住宅小区供电系统设计hzcd.docx

本 科 毕 业业 设 计 (论 文文)住宅小区区供电系系统设计计The Poweer SSuppply Systtem Desiign of Resiidennce学 院： 电电子工程程学院 专业班级级： 电气气工程及及其自动动化 电气气0811 学生姓名名： 沙 岩岩 学 号号：XXXXXXXXXXX指导教师师：XXXXXXXXXX（副副教授） 220122年 66月毕业设计计（论文文）中文文摘要住宅小区区供电系系统设计计摘 要要：本次次毕业设设计的课课题是住住宅小区区供电系系统的设设计，根根据设计计的基本本要求，运运用所学学的相关关知识，查查阅相关关的资料料，进行行供电系系统的初初步设计计。本次次设计的的基本流流程是：进行负负荷计算算，根据据负荷计计算结果果进行变变压器的的选择并并确定供供电方案案，之后后依次进进行短路路电流的的计算，高高、低压压电器设设备的选选择和校校验，继继电保护护，防雷雷与接地地保护，电电测量仪仪表设计计，电梯梯双电源源互备投投电路设设计等，在在这一框框架下，按按照国家家的标准准，结合合小区实实际情况况完成设设计。本本次设计计考虑到到了供电电系统的的安全、可可靠、灵灵活、经经济四项项基本要要求，在在选择供供电方案案和电器器设备时时，优先先选择低低能耗并并且满足足设计要要求的方方案和设设备，除除此以外外，还考考虑到了了小区未未来的负负荷发展展情况，做做到了远远、近期期结合，留留有扩建建的可能能性。关键词：负荷统计计；变压压器选择择；短路路计算；继电保保护；备备用电源源毕业设计计（论文文）外文文摘要The Poweer SSuppply Systtem Desiign of ResiidennceAbsttracct: Thee suubjeect of thiis ggradduattionn prrojeect is thee deesiggn oof tthe ressideencee arrea powwer suppplyy syysteem. Acccorddingg too thhe bbasiic rrequuireemennts of thee deesiggn, usiing of thee reelevvantt knnowlledgge, seaarchhingg reelevvantt innforrmattionn. BBegiin tthe dessignn off thhe ppoweer ssuppply sysstemm. TThe bassic proocesss oof ddesiign is loaad sstattistticss, aaccoordiing to thee looad callcullatiion ressultts tto sseleect thee trranssforrmerr, tthenn beeginn thhe SShorrt-ccirccuitt caalcuulattionn, sseleectiion andd caalibbrattionn off hiigh andd loow vvolttagee ellecttriccal equuipmmentt, rrelaay pprottecttionn, llighhtniing arrrestt annd ggrouundiing prootecctioon, eleectrricaal mmeassuriing insstruumennt ddesiign andd thhe ddesiign of eleevattor powwer eacch ootheer pprepparee too innputt. IIn tthiss frrameeworrk, acccorddingg too thhe nnatiionaal sstanndarrds, coombiinedd wiith thee acctuaal ssituuatiion of ressideentiial to commpleete thee grraduuatiion proojecct. Thiis ddesiign connsidderaatioons to thee poowerr suupplly ssysttem of saffe, relliabble, fllexiiblee annd eeconnomiic ffourr baasicc reequiiremmentts, in thee chhoicce oof ppoweer ssuppply plaan aand eleectrricaal eequiipmeent, prrefeerreed sseleect loww ennerggy cconssumee annd mmeett thhe ddesiign reqquirremeentss off thhe pplann annd eequiipmeent. Beesiddes, coonsiiderr too thhe rresiidenntiaal ffutuure of thee looadss, ccombbinaatioon oof rreceent andd foorwaard, itt suuppoort thee poossiibillityy off thhe eexpaansiion.Keywwordds: Loaad sstattistticss; TTrannsfoormeer sseleectiion; Shhortt-ciircuuit callcullatiion; Reelayy prroteectiion; Sttanddby powwer目 录1引言112负荷计计算22.1供供电负荷荷的分析析22.2供供电负荷荷的计算算33供电方方案的确确定53.1主主接线方方案原则则53.2主主接线方方案设计计53.3低低压部分分配电系系统64变压器器及线路路的选择择85短路计计算1115.1短短路故障障的形式式115.2短短路电流流的计算算116高、低低压设备的选选择1336.1设设备选择择的基本本原则1136.2 高压设设备的选选择1446.3低低压设备备的选择择157继电保保护1777.1 继电保保护的意意义及设设置原则则177.2变变压器的的继电保保护178变电所所防雷与接接地1999电测量量仪表21110电梯梯双电源源互备投投电路223结论255致谢266参考文献献27附录：228淮海工学院二一二届本科毕业设计（论文） 第 37 页 共 28 页 1 引引言研究意义义：近几几年来我我国社会会发展迅迅速，人人民的生生活水平平有了很很大提高高，对居居住环境境的方便便、安全全、环保保、舒适适等方面面提出了了更高的的要求。这这使得住住宅小区区的供电电系统要要适应小小区的用用电负荷荷及小区区的规划划，从多多方面考考虑，设设计出最最合理的的供电方方案，以以使供电电系统的的运行更更加经济济、灵活活、安全全、可靠靠。发展现状状：步入入21世纪纪后，我我国城市市化正处处于又一一新的发发展阶段段，城市市地区的的住宅建建筑林立立，建筑筑标准越越来越现现代化，不不同种类类的小区区对用电电负荷的的要求也也不尽相相同，但但总体的的趋势是是用电负负荷有较较大增高高，在夏夏冬季节节或用电电高峰时时段时，用用电负荷荷有较大大的波动动，造成成供电的的不稳定定或是停停电时有有发生，为为居民用用电带来来了诸多多不便，因因此要求求小区供供电系统统要具备备更高的的可靠性性与安全全性。随随着城市市化进程程的逐年年加快，城城市用地地更加紧紧张、用用电负荷荷更加集集中，城城市的电电力电网网也逐步步由架空空向电缆缆过渡，老老旧的配配电方案案以及变变压器、配配电室等等电力设设备在安安全性、经经济性、环环保性等等方面都都难以满满足时下下的住宅宅用电负负荷要求求，由此此对于小小区的供供电方案案也有了了新的要要求。发展趋势势：将来来的供配配电系统统主要发发展方向向为小型型化、节节能化及及更加自自动化。目目前对于于供电系系统的供供电可靠靠性尚感感不足，对对于某些些重要设设备如消消防设施施、生活活水泵、生生活电梯梯的供电电可靠性性还有待待提高。另另外，低低压配电电部分的的安全性性也需要要更多的的重视。小区供电电设计要要考虑下下列基本本要求： （11）安全全性 需需要达到到相关技技术规范范与国家家标准，且且能够保保证人身身和设备备的安全全。（2）可可靠性 需要满满足小区区正常用用电的电电力负荷荷。（3）灵灵活性 需要适适用于多多种运行行方式，以以便于电电气设备备的维修修及切换换，并适适当考虑虑未来的的负荷发发展情况况。（4）经经济性 在符合合上述要要求的前前提下，尽尽可能简简化设计计方案，降降低投资资及设备备运行、维维修的费费用，并并减少线线路有色色金属的的消耗和和电能的的节约。2 负负荷计算算2.1 供电电负荷的的分析近年来我我国的经经济建设设步入快快车道，居居民的生生活水品品不断提提高，越越来越多多的高能能耗电器器走进我我们的生生活，普普通家庭庭的用电电需求不不断上涨涨，例如如：空调调、电炊炊具、电电热水器器等，很很多家庭庭装有多多个空调调、彩电电、冰箱箱，而且且呈现出出强劲的的增长态态势，根根据以上上现状江江苏省住住宅设计计标准做做出如下下规定，一一般而言言高层的的计算负负荷可参参考每户户68kWW标准，小小高层及及多层可可参考每每户46kWW，除上上述方法法外还可可参考550的建建筑面积积标准，本本次设计计是针对对普通住住宅小区区的设计计，根据据以上标标准，计计算负荷荷取值66kW每每户。本次设计计共有两两个院，每每栋高66层，则则每单元元为122户，一一号院为为114栋，每每两栋设设置一个个户外配配电箱，共共计7个配电电箱；二二号院为为1526栋，每每两栋设设置一个个户外配配电箱，共共计6个配电电箱。每每两个配配电箱设设置一个个配电屏屏，共计计7个配配电屏。由由配电屏屏引出线线路通向向配电箱箱，再由由配电箱箱引出线线路通向向楼栋单单元，之之后各单单元在引引出线路路到各户户。表2-11 负负荷的初初步划分分变压器配电屏配电箱楼栋单元元1号变压器1号配电屏1#配电电箱1栋、22栋2#配电电箱3栋、44栋2号配电屏3配电箱箱5栋、66栋4#配电电箱7栋、88栋3号配电屏5#配电电箱9栋、110栋6#配电电箱11栋、112栋4号配电屏7#配电电箱13栋、144栋8#配电电箱15栋、166栋2号变压器5号配电屏9#配电电箱17栋、188栋10#配配电箱19栋、20栋6号配电屏11#配配电箱21栋、222栋12#配配电箱23栋、255栋7号配电屏13#配配电箱24栋、26栋-2.2 供电电负荷的的计算负荷计算算公式：有功计算算负荷 无功计算算负荷 视在计算算负荷 计算电流流 查阅资料料得知：住宅用用电负荷荷需要系系数122户时取值值0.6；在251000户时取值值0.445；10002000户时取值值0.335；大大于2660户时时取值0.3；生生活用电电功率因因数取值值，则（1）小小区总的的负荷计计算（2）单单元的负负荷计算算（3）配配电箱的的负荷计计算：1#、2#、3#、5#、6#、8#配电电箱单元元数相同同，负荷荷相同4#、11#配电箱箱单元数数相同，负负荷相同同9#、10#、122#、113#配配电箱单单元数相相同，负负荷相同同 经以上计计算结果果列出下下表：表2-22 负负荷计算算的结果果负 荷 项 目目负荷容量量kW有功负荷荷kW视在负荷荷kVAA计算电流流A1号变压器1号配电屏1#配电电箱504226.8266.8385.12#配电电箱504226.8266.8385.12号配电屏3配电箱箱504226.8266.8385.14#配电电箱432194.4228.7330.13号配电屏5#配电电箱504226.8266.8385.16#配电电箱504226.8266.8385.14号配电屏7#配电电箱432194.4228.7330.18#配电电箱504226.8266.8385.12号变压器5号配电屏9#配电电箱576259.2304.9440.110#配配电箱576259.2304.9440.16号配电屏11#配配电箱432194.4228.7330.112#配配电箱576259.2304.9440.17号配电屏13#配配电箱576259.2304.9440.1-3 供供电方案案的确定定3.1 主接接线方案案原则在设计小小区供电电主接线线方案时时，要符符合国家家规范，合合理布局局，经济济节约等等，为适适应日益益变化的的新形势势还要有有一定的的超前意意识，从从而避免免造成重重复建设设，资金金浪费，维维护不便便，还影影响居民民的正常常用电。设计主接接线方案案时要符符合下列列要求：（1）安安全性 需要达达到相关关技术规规范与国国家标准准，且能能够保证证人身和和设备的的安全。（2）可可靠性 需要满满足小区区正常用用电的电电力负荷荷。（3）灵灵活性 需要适适用于多多种运行行方式，以以便于电电气设备备的维修修及切换换，并适适当考虑虑未来的的负荷发发展情况况。（4）经经济性 在符合合上述要要求的前前提下，尽尽可能简简化主接接线方案案，降低低投资及及设备运运行、维维修的费费用，并并减少线线路有色色金属的的消耗和和电能的的节约。3.2 主接接线方案案设计图3-11 主主接线方方案3.3 低压压部分配配电系统统（1）配配电屏至至配电箱箱部分本次设计计是每两两栋楼设设一个配配电箱，小小区的低低压配电电箱共有有13个，分分别标号号为1#13#配电箱箱，低压压配电屏屏设七个个，1号配电电屏为11#、2#配电箱箱配电，2号配电屏为3#4#配电箱配电，3号配电屏为5#6#配电箱配电，4号配电屏为7#8#配电箱配电，5号配电屏为9#10#配电箱配电，6号配电屏为11#12#配电箱配电，7号配电屏为13#配电箱配电。图3-22 配配电屏至至配电箱箱部分（2）配配电箱至至单元部部分每两栋楼楼设一个个配电箱箱，共计计13个个，配电电箱为其其下属的的单元配配电。图3-33 配配电箱至至单元部部分4 变变压器及及线路的的选择4.1 变压压器台数数的选择择在变电所所中最关关键的一一次设备备是电力力变压器器，它的的主要任任务是提提升或降降低电力力系统的的电压，以以便于合合理分配配、使用用和输送送电能。选择主变变压器台台数时应应考虑以以下原则则：（1）供供电系统统对正常常的用电电负荷要要有足够够的可靠靠性。（2）当当变电所所的负荷荷因昼夜夜、季节节而幅度度较大时时，且适适宜以经经济方式式运行时时，可考考虑接入入两台变变压器。（3）一一般情况况下，变变电所适适宜选用用一台变变压器，但但对于负负荷集中中且容量量相当大大的变电电所，虽虽为三级级负荷，也也可采用用两台或或更多的的变压器器。（4）在在选择变变电所主主变压器器台数时时，还应应考虑负负荷未来来的发展展情况，预预留出一一定的容容量。就本次设设计而言言：适宜宜选用两两台主变变压器，分分别为两两个院供供电，若若某台变变压器停停止运行行时，另另一台则则须承担担其负荷荷。4.2 变压压器容量量的选择择（1）对对于只装装有一台台主变压压器的供供电系统统，主变变压器的的容量应应满足全全部用电电设备总总计算负负荷的需需要，即即（2）装装有两台台主变压压器时每每台变压压器的容容量应同同时满足足下列两两个条件件：当任意意一台变变压器单单独承担担负荷时时，须满满足约660%70%的总计计算负荷荷，即当任意意一台变变压器单单独承担担负荷时时，须满满足所有有的、级负荷荷，即 就本次次设计而而言，小小区负荷荷等级为为三级，只只要考虑虑条件：则两两个院的的为23337.88kVAA，选用用两个主主变压器器的容量量，经计计算得，取取4.3 变压压器型号号的选择择根据以上上对变压压器的分分析，查查询资料料可知，变压器器型号选择择为SC99-16600/10，参参数如下下：表4-11 SSC9-16000/110变压压器参数数型号额定电压压阻抗电压压（%）空载损耗耗（W）负载损耗耗（W）空载电流流（%）连接组别别SC9-16000/11010kVV6198001085500.7Dyn1114.4 线路路的选择择电源进线线由100kV城城市电网网引出两两路架空空线路进进入变电电站，在在两路电电路进线线的主开开关柜之之前各装装设一台台高压计计量柜，计计费电能能表通过过电压互互感器及及电流互互感器接接入电路路中。在选择三三相系统统中导线线的相线线截面时时可依照照导线发发热条件件来选，须须使其允允许载流流量不小小于相线线上的计计算电流流，即在计算导导线的允允许载流流量时，还还要考虑虑温度条条件的影影响，计计算时要要乘以温温度校正正系数，其其公式如如下：（1） 变电所进进线电缆缆的选择择经算得温温度校正正系数为为，即查表4-2得知知：可选选用标称称截面为为35的油浸纸纸绝缘电电缆。校验发热热条件油浸纸绝绝缘电缆缆的，发发热条件件满足。校验机械械强度对于电缆缆，不必必校验其其机械强强度。（2）配配电箱电电缆的选选择1#、22#、3#、5#、6#、8#配电电箱的计计算电流流4#、111#配配电箱的的计算电电流9#、110#、112#、113#配配电箱的的计算电电流经算得温温度校正正系数为为，即查表4-2得知：1#、2#、3#、5#、6#、8#配电电箱可选选用标称称截面为为1500的YJVV型电缆缆；4#、11#配电箱箱可选用用标称截截面为1120的的YJVV型电缆缆；9#、10#、122#、113#配配电箱可可选用标标称截面面为1885的YJVV型电缆缆。校验发热热条件YJV型型电缆的的，发热热条件满满足。YJV型型电缆的的，发热热条件满满足。YJV型型电缆的的，发热热条件满满足。校验机械械强度对于电缆缆，不必必校验其其机械强强度。（3）单单元电缆缆的选择择经算得温温度校正正系数为为，即查表4-2得知：可选用用标称截截面为110的YJVV型电缆缆。校验发热热条件油浸纸绝绝缘电缆缆的，发发热条件件满足。校验机械械强度对于电缆缆，不必必校验其其机械强强度。5 短短路计算算5.1 短路路故障的的形式三相系统统的短路路主要分分为单相相、两相相及三相相短路三三大类。单单相短路路只能发发生在中中性线引引出的四四线制系系统及中中性点接接地的系系统中。一一般情况况下，三三相短路路电流要要大于单单相与两两相短路路电流，尤尤其对于于电源距距离供电电系统较较远时，三三相短路路电流最最大，此此时因系系统短路路而产生生的危害害也最为为严重。为为了保证证电力系系统中电电气设备备在处于于最严重重的短路路情况下下能够可可靠的工工作，在在选择和和校验电电气设备备时，也也都按照照三相短短路时的的数值来来校验。5.2 短路路电流的的计算本次设计计小区采采用两路路电源供供电，由由0.55KM处处城市电电网供电电，断流流容量，一一般基准准容量数数值为1100MMVA，下下面是采采用标幺幺制法进进行短路路电流的的计算过过程：（1）确确定基本本值取基准容容量 ，基基准电压压，则：（2）相相关元件件在短路路电路中中的电抗抗标幺值值电力系统统的电抗抗标幺值值查资料得得知，因因此架空线路路的电抗抗标幺值值查表得知知电缆的的，因此此变压器的的电抗标标幺值查表可知知，因此此由此可绘绘制出短短路等效效电路图图：图5-11 短短路等效效电路图图（3）点点的短路路电路总总电抗标标幺值以以及三相相短路电电流和短短路容量量总电抗标标幺值三相短路路电流周周期分量量有效值值其他三相相短路电电流三相短路路容量 （4）点点的短路路电路总总电抗标标幺值及及三相短短路电流流和短路路容量总电抗标标幺值三相短路路电流周周期分量量有效值值其他三相相短路电电流三相短路路容量 表5-11 短短路计算算结果点14.8837.7722.33268.8点3564.4438.2224.336 高高、低压压设备的的选择6.1 设备备选择的的基本原原则（1）根根据额定定参数的的选择在选用设设备电器器时，要要求设备备的额定定电压不不低于安安装位置置的额定定电压，即即同时要求求其额定定电流不不低于实实际通过过设备的的最大电电流，即即（2）根根据稳定定条件的的选择系统发生生短路故故障后保保护系统统动作需需要一定定的时间间，系统统的供电电设备要要能够承承受一定定时间内内的短路路电流。供电设备备的热稳稳定是指指电气设设备的载载流导体体通过最最大电流流时，其其发热温温度扔不不超过允允许短时时发热温温度，即即供电设备备的动稳稳定是指指电气设设备通过过最大短短路冲击击电流，并并承受相相应的电电动力时时，设备备仍保持持机械结结构完好好能力，即即（3）根根据断流流能力的的选择供电设备备熔断器器、断路路器等开开关设备备，承担担着通断断电路的的任务。设设备的开开断电流流一般应应大于所所处位置置可能发发生的最最大短路路电流，或或断流容容量一般般应大于于所处位位置可能能发生的的最大三三相短路路容量，即即或进行设备备选择时时通常把把额定参参数与工工作环境境作为前前期初选选原则，而而后将断断流能力力与动热热稳定性性作为后后续校验验原则。以以下为设设备初选选及校验验项目： 表6-11 设设备初选选及校验验项目项目额定电压压kV额定电流流A断流能力力kA或MMVA短路电流流校验动稳定 热稳定定断路器熔断器负荷开关关隔离开关关限流电抗抗器电流互感感器电压互感感器支柱绝缘缘子套管绝缘缘子母线电缆设备校验验项目（表示需要校验项目 表示无需要校验项目）6.2 高压压设备的的选择为了充分分提高高高压设备备运行的的可靠性性，高压压电器应应根据其其正常运运行时的的额定电电压及额额定电流流来进行行初选，一一些设备备完成初初选后还还要验证证其动稳稳定、热热稳定性性条件，对对于熔断断器和断断路器还还要验证证其断流流容量。此此外，还还要考虑虑电气设设备的环环境条件件（如湿湿度、温温度、海海拔、介介质状态态等）选选用不同同类型的的高压电电器（如如户内、户户外、热热带型、加加强绝缘缘型等）。对对于有些些电器的的选用还还要作更更多的考考虑（如如断路器器、开关关的操作作频度、互互感器的的负载和和准确等等级、熔熔断器的的上下级级选择性性配合等等）。变压器高高压侧的的选择标标准：（1）额额定参数数：额定定电压，即额定电流流，即（2）稳稳定条件件：冲击击电流，即热稳定，即（3）断断流能力力：断流流容量，即根据以上上标准选选择如下下高压设设备：高高压开关关柜GGG1A-10QQ（F）、少油断路器SN1010I/630、隔离开关GN8-10T/200、电流互感器LQJ-10-200/5A、电压互感器JDZ-10Q、熔断器RN1-10表6-22 高高压电器器校验的的结果项目额定电压压kV额定电流流A开断电流流 kA短路电流流校验动稳定热热稳定kA kkA2s校验结果果少油断路路器SN100-100/6330106309316114.8840337.77102441533满足条件隔离开关关GN8-10TT/4000104009340 37.7980 1553满足条件电流互感感器LQJ-10-2000/5AA102009345337.7756255 1553满足条件电压互感感器JDZ-10QQ10满足