課題_某假日酒店配電室高低壓成套開關設備設計

1、 摘 要本次設計的課題是假日酒店 10kV 供電系統(tǒng)的一次設計。依據(jù)配電自動化的 內(nèi)容和國內(nèi)外配電自動化的發(fā)展現(xiàn)狀,本著“安全性、可靠性、經(jīng)濟性以及易維 護性”的原則,完成了本次設計。以我國現(xiàn)行的各有關規(guī)范規(guī)程等技術標準為依據(jù), 再根據(jù)任務書提供原始資 料,參照有關資料及書籍,對各種方案進行比較而得出最為合適的方案。這次設 計的主要內(nèi)容包括小區(qū)負荷的計算, 短路電流計算, 主要電氣設備型號和參數(shù)的 確定,無功補償設計,防雷保護裝置的設計。供電系統(tǒng)采用的是降壓箱式變電站, 具有 10kV 和 38個 0V 兩電壓等級, 10kV 一側(cè)接與小區(qū)旁邊經(jīng)過的 110kV 變電站的 10kV 母線, 3

2、80V 主要用于小區(qū)用戶及 小區(qū)公共場所的用電。關鍵詞 :箱式變電站,短路計算,無功補償,接地THE POWER SUPPLY SYSTEM DESIGN OF RESIDENTIALAbstract: The design of this residential area is the subject of the preliminary design of 10kV power supply system. The development present condition that contents and domestic and international power distrib

3、ution that automates according to the power distribution automate. The power supply system designed is very important, if the system is broken, the entire residential area will affect the power supply, so the high reliability requirements. Therefore, the design must take into account the power syste

4、m security, reliability and economy.With our country each current relevant specification regulations etc. technique standard is basis, again provide original data according to the task book, according to interrelated data and book, carry on compare vs various scheme but get most suitable scheme.This

5、 manual wiring through the residential load calculation, short circuit current calculation,the main electrical equipment to determine the model and parameters, reactive power compensation design, lightning protection and over voltage protection.The power distribution system step-down box-type substa

6、tion with 10kV and 380V 2 a voltage, 10kV and 110kV substation side of the access bus 10kV , 380V electricity mainly for residential users.Keywords : box-type substation, short-circuit calculation, reactive power compensation, touchdown目 錄第 1章 前 言1.1 課題的國內(nèi)外現(xiàn)狀小區(qū)供電詳細規(guī)劃是小區(qū)電力網(wǎng)施工設計的依據(jù)和基礎。 因此它必須在城市 供電總體規(guī)劃

7、和區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃的基礎上進行 , 要保證供電系統(tǒng)安全可靠運行 , 同時兼顧社會效益、 經(jīng)濟效益 , 講求綜合投資效果 , 節(jié)省主要設備和原材料、 爭取 分期投資、遠近結(jié)合、以近為主、技術上先進可靠、布局經(jīng)濟合理 , 以滿足用戶 的不同要求 , 并適應用電負荷的不斷增長。近年來 , 國內(nèi)外電力行業(yè)要求用新型箱式變電站來代替老式變電所和配電室 , 變電站變壓器容量為 100kVA 1600kVA, 用戶可根據(jù)需要選擇容量合適的箱式變 電站。 箱式變電站的特點 , 一是占地面積小 , 可靈活選擇站址; 二是變電站的體積 小 , 不遮擋居民眺望視線 , 不影響采光 , 同周圍環(huán)境可以協(xié)調(diào)一致;三是便

8、于現(xiàn)場 安裝 (設備主體已在工廠裝好 ; 四是適應性強 , 投資小 , 社會、 經(jīng)濟和環(huán)境效益明 顯。1.2 設計范圍按照市區(qū)供電部 10kV 及以下配電網(wǎng)絡設計的規(guī)定, 對于假日酒店配電工程, 設計范圍為:高壓側(cè)從市區(qū)公用 10kV 配電線路起,在接引 10kV 電源處設置明顯斷開點, 低壓側(cè)至小區(qū)內(nèi)各個建筑低壓用電計量裝置。1.3 設計原則及標準本設計主要參考了如下電氣行業(yè)標準:GB3804-90 :3-63kV 交流高壓負荷開關GB11032-89 :交流無間隙金屬氧化物避雷器DL401-91 :高壓電纜選用導則DL/T 572-95 :電力變壓器運行規(guī)程同時小區(qū)供電還應該符合全國電壓電

9、流等級和頻率標準化技術委員會(TCI 制 定的標準及其主要指標:(1GB12325-1990供電電壓允許偏差:35KV 及以上正、負偏差的絕對值之和小于 10%10KV 及以下小于7%; 220V 小于 +7%、 -10%(2GB/T15945-1995電力系統(tǒng)頻率允許偏差一般情況 0.2HZ;系統(tǒng)較小 0.5HZ(3GB/T15543-1995三相電壓允許不平衡度三相電壓允許不平衡度為 2%,短時不超過 4%,用戶引起不平衡度為 1.3% (4GB12326-1990電壓允許波動和閃變電壓允許波動:10KV 為 2.5%; 35110KV 為 2%;220KV 為 1.6%閃變:要求較高時為

10、 0.4%;一般時為 0.6%(5GB/T14549-1993公用電網(wǎng)諧波電網(wǎng)諧波電壓限值電網(wǎng)電壓 /KV0.386、 1035、 66110對用電設備容量在 250kW 以上的建筑應單獨設用戶變電所 , 直接由高壓供電 , 對用電設備容量較小的用戶由小區(qū)變電所供電在城市居住小區(qū) , 每條 10kV 供電線 路及每座配電站都應有明確且比較整齊的供電區(qū)域 , 防止交叉重疊及近電遠供。 根據(jù)不同區(qū)段不同負荷 , 在 10kV 干線上要裝設分段開關以便控制。一般 10kV 電網(wǎng)應根據(jù)不同用電負荷的可靠性要求 , 需要選擇適當?shù)慕泳€方式。 對供電可靠性要求較高的可采用雙線放射型或雙線閉合型 , 其用戶

11、應雙電源進線 , 并有電源自動切換裝置。正確選用配電線路導線截面和長度 , 可以降低有色金屬用量 , 減少線路能量 損耗 , 保證供電電壓質(zhì)量均有重要意義。若輸送負荷較大 , 輸送距離較遠 , 最大負 荷使用時間又較長 , 則按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面 , 用允許電壓損失、 機械強度 和發(fā)熱等技術條件來校驗導線截面。對于 1kV 以下的動力和照明線路 , 雖然輸送 距離不太遠 , 但由于負荷電流較大 , 必須按允許電壓損失來選擇導線截面 , 電纜 線路還應按短路時的熱穩(wěn)定來校驗。 供電距離越長 , 選出的導線截面越大 , 供電距 離越小 , 選出的導線截面越小 , 這樣選擇比按經(jīng)濟電流密度選擇

12、截面要小 , 不但節(jié) 省有色金屬 , 亦可降低運行費用。1.4 設計基本思路這個假日酒店占地面積大約 73000平方米,一共有建筑 27座,其中高層住 宅樓 6座(3#、 4#、 13#、 14#、 15#、 16#,其中 3#、 4#帶 2層底商 ,多層住宅 樓 10座 (1#、 2#、 5#、 6#、 7#、 8#、 9#、 10#、 11#、 12#,其中 10#帶 2層底商 , 寫字樓 4座(19#、 20#、 21#、 22# ,小區(qū)西、北側(cè)臨街建筑均帶有底商(17#、 18# , 此外還有小區(qū)物業(yè) (23# 、 泵房 (24# 、 熱力交換站 (25# 及車棚 (26#、 27#

13、、地下車庫等公共用電設施。 (詳見設計圖 。小區(qū)的供電系統(tǒng)由城市 10KV 的電力網(wǎng),經(jīng)過箱式變壓器的高低壓變換箱引 來 380V/220V的三相四線制電源, 引至區(qū)域分配箱。 接地系統(tǒng)為三相五線制零接 地保護系統(tǒng)(TN-S 系統(tǒng),進戶外采用保護接地線重復接地保護,接地電阻不 得大于 4歐姆。高壓 10KV 采用架空線路,低壓配電干線采用硬鋁母線做母線絕緣電力電纜 (YJV 穿管埋地或沿墻敷設,支線 (BV.RVS 穿管,沿墻地面,頂板暗敷設。第 2章 假日酒店負荷的計算2.1 概述為了滿足電力用戶對供電可靠性的要求, 同時又考慮到供電的經(jīng)濟性, 根據(jù) 負荷在實際應用中所處地位的重要性不同,

14、用電負荷可以分為下述三類。 第一類 負荷:凡因突然中斷供電,可能造成人生傷亡事故或重大設備損壞,長期才能恢 復的。第二類負荷:凡因為突然停電會造成大量廢品、產(chǎn)量顯著下降或企業(yè)內(nèi)運 輸停頓。第三類負荷:是指除一類、二類負荷外的其他負荷。本工程主要包含高 層普通住宅、多層住宅、商鋪、車庫等,屬于規(guī)范規(guī)定的二級負荷。2.2 電源及高壓供配電系統(tǒng)小區(qū)位于城市主城區(qū)內(nèi),高壓電源即由附近 10kV 配網(wǎng)線路接引,再由高壓 電纜輸送至小區(qū)負荷中心。近些年來,為了保證供電質(zhì)量和供電可靠性,某些小 區(qū)高壓部分采用雙電源的供電模式,但對于本設計中的小區(qū)來說,參考城市電 力網(wǎng)規(guī)劃設計導則相關規(guī)定:1. 重要用戶除正

15、常供電電源外, 應有備用電源。 對于需要連續(xù)不間斷供電的 重要用戶, 除了供電部門提供的電源外, 用戶還應自備保安電源并具備零秒啟動 功能。2. 雙電源用戶一般采用一路電源供電、 一路電源備用的供電方式。 一般不采 用專線供電方式。在正常情況下,用戶的 10千伏側(cè)不能并列運行。3. 雙電源用戶必須與電網(wǎng)調(diào)度部門簽定調(diào)度協(xié)議, 并按照調(diào)度命令執(zhí)行操作。4. 雙電源或多電源用戶 (包括使用自備發(fā)電機用戶 應采用可靠的技術措施, 在任何情況下都不得向電網(wǎng)反送電。5.10層至 18層的非住宅建筑及 19層以上的住宅建筑以及高度超過 24米的 其他民用建筑,除正常供電電源外,應有備用電源。本設計中的小區(qū)

16、用電面積不大,而且并不符合以上規(guī)定中重要用戶的標準, 因此,只允許接入一回路高壓電源。如有需要,可以對電梯、消防設施自備應急 電源,但應急電源與工作電源之間必須采取措施,防止并列運行對 10kV 供電網(wǎng) 絡造成反送電事故。應急電源的設置需經(jīng)供電部門審查同意后方能接入。小區(qū)南側(cè)即為 10kV 高壓架空配電線路,可直接在就近砼桿上接引一回路10kV 電源,組立附桿 1基,使用絕緣導線從線路主桿接引至附桿,再從附桿敷 設高壓電力電纜至小區(qū)內(nèi)高壓設備。2.3 負荷計算發(fā)電廠電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分。 它表明了發(fā)電機、 變壓 器、 線路和斷路器等電氣設備的數(shù)量和連接方式及可能的運行方式,

17、從而完成發(fā) 電、變電、輸配電的任務。它的設計直接關系著電氣設備的選擇、配電裝置的布 置、繼電保護和自動裝置的確定,關系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運 行,所以顯得非常重要。社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,使人們生活水平逐步提高,在一些家庭,家用電器不 斷增多,快捷方便、干凈衛(wèi)生的電力能源正在或逐步取代其它能源。尤其是高耗 能的空調(diào)、電冰箱、電熱水器、電炊具、蓄熱式電熱器、電茶壺、音響設備、豪 華吊燈等已非常普遍,擁有 23個空調(diào)、彩電、電冰箱的家庭更是屢見不鮮, 并有大量增長的趨勢,電力能源的高消費已直面向我們撲來。所以,在對居民假 日酒店的供電設計時要本著超前計劃的原則, 為即將增添的用電設備留有

18、一定的 負荷余地。這樣,才能免使我們不間斷的更新供電設備,減少不必要的重復投資 和頻繁的變更給用戶帶來用電上的不便。根據(jù)國家電網(wǎng)公司電力安全工程規(guī)范的有關規(guī)定和要求,居民小區(qū)的每 戶供電能力至少要達到 410kW 。以此考慮,假日酒店在電氣設計時,戶住房面 積在 100m2及以下的,設計容量應為 5kW 左右;住戶住房面積在 100m2以上的, 設計容量應為 8kW 左右。該小區(qū)的小戶住戶每戶為 80m2, 大戶住戶每戶為 120m2, 所以居民小區(qū)的負 荷測算為:小戶估算為每戶 5kW ,大戶估算為每戶 9kW 。2.4 電氣負荷的計算簡單測算假日酒店住戶照明用電負荷的方法可以有兩種:1.

19、單位指標法應用單位指標法確定計算負荷 Pjs(適用于照明及家用電負荷 ,即:Pjs= Pei Ni 1000(kW公式(2-1式中 Pei 單位用電指標,如:W/戶 (不同戶型的用電指標是不同的 ,由 于地區(qū)用電水平的差異,各地區(qū)應根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況取用Ni 單位數(shù)量,如戶數(shù) (對應不同面積戶型的戶數(shù) 應用以上方法計算負荷應乘以同時系數(shù),即實際最大負荷 (PM。PM=Pjs公式(2-2 式中 同時系數(shù), 值按照住戶數(shù)量多寡不同取不同的數(shù)值:一般情況 下,用戶數(shù)量在 25100戶的取 0.6;用戶數(shù)量在 101200戶的取 0.5;用戶數(shù) 量在 200戶以上的取 0.35。2. 單位面積法按單位

20、面積法計算負荷, 在一定的面積區(qū)有一個標準, 面積越大的區(qū)其負荷 密度越小,其表達式如下:PM=PedS公式(2-3 式中 PM 實際最大負荷(單位為 kW Ped 單位面積計算負荷(單位為 W/m2 S 小區(qū)總面積(單位為 m 2 同時系數(shù),取值范圍同上根據(jù)以上兩種方法求出照明及家用負荷后, 結(jié)合小區(qū)的實際情況, 還需考慮 其它用電負荷。比如這個小區(qū)還包括小區(qū)物業(yè)公司、泵房、熱力交換站及車庫、 自行車棚等用電負荷;另外還有四座小高層,還應考慮電梯負荷;二次加壓泵房 負荷 (供生活及消防用水 , 以上諸負荷在計算假日酒店負荷中占比重較大的是照 明及家用電負荷,而照明及家用電負荷出現(xiàn)最大值的時段

21、是每天 19:0022: 00,因而在計算小區(qū)的最大負荷時就以 19:0022:00時段的照明及家用電負 荷為基礎,然后再疊加其它負荷。其它負荷計算方法為:1. 電梯:PD= PDi d公式(2-4 式中 PD 電梯實際最大總負荷(單位為 kW PDi 單部電梯負荷(單位為 kW D 多部電梯運行時的同時系數(shù) (取值范圍見下表 電梯同時系數(shù)一覽表電梯臺數(shù) 1 2 3 4 5 6 12同時系數(shù) 1 0.91 0.85 0.8 0.76 0.72 0.482. 二次加壓水泵:PMS= PSi NSi 公式(2-5 試中 PMS 二次加壓水泵最大運行方式下 (開泵最多的方式 的實際最大負 荷PSi

22、各類水泵的單臺最大負荷NSi 最大運行方式下各類水泵的臺數(shù)3. 物業(yè)樓:PWM=PWSW公式(2-6 式中 PWM 物業(yè)樓在照明及家用電最大負荷時段實際最大負荷PWS 物業(yè)樓設計最大負荷(單位為 kW W 物業(yè)樓負荷、照明及家用電最大負荷的同時系數(shù)4. 路燈及公用照明:按照路燈的盞數(shù)及每盞燈的瓦數(shù)進行累加計算。路燈負荷為 PL(kW。 5. 假日酒店的綜合最大負荷1. 居民用電負荷計算:按照單位面積法計算每戶居民最大用電負荷, 以此做為單位用電指標, 再用 單位指標法計算每座住宅樓的負荷并合并計算結(jié)果。PM=PedS公式(2-8 式中 PM 實際最大負荷(單位為 kW Ped 單位面積計算負荷

23、(單位為 W/m2 S 每戶面積(單位為 m 2 同時系數(shù)其中單位面積計算負荷按照成都市的用電標準, 取 40W/m2, 小區(qū)內(nèi)戶型種類 較多,從 80m 2到 140m 2左右,其中小戶型居多,為方便計算,取平均值 100m 2,則每戶負荷為:PM=40W/m2100m 2=4kW再將 PM 作為單位指標 Pei 代入單位指標法公式 Pjs=PeiNi (kW,可 求出每座住宅樓的用電負荷,如表 2-1:表 2-1 假日酒店負荷計算明細表 2. 商業(yè)及寫字樓用電負荷計算:根據(jù)已知商戶面積,可按單位面積法求取每座樓的商戶負荷:PM=PedS(2-9 式中 PM 實際最大負荷(單位為 kW Pe

24、d 單位面積計算負荷, W/m2,商業(yè)用戶取 80W/m2,寫字樓取 40W/m2 S 每戶面積(單位為 m 2 同時系數(shù),商業(yè)用戶取 0.7,寫字樓取 0.65將各樓商戶面積代入上式得負荷值如表 2-2:表 2-2 假日酒店商業(yè)及寫字樓負荷計算明細表 3. 其他用電負荷計算:(1電梯:電梯的負荷分級電梯的負荷分級應符合 2.2的負荷分級規(guī)范要求。 客梯的供電要求應符合下 列要求:一級負荷的客梯,應由引自兩路獨立電源的專用回路供電。二級負荷的客梯,可由兩回路供電,其中一回路應為專用回路。三級負荷的客梯, 宜由建筑物低壓配電柜以一路專用回路供電, 當有困難時, 電源可由同層配電箱接引。因本工程電

25、梯建筑均為小高層,小區(qū)規(guī)模為普通城鎮(zhèn)假日酒店屬二級負荷, 不允許雙電源引入,如需雙電源接入的,可由用戶自備發(fā)電機電源接入,在本設 計中,電梯用電由用戶從建筑電表下表位或配電室內(nèi)自行接引低壓電源。3#樓電梯負荷:PD= PDi D=8kW5臺電梯0.76=30.4kW4#樓電梯負荷:PD= PDi D=8kW4臺電梯0.8=25.6kW13#樓電梯負荷:PD= PDi D=9kW1臺電梯1=9kW19#樓電梯負荷:PD= PDi D=8kW2臺電梯0.91=14.56kW22#樓電梯負荷:PD= PDi D=12kW2臺電梯0.91=21.84kW14#、 15#、 16#樓電梯負荷同 #13樓

26、計算結(jié)果, 由此可得小區(qū)電梯總負荷為: PD=30.4+25.6+9+9+9+9+14.56+21.81=128.4kW(2物業(yè)管理中心物業(yè)管理中心的用電負荷主要為照明、辦公用電器(電腦、打印機等辦公器 材 ,可能會有熱水器、電視等家電設施,基本上可以按照普通居民的負荷計算 方式來考慮,使用單位面積法可得:PM=PedS=40W/m2540m 21000=21.6kW(3其它:熱力交換站、水泵房、自行車棚、地下車庫熱力交換站按用戶提供資料可知所有設備合計負荷為 110kW ,水泵房按用戶 提供資料可知所有設備合計負荷為 128kW ,此類負荷在用電時一般為全部設備投 入運行,按滿負荷考慮用電。

27、地下車庫用電時間主要在早晨 7:00至 8:00、中午 12:00至 12:30、晚 上 5:30至 6:00幾個時間段,與住戶用電高峰期不重合,且多層住宅的地下車 庫數(shù)量少、負荷較小、用電同時率較低,所以在負荷計算時可忽略不計,僅按低 標準配置線路即可。自行車棚負荷主要為照明用電,通常單個車棚用電負荷不足 1kW ,可忽略不 計,配電線路按最低標準配置。第 3章 短路電流計算3.1 短路計算的目的及步驟電力系統(tǒng)常常在運行中發(fā)生故障。電力系統(tǒng)的故障可以分為簡單故障和復合 故障 , 簡單故障是指某一時刻只在電力系統(tǒng)的一個地方發(fā)生故障;復合故障一般 是指某一時刻在電力系統(tǒng)兩個及兩個以上的地方同時發(fā)

28、生故障。 電力系統(tǒng)的故障 通常是短路故障和斷線故障。一般情況下,短路故障比短線故障發(fā)生的幾率大, 也比斷線故障嚴重。短路是電力系統(tǒng)的嚴重故障。當短路發(fā)生時,系統(tǒng)將從一種運行狀態(tài)劇變到 另一種運行狀態(tài), 并伴隨發(fā)生復雜的暫態(tài)現(xiàn)象。 所以計算系統(tǒng)的短路電流將具有 非常重要的意義。1. 計算的基本情況(1電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下運行;(2所有同步電機都具有自動調(diào)整勵磁裝置;(3短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間;(4所有電源的電動勢相位角相同;(5應考慮對短路電流值有影響的所有的元件,但不考慮短路點的電弧電 阻。 對異步電動機的作用, 僅在確定短路電流沖擊值和最大安全電流有效值時才 予以考慮。

29、2. 接線方式:計算短路電流之時所用的接線方式, 應是可能發(fā)生最大短路電 流的正常接線方式(即最大運行方式,而不能僅在切換過程中可能并列運行的 接線方式。3. 計算容量:按此次工程設計最終容量計算, 并考慮電力系統(tǒng)遠景發(fā)展規(guī)劃 (一般為本工程建設后 510年。4. 短路種類:一般按三相短路計算。若發(fā)電機出口的兩相短路,或直接接地 系統(tǒng)以及自耦變壓器等回路中的單相 (或兩相 接地短路較三相短路情況嚴重時, 則應該按嚴重情況進行校驗。在工程設計中,短路電流的計算通常采用使用曲線法。步驟如下: 1. 選擇計算短路點。 2. 畫等值網(wǎng)絡圖:(1首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻,發(fā)電

30、機 電抗用次暫態(tài)電抗;(2選取基準容量和基準電壓(一般取各級的平均電壓; (3將各元件電抗換算為同一基準值的標幺電抗; (4繪出等值網(wǎng)絡圖,并將各元件電抗統(tǒng)一編號。3. 化簡等值網(wǎng)絡:為計算不同短路點的短路電流值, 將等值網(wǎng)絡分別化簡為 以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡, 并求出各電源與短路點之間的電抗, 即轉(zhuǎn)移 電抗。4. 求計算電抗 (將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機額定功率歸算 。 5. 查運算曲線查出各供給的短路電流周期分量標幺值。 6. 計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量。 7. 計算短路電流周期分量有名值。3.2 短路電流的計算系統(tǒng)電抗 :(221156.32100av s k U X

31、 S =變壓器電抗 :(22%/10010.5110/1004031.76t k n n X U U S =折算到 10kV 等級的電抗:(22110kV 變電站到短路點 d1的電抗:(2=+=+= 短路點 d1的短路電流為: =kAkA 110kV 變電站到短路點 d2的電抗:X2=(Xd1+Xt/2 21 =kA=kA 表 3-1 短路電流表 XTX1 XT XT1 XT1Xsd1d2圖 3-1 系統(tǒng)等值阻抗網(wǎng)絡圖第四章 假日酒店供配電措施4.1假日酒店供配電特點假日酒店樓房分散,各棟樓房之間間距較大,供電面積較大,負荷點的離散 性較大,每臺箱變供電范圍有限,故而需用多臺箱變才能滿足小區(qū)負

32、荷要求。首先將小區(qū)根據(jù)單體建筑的布局和負荷容量進行分塊, 形成以箱變?yōu)橹行牡?配電區(qū)域(如圖 4-1 。每一臺箱變置于區(qū)域的位置中心地帶,向周邊區(qū)采用電 纜放射式配電(一般為 610回路 。每一組區(qū)一般由 58棟多層建筑組成,再 由各建筑低壓電纜分支箱敷設低壓分支線纜至各單元內(nèi)配電箱, 除高層樓房內(nèi)配 電箱及多層樓房單元內(nèi)電表箱有電表位置外的均需加裝低壓電表計量箱。 圖 4-1 小區(qū)供電系統(tǒng)關系圖4.2 箱式變的臺數(shù)與容量、類型的選擇電源采用現(xiàn)場一級變壓, 10kV 變?yōu)?0.4kV(戶外箱式變電站 。 假日酒店負荷單 元 配 電 箱單 元 配 電 箱單 元 配 電箱單 元 配 電箱單 元 配

33、 電 箱單 元 配 電 箱單 元 配 電箱單 元 配 電箱單 元 配 電 箱單 元 配 電 箱單 元 配 電箱單 元 配 電 箱分 箱分 箱分 箱分 箱分箱分 箱箱式變箱式變分接箱供電局低壓分支電纜低壓主電纜高壓主進線電纜高壓分支電纜點多而分散,箱變分布在負荷中心,減小一次投入,降低運行成本,提高用戶的 用電質(zhì)量。從站變到箱變的 10kV 用電纜連接,各個箱變的容量由各進戶單棟樓 房的區(qū)域計算總負荷選定。變配電所宜靠近用電負荷中心設置。 從小區(qū)物業(yè)管理方面考慮, 小區(qū)變配電 所應設置在小區(qū)會所或?qū)Ｓ霉芾碛梅績?nèi)。從小區(qū)的建筑特點考慮,即住宅群、樓 棟之間間距較大,分布分散?？稍谛^(qū)中心會所設高壓

34、總配電房,分區(qū)、分片設 低壓配電房。 當條件不允許時可設置戶外箱式變電站, 但應注意對小區(qū)整體環(huán)境 的影響和電力變壓器躁聲對小區(qū)住戶的影響。負荷的分配狀況及變壓器容量的選擇如表 4-1所示。表 4-1 負荷的分配狀況及變壓器容量 如表 4-1所示,該小區(qū)配電設計共選擇 4臺箱式變電站,分別為 630kVA 、 800kVA 的各 1臺, 1000kVA 的 2臺。箱變位置如設計圖所示,均選擇在小區(qū)住宅 樓間的綠化帶中。目前國內(nèi) 10kV 及以下配網(wǎng)主要采用的變壓器類型有:油浸式配電變壓器 S9系列配電變壓器, S11系列配電變壓器,卷鐵心配電變壓器,非晶合金鐵心變壓 器,浸漬絕緣干式變壓器和環(huán)

35、氧樹脂絕緣干式變壓器。非晶合金鐵心變壓器主要優(yōu)點是空載損耗低, 它的空載損耗值比同容量的新 S9型配電變壓器降低 75%左右, 節(jié)能效果非常明顯。 當前此類變壓器的材料主要 依賴進口,所以價格較高,相比 S9系列變壓器要高 1.5倍左右,在電網(wǎng)內(nèi)并未 完全推廣開來,多數(shù)設計還是使用油浸式配電變壓器 S9系列配電變壓器。由于 采用油浸式變壓器的箱式變時,當變壓器容量在 800kVA 及以上時,需加裝重瓦 斯保護裝置,將使箱式變的設計變得相當復雜,而且不易操作,也增加了安全隱 患。所以,通常變壓器容量在 800kVA 及以上時要選擇構簡單,維護方便,又有 防火、 難燃等特點的環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器

36、, 干式變壓器雖然較油浸式變壓器 價格高,但可以長期免維護,且不必加裝重瓦斯保護裝置,這兩方面的特點也可 以平衡變壓器在價格上的差異。綜上所述,本工程所使用的四臺變壓器型號分別為 S9-630kVA 10/0.4kV, SCB10-800kVA 10/0.4kV, SCB10-1000kVA 10/0.4kV兩臺。表 4-2 變壓器主要技術參數(shù) 國內(nèi)配網(wǎng)主要應用的箱式變有兩類:美式箱變、歐式箱變。在實際應用中,美式箱變主要用在建設空間不足、地域狹窄的位置,故本次 設計采用歐式箱變。歐式箱變?yōu)槟K化結(jié)構布局, 將高壓開關設備、 配電變壓器和低壓配電裝置 三個不同的隔室內(nèi)、 通過電纜或母線來實現(xiàn)電

37、氣連接, 所用高低壓配電裝置及變 壓器均為常規(guī)的定型產(chǎn)品。外形美觀大方,內(nèi)部操作空間較大,安裝操作比較方 便,易于后期檢修維護,一般為商住小區(qū)配電工程的首選。所選用的箱式變型號為:ZBW-12型。每座箱式變箱體內(nèi)配置:HXGN-12-45改型高壓進線計量柜 1面、 HXGN-12-08改型高壓出線柜 1面、 PGL-11型低壓總柜 1面、 PGL-11型低壓出線柜 2面(出 線路數(shù)按需要配置 、 PJL-12型低壓電容補償柜 1面。4.3 高、低壓分線設備選擇本小區(qū)共需安裝箱式變四座, 高壓主進線為一路, 因此高壓電纜分支箱宜采 用進線側(cè)單開關型電纜分支箱。 在進線側(cè)使用負荷開關, 可方便實現(xiàn)

38、對所有箱變 高壓電源的統(tǒng)一控制, 不影響電網(wǎng)運行的情況下對下級設備進行停電檢修的同時, 并能保障用戶側(cè)故障不會反饋至供電局電網(wǎng)中, 避免故障范圍擴大。 高壓電纜分 支箱根據(jù)所需選用長度小、 電纜排列清楚、 三芯電纜接引不需交叉的歐式電纜分 支箱。高壓電纜分支箱選擇型號為:KDF-1K-1/5型。KDF 帶開關的電纜分支箱1K 負荷開關柜為 1回路1/5進線 1回、出線 5回(4回至箱變、 1回做故障備用圖 4-2 高壓電纜分支箱電器接線示意圖低壓電纜分支箱采用 DFW-0.4kV 低壓電纜分接箱, 此類低壓電纜分支箱的特 點是:采用預制型電纜插器件,具有全絕緣、全密封、全防水、免維護、且安全可

39、靠, 適合安裝在假日酒店的環(huán)境中, 位置通常選擇安裝在需要分支進線電纜的 樓房側(cè)面散水上,結(jié)構緊湊、體積較小,不會影響假日酒店的美觀環(huán)境,也不會 影響小區(qū)內(nèi)正常交通。4.4 高、低壓電纜類型及截面型號選擇高 壓 電 纜 選 用 鋁 芯 交 聯(lián) 聚 乙 烯 絕 緣 鋼 帶 鎧 裝 氯 乙 烯 護 套 電 力 電 纜 (YJLV226/10kV 。交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜具有卓越的熱機械性能, 優(yōu)異的電氣性能和耐化 學腐蝕性能,還具有結(jié)構簡單、重量輕、敷設不受落差限制等優(yōu)點,是目前廣泛 應用于城市電網(wǎng)、礦山和工廠的新穎電纜。交聯(lián)聚乙烯是利用化學方法或物理方法使線型分子結(jié)構的聚乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)榱?體網(wǎng)狀結(jié)構

40、的交聯(lián)聚乙烯, 從而大幅度地提高了聚乙烯的熱機械性能, 并保持 了優(yōu)異的電氣性能。依據(jù)變壓器一次側(cè)的額定電流,可以確定所要選的高壓電纜截面型號:630kVA 變壓器選用 YJLV 22 -335高壓電纜, 800kVA 變壓器選用 YJLV 22-350高壓電纜, 1000kVA 變壓器選用 YJLV22-350高壓電纜, 高壓側(cè)主進線電纜選用 YJLV22-3150高壓電纜。低壓電力電纜采用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜(YJV220.6/1kV 。從低壓電力電纜載流量表中查得所需低壓電纜截面, 考慮低壓電纜使用中熱 穩(wěn)定影響以及線路長度造成的電壓降的情況, 實際使用的電纜截

41、面選擇必須在按需用電流的基礎上增大一到二個型號的截面。表 4-3 YJV22型電纜載流量電壓降表速查表 1. 箱式變至各分接箱的低壓主電纜截面型號選擇如下表:表 4-4 假日酒店主電纜截面選擇明細表 2. 其它低壓電纜截面型號選擇各多層住宅樓單元進線電纜選擇,按照單位指標法計算 Pjs=PeiNi =4kW12戶0.8=38.4kW,所需電流為 I =68.64A,從低壓電纜分支箱至各單元 低壓電纜查電纜載流量選 YJV22-425mm 2型。自行車棚負荷主要為照明負荷, 從低壓電纜分支箱至車棚電表電源電纜選用YJV22-210mm 2型;地下車庫負荷為三相四線, 從低壓電纜分支箱至車庫電表電

42、源電纜統(tǒng)一選用YJV22-416mm 2型;小區(qū)商戶一般為兩層, 平均面積在 200平方米左右, 依面積法計算單戶負荷 為:PM=PedS=80W/m2200m 21000=16kW,所需電流為 I=28.6A,從低壓電纜 分支箱至各商戶低壓電纜查電纜載流量選 YJV22-416mm 2型。第五章 防雷接地系統(tǒng)設計在配電網(wǎng)絡中,由于接地種類的不同,其保護接地方式、供電系統(tǒng)也有所不 同。正確理解和推廣使用幾種低壓保護接地方式及供電系統(tǒng),對提高電網(wǎng)安全、 可靠運行水平有著十分重要的意義。小區(qū)建筑最高為 67.5米,依據(jù)建筑防雷 設計規(guī)范防雷設計按二類防雷建筑物處理。5.1 建筑物的防雷措施1. 金

43、屬物體可不裝接閃器,但應和屋面防雷裝置相連;2. 在屋面接閃器保護范圍之外的非金屬物體應裝接閃器, 并和屋面防雷裝置 相連。在共用接地裝置與埋地金屬管道相連的情況下, 接地裝置宜圍繞建筑物敷設 成環(huán)形接地體。(2當基礎采用硅酸鹽水泥和周圍土壤的含水量不低于 4%及基礎的外表面 無防腐層或有瀝青質(zhì)的防腐層時,宜利用基礎內(nèi)的鋼筋作為接地裝置。(3敷設在混凝土中作為防雷裝置的鋼筋或圓鋼,當僅有一根時,其直徑 不應小于 10mm 。被利用作為防雷裝置的混凝土構件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋,其截 面積總和不應小于一根直徑為 10mm 鋼筋的截面積。(4 利用基礎內(nèi)鋼筋網(wǎng)作為接地體時, 在周圍地面以下距地面不小于

44、 0.5m , 每根引下線所連接的鋼筋表面積總和應符合要求。(5當在建筑物周邊的無鋼筋的閉合條形混凝土基礎內(nèi)敷設人工基礎接地 體時,接地體的規(guī)格尺寸不應小于表 5-1的規(guī)定。表 5-1 接地體規(guī)格尺寸 注:1. 當長度相同、截面相同時,宜優(yōu)先選用扁鋼;2. 采用多根圓鋼時,其敷設凈距不小于直徑的 2倍;3. 利用閉合條形基礎內(nèi)的鋼筋作接地體時可按本表校驗。除主筋外,可計入箍筋的表面積。(6構件內(nèi)有箍筋連接的鋼筋或成網(wǎng)狀的鋼筋,其箍筋與鋼筋的連接,鋼 筋與鋼筋的連接應采用土建施工的綁扎法連接或焊接。 單根鋼筋或圓鋼或外引預 埋連接板、 線與上述鋼筋的連接應焊接或采用螺栓緊固的卡夾器連接。 構件之

45、間 必須連接成電氣通路。(1建筑物內(nèi)的設備、管道、構架等主要金屬物,應就近接至防直擊雷接 地裝置或電氣設備的保護接地裝置上,可不另設接地裝置;在電氣接地裝置與防雷的接地裝置共用或相連的情況下, 當?shù)蛪弘娫淳€路用 全長電纜或架空線換電纜引入時, 宜在電源線路引入的總配電箱處裝設過電壓保 護器;當 Y , yn0型或 D , yn11 型接線的配電變壓器設在本建筑物內(nèi)或附設于外 墻處時,在高壓側(cè)采用電纜進線的情況下,宜在變壓器高、低壓側(cè)各相上裝設避 雷器; 在高壓側(cè)采用架空進線的情況下, 除按國家現(xiàn)行有關規(guī)范的規(guī)定在高壓側(cè) 裝設避雷器外,尚宜在低壓側(cè)各相上裝設避雷器。處應與防雷的接地裝置相連; 對

46、架空金屬管道尚應在距建筑物約 25m 處接地一次, 其沖擊接地電阻不應大于 10。(2應利用鋼柱或柱子鋼筋作為防雷裝置引下線;(3 應將 45m 及以上外墻上的欄桿、 門窗等較大的金屬物與防雷裝置連接;(4豎直敷設的金屬管道及金屬物的頂端和底端與防雷裝置連接。5.2 本建筑防雷接地系統(tǒng)設計結(jié)果(1本建筑利用建筑物金屬構件作防雷裝置,屋面用 10鍍鋅圓鋼沿女兒 墻頂通圈明敷避雷帶,支架間距為 1米,并暗敷避雷網(wǎng),網(wǎng)格不大于 20m20m 或 24m16m 。(2利用建筑物結(jié)構內(nèi)兩根 12鋼筋通長彼此焊接作引下線,共 20處,在 建筑物的四周均勻?qū)ΨQ的布置,間距小于 18米,并利用混凝土基礎鋼筋作

47、自然 接地體。本建筑采用三相五線制接零接線保護系統(tǒng) (TN-S, 用混凝土基礎鋼筋作自然 接地體。防雷接地、電氣設備安全接地以及其它需要接地的設備,弱電設備采用 共用接地, 共用接地體的接地電阻應小于 1。 這樣既保證了人身和設備的安全, 也減少了由不合理接地引起的干擾。 為了保證人身設備的用電安全, 設計要求建 筑物內(nèi)作總等電位聯(lián)結(jié), 在地下室配電室安裝一總等電位聯(lián)結(jié)端子箱, 把總水管、 空調(diào)立管等所有進出建筑物的金屬體及建筑物的金屬構件等與電位聯(lián)結(jié)端子箱 連通。為了保證建筑物美觀,所有防雷裝置除避雷帶外均采用暗敷。PENNNPE圖 5-1 三相五線制接零接線保護系統(tǒng)圖 第六章 功率因數(shù)的改

48、善和無功功率補償6.1 功率因數(shù)的改善1、提高功率因數(shù)的方法(1提高用電設備的自然功率因數(shù)。正確選擇與合理的使用電動機, 使其經(jīng)常在滿載或接近滿載的情況下運 行,因為在這種情況下電動機的功率因數(shù)相對較高。合理的調(diào)節(jié)負荷,避免變壓器空載及輕載運行。使同步電動機在過勵磁條件下運行, 利用其容性電流來補償電網(wǎng)中的感 性電流。盡量選用鼠籠型電動機,因為它比繞線型電動機的功率因數(shù)高。使繞線型電動機同步化。(2采用人工補償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高。2、人工補償提高功率的方法(1采用同步電動機補償。(2采用并聯(lián)電容補償。6.2 無功功率補償及電容器的選型功率因數(shù)低是無功功率大的表現(xiàn), 無功功率大會對系統(tǒng)造

49、成如下影響:使變 配電的容量增加;使供配電系統(tǒng)的損耗增加;使電壓損失增加,線路電流越大, 電壓損失也就越大;使發(fā)電機的效率降低。這就需要進行無功補償。通常采用并聯(lián)電容器的方法來進行無功補償。補償原理:如果在補償有功計算功率為 P ,無功計算功率為 Q 。由于補償后的有功 計算功率不變, 因此功率因數(shù)得到了提高, 總的視在功率 a c S 得到顯著降低,即: a c S S =公式(6-1 式中:c Q 為電容器的總無功容量, kvar ; Q 為補償前無功功率, kvar ; P 為系統(tǒng)的有功計算負荷, kW ; Sa.c 為補償后總的視在功率, kVA ; S 為補償前 總的視在功率, kVA 。1、電容器無功容量的計算計算公式 a c S S =公