某住宅小区供配电设计_变电所主变压器选择设计说明

1、 .PAGE27 / NUMPAGES36 . 毕业设计 题 目：某住宅小区供配电设计变电所主变压器选择 专 业：电气工程与其自动化 学 号：11922993 姓 名： 王 梁 指导教师： 方岩 学习中心： 学习中心 西 南 交 通 大 学 网 络 教 育 学 院2013年 11 月 30 日院系西南交通大学网络教育学院专 业电气工程与其自动化年级电气工程与其自动化2011-98班(专本)学 号11922993姓 名王梁学习中心 指导教师方岩题目 某住宅小区供配电设计变电所主变压器选择指导教师评 语 是否同意答辩过程分(满分20)指导教师 (签章) 评 阅 人评 语评 阅 人(签章)成 绩答辩

2、组组长 (签章) 年 月 日 毕 业 设 计 任 务 书班 级电气工程与其自动化2011-98班(专本)学生 王梁 学 号 11922993 开题日期： 2013 年 月 日 完成日期：年 月 日题 目某住宅小区供配电设计变电所主变压器选择题目类型：工程设计 技术专题研究 理论研究 软硬件产品开发设计任务与要求应完成的硬件或软件实验应交出的设计文件与实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）指导教师提供的设计资料要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）设计进度安排第一部分 熟练课题，收集、整理课题相关资料 （ 1 周）第二部分 系统需求分析与总体设计 （ 2 周）第三部分

3、熟悉系统实现平台（ 2 周）第四部分 详细设计、编码、测试 （ 3 周）第五部分 毕业设计论文文档编写整理 （ 2 周）评阅或答辩（ 1 周）指导教师： 年 月 日学院审查意见：审 批 人： 年 月 日诚信承诺本设计是本人独立完成；本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）：年月日择 目录摘 要I TOC * MERGEFORMAT 第一章概述 PAGEREF _Toc231629230 h 11.1 工厂供电的意义和要求 PAGEREF _Toc231629231 h 11.2 工厂供电设计的一般原则 PAGEREF _Toc23

4、1629232 h 11.3 设计容与步骤 PAGEREF _Toc231629233 h 21.4 设计（论文）要求 PAGEREF _Toc231629234 h 31.4.1 主要设计容 PAGEREF _Toc231629235 h 31.4.2 设计成品要求 PAGEREF _Toc231629236 h 31.4.3设计（论文）条件 PAGEREF _Toc231629237 h 4第二章小区用电负荷与其性质的分析、计算 PAGEREF _Toc231629238 h 82.1 电力负荷的分级 PAGEREF _Toc231629239 h 82.2各级电力负荷对供电电源的要求 P

5、AGEREF _Toc231629240 h 82.3 负荷性质的分析 PAGEREF _Toc231629241 h 92.4小区负荷计算 PAGEREF _Toc231629242 h 9第三章无功负荷的分析和补偿 PAGEREF _Toc231629243 h 153.1无功补偿设计的基本要求 PAGEREF _Toc231629244 h 153.2并联电容器的装设位置 PAGEREF _Toc231629245 h 153.3分析和补偿 PAGEREF _Toc231629246 h 16第四章变压器台数、型号、类型与容量的选择确定 PAGEREF _Toc231629247 h 1

6、84.1变压器台数的选择 PAGEREF _Toc231629248 h 184.1.1一般原则 PAGEREF _Toc231629249 h 184.1.2选择原则 PAGEREF _Toc231629250 h 184.2变压器容量与型号的选择 PAGEREF _Toc231629251 h 18第五章变配电所所址、型式的确定 PAGEREF _Toc231629252 h 225.1变配电所任务 PAGEREF _Toc231629253 h 225.2所址的选择 PAGEREF _Toc231629254 h 225.3形式的确定 PAGEREF _Toc231629255 h 22

7、参考文献 PAGEREF _Toc231629256 h 25致 PAGEREF _Toc231629257 h 26摘 要本小区开发围10万m2，建筑总面积25万m2，是具有较完善现代化设施的高标准住宅。小区以住宅为主，有20多幢1017层高楼构成，辅以地下车库，农贸城等配套设施。小区西北侧马路沿线两路城市10kV架空线经过，本小区电源由其引接，要求本小区功率因数在0.9以上。两10kV架空线引接的短路容量按最大运行方式时均为100MVA，最小运行方式时均为75MVA考虑。小区线路均采用电缆。本文涉与七块容：小区用电负荷分析和计算；无功负荷的分析、计算、补偿；变压器型号、台数与容量选择；变电

8、所主接线方案比较和确定；短路电流计算；高低压电气设备的选择和校验；电力线路选择和校验；在整个设计过程中，重点进行了小区的小区用电负荷与其性质的分析、计算无功负荷的分析和补偿,变压器台数、型号、类型与容量的选择确定,变配电所所址、型式的确定等。关键词：电力负荷；变压器；变电所 Key words: Power load; transformer; transformer substation 第一章 概述1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以

9、供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产与整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业

10、现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2） 可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3） 优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（4） 经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和

11、全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 1.2 工厂供电设计的一般原则按照国家标准GB50052-95 供配电系统设计规、GB50053-94 10kv与以下设计规、GB50054-95 低压配电设计规等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1） 遵守规程、执行政策；必须遵守国家的有关规定与标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2） 安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3） 近期为主、考虑发展；应根据工作特

12、点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4） 全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产与发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。1.3 设计容与步骤全厂总降压变电所与配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以与负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本容有以下几方面。1.负荷计算全厂总降压变电所的

13、负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷与总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。2.工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数与容量选择参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以与扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。3.工厂总降压变电所主结线设计根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。4.厂区高压配电系统设计根据厂负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局

14、与总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面与电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以与工程预算书表达设计成果。5.工厂供、配电系统短路电流计算工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相与两相短路电流。6.改善功率因数装置设计按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部

15、门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需移相 电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。7.变电所高、低压侧设备选择参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以与对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。8.继电保护与二次结线设计为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器与联络线断路器，皆

16、需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。设计包括继电器保护装置、监视与测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以与元件材料表达设计成果。35kv与以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。9.变电所防雷装置设计参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以与冲击接地电阻计算。10.专题设计11.

17、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行外的变、配电装置的总体布置和施工设计。1.4 设计（论文）要求1.4.1 主要设计容1.小区用电负荷与其性质的分析、计算；2.10/0.4/0.23KV变电所所址、型式的确定；3.无功负荷的分析和补偿；4.变压器台数与容量选择；5.高压配电网络主接线方式的选择和确定；6.短路电流计算；7.变电所主要设备选型；8.各电缆线路的选择与布置；9.小区低压配电系统设计。 1.4.2 设计成品要求1.设计文本：围绕上述容展开详尽的论述、分析和计算形成完整文本。要求说明有条理，论证分析有依据，计算（以相应EXCEL型式表示

18、）与结果正确。2.成品图纸： 1）供电总平面图2）高压主接线和低压供电系统图3）小区变电所平面布置图1.4.3设计（论文）条件1.4.3.1 小区概述该小区开发围为10万m2，建筑总面积约25万m2，是具有较完善现代化设施的高标准住宅区。本小区以住宅为主，有20多幢1017层高楼构成，辅以地下车库，农贸城等配套设施。具体指标见附表1。1.4.3.2 原始设计资料1.小区总平面图（附图）2.小区户型分布表（附表1）3.单位容量和需要系数选取表（附表2）附表1 标准面积（m）建筑面积（m）户型户数地下建筑面积（m）备注2472840B6:20B6Y:2222472472840B6:20B6Y:22

19、224778611282C1:45C2:15B2:8B1:10B2Y:1B1Y:1CF1Y:3C2Y:184786底层架空（部分为商铺）75012383C1:60C2:30C1Y:4C2Y:296750地下室与车库连通4948157C1:30C2:30C1Y:2C2Y:264494地下室与车库连通5666230B1:20B2:18B1Y:2B1Y:242566底层架空（部分为商铺）5666230B1:20B2:20B1Y:2B2Y:244566地下室与车库连通4825550B4:20B6:20B4Y:2B6Y:244482地下室与车库连通5666230B1:20B2:18B1Y:2B1Y:24

20、2566底层架空（部分为商铺）4948151C1:30C2:30C1Y:2C2Y:264494地下室与车库连通5666230B1:20B2:18B1Y:2B1Y:242566底层架空（部分为商铺）2373919C2:30C2Y:2322375666230B1:20B2:18B1Y:2B1Y:242566底层架空（部分为商铺）8836593C4:12C5:14C2:15C1:15C1Y:1C2Y:158883底层架空（部分为商铺）8836593C4:12C5:14C2:15C1:15C1Y:1C2Y:158883底层架空（部分为商铺）5254455B4:7B6:7B2:7B1:7B1Y:1B2Y

21、:1B6Y:1B4Y:132525底层架空（部分为商铺）5707410C4:26C5:52C4:26C5:5278570底三层为商场5628155C3:52C3Y:4C3:52C3Y:456562底层架空（部分为商铺）5628155C3:52C3Y:4C3:52C3Y:456562底层架空（部分为商铺）5628155C3:52C3Y:4C3:52C3Y:456562底层架空（部分为商铺）2383919C2:32C2Y:4C2:32C2Y:234238底层架空（部分为商铺）4948645C1:34C2:34C1Y:2C2Y:272494地下室与车库连通4948645C1:34C2:34C1Y:2

22、C2Y:272494地下室与车库连通4948645C1:34C2:34C1Y:2C2Y:272494地下室与车库连通2374156C2:34C2Y:236237地下室与车库连通2374156C2:34C2Y:236237地下室与车库连1:117B2:107B4:27B6:47C1:297C2:387C3:162135613312B1Y:10B2Y:10B4Y:3B6Y:5C1Y:19C2Y:23C3Y:12C4:50C5:80表2 单位容量和需要系数选取表1单位容量取值a.住宅6KW/户b.营业用房100W/ m2c.办公楼75W/ m2d.农贸市场50W/ m2e.

23、地下车库50W/ m22需要系数选取参考a.住宅单相户数需要系数4户0.936户0.7510户0.625户0.425100户0.35100200户0.33200户以上0.26b.营业用房0.26c.办公楼0.26d.农贸市场0.26e.地下车库0.261.4.3.3 供电条件1.电源：小区西北侧马路沿线两路城市10kV架空线经过，本小区电源由其引接，要求本小区功率因数在0.9以上。2.10kV母线短路容量 两10kV架空线引接处的短路容量按最大运行方式时均为100MVA，最小运行方式时为75MVA考虑。3.电价：暂不考虑其影响。4.小区线路均采用电缆。四） 负荷性质小区的消防用电、地下车库（属

24、人防工程）属二级负荷，其它农贸城、住宅用电负荷属三级负荷。1.4.3.4 气象、地质条件和环境条件1.气象条件主导风向为东北风最热月平均最高温度为33.5最热月地面下0.8M处土壤平均温度为25年雷暴日57.6天。2.土壤结构：砂质粘土。3.环境：属正常普通环境1.4.3.5本人设计任务主要设计容小区用电负荷与其性质的分析、计算；10/0.4/0.23KV变电所所址、型式的确定；无功负荷的分析和补偿；变压器台数与容量选择；高压配电网络主接线方式的选择和确定；短路电流计算；变电所主要设备选型；各电缆线路的选择与布置；9.小区低压配电系统设计。在整个设计过程中重点进行了小区的小区用电负荷与其性质的

25、分析、计算无功负荷的分析和补偿,变压器台数、型号、类型与容量的选择确定,变配电所所址、型式的确定等。第二章 小区用电负荷与其性质的分析、计算2.1 电力负荷的分级工厂的电力负荷，按GB500521995工配电系统设定规规定，根据其对供电可靠性的要求与中断供电造成的损失或影响的程度分为三级：(1)一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或中断供电将会在政治，经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒，爆炸和火灾等情况的负荷，以与特别严重的场所不允许中断供电的

26、负荷，应该视为特别严重的负荷。(2)二级负荷 二级负荷为在中断供电将在政治经济上造成重大损失者，如主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需要较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。(3)三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者均为三级负荷。2.2 各级电力负荷对供电电源的要求(1)各级电力负荷对供电电源的要求由于一级负荷属重要负荷，如果中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两路电源供电，当其中一路发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏。一级负荷属特别重要的负荷，除上述两路电路电源外，还必须增设应急电源。为保证特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。常用

27、的应急电源可使用下列几种电源：独立于正常电源的发电组；供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路；蓄电池；干电池。(2)二级负荷对供电电源的要求二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台。（这两台变压器不一定在同一变电所）。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV与以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现切除、检查和修复。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。(3)三级负荷对供电电源的要求 由

28、于三级负荷为不重要的一般负荷，因此它对供电电源无特殊要求。2.3 负荷性质的分析本小区以高层住宅为主，小区的负荷以照明负荷为主，其性质属于不重要负荷，但是也有少量的重要负荷，如消防用电等。现将小区的负荷性质分析和对其采用的供电方式叙述如下：小区单位住宅负荷属于三级负荷，它对供电电源无特殊要求，因此我们采用线状供电系统，即引入单相220V市电，然后根据小区住户的用电负荷，由小区变电所出线，三相380V引入每幢大楼，大楼的三相用电设备如电梯等可直接对其供电，单相用户可根据负荷对其分配三相，尽量使其满足三相平衡。小区的消防用电、地下车库属于二级负荷，它要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台变

29、压器不一定在同一变电所）。因此我们可采用环网状供电系统（如图1-1），即采用双路低压进线，一路运行，一路为备用，这样才能满足二级负荷的要求。图1-1 环网状供电系统示意图根据工厂供电第三版，电力系统的中性点运行方式，我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式。本小区以单相供电为主，因此户外采用中性点直接接地的TN-C系统，户采用中性点直接接地的TN-S系统。2.4小区负荷计算求计算负荷，即需用负荷。目的是为了合理的选择供配电系统务级电压供电网络、变压器容量和电器设备型号等。负荷计算方法有需要系数法和二项式系数法。当用电设备台数较多，多台设备容量相差不大时，特别在确定车间

30、和工厂的计算负荷时，宜于采用需要系数法。当用电设备台数较少，有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和支线的计算负荷，宜于采用二相式系数法。此两种方法比较分析，确定出本设计采用需要系数法。需要系数法，是将用电设备容量Pe乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种方法。这种方法由于简单易行，为设计人员普遍接授。事实上只有当设备台数足够多，总容量足够，无特大型用电设备，需要系数值才能趋向一个稳定的数值。因此，需用系数法普遍用于方案估算，初步设计和工厂大型车间变电所的施工设计。需要系数法的计算公式如下：序列计算负荷计算公式适用条件1有功（kW）已知三相用电设备组或用电单位（工厂、车间）的设备容量与

31、功率因素来求负荷无功 (kvar)视在（kVA）电流（A）2有功（kW）已求出各设备组或各单位的有功和无功计算负荷后，求总的计算负荷无功 (kvar)视在（kVA）电流(A) 符号含义Pe设备组或单位的设备容量（kW），不计备用容量UN设备额定电压（kV）Kd需要系数Kp 、 Kq有功和无功负荷同时系数P30、 Q30各设备的有功和无功计算负荷、备注对反复短时工作制设备，其设备容量必须按规定的负荷持续率e进行换算；2. 由设备组计算车间配电干线负荷时，可取Kp =0.85-0.95, Kq =0.9-0.97;由设备组直接计算变电所低压母线总负荷时，可取Kp =0.8-0.9，Kq =0.85

32、-0.95举例：住宅：2#（数量户22, 单位容量6KW/户, 设备容量132KW, 需要系数0.45, 功率因数0.8.k=0.45 cos = 0.8 tan = 0.75=22*6*0.45=59.4kw=59.4*0.75=44.55kvar=74.25kv*A经过计算得小区电力负荷表6表2.2 1#箱变计算负荷小区负荷计算表1高压配电电压：10KV低压配电电压：0.4KV用电设备计算系数计算负荷变电所名称负荷名称数量户/（m2)单位容量KW/户（m2)设备容量（KW）需要系数功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)1#箱变住宅：2#2261320.450.859

33、.444.5574.25住宅：3#2261320.450.859.444.5574.25住宅：4#8465040.350.8176.4132.3220.5住宅：5#9665760.350.8201.6151.2252住宅：6#6463840.350.8134.4100.8168南区车库40000.052000.260.8523965电梯10151500.50.575130150总计取Kp =0.95 Kq =0.97758.2 642.4 1004表2.3 2#箱变计算负荷小区负荷计算表2高压配电电压：10KV低压配电电压：0.4KV用电设备计算系数计算负荷变电所名称负荷名称数量户/（m2)单

34、位容量KW/户（m2）设备容量（KW）需要系数功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)2#箱变住宅7#4262520.350.888.266.15110.25住宅：8#4462640.350.892.469.3115.5住宅：9#4462640.350.892.469.3115.5住宅：10#4262520.350.888.266.15110.25住宅：11#6463840.350.8134.4100.8168商铺46670.1466.70.260.8121.3491151.68电梯10151500.50.575130150水泵房2010.8201525总值取Kp =0.

35、95 Kq =0.97711.94607.7946.18表2.4 3#箱变计算负荷小区负荷计算表3高压配电电压：10KV低压配电电压：0.4KV用电设备计算系数计算负荷变电所名称负荷名称数量户/（m2)单位容量KW/户（m2）设备容量（KW）需要系数功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)3#箱变住宅：12#4262520.350.888.266.15110.25住宅：13#3261920.350.867.250.484住宅：14#4262520.350.888.266.15110.25住宅：15#5863480.350.8121.891.35152.25住宅：16#58

36、63480.350.8121.891.35152.25商铺51150.1511.50.260.8132.9999.6166.24 电梯9151350.50.567.5117135总值取Kp =0.95 Kq =0.97687.69582910.24 表2.5 4#箱变计算负荷小区负荷计算表4高压配电电压：10KV低压配电电压：0.4KV用电设备计算系数计算负荷变电所名称负荷名称数量户/（m2)单位容量KW/户（m2）设备容量（KW）需要系数功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)4#箱变住宅：17#3261920.350.867.250.484住宅：18#7864680.

37、350.8163.8122.85204.75住宅：19#5663360.350.8117.688.2147商铺24730.1247.30.260.864.30 48.22 80.37 农贸市场78000.053900.260.8101.40 76.05126.75 车库35260.05176.30.260.845.84 34.38 57.30 电梯7151050.50.552.590.9105总值取Kp =0.95 Kq =0.97612.64 511.00 805.17 表2.6 5#箱变计算负荷小区负荷计算表5高压配电电压：10KV低压配电电压：0.4KV用电设备计算系数计算负荷变电所名称

38、负荷名称数量户/（m2)单位容量KW/户（m2）设备容量（KW）需要系数功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)5#箱变住宅：20#5663360.350.8117.688.2147住宅：21#5663360.350.8117.688.2147住宅：22#3462040.350.871.453.5589.25住宅：27#3662160.350.875.656.794.5商铺79540.1795.40.26 0.8206.804155.1258.51 车库45000.052250.260.858.543.8873.13 电梯615900.50.5457890总值取Kp =0

39、.95 Kq =0.97692.50 563.63899.38表2.7 6#箱变计算负荷小区负荷计算表6高压配电电压：10KV低压配电电压：0.4KV用电设备计算系数计算负荷变电所名称负荷名称数量户/（m2)单位容量KW/户（m2）设备容量（KW）需要系数功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)6#箱变住宅：24#7264320.350.8151.2113.4189住宅：25#7264320.350.8151.2113.4189住宅：26#7264320.350.8151.2113.4189住宅：28#3662160.350.875.656.794.5车库78330.05

40、391.650.260.8101.83 76.38 127.29 电梯7151050.50.552.590.9105总值取Kp =0.95 Kq =0.97683.53 564.18 893.79 第三章 无功负荷的分析和补偿3.1无功补偿设计的基本要求1.正确选择电动机变压器的容量，减少线路感抗在设计中比较重要。在工艺条件适应时，一般可采用同步电动机以与选用带空载切除的间歇工作制设备等措施，以提高住宅小区的自然功率因数。2.当用户的自然总平均功率因数较低，单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求时，应装设必要的无功功率补偿设备，以进一步提高住宅小区的功率因数。3.当采用提高自然功率因数措施达

41、不到下列要求时，应用并联电力电容器作为无功补偿装置：（1）高压供电用户，最大负荷时的功率因数为0.9。（2）低压供电用户，最大负荷时的功率因数为0.85。4.高压供电的用电单位采用低压补偿时，高压侧的功率因数应该满足供电部门的要求。5.采用电力电容作为无功补偿装置时，宜采用就地平衡原则。低压部分的无功负荷有低压电容器补偿。高压部分的无功负荷有高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。补偿基本无功负荷的电容器组，宜在配变电所集中补偿，居住区的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。3.2并联电容器的装设位置1.高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设

42、在工厂变配电所的6-10Kv母线上，这种补偿方式只能补偿6-10Kv母线前所有线路的无功功率，而此母线后的厂线路没有得到无功补偿，所以这种补偿方式的补偿经济效果较差，但这种补偿方式投资较少，便于集中运行维护，而且能对工厂高压侧的无功功率进行有效的无功补偿以满足工厂功率因数的要求，所以这种补偿方式在一些大中型工厂中应用比较普遍。2.低压集中补偿在电网运行中，因大量非线性负载的运行，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时，将会产生电能损耗，由电能损耗公式可知，当线路或变压器输出的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线

43、损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，降低线损耗。1)接入电网要求安装地点和装设容量，应根据分散补偿和降低线损的原则设置。补偿后的功率因数应符合现行国家标准全国供用电规则的规定(一般不低于09)。2)无功补偿的作用功率因数低，电源设备的容量得不到充分利用，负载功率因数越低，通过变压器送出的有功功率就越小，有相当大的一部分功率在电源和负荷之间来回传输，这部分功率不能做有用功，变压器不能被充分利用。功率因数偏低，在线路上会产生较大的压降和功率损耗。线路压降增大则负载电压降低，有可能使负载工作不正常。补偿容量的选择当不具备设计计算条件时，变电所里的电容器安

44、装容量可按以下方案确定：3080kVA应有自动投切低压无功补偿装置，其容量按照变压器容量30选择，无功补偿采用分补和三相共补结合的方式，接线方式分补采用Y接，共补采用接。如已知补偿前的功率因数COS、补至0.9或0.95，查表可以查到每kW负荷需补电容的系数再乘以负荷kW数作为需要补的电容器的kvar。电容器安装时注意电容器间距不小于30mm，对地不小于20mm。GBT155761995低压无功功率静态补偿装置总技术条件DQ61418低压无功功率静态补偿装置总技术条件DQ614186则压无功功率补偿装置711393低压并联电容装置DLT597-1996低压无功补偿装置定货技术条件GB7251.

45、11997低压成套开关设备和控制设备。3.3分析和补偿考虑到住宅小区中由于有一些感应性负荷，从而使功率因数降底，如在充分发挥设备潜力，改善设备运行性能，提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的功率因数要求时，则需要考虑人工补偿。无功功率的人工补偿设备有并联电容器和同步补偿机两类。由于并联电容器无旋转部分，运行维护方便安全，且易于安装，能耗低，投资省，因此一般用电单位都广泛采用并联电容器进行无功补偿。在自动补偿无法满足小区部分用电设备的无功补偿时，采用用电设备人工就地补偿，一般小区的大型用电设备如：电梯、水泵、中央空调，等均自带并联电容器进行无功补偿，因此，无需另加考虑计算。假设功率因数由提高

46、到，这时在负荷需要的有功功率P30不变的条件下，无功功率将由Q30减小到Q30，视在功率将由S30减小到S30，相应地负荷电流I30也得减小，这将使系统得电能损耗和电压损耗相应降低，既节省了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对电力系统大有好处。要使功率因数由提高到，必须装设的无功补偿装置容量为或 式中，称为无功功率，或比补偿容量。这无功功率，是表示要使1kW的有功功率由提高到所需要的无功功率补偿量kvar值，其单位为“kvar/kW”。在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量qC来确定电容器个数：n=QC/qC由上式计算所得得电容器个

47、数n，对于单相电容器（电容器全型号后面标“1”者）来说，应取3的倍数，以便三相均衡分配。举例：1号箱变 =642.4-380=262.4(kvar)本小区的无功补偿经计算，具体结果见如下数据表格3-1：小区补偿计算表低压配电电压：0.4KV变电所名称负荷名称功率因数有功功率（kW)无功功率(kvar)视在功率(kVA)1#箱变补偿前0.8758.2 642.4 1004补偿380补偿后0.94758.2262.4802.32#箱变补偿前0.8711.94 607.7946.18 补偿300补偿后0.93711.94307.7775.63#箱变补偿前0.8687.69582910.24 补偿30

48、0补偿后0.93687.69282743.34#箱变补偿前0.8612.64 511.00 805.17 补偿260补偿后0.93612.64251662.15#箱变补偿前0.8692.50 563.63899.38补偿300补偿后0.93692.5263.63740.16#箱变补偿前0.8683.53 564.18 893.79 补偿260补偿后0.94683.53304.18752.8第四章 变压器台数、型号、类型与容量的选择确定4.1变压器台数的选择4.1.1一般原则变压器台数的确定应该考虑下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的

49、变电所，也可考虑采用两台变压器。除了上述两种情况外，一般变电所宜采用一台变压器，但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可两台或多台变压器。在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。装有两台与以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷与二级负荷的用为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用，并有利于抑制三次谐波电流时，宜选用接线为D，yn11的变压器作为配电变压器。4.1.2选择原则根据负荷特点和经济运行进行选择，当符合下列条件之一时，宜装设两台以上变压器。有大量的一级或二级负荷季节性负荷变化较大集中负荷较大根据任务书提供

50、的负荷性质：小区的消防用电、地下车库属二级负荷，其他农贸城、住宅用电负荷属三级负荷。此小区为高标准生活小区，有空调等用电季节性负荷变化较大。集中负荷较大。变压器损坏后，维修时间较长。考虑到省近年来电力资源紧缺，各地区停电面较广，在三级负荷里，将对居民生活带来很大的麻烦。因此，有必要对整个小区都采取二级负荷供电。对照变压器台数选择标准，初步选为两台。4.2变压器容量与型号的选择变电所主变压器容量的选择按以下几个条件：1、只装一台主变压器的变电所主变压器容量ST应满足变电所供全部用电设备计算负荷S30的需要，即： （4-3）2、装有两台主变压器的变电所装有两台主变压器的变电所，每台主变压器的容量应

51、同时满足以下两个条件：（1）、任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷S30的60%70%的需要，即： （4-4）（2）、任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即： （4-5）3、变电所主变压器容量的具体计算小区存在电梯、地下车库等一、二级负荷，因此在变电所应装两台主变压器。1#箱变变压器容量的具体选择：取800kVA其他箱变变压器的容量选择见表4-1：表4-1 各箱变变压器的容量选择变电所名称(kVA)(kVA)(kW)(kvar)(kVA)(kVA)的取值1#箱变947.99568.79118.11160.55199.318002#箱变878.45527.07201.202

52、24.20301.248003#箱变845.41507.25186.46205.77277.688004#箱变748.52449.11245.56237.07341.328005#箱变837.54502.52288.58263.13390.538006#箱变831.48498.89143.53158.92214.148004、适当考虑负荷的发展适当考虑今后510年电力负荷的增长，留有一定的余地，同时可考虑变压器一定的正常过负荷能力。在设计中考虑N-1备用原则，一个组合式箱变采用两台变压器根据前面负荷分析和无功补偿的结果，适用800kVA容量的变压器。变压器具体选择，根据目前变压器厂家提供的资料

53、，有S11和S9两种型号的变压器，S7基本已经淘汰，S11相对S9成本较高，但S11的变压器的损耗和阻抗较低。因此，目前电力资源紧缺的前提下，低损耗的S11型变压器正在被推广，大部分新开发的高档小区均采用S11型的变压器。根据工厂供电电力变压器的介绍中，10kV配电变压器的连接组别有Yyn0和Dyn11两种常见的联结组。我国过去差不多全采用Yyn0联结的配电变压器，近年来Dyn11联结的配电变压器开始得到了推广应用。配电变压器采用Dyn11联结较之采用Yyn0联结有下列优点：对Dyn11联结变压器来说，其3n次（n为正整数）谐波励磁电流在其三角形结线的一次绕组形成环流，不致注入高电压电网中去，

54、这较之一次绕组接成星形结线的Yyn0联结变压器更有利于抑制高次谐波电流。Dyn11联结变压器的零序阻抗较之Yyn0联结变压器的小的多，从而更加有利于低压单相接地短路故障的保护和切除。当接用单相不平衡负荷时，由于Yyn0联结变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%，因而严重限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分发挥。为此GB50052-95规定，低压为TN与TT系统时，宜于选用Dyn11联结变压器。Dyn11联结变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0联结变压器大。这在现代供电系统中单相负荷急剧增长的情况下，推广应用Dyn11联

55、结变压器就显的更有必要。本小区以住宅为主，所以单相220V供电为主，系统负荷就需要承受单相不平衡能力较强的变压器，所以本小区的所有变压器均采用Dyn11联结变压器。具体参数见表4-1。SCB11型号的变压器属于S11系列的干式变压器，目前正在被推广使用，与普通式S9油浸式变压器相比较，800kVA的SCB11变压器其空载损耗只有S9产品的1/41/5。据统计，800kVA的SCB11变压器比S9变压器每年可节约的空载损耗电量为9636kwh，在目前电力资源紧缺的情况下，更有利于被推广。且SCB11噪音极小，具有难燃、防潮、防尘的性能，故在高层的居民住宅小区更有利于被采用。综上所述，技术指标上S

56、CB11 明显优于S9，虽然SCB11变压器在初投资的造价中约是S9变压器的一倍，但整体的性价比却高于S9。因此，本小区选择SCB11干式变压器，其具体参数见表4-2。表4-2 变压器的具体参数变压器型号SCB11800/10容量800kVA接线组别Dyn11额定电压10/0.4kV额定电流46.2/1155A数量12具体干式变压器的规格技术参数和价格可以向变压器厂家咨询，推荐厂家：甬嘉变压器、江山变压器厂。第五章 变配电所所址、型式的确定5.1变配电所任务变电所负担着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。显然，变配电所是工厂供电系统的枢纽，

57、在工厂中占有特殊重要的地位。5.2所址的选择参考机械工业出版的工厂供电简明设计手册第三章第一节，变电所所址、形式选择的一般原则为：尽量靠近负荷中心；尽量靠近电源侧；进出线方便；尽量避开污染源，或设在污染源的上风侧；尽量避开振动、潮湿、高温以与有易燃易爆危险的场所；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设污染源盛行风向的风下侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不易与上述场所相贴邻；应设在有爆炸危险环境的正上方和正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上放和正下方；不应设在地势低洼和可能有积水的场所；高压配电所宜与邻近的变电所合建。其中，尽量靠近符合中心是选择变配电所址的

58、一条很重要的原则，但不是唯一原则；最终确定所址，应从住宅小区的实际出发，全面考虑，除尽量靠近负荷中心外，还应兼顾其它原则，应将靠近电源侧也作为一条重要原则。本小区属于高标准住宅小区，以高层建筑为主，不宜设置有可燃性油的电气设备的配电所和变电所。5.3形式的确定查阅设计资料电世界2002年第8期，由电力公司松江供电分公司的清奇编写的配电网自动化在住宅小区的应用中介绍箱试变电站是配电网自动化的主要设备，它将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定接线方案有机的组合在一起。箱变的采用可达到将10kV线路深入到负荷中心，降低线损耗的目的，同时少占用土地资源，是最经济、方便、有效的设备之一。箱变的主

59、要类型有组合式变电站（即欧式箱变）和预装式变电站（即美式箱变）。在住宅小区中主要采用组合式变电站。欧式箱变引入我国较早，已有十多年的制造运行经验，技术上较成熟，国产化率也较高。欧式箱变在结构上相当于半个三型变电站。从运行安全上讲，三型站中电力系统运行安全所需的保护功能，欧式箱变均可具备，且由于箱式变用于户外，故箱变的许多电气开关元件的技术参数往往高于同容量的室变电站。只要在安装和选型时按规执行，产品有质量保证，长期的安全运行是不成问题的。目前欧洲各国已有成千上万台箱式变安装在户外，长期运行情况良好。欧洲每年箱式变的产量已占配电变压器产量的70%左右，而国有许多场合如机场、高速公路、码头、矿山、油田与野外建筑施工中，也大量使用欧式箱变，有着成熟的运行经验。近年来，我国的一些住宅小区也开始选用欧式箱变，取得了较好的效果。此外，欧式箱变采用环网开关单元供电时，可省去高压配电开关站，大大节约占地和造价。因欧式箱变的变压器室是相对独立的，而且400630kVA的箱变