区供电系统要具备更高的可靠性与安全性。随着城市化进程的逐年加快，城市用地更加紧张、用电负荷更加集中，城市的电力电网也逐步由架空向电缆过渡，老旧的配电方案以及变压器、配电室等电力设备在安全性、经济性、环保性等方面都难以满足时下的住宅用电负荷要求，由此对于小区的供电方案也有了新的要求。发展趋势：将来的供配电系统主要发展方向为小型化、节能化及更加自动化。目前对于供电系统的供电可靠性尚感不足，对于某些重要设备如消防设施、生活水泵、生活电梯的供电可靠性还有待提高。另外，低压配电部分的安全性也需要更多的重视。小区供电设计要考虑下列基本要求：（1）安全性需要达到相关技术规范与国家标准，且能够保证人身和设备的安全。（2）可靠性需要满足小区正常用电的电力负荷。（3）灵活性需要适用于多种运行方式，以便于电气设备的维修及切换，并适当考虑未来的负荷发展情况。（4）经济性在符合上述要求的前提下，尽可能简化设计方案，降低投资及设备运行、维修的费用，并减少线路有色金属的消耗和电能的节约。郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）-2-2负荷计算2.1供电负荷的分析近年来我国的经济建设步入快车道，居民的生活水品不断提高，越来越多的高能耗电器走进我们的生活，普通家庭的用电需求不断上涨，很多家庭装有多个空调、彩电、冰箱，而且呈现出强劲的增长态势，根据以上现状住宅设计标准做出如下规定，一般而言高层的计算负荷可参考每户6~8kW标准，小高层及多层可参考每户4~6kW，除上述方法外还可参考502/mW的建筑面积标准，本次设计是针对普通住宅小区的设计，根据以上标准，计算负荷取值6kW每户。本次设计小区有10栋楼，每栋33层，每层4户，每户100平米，每栋设置一个户外配电箱，共计10个配电箱，每两个配电箱设置一个配电屏，共计5个配电屏。由配电屏引出线路通向配电箱，再由配电箱引出线路通向楼栋单元到各户。郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）-3-2.2供电负荷的计算目前，我国设计部门在进行企业供电设计时,经常采用的电力负荷计算方法有:需要系数法、二项式系数法、利用系数法、单位电耗法和单位面积功率法等.需要系数法计算简便,对于任何性质的企业负荷均适用,且计算结果基本上符合实际,因此,这种计算方法采用最广泛.尤其对各用电设备容量相差较小,且用电设备数量较多的用电设备组,这种计算最适宜.二项式系数法则主要适用于各种设备容量相差大的场所,如机械加工企业、煤矿综合采工作面等。利用系数法是平均负荷作为计算依据,利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。这种计算方法虽理论依据较充分,但由于目前积累的实用数据不多,且计算步骤较繁琐,精确度也并不比前两种方法强多少,所以,目前以逐渐不被采用.最后两种方法常用于方案估算。这里用需要系数法计算。负荷计算公式：有功计算负荷:30dePKP无功计算负荷:3030tanQP视在计算负荷：3030cosPS计算电流：30303NSIU查阅资料得知：住宅用电负荷需要系数12户时dK取值0.6；dK在25~100户时dK取值0.45；100~200户时dK取值0.35；大于260户时dK取值0.3；生活用电功率因数取值cos=0.85，则tan0.62（1）小区总的负荷计算792107920eKWp300.379202376dekwppK303023762795.3cos0.85KVAPS（2）每栋楼的负荷计算如下郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）-4-3346792ekwp300.35792277.2dekppK3030277.2362.1co