住宅小区供配电设计培训课件(国网)-带案例讲解

住宅小区供配电设计（国网）

——以高安市金象御景住宅小区为例讨论

XXX有限公司XXX1目录第一章：设计依据、规范规程及思路第二章：负荷计算、箱变容量及台数确定第三章：高低压电缆型号的选择2第一章：设计依据、规范规程及思路GB50053-2013《20kV及以下变电所设计》GB/T50217-2018《电力工程电缆设计规范》

GB50054-2011《低压配电设计规范》GB50057-2016《建筑物防雷设计规范》GB/T36040-2018《居民住宅小区电力配置规范》江西省新建住宅供配电设施建设标准国家电网公司380220v配电网工程典型设计（2018年版）

国家电网公司配电网工程典型设计10kV电缆分册（2016年版）

国家电网公司配电网工程典型设计10kV配电站房分册（2016年版）

国家电网公司配电网工程典型设计10kV架空线路分册（2016年版）

国家电网公司配电网工程典型设计10kV配电变台分册（2016年版）3住宅建筑常用术语环网柜：指以环网供电单元(断路器、负荷开关和熔断器等）组合成的组合柜，称为环网供电柜，简称环网柜；箱式变电站：指把配变、高压设备、低压设备装在一个箱体内的组合配电设备，简称箱变。含环网供电单元的称组合式箱变；配置系数：指配置变压器的容量（kV*A）或低压配电干线馈送容量（kV*A）与用电负荷（kW）之比值；商住楼：下部商业用房与上部住宅组成的建筑。低层住宅：一至三层的住宅；多层住宅：四至六层的住宅；中高层住宅：七至九层的住宅；高层住宅：十层及以上的住宅(>27m居住类建筑)。4

供电方案批复及收资供电方案批复：需拿到国网供电公司营销部小区供电方案的答复单；收资情况：1、城建规划总平面施工图；2、每栋楼电气施工图；3、地下室电气施工图;4、设计委托书等。5供电方案批复6设计基本思路7接入系统方案：供电电源T接点已明确，进线方案已确定，勘察时需注意T接点位置，看是否有跨马路、过桥、是否有原有通道等；高压供电方式，根据江西地方标准，小区新建住宅区高压供电采用环网柜、箱变与配电站方式供电，户表为单电源，保安为双电源（一用一备）；户表变压器环网供电，可两两联络，勘察时需注意是否有合适的位置；计量方式：确定公变高供低计，专变高供高计，需注意产权分界点。电缆选型：根据江西地方标准，电缆选用ZR-YJV22-8.7/15kV型；低压电力电缆选用ZR-YJV22-0.6/1kV型。本工程设计范围：1、公变部分：由10kV电源点起至用户端计量表计止。2、专变部分：由10kV电源点起物业专变、保安专变高压侧止。负荷分类8根据负荷在实际应用中所处地位的重要性不同，用电负荷可以分为下述三类。第一类负荷：凡因突然中断供电，可能造成人生伤亡事故或重大设备损坏，长期才能恢复的。第二类负荷：凡因为突然停电会造成大量废品、产量显著下降或企业内运输停顿。第三类负荷：是指除一类、二类负荷外的其他负荷。本工程主要包含高层普通住宅、多层住宅、商铺、车库等，属于规范规定的二级负荷。本次小区户表为三级负荷，保安为二级负荷，二级负荷采用双回路供电，每回线路能承受100%的负荷，双电源用户一般采用一路电源供电、一路电源备用的供电方式。一般不采用专线供电方式。在正常情况下，用户的10千伏侧不能并列运行。供电条件及方案了解供电方案，确定供电电源1、接入系统方案：根据供电方案，主供电源由#11两进六出环网柜922接入，保安电源由#11两进六出环网柜912接入，即可同路径埋管敷设；2、主供电源敷设至小区环网柜，环网柜一部分出线向各箱变供电，环网柜一部分出线至物业专变、保安专变供电，在出线前设置产权分界点讲量箱，由讲量箱引出电缆至物业专变高压进线柜AH1、保安专变高压进线柜AH1；（专变一般设置在小区地下配电室）3、备用电源敷设至小区引入地下室至配电室保安高压进线柜AH2，与AH1高压进线柜形成电气与机械联锁；（见下图10kV主接线系统图）91010kV主接线系统图第二章：负荷计算、箱变容量及

台数确定根据《居民住宅小区电力配置规范》GB/T36040-2018规定，每套住宅用电负荷的选择不宜低于下表：当单套住宅建筑面积大于140m²时，超出的建筑面积可按30W/m²~40W/m²计算用电负荷.11套型建筑面积S/m2用电负荷/KWAS≤606B60<S≤908C90<S≤14010小区概况

及总图12本次工程为高安市金象房地产“金象御景”商住小区配电工程，小区共17栋，合计住户912户。其中：多层楼共13栋，为1#、2#、3#、5#为7层、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#、16#楼为9层（绿色部分）；高层楼共4栋，分别为15#、17#为11层、18#、19#楼为25层。（红色部分）；其中6#（一层为复式）15#（一层为商铺）18#（一层单元1、2为物业）。箱式变电站*江西省新建住宅供配电设施建设标准1箱式变电站容量不宜大于630kVA；2箱式变电站应选用耐腐蚀外壳、通风良好、门锁可靠免维护的设备；GB/T36040-2018《居民住宅小区电力配置规范》（配电变压器）9．1居民住宅小区配电变压器位置应靠近负荷中心，低压供电半径不宜超过200m；变压器容量和台数，应满足安全、可靠、经济运行的需要。9．2居民住宅小区配电变压器宜在配电站内固定安装，不宜采用柱上安装形式。9．3居民住宅小区配电变压器宜采用两台一组为供电单元设置，负载率不宜超过65％。9．4设置于配电站内的单台变压器容量不宜超过1000kVA。如规划许可或受环境条件制约需采用柱上安装形式，变压器容量不宜超过400kVA。9．5设置在住宅建筑内的配电变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性气液体绝缘变压器。13变压器容量计量（1）一、负荷计算方法：来源{《工业与民用配电设计手册》第一章}1.需要系数法：用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。2.利用系数法：采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际。适用于工业企业电力负荷计算，但计算过程稍繁。3.单位面积功率法、单位指标法、单位产品耗电量法：前两者多用于民用建筑，后者适用于某些工业建筑。在用电设备功率和台数无法确定时，或者设计前期，是确定设备负荷的主要方法。例如：单位面积功率法，单位面积功率(W/m2)x建筑面积(m2)单位指标法，单位用电指标(W/户；W/人)x单位数量(户数；人数)14变压器容量计量（2）单位面积功率法、单位指标法、单位产品耗电量法多用于设计前期、可研和方案设计阶段；需要系数法、利用系数法多用于初步设计、施工图设计阶段。二、字母代表含义：Ue：额定电压kVSe：额定视在功率kVAPe：额定有功功率(设备容量)kWPjs：计算有功功率(计算容量)kWQjs：计算无功功率kVarSjs：计算视在功率kVAIjs：计算电流AKx：需要系数(查表：工业与民用配电设计手册第一章第三节表1-1~1-4）cosφ：功率因数15变压器容量计量（3）KΣp、KΣq：有功功率、无功功率同时系数，简化计算时，KΣp和KΣq可都取KΣp。配电所分别取0.85~1和0.95~1。总配电所分别取0.8~0.9和0.93~0.97。△P0：变压器空载有功功率损耗△Q0：变压器空载无功功率损耗△Sjs0：变压器空载视在功率损耗tgΦ1：补偿前计算负荷功率因数角的正切值tgΦ2：补偿后功率因数角的正切值Qc：无功补偿容量qc:无功功率补偿率16变压器容量计量（4）三、需要系数法进行负荷计算和变压器容量选择基本公式：1.变压器容量选择(1)Pjs=Kx·Pe(kW){计算有功功率=需要系数·额定有功功率}(2)Qjs=Pjs·tgΦ(kVar){计算无功功率=计算有功功率*计算负荷功率因数角的正切值}2.变压器补偿前低压侧总计(1)Pjs总=KΣp·ΣPjs1+……Pjsn{计算有功功率总=有功功率同时系数·Σ额定有功功率}(2)Qjs总=KΣq·ΣQjs1+……Qjsn{计算无功功率总=无功功率同时系数·Σ额定无功功率}17变压器容量计量（5）3.无功补偿容量补偿后功率因数cosΦ为常数，一般要求达到0.9以上（GBT36040-2018居民住宅小区电力配置规范要求不低于0.9），常取0.92、0.95等(可根据具体工程的要求取值)，通过计算得到无功补偿容量Qc。实际设计中常取变压器容量的30%。4.变压器空载损耗的计算：△P0=0.01Sjs总{空载损耗有功功率=0.01计算视在功率总}△Q0=0.05Sjs总{空载损耗无功功率=0.05计算视在功率总}5.校验变压器负载率太低时建设费用大；运行费用高；损耗大；占用系统容量资源大；无功损耗大；功率因数很低。负载率太高，缩短变压器的寿命，可能发生过负荷情况。所以一般取70%-85%之间，民用建筑电气设计规范中规定是85%。但如果采用两台一组时，负荷率不宜超过65%。18公变负荷统计表（1）191#公变负荷统计表用途额定功率需要系数功率因数功率因数正切有功功率无功功率视在功率备注高层Pe(kW)KxcosφtgφPjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kV.A)18#4800.280.900.48134.4065.0925层4800.280.900.48134.4065.094700.280.900.48131.6063.744700.280.900.48131.6063.74合计1900.00532.00257.66591.11同时系数Ky=0.90Kw=0.95478.80244.78电容补偿200.00电容补偿后478.8044.78480.89变压器损耗4.8124.04变压器损耗后0.99483.6168.82488.48变压器容量630负载率0.78变压器容量选1台630kVA公变负荷统计表（2）202#公变负荷统计表用途额定功率需要系数功率因数功率因数正切有功功率无功功率视在功率备注高层Pe(kW)KxcosφtgφPjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kV.A)19#4800.280.900.48134.4065.0925层4800.280.900.48134.4065.094800.280.900.48134.4065.094800.280.900.48134.4065.09合计1920.00537.60260.37597.33同时系数Ky=0.90Kw=0.95483.84247.35电容补偿200.00电容补偿后483.8447.35486.15变压器损耗4.8624.31变压器损耗后0.99488.7071.66493.93变压器容量630负载率0.78变压器容量选1台630kVA公变负荷统计表（3）213#公变负荷统计表用途额定功率需要系数功率因数功率因数正切有功功率无功功率视在功率备注Pe(kW)KxcosφtgφPjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kV.A)10#1800.280.900.4850.4024.419层10#1800.280.900.4850.4024.419层12#1800.280.900.4850.4024.419层12#1800.280.900.4850.4024.419层15#2000.280.900.4856.0027.1211层15#2000.280.900.4856.0027.1211层合计1120.00313.60151.88348.44同时系数Ky=0.90Kw=0.95282.24144.29电容补偿160.00电容补偿后282.24(15.71)282.68变压器损耗2.8314.13变压器损耗后1.00285.07(1.58)285.07变压器容量500负载率0.57变压器容量选1台500kVA公变负荷统计表（4）224#公变负荷统计表用途额定功率需要系数功率因数功率因数正切有功功率无功功率视在功率备注Pe(kW)KxcosφtgφPjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kV.A)13#1800.280.900.4850.4024.419层13#1800.280.900.4850.4024.419层16#1800.280.900.4850.4024.419层16#1800.280.900.4850.4024.419层17#2200.280.900.4861.6029.8311层17#2200.280.900.4861.6029.8311层合计1160.00324.80157.31360.89同时系数Ky=0.90Kw=0.95292.32149.44电容补偿160.00电容补偿后292.32(10.56)292.51变压器损耗2.9314.63变压器损耗后1.00295.254.07295.27变压器容量500负载率0.59变压器容量选1台500kVA公变负荷统计表（5）235#公变负荷统计表用途额定功率需要系数功率因数功率因数正切有功功率无功功率视在功率备注Pe(kW)KxcosφtgφPjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kV.A)1#1400.280.900.4839.2018.997层1#1400.280.900.4839.2018.997层1#1400.280.900.4839.2018.997层3#1400.280.900.4839.2018.997层3#1400.280.900.4839.2018.997层7#1800.280.900.4850.4024.419层7#1800.280.900.4850.4024.419层9#1800.280.900.4850.4024.419层9#1800.280.900.4850.4024.419层合计1420.00397.60192.57441.78同时系数Ky=0.90Kw=0.95357.84182.94电容补偿160.00电容补偿后357.8422.94358.57变压器损耗3.5917.93变压器损耗后0.99361.4340.87363.73变压器容量500负载率0.73变压器容量选1台500kVA公变负荷统计表（6）246#公变负荷统计表用途额定功率需要系数功率因数功率因数正切有功功率无功功率视在功率备注Pe(kW)KxcosφtgφPjs(kW)Qjs(kVar)Sjs(kV.A)2#1400.280.900.4839.2018.997层2#1400.280.900.4839.2018.997层5#1400.280.900.4839.2018.997层5#1400.280.900.4839.2018.997层6#1600.280.900.4844.8021.709层6#1600.280.900.4844.8021.709层8#1800.280.900.4850.4024.419层8#1800.280.900.4850.4024.419层11#1800.280.900.4850.4024.419层11#1800.280.900.4850.4024.419层合计1600.00448.00216.98497.78同时系数Ky=0.90Kw=0.95403.20206.13电容补偿160.00电容补偿后403.2046.13405.83变压器损耗4.0620.29变压器损耗后0.99407.2666.42412.64变压器容量500负载率0.83变压器容量选1台500kVA专变负荷统计表（例）25小区容量计算结果1、住宅变压器总设计安装容量：

630*2+500*4=3260kVA2、物业变压器设计安装容量：800*2=1600kVA3、保安变压器设计安装容量：800*1=800kVA4、总容量：3260+1600+800=5660kVA本期工程批复用电总容量4953kW（其中保安681KW,户表2784KW，物业1488KW）,本小区设计总装机容量为5660kVA。备：为便于管理，减少配变的规格型号，城区内10kV箱变容量尽量统一选用500、630kVA两种。26箱变供电

范围271#630kVA箱变：供18#楼，与2#630kVA箱变形成低压联络；2#630kVA箱变：供19#楼，与1#630kVA箱变形成低压联络；3#500kVA箱变：供10#楼、12#楼、15#楼，与4#500kVA箱变形成低压联络；4#500kVA箱变：供13#楼、16#楼、17#楼，与3#500kVA箱变形成低压联络；5#500kVA箱变：供1#楼、3#楼、7#楼、9#楼；与6#500kVA箱变形成低压联络；6#500kVA箱变：供2#楼、5#楼、6#楼、8#楼、11#楼；与5#500kVA箱变形成低压联络。设备位置281#630kVA箱变：供18#楼，与2#630kVA箱变形成低压联络；2#630kVA箱变：供19#楼，与1#630kVA箱变形成低压联络；3#500kVA箱变：供10#楼、12#楼、15#楼，与4#500kVA箱变形成低压联络；4#500kVA箱变：供13#楼、16#楼、17#楼，与3#500kVA箱变形成低压联络；5#500kVA箱变：供1#楼、3#楼、7#楼、9#楼；与6#500kVA箱变形成低压联络；6#500kVA箱变：供2#楼、5#楼、6#楼、8#楼、11#楼；与5#500kVA箱变形成低压联络。箱变类型选择（1）目前国内10kV及以下配网主要采用的变压器类型有：油浸式配电变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非晶合金铁心变压器，浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器。非晶合金铁心变压器主要优点是空载损耗低，它的空载损耗值比同容量的新S9型配电变压器降低75%左右，节能效果非常明显。当前此类变压器的材料主要依赖进口，但价格较高，相比S9系列变压器要高1.5倍左右。故本次设计采用S11变压器。国内配网主要应用的箱式变有两类：美式箱变、欧式箱变。在实际应用中，美式箱变主要用在建设空间不足、地域狭窄的位置，故本次设计采用欧式箱变。29箱变类型选择（2）30型号额定容量额定电压及分接头接线组别箱式变压器YBMS11-630kVA10±2*2.5%/0.4Dyn11箱式变压器YBMS11-500kVA10±2*2.5%/0.4Dyn11欧式箱变为模块化结构布局，将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置三个不同的隔室内、通过电缆或母线来实现电气连接，所用高低压配电装置及变压器均为常规的定型产品。外形美观大方，内部操作空间较大，安装操作比较方便，易于后期检修维护，一般为商住小区配电工程的首选。高压侧应配备带电显示器和接地故障指示器，高压进线负荷开关，出线负荷开关；低压进线开关选用四级框架式断路器，低压出线开关选用塑壳断路器，并具备漏电保护；无功补偿容量按变压器容量的30%考虑，并能按无功需量自动投切。箱变内安装一块1.5-6A三相智能电度表和集中器，为计量考核作用。空开、塑壳、框架、断路器区别（1）31断路器断路器，是上述所有名词的统称。断路器，是指能够接通、承载和分断电路中的电流的一种机械开关。注意，断路器最大的特性有两个，其一是能够切断电流，其二是内部装有灭弧装置。有些开关，如闸刀开关，虽然能够切断电流，却没灭弧装置，就不能称之为断路器。断路器的分类依据有很多，其中，提到最广泛的，就是根据绝缘介质和电流分类。根据绝缘介质，可分为空气断路器和真空断路器；根据电流，分成微型断路器、塑料外壳式断路器和框架式断路器。空开、塑壳、框架、断路器区别（2）32空开即空气开关的简称，又叫做空气断路器。与之相对的是真空断路器。二者的区别在于，空气断路器的灭弧装置，是依靠拉长电弧（电弧就是电火花），再依靠空气冷却进行灭弧。而真空断路器，是依靠内部真空泡灭弧。知识扩展：PZ30是一种配电箱的型号，里面装的微型断路器。空开、塑壳、框架、断路器区别（3）33真空断路器空气断路器由于内部结构长期与空气接触，且灭弧装置结构复杂，很容易受到温度、湿度的影响和空气的侵蚀。而真空断路器内部结构简单，完全与空气隔绝，故而故障率和寿命都比空气断路器的要优质。当然，真空断路器的价格也非常可观。我们日常用到的，一般都是空气开关，故常叫“空开”，“真空开关”专业术语中常用。空开、塑壳、框架、断路器区别（4）34微型断路器、塑壳断路器、框架断路器按照电流分，又可分为微型断路器(微断/小空开MCB)、塑壳断路器(MCCB)、框架断路器(万能断路器ACB)。注意，这三者，同属于低压断路器的范畴。微型断路器电流不超过63A。塑壳断路器，电流不超过630A。框架断路器，电流不超过4000A。塑壳断路器由于可通过的电流大小不同，相应的，内部结构的大小也不同，导致外形大小也相应的变大或变小。框架断路器此外，在分合闸的操作方式上，也多有变化。一般微断和塑壳断路器的操作方式比较单调。而框架断路器由于体形较大，单纯的机械分合闸比较困难，因此引入了电磁铁、电动、手柄等各种操作方式。35塑壳、框架断路器第三章：高压低电缆型号的选择1、电缆和各级电压设备引线按持续允许电流选择导体截面，按电压损失校验电缆截面。计算公式，敷设在空气中和土壤中的电缆和各级电压设备引线允许载流量按下式计算：KIμ≥ImaxImax=1.05Pj/（√3UecosΦ）=1.05S/√3/Ue式中Imax——导体回路持续工作电流（A），Iμ——电缆在标准敷设条件下的额定载流量（A）相应于导体在某一运行温度、环境条件及安装方式下长期的载流量(A)K——不同敷设条件下综合校正系数Pj——计算功率(kW)S——容量（kVA）Ue——额定电压(V)3610kV电缆载流量表37序号导体标称截面电缆近似外径电缆近似重量20℃直流电阻电缆载流量短路电流在空气中直埋土壤中导体屏蔽层铜带铜丝1mm2mmkg/kmΩ/kmAAKAKAKA23×505343960.3871651807.312.958-33×705751980.26821022010.22.958-43×956263500.19335526513.82.958-53×120657257042.958-63×1506983830.12433034021.72.958-73×1857297410.099137538026.72.958-83×24078118540.075443543534.63.301-93×30084148610.060149548543.13.301-电流计算与导体选择38设备设备容量最大持续工作电流Imax导体选型导体载流量主供电源至环网柜5660kVA327AZR-YJV22-8.7/15kV-3*240435A环网柜-1#箱变1260kVA73AZR-YJV22-8.7/15kV-3*70220A环网柜-3#箱变1000kVA58AZR-YJV22-8.7/15kV-3*70220A环网柜-4#箱变1000kVA58AZR-YJV22-8.7/15kV-3*70220A1#箱变-2#箱变630kVA36AZR-YJV22-8.7/15kV-3*50180A3#箱变-4#箱变500kVA29AZR-YJV22-8.7/15kV-3*50180A5#箱变-6#箱变500kVA29AZR-YJV22-8.7/15kV-3*50180A物业专变1600kVA92AZR-YJV22-8.7/15kV-3*70220A保安专变800kVA46AZR-YJV22-8.7/15kV-3*70220A一次电流和二次电流的计算39一次电流：一般指变压器输入侧线圈的电流。二次电流：一般指变压器输出侧线圈的电流。一次电流和二次电流怎样计算1、三相变压器电流的计算公式I=S/(根号3*U)，式中：U：是变压器的线电压，kV;S：是变压器的视在功率(kVA)。2、变压器电流经验口算法：一次电流I≈S*0.06二次电流I≈S*1.5例如：一台500kVA的变压器10/0.4;计算一次电流和二次电流为：a.用电流公式I=S/(根号3*U)I=500/根号3*10=500/17.32≈28.8AI=500/根号3*0.4=500/0.69=724.6Ab.用变压器电流经验口算公式计算：I=500*0.06≈30AI=500*1.5=750A例如：一台800kVA10/0.4kV变压器，按一，二次电流计算，各种负荷电流是多少?解：一次电流I=S*0.06=800*0.06=48A二次电流I=S*1.5=800*1.5=1200A低压配电方式（1）40根据对供电的可靠性的要求、变压器的容量及分布、地理环境等情况、高压配电系统宜采用放射式、也可采用树干式、环式及其他组合方式。A放射式：接线是由用电点向电源处放射，每一用电点接有两个以上的电源。放射式供电方式可靠性高，故障发生后影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但是造价较高；B树干式：接线是由电源引出干线，同时向若干个用电负荷供电。高压供电树干式接线供电方案，线路最简单，投资最少，但是事故影响范围较大，供电可靠性较差；C环式：接线是由同一电源供电。在正常情况下，一般为开环运行，需找故障时要中断供电适用于二、三负荷供电。低压配电方式（2）41电能计量方式42当每套住宅用电容量在12kW及以下时,应采用单相供电到户计量方式;每套住宅用电容量超过12kW时,可采用三相供电到户计量方式。计量表计集中安装时,应采用多户表箱,除满足该处居民用电计量需求外,应预留一只远程自动抄表装置表位遥多户表箱不宜安装在户外。同一电能计量箱内的电能表不宜超过12只。电能表的安装:1多层住宅一般以单元为单位集中安装，一个单元超过12户时宜分层安装；2高层及以上住宅电能表宜每层安装。典型设计方案（1）配电方式：树干式干线形式：母线、预分支电缆或电缆分支方式：插接箱、预支接头、电缆T接箱、穿刺线夹表箱每三层一个，或按不超12块表控制标清相序，并注意轮换43典型设计方案（2）配电方式：放射式干线形式：母线、电缆分支方式：电缆分支表箱每三层一个，或按不超12块表控制44典型设计方案（3）配电方式：放射式干线形式