小區(qū)供電設(shè)計(jì)方案

小區(qū)供電設(shè)計(jì)方案第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)容為住宅小區(qū)長期供電進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)為該住宅小區(qū)兩棟樓房臨時(shí)建筑施工選擇變壓器及其一次側(cè)電氣設(shè)備花園小區(qū)長期供電變電所設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)兩棟樓房的變電所，即選擇變壓器，確定主接線方案，繪出主接線圖，選擇變電所進(jìn)出線和低壓進(jìn)線。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)該住宅小區(qū)臨時(shí)施工現(xiàn)場用電情況如下：混凝土攪拌機(jī)2臺(tái)，每臺(tái)10kw，380v卷揚(yáng)機(jī)2臺(tái)，每臺(tái)28kw，380v塔式起重機(jī)2臺(tái)，每臺(tái)20kw，380v振搗器10臺(tái)，每臺(tái)1kw，380v施工照明，6000w，220v生活照明，9000w，220v動(dòng)力設(shè)備平均功率因數(shù) 0.75，需要系數(shù)0.5，照明需要系數(shù) 0.9.小區(qū)有兩棟高層樓房1號(hào)樓24層分3個(gè)單元，2號(hào)樓18層，1個(gè)單元，各樓每個(gè)單元負(fù)一層均設(shè)有單元配電室，每個(gè)單元有15kw電梯兩部，10kw風(fēng)機(jī)和25kw高壓水泵電動(dòng)機(jī)2臺(tái)，220kw熱力泵電動(dòng)機(jī)2臺(tái)；兩棟樓各有30kw消防水泵電動(dòng)機(jī)各兩臺(tái)；1號(hào)樓每個(gè)單元住戶用電設(shè)備容量為1號(hào)樓地下車庫照明用電設(shè)備容量為

192kw，2號(hào)樓住戶用電設(shè)備容量為2kw，2號(hào)樓為1kw。

144kw。路燈照明設(shè)備容量

2kw。1.3設(shè)計(jì)要求為兩棟樓房臨時(shí)建筑施工選配變壓器，選擇變壓器一次側(cè)電氣設(shè)備；設(shè)計(jì)兩棟樓房變電所，即選擇變壓器，確定主接線方案，繪出主結(jié)構(gòu)圖；選擇變電所進(jìn)線，低壓進(jìn)電線；畫出二次回路接線圖；第2章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW）P30=KdPe， Kd為系數(shù)2.無功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar）Q30=P30tan3.視在計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvA）S30=P30cos計(jì)算電流（單位為A）I30= S303UNUN為用電設(shè)備的額定電壓（單位為 KV） 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式1.有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW）P30=KpP30i式中P是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷P30之和，Kp是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取30i0.80~0.90。2.無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）Q30=KqQ30iQ是所有設(shè)備無功Q30之和；Kq是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85~0.95。30i3.視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）S30=P302Q302計(jì)算電流（單位為A）I30=總負(fù)荷計(jì)算（單位為KW）

S303UNP30K30ipQ30K30iq經(jīng)過計(jì)算，得到臨時(shí)施工現(xiàn)場和小區(qū)長期供電的負(fù)荷計(jì)算表，如表2-1所示（額定電壓取380V）表2-1臨時(shí)施工現(xiàn)場和小區(qū)長期供電的負(fù)荷計(jì)算表需要計(jì)算負(fù)荷編設(shè)備容量costan名稱類別系數(shù)號(hào)Pe/kWP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/AKd混凝土0.50.750.88108.813.320.220攪拌機(jī)卷揚(yáng)機(jī)560.50.750.882824.6437.356.7臨時(shí)施塔式起1400.50.750.882017.626.640.5工重機(jī)振搗器100.50.750.8854.46.610.1施工照60.9105.405.48.2明生活照90.9108.108.112.3明2一號(hào)樓風(fēng)機(jī)200.80.80.7516122030.3每單元高壓水500.80.80.7540305076.06泵熱力泵4400.80.80.75352264440669.3電動(dòng)機(jī)住戶用電設(shè)備1920.910172.80172.8262.9容量續(xù)上表風(fēng)機(jī)200.80.80.7516122030.3高壓水500.80.80.7540305076.06泵3二號(hào)樓熱力泵4400.80.80.75352264440669.3電動(dòng)機(jī)住戶用電設(shè)備1440.910129.60129.6197.1容量電梯1200.250.51.733051.96091.3重要負(fù)消防水41200.80.80.759672120182.5荷泵電動(dòng)機(jī)地下車30.7102.102.13.19附加負(fù)庫照明5荷路燈照21102023.04明臨時(shí)工地計(jì)算P30=68.85Q30=52.67S30=86.7cos=0.794負(fù)荷一號(hào)樓1、2單P30=1045.44Q30581.4S30=1196.2cos=0.873元計(jì)算負(fù)荷一號(hào)樓3單元P30=522.72Q30=290.7S30=598.10cos=0.873計(jì)算負(fù)荷二號(hào)樓及各種P30=600.93Q30=408.4S30=726.5cos=0.827負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷臨時(shí)工地中：單相總?cè)萘浚嗫側(cè)萘?=11.7%。因?yàn)槭┕ふ彰骱蜕钫彰鲉雾?xiàng)總?cè)萘繘]有超過三項(xiàng)設(shè)備總?cè)萘康?15%，按三相負(fù)荷計(jì)算。小區(qū)中，考慮到總負(fù)荷過大，若選用一個(gè)變壓器工作需要很大的容量并不實(shí)際，若選用多臺(tái)變壓器并聯(lián)使用， 于施工與設(shè)計(jì)及日后的維護(hù)會(huì)產(chǎn)生諸多不便， 因此，初定將小區(qū)分為：一號(hào)樓 1、2單元；一號(hào)樓3單元；二號(hào)樓及各種負(fù)荷，三個(gè)部分。分別設(shè)立三個(gè)變電所對(duì)小區(qū)供電。同時(shí)，對(duì)此三部分進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。2.2 無功功率補(bǔ)償無功功率的人工補(bǔ)償裝置：并聯(lián)電容器。由計(jì)算可知，該供電要求的 380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有 0.851，供電部門要求該廠 10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此 380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量臨時(shí)工地：QC1=P30(tan 1 -tan 2 )=68.85 [tan(arccos0.794) - tan(arccos0.92) ]=22.99kvar花園小區(qū)：一號(hào)樓1、2單元：QC2=P30(tan 1- tan 2)=1045.44 [tan(arccos0.873) - tan(arccos0.92) ]=139.04kvar一號(hào)樓3單元：QC3=P30(tan 1- tan 2 )=522.72 [tan(arccos0.873) - tan(arccos0.92) ]=69.52kvar二號(hào)樓及各種負(fù)荷：QC4=P30(tan 1- tan 2 )=600.93 [tan(arccos0.827) - tan(arccos0.92) ]=150.23kvar補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷：Q30'1=（52.67-22.99）kvar=29.68kvar ；Q30'2=（581.4-139.04）kvar=442.36kvarQ30'3=（290.7-69.52）kvar=221.18kvar；Q30'4=（408.4-150.23）kvar=258.17kvar視在功率：S30'1P302Q30'2=74.65kVA；S30'2P302Q30'2=1134.63kVAS30'3P302Q30'2=567.78kVA；S30'4P302Q30'2=654.04kVA變壓器的功率損耗為：Pt1=0.01×74.65=0.75； Pt2=0.01×1134.63=11.34Pt3=0.01×567.78=5.68； Pt4=0.01×654.04=6.54Qt1=0.05×74.65=3.73; Qt2=0.05×1134.63=56.7Qt3=0.05×567.78=28.38; Qt4=0.05×654.04=32.70變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P30'(1) 68.85+0.75=69.6; P30'(2) 1045.44+1134=1056.78P30'(3) 522.72+5.68=528.4; P30'(4) 600.93+6.54=607.47Q30'(1)29.68+3.73=33.41;Q30'(2)442.36+56.7=499.06Q30'(3)221.18+28.38=249.56;Q30'(4)258.17+32.7=290.87S30'(1)(1)=69.6233.41277.20；S30'(1)(2)=1056.782499.0621168.69S30'(1)(3)=528.42249.562584.37；S30'(1)(4)=607.472290.872673.51計(jì)算電流：I30'1S30'=117.4A；I3UNI30'3S30'=888.9A；I3UN

'30'30

S30'2 =1777.7A3UN'4 S30 =1024.5A3UN功率因數(shù)提高為：cos'1=P'=0.902；cos'2=P'=0.90430'30'S30S30cos'2=P30''=0.904；cos'2=P30''=0.902S30S30在無功補(bǔ)償前，臨時(shí)工地的變電所主變壓器 T的容量為應(yīng)選為 100kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為80kVA的就足夠了。根據(jù)實(shí)際情況，小區(qū)應(yīng)初定選擇三個(gè)變壓器。而無功補(bǔ)償前小區(qū)的變電所主變壓器 T的容量應(yīng)分別選為 1250kVA、630KVA、800KVA才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器 T的容量選為1250kVA、630kVA、800kVA的就足夠了。無功補(bǔ)償后工廠 380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表 2-2，表2-3，表2-4，表2-5。表2-2無功補(bǔ)償后臨時(shí)工地的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cosP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.8068.6552.6785.53129.98380V側(cè)無功補(bǔ)償容量22380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.9168.6530.6775.18112.45主變壓器功率損耗0.01S30=0.740.05S30=3.7610kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.9169.3934.4377.464.47表2-3無功補(bǔ)償后花園小區(qū)1號(hào)樓1、2單元的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷cosP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A項(xiàng)目380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.871045.44581.401196.231817.98380V側(cè)無功補(bǔ)償容量146380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.921045.44435.4904.95137.12主變壓器功率損耗0.01S30=9.050.05S30=45.2510kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.91847.13386.65931.1953.76表2-4無功補(bǔ)償后花園小區(qū)1號(hào)樓3單元的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cosP30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.87522.72290.70598.1908.96380V側(cè)無功補(bǔ)償容量73.2380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92522.72217.5452.4764.32主變壓器功率損耗0.01S30=1.710.05S30=7.5510kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.92420.75178.25456.9526.38表2-5無功補(bǔ)償后花園小區(qū)2號(hào)樓及各種負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目cosP30/KwQ30/kvarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.83600.93408.4726.61104.26380V側(cè)無功補(bǔ)償容量144.2380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.91600.93264.21568.7179.64主變壓器功率損耗0.01S30=2.280.05S30=11.410kV側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.91523.11239.81575.4633.22第三章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇3.1 變電所主變壓器的選擇 臨時(shí)工地變壓器選擇由于臨時(shí)工地是臨時(shí)性質(zhì)的，在施工結(jié)束后需要拆除，故根據(jù)臨時(shí)工地的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，變電所裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，型號(hào)為S9型，就足以滿足工地需要，而變壓器容量根據(jù)式（3-1）選擇，即：SNTS30=80KVA＞75.2KVA（3-1）因此選一臺(tái)S9-80/10型低損耗配電變壓器，聯(lián)結(jié)組為 Yyn0。 花園小區(qū)變壓器選擇由于花園小區(qū)是長期性的，根據(jù)花園小區(qū)的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況， 為保證小區(qū)居民生活用電不受影響，應(yīng)裝設(shè)三座變電所，分別為小區(qū)不同單元供電。 每座變電所裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，型號(hào)為 SC（B）10型，以滿足小區(qū)需要。具體安排如下：變壓器TM1為1號(hào)樓1、2單元提供；變壓器 TM2為1號(hào)樓3單元提供；變壓器TM3為2號(hào)樓及各種負(fù)荷提供。而變壓器容量根據(jù)式（3-2）、（3-3）、（3-4）選擇，即：TM1：SNTS30=1000KVA＞904.95KVA（3-2）TM2：SNTS30=500KVA＞452.47KVA（3-2）TM3：SNTS30=630KVA＞568.71KVA（3-2）因此選SC（B）10-1000、SC（B）10-500、SC（B）10-630共三臺(tái)配電變壓器。小區(qū)二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源， 考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)， 所以選主變壓器的聯(lián)結(jié)組為 Yyn0。3.2 變電所主接線方案的選擇根據(jù)上面對(duì)主變壓器的選擇以及負(fù)荷的性質(zhì)和施工條件，可以選擇如下主接線方案： 臨時(shí)工地主接線圖圖3-1 臨時(shí)工地主接線圖 花園小區(qū)主接線圖由于本設(shè)計(jì)采取的是三個(gè)變電所分別為花園小區(qū)的住宅樓各單元和各種負(fù)荷供電，雖然三個(gè)變電所在小區(qū)不同的位置，但其主接線方式是相同的，在此，只簡要畫出一個(gè)變電所的主接線圖。圖3-2 花園小區(qū)主接線圖第四章 短路電流的計(jì)算4.1 臨時(shí)施工短路電流計(jì)算 繪制計(jì)算電路(1)K-1(3)K-2500MVA(2)～5km∞系統(tǒng)10.5kVS9-800.4kV圖4-1 短路計(jì)算電路 計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量 Soc=500MVA，故UN21(10.5)2500MVA0.22(4-1）1kVSoc2.架空線路暫設(shè)線路長為5km，查表得6-10KV電纜線路電抗x00.35/km，故X2x0l(0.355)1.75（4-2）3.電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值Uk%=4，故Uk%UN224(10.5kV)2（4-3）X310080KVA55.13100SN式中，SN為變壓器的額定容量 k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算總電抗X(k1) X1 X2 0.22 1.75 1.97 （4-4）三相短路電流周期分量有效值Ik1UN110.5kVkA3X(k1)31.973.083.三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I''(3)I(3)(3)3.08kAIk1三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值ish(3)2.55I''(3)2.553.08kA7.85kAIsh(3)1.51I''(3)1.513.08kA4.65kA三相短路容量Sk(31)3UN1Ik(3)156.0MVA表4-1短路計(jì)算結(jié)果三相短路電流短路計(jì)算點(diǎn)Ik(3)I''(3)I(3)ish(3)Ish(3)k-13.083.083.087.854.65

（4-5）（4-6）（4-7）（4-8）（4-9）三相短路容量/MVASk(3)56.04.2 花園小區(qū)短路電流計(jì)算 繪制計(jì)算電路(1)K-1(3)K-2500MVA(2)～5km∞系統(tǒng)10.5kV0.4kVSC(B)10-1000圖4-2 短路計(jì)算電路 計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量 Soc=500MVA，故X1UN21(10.5kV)2500MVA0.22（4-10）Soc2.電纜線路暫設(shè)線路長為5km，查表得6-10KV電纜線路電抗x00.08/km，故X2x0l(0.085)0.40（4-11）電力變壓器查表得 變壓器的短路電壓百分值 Uk%=6，故Uk%UN226(10.5kV)2（4-12）X31006.30100SN1000KVA式中，SN為變壓器的額定容量 k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算總電抗X(k1)X1X20.220.40.62（4-13）三相短路電流周期分量有效值UN110.5kV（4-14）Ik19.77kA3X(k1)30.62三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流I''(3)I(3)(3)9.77kA（4-15）Ik1三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值ish(3) 2.55I''(3) 2.55 9.77kA 24.93kA （4-16）Ish(3) 1.51I''(3) 1.51 9.77kA 14.75kA （4-17）三相短路容量S(3)UN1I(3)MVA（4-18）k13k1177.68 k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算1.阻抗歸算到0.4KV側(cè)X1(UN2)2(0.4kV)23.2104（4-19）SOC500MVAX20.62(0.4kV)25.8104（4-20）10.5kVX3Uk%UN226(0.4kV)29.6103（4-21）100SN1001000KVA三相短路電流周期分量有效值UIk 23X

N20.4kV21.99kA3(3.21045.81049.6(k2)103)（4-22）3.其他短路電流I''(3)I(3)Ik(3)121.99kA（4-23）ish(3)1.84I''(3)1.8421.99kA40.46kA（4-24）Ish(3)1.09I''(3)1.0921.99kA23.97kA（4-25）4.三相短路容量Sk(3)23UN2Ik(3)230.4kV21.99kA15.24MVA（4-26）以上為1號(hào)樓1、2單元（變壓器為SC（B）10-1000）的短路計(jì)算結(jié)果，同理可得，1號(hào)樓3單元（變壓器為SC（B）10-500）,2號(hào)樓及各種負(fù)荷（變壓器為SC（B）10-630）的短路計(jì)算結(jié)果。詳見表4-2。表4-2短路計(jì)算結(jié)果三相短路電流三相短路容量/MVA小區(qū)變壓器短路計(jì)算點(diǎn)Ik(3)I''(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-19.779.779.7724.9314.75177.681號(hào)樓1、2單元k-221.9921.9921.9940.4623.9715.24k-19.779.779.7724.9314.75177.681號(hào)樓3單元k-211.4911.4911.4921.1412.527.96k-19.779.779.7724.9314.75177.682號(hào)樓及各種負(fù)荷k-214.3414.3414.3426.3915.639.94第五章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓UNe一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN，即UNeUN，高壓設(shè)備的額定電壓UNe應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓Umax，即UNeUmax。UN=10kV，Umax=11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓UNe=12kV，熔斷器額定電壓UNe=12kV。5.1.2按工作電流選擇設(shè)備的額定電流INe不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流I30，即INeI305.1.3按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流Ioc或斷流容量Soc，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е礗k(3)或短路容量Sk(3)，即IocIk(3)或Soc(3)Sk(3)對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為IocIOLmax，IOLmax為最大負(fù)荷電流。5.1.4隔離開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)1.動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件imaxish(3)或ImaxIsh(3)imax、Imax分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，ish(3)、Ish(3)分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件It2t I(3)2tima對(duì)于上面的分析，如表 5-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表5-1 臨時(shí)施工變壓器一次側(cè)設(shè)備選擇：斷流能選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它力參數(shù)UNINIk(3)Ish(3)I(3)2tima裝置地點(diǎn)條件10kV4.62A3.08kA4.65kA3.0821.3數(shù)據(jù)(I(1NT))=12.33額定參數(shù)UNeINeIocimaxIt2t一次設(shè)備型10kV100/5A22520.1kA(900.1)21二次負(fù)荷電流互感器LQJ-10-號(hào)規(guī)格=31.8kA=810.6戶外隔離開關(guān)12kV400A-25kAGW4-12/4001025500表5-2花園小區(qū)1號(hào)樓1、2單元（變壓器SC（B）10-1000）10kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)斷流能其選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度力它裝置地點(diǎn)條參數(shù)UNINIk(3)Ish(3)I(3)2tima件數(shù)據(jù)57.74A9.7714.75kA9.7721.310kV(I(1NT))kA=124.09額定參數(shù)UNeINeIocimaxIt2t一次設(shè)備型高壓少油斷路器10kV630A16kA40kASN10-10I/63016241024號(hào)規(guī)格高壓隔離開關(guān)10kV200A-25.5kA1025500GN86-10/200225 2 0.1kA電流互感器 LQJ-1010kV100/5A-160=31.8kA5.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表5-3花園小區(qū)1號(hào)樓1、2