《住宅小区供配电设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《住宅小区供配电设计.docx（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、摘要我国当今已成为世界上数一数二的发电大国与用电大国，虽然我国年发电量在全世界 排名靠前，但是由于我国人口基数大，因此我国的人均电能拥有率仍然居于世界靠后的地 位，因此我国到今天为止依旧在大力的完善供电系统。我们都知道，对于供电系统而言， 变电所是其最为重要的组成部分之一，其作为发输变电与供配电之间的桥梁，其有着非常 重要的作用。本次设计通过对小区供配电系统的设计，对降压变电站相关的问题进行分析 与研究。本文通过模拟小型社区用电和走访自住小区物业配电站进行设备观察相结合的方式 进行供配电设计的研究，结合相关教材以及相关文献的方式进行理论知识的学习，同时通 过对模拟工程图纸的研究进行实践性的规划
2、，最后通过对住宅小区的负荷计算、短路计算 等相关参数进行计算与分析，最终选定相应的变压器、配电电气元件等完成完整的变电站 设计。关键词：负荷计算，短路计算，设备选择，设计A_D_Dd12号楼12号楼的建筑面积为800平方米，根据建筑电气常用数据，公共用房的用 电指标为70lOOW/m?,因此我们去用电指标为90W/m2 o需用系数取0.8, 8ssD_Dd有功计算负荷P0=800*90=72kWP30=K P=0.8x72=57.6W无功计算负荷x0.75=43.2kvarQ3o =布 tancp视在计算负荷S30 = Rs(p表2-5负荷计算表序 号用电设备名称设备总 容(kW)IQCOS0
3、tan计算负荷Pso(kW)Q3o(kvar)S3o(kV A)11160.410.90.4847.5622.8352.8421160.410.90.4847.5622.8352.8431160.410.90.4847.5622.8352.8441160.410.90.4847.5622.8352.8451160.410.90.4847.5622.8352.8461160.410.90.4847.5622.8352.8471160.410.90.4847.5622.8352.8481160.410.90.4847.5622.8352.8493820.40.90.48152.873.34169.
4、78103820.40.90.48152.873.34169.7811450.90.90.4840.519.444512720.80.80.7557.643.272总计198.08110.6乘以同时系数同时系数均取0.9178.2799.54204.18所有公寓楼的计算负荷为：P| =0.9* (47.56*8+152.8*2+40.5+57.6) =784.18W,Q|=Q9* (22.83*8+73.34*2+19.44+43.2) =391.96kvar,S=876.68kVA；h /i .732*Un =876.68/L732*0.38= 1332.02A公共区域公共区域有公共照明，电
5、梯，水泵，锅炉、消防，以及废水处理等部分。本次设计供10栋住宅楼，18号楼为6层建筑，每个建筑设置一部电梯，9、 10号为高层建筑，每个建筑设置两部电梯，停车场设置4部电梯，每部电梯功 率为10kW。其需用系数取 0.22, cos=0.80, tan =0.75有功计算负荷(1*8+2*2+4) *10=160kWP30=K P=0.22x160=35.2kW无功计算负荷Q30 =布 tancp视在计算负荷s30 = Rs(p44 kV A锅炉房共有两台锅炉，每台装机容量为85kW,其需用系数取0.7, cos 0 =0.80, tan 0 =0.75有功计算负荷P185*2=190kWP3
6、o= K P=0.7x190=133kW无功计算负荷Q3o =布 tancp_x0.75=99.75kvar视在计算负荷S30 = Rs(p166.25 kV A水泵房共有4台水泵及两台排污泵，每台水泵装机容量为38.5kW,每台排 污泵装机容量为55kW,其需用系数取0.8, cosO=0.80, tanO=0.75有功计算负荷P138.5*4+55*2=264kWP30=K P=0.8 x 264=211.2kW无功计算负荷Q3o =布 tancpDx0.75=158.4kvar视在计算负荷S30 = Rs(pD_Dd公共照明包含广场照明，景观照明等公共用地的照明，本次设计按照150kW
7、的容量进行计算，其需用系数取1, cos0=l, tan。：。有功计算负荷Pp = 150kWP30 = K P=lx150=150kW无功计算负荷Q3o =布 Wns(pD_Dd消防用电的功率我们按照120kW计算，其需用系数取1, cos。 tanO=0廊坊评算负荷P二 120kW=lx120=150kW%昉博贸卿视在计算负荷S30 = RS(PD_Dd表2-6公用设备负荷计算表序号用电设备名 称设备总 容(kW)KdCOS0tan计算负荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kV A)1电梯1600.220.80.7535.226.4442锅炉房1900.70.80.7513399.7
8、5166.253水泵房2640.80.80.75211.2158.42644公共照明15011015001505消防负荷1201101200120总计617.72260.79乘以同时系数同时系数均取0.9555.95234.71603.46P| =0.9* (35.2+133+211.2+150+120) =584.46W,Q=0.9* (26.4+99.75+158.4+0+0) =256.1kvar,S =638.llkVA；整个小区的计算负荷为pn =584.46+784.18= 1368.64kW,Qll =256.1 +391 96=648.06kvar,S|i5i4.32kVA；h
9、 二S|/l732*Un=1514.32/L732*038=2300.77ACos二 P|/S|=1368.64/1514.32=0.902.3无功补偿要使功率因数由cs0提高到cos”,可以得到装设无功补偿的相关容量的公式如下:(2-6)或(2-7)式中,称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使IkW的有功功率由8s9，所需要的无功补偿容量kvar值。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 电容器的个数，即Qcn =-Qc(2-8)由上式计算所得的电容器个数n,对于单相电容器来说，因取3的倍数，以便 三相均衡分配。无功补偿后的工厂计算负荷Q30 =
10、Q301 Q(2-9)补偿后总的视在计算负荷(2-10)无功补偿容量根据任务书要求高压侧的cos。大于等于0.92,这里取cos。 =0.92Qc = 1368.64*Vtanarccos0.90ltanarccos0.92=330.53kvar取 0=360kvar补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为S(o =71368.642 +(648.06 I 360)2 = i398,63kvar变压器的功率损耗为=0.01*1398.63 =13.99kWI Qy=0.05*1398.63 =69.93kvar变电所高压侧的计算负荷为P 祟=1368.64+13.99=1382.63kWQ30 =2
11、88.06+69.93=357.99kvarS30 =1382.632 + 357.99 =1428.22kV , A补偿后的功率因数为cos9，=1382.63/1428.22=0.97这一功率因数满足要求因此无功补偿器选择并联电容的方法：若选择容量为30kvar/台的电容器做无功补偿，可得所需电容器的台数N为:取N=3,因为考虑三相平衡，故选择3的倍数则实际的无功补偿功率。电容器型号为CLMD4/30kvaro2.4本章小结本章通过需用系数法得到了无功功率、有功功率、视在功率、功率因数的具 体数值，根据得到的数值进行无功补偿的计算，使得无功补偿后的功率因数值大 于09。满足国家规范对于供配
12、电的设计要求。第3章 变压器选择及相关线路设计根据前章所述，我们得到了最终的视在功率的容量，通过视在功率的大小我 们可以初步判断选择变压器的台数以及容量的大小，本章根据计算数据以及实际 情况进行具体分析对变压器进行选型。并且根据变压器的台数以及容量和电压等 级，我们可以选择不同的主接线形式进行比较分析，最终选择最合适的方式。由 此可以准确的绘制出相应的短路电路图，通过标幺值法进行短路计算，最终确定 短路参数网。3.1 变压器选择就相数而言，变压器可以分为单相变压器以及三相变压器两种，两种变压器 各有其优缺点，需要我们根据实际的工程情况以及使用目的来合理的选择。对于 三相变压器来说，其体积较之单
13、相变压器要大很多，但是其既可以提供三相电， 也可以提供单相电，在造价上来说，三相变压器的性价比相对较高，所以很多大 的工程都会选用三相变压器来作为主变压器使用；对于单相变压器而言，其体积 更小，运输更为方便，但是单台的单相变压器只能够提供单相电，但是，三台单 相变压器可以组成一台三相变压器，我们将其组成的三相变压器称之为组合式三 相变压器，但单相变压器的容量普遍偏小，所以其使用的局限性较大，根据上述 分析，本次设计的变压器选择三相变压器作为主变压器【叫对于变压器台数的选择普遍遵循的原则如下：当用户有大量的一级负荷或者 二级负荷的情况下、负荷的改变较多的情况下、集中负荷较大的情况下我们选择 两台
14、或者两台以上的变压器，其余情况我们可以选择只装设一台变压器。变压器的选择需要根据负荷大小来确定，其最佳的运行区间是其额定容量的 60%70%,其台数的确定需要根据具体的工程情况来确定，一般情况下，二级 负荷和一级负荷需要两台变压器同时运行，互为备用以保障供电的可靠性。同时, 在考虑变压器选择的时候，还需要为今后的扩建预留相应的容量。如果所带负荷中一、二级的负荷占比较重，则选用两台变压器；若负荷较大, 如大于1250kVA,选用两台变压器，其余情况只需选择一台变压器即可。变压器的容量是根据负荷的容量来决定的，变压器的容量不得小于所有一二 级负荷之和。本次设计所带负荷为1449.7kVA,选择一台
15、1600kVA的变压器即可满足设 计要求。由于本次的设计选择的是双母线分段接线方式，因此选择两台相同型号 的变压器互为备用以保障用电的安全性以及可靠性，当一台变压器维修或故障 时，另一台变压器可以带起所有负荷用以供电。由于一般工程做法，变电所等一般设置在公共停车场地下部分，只要设置好 相关的防水散热等措施即可，因此，本次在地下停车场设置变配电室，总进线埋 地引致变配电室。3.2 主接线计算由于本次设计所设计的供电负荷等级为10kV,并且所带负荷并不大，因此 我们不选择双母线相关的主接线方式，又因为，楼宇有对应的应急负荷要求，因 此，必须采用二级负荷，因此本次设计拟采用单母线分段方式进行供电，即
16、保证 了供电的可靠性，又满足了经济的合理性。3.3 短路计算本次设计采用单母线分段接线，短路点选取如图3-1所示。基准值：Sd=i00MV-A,Udl=10kV, Ud2=O.38kV, Soc =500 MV.A“=(1+5%)5所以Ui=10.5kV, Uf2 =0.4kVS/Wc解得：Idi=100 MV A/18.19=5.5kA第1章绪论1.1 课题的研究背景及意义我国当今已成为世界上数一数二的发电大国与用电大国，虽然我国年发电量 在全世界排名靠前，但是由于我国人口基数大，因此我国的人均电能拥有率仍然 居于世界靠后的地位，因此我国到今天为止依旧在大力的完善供电系统。我们都 知道，对于
17、供电系统而言，变电所是其最为重要的组成部分之一，其在供电系统 中扮演着无可替代的角色。变电所的发展仰仗着相关学科以及计数的持续高速发展，随着工业的进步， 越来越多的自动化产品面世，同时人们对变电所自动化的要求也越来越高。当今 无人值守的变电所越来越多的出现在我们的生活中。自动化水平的提高带来的不 仅仅是人为参与的减少，更多的是其事故率、故障率、差错率的降低。因此， 人们开始研究在变电所分配电能的时候，如何能够使电能更加有效的被利用，如 何能够保证整体供电的可靠性与安全性。因此，本次设计选择变电所的设计，希 望通过该设计，能够充分的了解安全可靠的供电对企业的重要意义。1.2 变电站发展现状变电站
18、由原有的有人值守的模式逐步向无人值守的智能化变电站进行过度， 越来越多的变电站开始引入智能化的产品来实现变电站的自动化，通过自动化的 监测来减少变电站故障的产生以及人员的大量投入。随着当今社会电子产品、家电、电动汽车等行业的发展，对于电能的需要越 来越大，变电站作为供配电的中间环节起着至关重要的作用。对于变电站的二次 设备主要由继保、测量仪表、控制屏等相关的部分组成。多年来，我国电力人一 直致力于改进变电站的框架结构，随着微机、信息等技术的发展，变电站综合自 动化系统成为了我国电力领域一项重要的研究内容。对于变电站综合自动化系统 的研究内容主要包含两种情况，一种是220kV以下的变电站，由于其
19、电压等级 相对较低，因此，对此类变电站采用自动化系统，通过计算机等电子控制设备对 变电站进行改造与控制，通过自动化的模块与元件，逐步的实现此电压等级的变 电站达到无人值守的状态，实现全面的自动化控制；另一种是针对220kV以上 的变电站，对于该种等级的变压站而言，由于其电压等级相对较高，因此，普遍Id? =100 MV-A /0.69= 144kA计算短路电路中各主要原件的电抗标幺值 电力系统电抗标幺值计算x； sd/ Soc =100/500=0.2架空线电抗标幺值计算X：=X*L* Sd/ U4 =0.35*5* 100/10,52 =1.59电力变压器电抗标幺值计算.75.75=6*10
20、0/100*1600=3等效图如图5-2所示等效图如图5-2所示21392139K13 3.75 W-K243.75图3-2短路等效电路图计算K1点的总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总的电抗标幺值：xL =xl +X, =0.2+1.59=1.79三项短路电流周期分量有效值；IIdi/X|i=5.5/l.79=3.07kA其他三相短路电流：=I=3.07kAi-i =255*I=255*307=783kALa =L51*I = L51*3.07=4.64kA三相短路容量： *s I =s /X 1=100/1.79=55.86MV-A计算K2点的总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总的电抗
21、标幺值：Xk= X1+ X)+x!xL=o.2+1.59+3.75/2=3.67三项短路电流周期分量有效值；12=3/ X，=i44/3.67=39.29kA其他三相短路电流：2 =39.29kAihi = 1.84* = 1.84*39.29=72.29kA储=1.09*1? =1.09*39.29=42.83kA三相短路容量：S2=Sd/ x|2=100/3.67=27.25MV-A3.4小结本次设计所带负荷为1449.7kVA,选择一台1600kVA的变压器即可满足设 计要求。由于本次的设计选择的是双母线分段接线方式，因此选择两台相同型号 的变压器互为备用以保障用电的安全性以及可靠性。由
22、于小区供电等级为10KV, 拟采用单母线分段方式为主线路接线法，经济适用。通过标幺值法进行短路计算, 最终得到了不同短路点的短路参数。第4章设备的选择上一章节我们计算出相关的短路参数，根据短路参数的大小我们可以有效的 选择电气设备的大小，并根据短路参数对选定的型号参数进行动稳定以及热稳定 校验，本章将通过前文已经求出的参数进行设备的选择与校验。4.1 设备的选型原则导体的选择我们所认知的导体一般都由铜、铝、铝合金所制成的，一般的导流体都选择 铝合金制成，因为其成本造价更低廉。而纯铝所制成的导体一般都为槽型、矩形 等形状，并且纯铝由于其材料的原因其强度相对较低，因此，UOkV及以上的配 电装置普
23、遍不选择纯铝的材质UL出线的选择由于铝制导体相对于纯铜导体的载流量要低很多，所以一般在持续工作电流 较大的地方我们选用纯铜的导体，同时由于工业场所的环境多种多样，有很多环 境对铝制材料有强烈或者持续的腐蚀性，这种情况下就需要选择铝制的导体。对于20kV及以下的回路，其工作电流在4000A以下时，此时一般选用矩形 导体，当电流爱4000A以上的时候，建议选用槽型导体。对于UOkV及以上的高压装置，推荐选择铝合金导体。4.1.1 断路器对于断路器的选择，首先需要满足所有技术类的条件，其次，需要满足环境 条件，如在防爆区域，则必须选择防爆型的断路器，同时还应考虑施工的便捷性 以及运行和调试相对方便，
24、技术相对成熟，相对经济等方面的因素。4.1.2 互感器互感器主要使用的是电压互感器和电流互感器两种：对于电压互感器的选额，我们一般按照电压等级进行选型原则：对于3-20kV 的室内装置，推荐采用油浸式结构，也可以采用电磁式的电压互感器；对于35kV 配电装置普遍选用电磁式的电压互感器；对于UOkV及以上的配电装置，在满 足其技术指标的前提下，普遍选用电容式电压互感器”叫对于电流互感器，在3-20kV屋内装置，需要根据其使用条件选择，一般选 用树脂浇筑结构的电流互感器；对于35kV及以上的配电装置，一般都会选择油 浸式的电流互感器。4.2 电气设备选型表表4-1导体选择表10kV0.4kV断路器
25、ZN24-10/800NA1型智能万能断路器电流互感器LZZQB6-10-0.5-800/5LMZ1系列熔断器RN2-10/0.5 -50隔离开关GN9-10/630电压互感器JDZJ-10JDZ1系歹U接地开关JN-3-10/25母线TMY-3x (80xl0)+lx (60x6)TMY-3x (8Oxio)+ix (60x6)4.3 设备校验4.3.1 按正常工作条件选择(1)工作电压设备额定电压不小于线路额定电压力，即(4-1)(2)工作电流设备额定电流人”不小于线路计算电流加，即(4-2)(3)断流能力设备的最大开断电流或功率应不小于其可能开断的最大电流或功率，即口4oc(4-3)按短
26、路条件校验(1)动稳定性校验按三相短路冲击电流校验，即maxmaxmax或(4-4)(2)热稳定性校验按三相短路稳态电流和短路发热假想时间校验，即二I 2 tma公式(4-5)其La =。+ 0。5 D_Dd” 8当Gma = tk,九=top+toc(4-7)(3)电流互感器短路稳定性校验1)动稳定性校验条件：(4-8)2)热稳定性校验条件:(4-9)(4)母线短路稳定性校验1)动稳定性的校验条件为：加 10公式(4-10)其中：为母线材料的最大允许应力(Pa)； 为母线通过时所受到的最大计算应力。 最大计算应力按下式计算：M a =c W(4-11)其中：M为母线通过时受到的弯曲力矩；W为
27、母线的截面系数。2)热稳定性校验条件为：A I小=甲)华(4-12)其中：A (mm2)：母线截面积；C：热稳定系数；Amin (mm2)：满足短路热稳定条件的最小截面积。表4-2 10kV侧电气设备选择校验表校验项目稳， 动 130校验热稳定性：AvS其中：C取87mm2 ；由于AAmm = 57.7mm2,满足热稳定性的要求。因此，10kV母线型号选择为LMY-3 (40x4 D_Dd_同理，380V侧母线 号选择为 LMY-3(80x10本章小结车行市政道路相同行对播进 Q市政道路本章通过选型原则 应的电气元件进行了选 时通过短路计算的参数 电器元件的热稳定以及动稳定校验。最终列出相应的
28、设备表。第5章接地接地作为变电所不可缺少的部分，本次通过接地的理论知识与实际知识相结 合的方式进行设计。5.1 接地与接地装置电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直 接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的 接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金 属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装 置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不 载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接 起来的一
29、个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干 线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。5.2 接地措施本变电站主接地网以水平接地体加垂直地极构成，水平接地体采用热16 镀锌圆钢,垂直接地极用N50x50x2500和N50x50x3000两种长度的热镀锌角钢, 布置尽量利用配电室以外的空地。变电站主接地网的接地电阻应满足RW0.5Q 的要求。如实测接地电阻值不能满足要求，则需扩大接地网面积或采取其他降阻 措施。所有设备的底座或基础槽钢均采用016的热镀锌圆钢焊接并接入主接电网, 与主接地网可靠焊接。带有二次绕组的设备底座应采用两根接地引下线，与电网 两个不同点可靠焊接
30、。施工中应保证避雷针（网）引下线与主接地网的地下连接 点至变压器和10kV及以下设备的接地线与接地网的地下连接点沿接地体的长度 不小于15mo本次设计采用TN接地系统，工作接地、电气设备保护接地、防静电接地及 PLC系统接地共用一套接地系统，其接地电阻不大于1C。所有电气设备正常不 带电金属外壳、保护钢管等均应可靠接地。按建筑物防雷设计规范，做好防雷电波侵入的措施；供给PLC等弱电 系统的电源，做好防止浪涌过电压的保护措施。电电电勰金属翻电管PE干为一 40x6）麻蛾麻层金毓理件其它金属外克及金属构件ZR-BVR 1x16总等电摩睇铺（MEB）4-族腿一眺电战1n图5-1接地系统图在图5-1中
31、，我们给出了接地系统图，如图，我们可以清楚的看到所有的用 电设备，设备箱以及金属外壳等一系列设备，均连接到总的接地网上，并最终接 入总等电位箱中然后接地，其中，我们应在设计中注意的是，在进线电缆之间超 过50m时，应在下属配电箱进行重复接地以确保安全。例如：A、B两个配电箱, A为动力箱,B为照明配电箱，当B的供电电源由A引来时，如果A到B的缆线 长度超过50m时，则需要在照明配电箱B处进行重复接地的设置，具体做法为: 在距离B所在建筑物2-3m的距离设置接地线，并每隔五米设置一个接地极，将 配电箱中的PE排通过4*40的热镀锌扁钢与接地线可靠连接，便完成了重复接 地的设置。我们的设计原则是，
32、找到所有设备所在的位置，将设备与接地网可靠相连， 在建筑物中，在适当位置留下接地端子的图鉴预埋处，若为高层建筑还需在房顶 沿房子四周敷设避雷带以及设置相应的引下线，规范中会规定相应的情况的接地 电阻应为多少欧姆，普遍情况下都为4欧姆，当工程施工时测得接地电阻高于4 欧姆时，我们可以通过增加接地极、添加降阻剂等方式知道达到设计要求为止。采用计算机监控技术来提高整体的管理能力，对于该种变电所，希望通过新的技 术来达到高水平的自动化控制以及运行的目的。对于变电所综合自动化系统，其主要的功能需要包括：自动控制、监视；继 保；测量仪表等等相关的功能，对于变电所综合自动化系统的特点可以总结称如 下几个：功
33、能的综合化；运行的智能化；管理的简单化；显示的数字化；整体的 微机化。1.3 研究内容本次论文的主要研究内容主要由变电站的负荷计算、无功补偿、变压器的选 择、主接线的选择与分析、短路计算、设备的选择以及防雷接地的设计。1.4 论文结构安排第一章对本次选题的原因进行概述，同时对变电站的发展进行相应的阐述； 第二章通过需用系数法等进行负荷计算，根据负荷计算的结果计算出相应的功率 因数，根据所得到的功率因数的大小进行无功补偿，将功率因数补偿到国家相应 规范要求的标准值以上；第三章根据负荷的大小以及待建变压器的台数来确定主 接线的方案；主接线的负荷计算的最终结果进行变压器容量的选择；主接线的方 式进行
34、短路计算，计算出短路值；第四章根据前文计算的结果进行主要设备的选 型；第五章针对变电站的通用情况进行变电站的防雷与接地设计。结论随着当今社会电子产品、家电、电动汽车等行业的发展，对于电能的需要越 来越大，变电站作为供配电的中间环节起着至关重要的作用。对于变电站的二次 设备主要由继保、测量仪表、控制屏等相关的部分组成。多年来，我国电力人一 直致力于改进变电站的框架结构，随着微机、信息等技术的发展，变电站综合自 动化系统成为了我国电力领域一项重要的研究内容。对于变电站综合自动化系统 的研究内容主要包含两种情况，本文是住宅小区供配电，是220kV以下的变电 站，由于其电压等级相对较低，因此，对此类变
35、电站采用自动化系统，通过计算 机等电子控制设备对变电站进行改造与控制，通过自动化的模块与元件，逐步的 实现此电压等级的变电站达到无人值守的状态，实现全面的自动化控制。对于变电所综合自动化系统，其主要的功能需要包括：自动控制、监视；继 保；测量仪表等等相关的功能，对于变电所综合自动化系统的特点可以总结称如 下几个：功能的综合化；运行的智能化；管理的简单化；显示的数字化；整体的 微机化。对变电站的负荷计算、无功补偿、变压器的选择、主接线的选择与分析、短 路计算、设备的选择以及防雷接地的设计的一系列选择和计算。由这些计算得出 的数据结果，可以保证整个自动化控制前期的设备可靠性，及自动化控制后的安 全
36、性；可以为小区建设投入期间降低相应成本；更可以为打到保障控制室人员的 生命安全，为小区业主的用电安全发挥了基础的，可靠的支持。第2章电力负荷计算根据前文所提到的本次论文的结构形式，明确了变电所设计的基础工作是负 荷计算，同时也提到了功率因数在变电所中所能产生的影响。因此本章通过原始 资料的分析通过需用系数法对负荷进行计算，得到视在功率、无功功率以及有功 功率、功率因数的数值，通过上述数据对整个变电站的配电部分进行无功补偿。 2.1设计原始依据小区总平面图：如图2-1所示。首先小区负荷情况如下:本工程为多层建筑洋房小区，每单元均有配套电梯。 小区总建筑面积为37800m2,由10栋主体建筑、地下
37、公共汽车库和1栋小区公 用用房组成。其中10栋住宅建筑中有8栋地上均为6层，地下1层，地上高约 18米住宅；另外两栋为16层小高层建筑；1栋3层小区公共用房和热力泵站（热 力泵站在公共用房的一楼一侧，占地面积约多200m2） o所有住宅楼的每个单元 均为一梯两户，热力泵站为三相0.4kV电源供电，用电设备主要为三相循环泵和 补水泵等。本小区的负荷统计资料如表2-1所示：本次设计的小区的供电电源情况为：高压侧从市政不同的开闭所或公共 10kV配电T型分接电处引出，在接引10kV电源处设置明显断开点，低压侧至 小区内各建筑低压用电计量装置。本次设计的小区通过查询相关资料可知本地区年平均雷暴日28.
38、5d/a,通廊 式住宅建筑年物预计雷击次数为：0.0925次/a。市政道路图2-1小区平面图表2-1住宅小区具体数据楼号单元 数层高单体建筑面积(m2)备注广8162400住宅11-13000停车场9, 101168000住宅122800公共用房2.2电力负荷的计算依据2.2.1 单位面积估算法本次设计先通过单位面积估算法进行每一个单体的负荷给定，之后通过需要 系数法进行详尽的计算，最后确定后续设计的相关参数。单位面积估算法是将建筑面积与用电负荷相关联，通过多年的建设经验以及 相关规范的要求，对于一般的单体建筑我们可以通过表(2)中给定的单位面积 用电功率对楼宇的各个位置进行相应的估算。表2-
39、2各类建筑用电指标建筑类别用电指标(w/m2)建筑类别用电指标(w/m2)医院4070公寓3050高等学校2040旅馆4070中小学1220办公3070商业一般：4080展览馆5080大中型：60120体育4070演播室250500剧场5080汽车库815222需用系数法负荷计算基本公式:K称为需要系数(2-1)使用需用系数发确定有功功率的基本公式为:求出有功功率后，可以通过如下公式求出对应的参数，其公式如下:无功功率为视在功率为计算电流为30= SQ W其中有功功率单位为kW；无功功率单位为kvar；视在功率的单位为kVA； 计算电流的单位为A。住宅用电负荷的需用系数表（2-3）表（2-4）
40、所示：表2-3住宅用电负荷需要系数需要系数按单项配电计算基按三相配电计算基本户数本户数6180. 758240. 6610300. 5812360. 5014420. 4816480. 4718540. 4521630. 4324720.4125-10075-3000. 40125-200375-6000. 33260-300780-9000. 26表2-4需要系数及其自然功率因数表负荷类型规模需要系数功率因数(1)(1)（cos 平）照明照明锅炉房热力站、水泵房、通风机电梯舞台照明面积V50(W500-3000 m23000-1500 m215000 m2商业台3台5台5台200kW1-0.
41、90. 9-0. 70. 75-0. 550. 6-0. 40. 9-0. 70. 9-0. 70. 7-0. 60. 75-0. 80. 8-0. 60. 18-0. 221-0.60. 6-0. 41-0.90.90. 8-0. 850. 8-0. 850.80. 9-0. 1223各层平面负荷计算（一）各个公寓楼负荷计算本次设计结合单位面积法与需要系数法进行计算。本次计算取小数点后2位，采取四舍五入制，cos。%均以给定资料为准。18号楼18号楼的建筑面积为2400平方米，每层为400平方米，一共四户，一户 150平方米，两户70平方米以及一户90平方米，其余20平方米为公摊面积。 每户
42、的用电指标我们都按照50W/平方米进行计算。公共面积因为只有疏散照明 以及楼层灯，因此，每栋楼的公摊部分按照2kW用电量进行核算。每栋楼作为 一个用电单位，在每栋楼设置一个总配电箱供该楼使用。其中每一栋楼的用户为 4*6=24 户，其需用系数取 041, cos(p D_Dd有功计算负荷P0= (150+70+70+90) *50*6+2000= 116kWP3o= K P=0.41x116=47.56W无功计算负荷Q3o =祐 tancpx0.48=22.83kvar视在计算负荷S30 = Rs(p9、10号楼9、10号楼的建筑面积为8000平方米，每层为500平方米，一共五户，两 户100
43、平方米，两户80平方米以及一户105平方米，其余35平方米为公摊面积。 每户的用电指标我们都按照50W/平方米进行计算。公共面积因为只有疏散照明 以及楼层灯，因此，每栋楼的公摊部分按照10kW用电量进行核算，每栋楼作为 一个用电单位，在每栋楼设置一个总配电箱供该楼使用。其中每一栋楼的用户为5*16=80户，其需用系数取0.4。，cos(p D_Dd有功计算负荷P(100+100+80+80+105) *50*16+10000=382kWP3o= K P=0.4X382=152.8W无功计算负荷Q3o =布 tancpDx0.48=73.34kvar视在计算负荷S30 = Rs(pD_Dd 6 % _11号楼11号楼的建筑面积为3000平方米，该建筑为地